專利名稱：交流伺服系統(tǒng)中交流伺服電機的自動辨識方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機控制裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種交流伺服系統(tǒng)中交流伺服電機的自動 辨識方法，是交流伺服驅(qū)動器對具有復(fù)合式光電編碼器的交流伺服電機的自動辨識。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代傳動控制領(lǐng)域交流伺服系統(tǒng)已逐漸取代傳統(tǒng)直流伺服系統(tǒng)，成為運動控制系統(tǒng)的 主流執(zhí)行機構(gòu)。交流伺服系統(tǒng)主要包括交流伺服驅(qū)動器和交流伺服電機，交流伺服電機一般 配備有復(fù)合式光電編碼器。
由于各電機生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的電機技術(shù)參數(shù)不一致，致使目前國內(nèi)外生產(chǎn)的交流伺服驅(qū)動 器均只能適配固定品牌或型號的交流伺服電機，即無法使交流伺服驅(qū)動器脫離出來作為一個 單獨的產(chǎn)品，致使交流伺服電機也無法成為一個通用的產(chǎn)品。國外交流伺服系統(tǒng)廠家一般同 時生產(chǎn)伺服驅(qū)動器與伺服電機，使二者形成配套，國內(nèi)由于交流伺服電機技術(shù)起步較晚，造 成交流伺服電機品牌較多，每個品牌函蓋的產(chǎn)品系列都不全的局面。所以交流伺服驅(qū)動器只 能適配單一品牌或型號電機的局面使交流伺服驅(qū)動器和交流伺服電機都具有很大的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種交流伺服系統(tǒng)中交流伺服電機的辨識方法。 本發(fā)明的自動辨識方法包括下列內(nèi)容交流伺服驅(qū)動器通過向電機輸出指向電氣零點的
電壓矢量，使電機轉(zhuǎn)子被強制吸合到電氣零點的位置，得到電氣角度o度時對應(yīng)的編碼器u、
V、 W信號編碼值；交流伺服驅(qū)動器繼續(xù)輸出旋轉(zhuǎn)電壓矢量帶動電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到Z脈沖出現(xiàn)位 置，得到Z脈沖與電氣零點之間的機械角度值^ ;電機轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)到下一個Z脈沖出現(xiàn)的位 置，得到編碼器旋轉(zhuǎn)一周的脈沖總數(shù)^;在電機旋轉(zhuǎn)兩次出現(xiàn)Z脈沖的過程中，得到編碼器 U、 V、 W信號編碼組合規(guī)則和編碼組合的重復(fù)次數(shù)"；
再根據(jù)復(fù)合式光電編碼器的特點按照下列公式計算出
電機的極對數(shù) ^^=";
編碼器的線數(shù)
編碼器z脈沖與電機電氣零點之間的電氣角度 6 =,
由編碼組合規(guī)則得到編碼器U、 V、 W信號與電機電氣角度的對應(yīng)關(guān)系，完成自動辨識過本發(fā)明的交流伺服驅(qū)動器帶動交流伺服電機開環(huán)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中交流伺服驅(qū)動器讀取 復(fù)合式光電編碼器信息，然后通過讀取的數(shù)據(jù)來計算交流伺服驅(qū)動器驅(qū)動交流伺服電機所需 的參數(shù)，進而實現(xiàn)對交流伺服電機的控制。采用本發(fā)明，可以使交流伺服驅(qū)動器和交流伺服 電機成為兩個獨立的產(chǎn)品，交流伺服驅(qū)動器可以在功率允許范圍內(nèi)適配任何具有復(fù)合式光電 編碼器的交流伺服電機，拓展了交流伺服驅(qū)動器和交流伺服電機的適用范圍。


圖l是本發(fā)明的實施例用電機配備的復(fù)合式光電編碼器碼盤示意圖
圖2是本發(fā)明的編碼器旋轉(zhuǎn)一周輸出信號波形示意圖
圖3是本發(fā)明的編碼器U、 V、 W信號輸出與電機反電動勢關(guān)系示意圖
圖4是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電壓矢量示意圖
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。 圖l是本發(fā)明的實施例用電機配備的復(fù)合式光電編碼器碼盤示意圖。 圖2是本發(fā)明的編碼器旋轉(zhuǎn)一周輸出信號波形示意圖。
從圖中可以看出，本發(fā)明實施例采用的交流伺服電機的復(fù)合式光電編碼器輸出的信號有 A、 B、 Z、 U、 V、 W，其中A、 B信號為正交脈沖；U、 V、 W信號分別對應(yīng)于電機的三個電氣相 位相差120度的電氣區(qū)間，每個區(qū)間的電氣角度為180度，即U、 V、 W信號的二進制脈沖編碼 (1 6)對應(yīng)6個相差60度的電氣區(qū)間，編碼規(guī)則與編碼器生產(chǎn)廠家和電機廠家的安裝方式 有關(guān)。
圖3是本發(fā)明的編碼器U、 V、 W信號輸出與電機反電動勢關(guān)系示意圖。 編碼器旋轉(zhuǎn)一周，Z脈沖信號輸出一次；對應(yīng)于電機的極對數(shù)Wp， U、 V、 W信號的脈沖 編碼重復(fù)輸出W"欠；A、 B脈沖經(jīng)過四倍頻電路后其數(shù)量對應(yīng)于編碼器的線數(shù)Ws的四倍4^^
交流伺服驅(qū)動器實現(xiàn)對具有復(fù)合式光電編碼器的交流伺服電機的驅(qū)動需要的參數(shù)有① 電機的極對數(shù);②編碼器的線數(shù);③編碼器Z脈沖與電機電氣零點之間的電氣角度^ ;④用于電機轉(zhuǎn)子初始位置檢測的U、 V、 W信號與電機電氣角度的對應(yīng)關(guān)系。
圖4是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電壓矢量示意圖。交流伺服驅(qū)動器通過向交流伺服電機輸出指向電 氣零點的電壓矢量，使電機轉(zhuǎn)子被強制吸合到電氣零點的位置，記錄此位置U、 V、 W信號的 組合編碼^5^1 = 5 ，交流伺服驅(qū)動器以此位置為電氣角度零點輸出旋轉(zhuǎn)電壓矢量帶動電機轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動過程中交流伺服驅(qū)動器記錄來自復(fù)合式光電編碼器的A、 B正交脈沖，當(dāng) 交流伺服驅(qū)動器第一次接收到編碼器的Z脈沖信號時，將此時累計的A、 8正交脈沖"1= 41。 記錄，同時將累計的A、 B正交脈沖清零，重新開始累計；電機轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中記 錄U、 V、 W信號的組合編碼，當(dāng)交流伺服驅(qū)動器第二次接收到編碼器的Z脈沖信號時，將此時 累計的A、 8正交脈沖"2 = 1440; U、 V、沐信號的組合編碼出現(xiàn)的個數(shù)"3 = 12以及排列順序 記錄下來。
電機的極對數(shù) A^ = w/e=2 ;
編碼器的線數(shù) ' ；
編碼器Z脈沖與電機電氣零點之間的電氣角度^(^^"6『77^2『電角度；其 中^以36(T為周期；
編碼器U、 V、 W信號編碼^^^z5為電氣零點，根據(jù)電機旋轉(zhuǎn)過程中記錄下來編碼出現(xiàn) 順序5、 1、 3、 2、 6、 4，可以依次計算出U、 V、 W信號6個編碼所對應(yīng)的電氣角度，g卩5 對應(yīng)330° 30° ， 1對應(yīng)30° 90° ， 3對應(yīng)90° 150° ， 2對應(yīng)15(T 210° ， 6對應(yīng)210 ° 270° ， 4對應(yīng)27(T 330° 。
電機自動辨識方法的優(yōu)越性主要體現(xiàn)交流伺服驅(qū)動器可以對任意具有復(fù)合式光電編碼器 的交流伺服電機進行辨識，辨識后即可與交流伺服電機構(gòu)成交流伺服系統(tǒng)，使交流伺服驅(qū)動 器和交流伺服電機可以不受生產(chǎn)廠家技術(shù)參數(shù)的影響，較好的擴大了二者的適用范圍。
權(quán)利要求
1.一種交流伺服系統(tǒng)中交流伺服電機自動辨識方法，其特征是所述的自動辨識方法包括下列內(nèi)容交流伺服驅(qū)動器通過向電機輸出指向電氣零點的電壓矢量，使電機轉(zhuǎn)子被強制吸合到電氣零點的位置，得到電氣角度0度時對應(yīng)的編碼器U、V、W信號編碼；交流伺服驅(qū)動器繼續(xù)輸出旋轉(zhuǎn)電壓矢量帶動電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到Z脈沖出現(xiàn)位置，得到Z脈沖與電氣零點之間的機械角度值ψ；電機轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)到下一個Z脈沖出現(xiàn)的位置，得到編碼器旋轉(zhuǎn)一周的脈沖總數(shù)PE；在電機旋轉(zhuǎn)兩次出現(xiàn)Z脈沖的過程中，得到編碼器U、V、W信號編碼規(guī)則和編碼的重復(fù)次數(shù)n；再根據(jù)復(fù)合式光電編碼器的特點按照下列公式計算出電機的極對數(shù)NP＝n；編碼器的線數(shù)Ne＝PE/4；編碼器Z脈沖與電機電氣零點之間的電氣角度θ＝ψ*NP；由編碼器U、V、W信號編碼規(guī)則得到編碼器U、V、W信號與電機電氣角度的對應(yīng)關(guān)系，完成自動辨識過程。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種交流伺服系統(tǒng)中交流伺服電機的辨識方法。本發(fā)明的自動辨識方法是，交流伺服驅(qū)動器帶動交流伺服電機開環(huán)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中交流伺服驅(qū)動器讀取復(fù)合式光電編碼器信息，然后通過讀取的數(shù)據(jù)來計算交流伺服驅(qū)動器驅(qū)動交流伺服電機所需的參數(shù)，進而實現(xiàn)對交流伺服電機的控制。采用本發(fā)明，可以使交流伺服驅(qū)動器和交流伺服電機成為兩個獨立的產(chǎn)品，交流伺服驅(qū)動器可以在功率允許范圍內(nèi)適配任何具有復(fù)合式光電編碼器的交流伺服電機，拓展了交流伺服驅(qū)動器和交流伺服電機的適用范圍。
文檔編號H02P21/14GK101621274SQ20091030377
公開日2010年1月6日 申請日期2009年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日
發(fā)明者旭 周, 勇 李, 凱 楊, 石航飛, 陳志錦 申請人:中國兵器工業(yè)第五八研究所