CN101933222B - 求得电整流的可逆的同步马达的转子的角度位置的修正值的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种关于用于触发同步马达的传感器来求得电整流的可逆的同步马达的转子的角度位置的修正值的方法。为了调整传感器并且识别和修正电误差角和误触发，提出在校准行驶中用外部的强制的旋转磁场触发马达，在校准行驶期间在至少一个参考位置中同时检测旋转磁场的电角度以及转子的由外部的传感器测量的机械角度，并且将所述电角度和所述机械角度相互配属地作为测量顺序的数值对进行保存，在旋转磁场的方向倒转之后同时检测旋转磁场的电角度以及转子的由外部的传感器测量的机械角度，并且同样将所述电角度和所述机械角度相互配属地作为第二测量顺序的数值对进行保存，从两个测量顺序的相互对应的数值对中计算出电角度和机械角度之间的角度差，并且从两个角度差中通过形成平均值来形成用于考虑实际的误差角的修正值，并且加以保存。
Description
技术领域
本发明涉及一种关于用于触发同步马达的传感器、尤其是电梯门控制系统中的永久激励的同步马达的传感器来求得电整流的可逆的同步马达的转子的角度位置的修正值的方法，用于识别由于在装配传感器时的滞后、不精确度和/或误差而出现的机械的误差角并且在同步马达的由此引起的误触发中使用。
背景技术
在触发电整流的同步马达时，为在噪音最小时发挥最佳的动力一定需要精确地认识转子的关于定子线圈位置的位置。考虑到产生最小的噪音，通常用正弦的触发来运行马达，作为传感器例如使用分解器、光学的以及磁性的绝对值发送器(光栅和霍尔元件)或者具有一个或者多个指数发送器的增量式的传感器。
在机械方面预先给出马达线圈和传感器之间的位置；然而，由于装配不精确度会改变相互间的相对位置。波动的角度的另一来源是所使用的传感器的滞后效应。这种变化必然导致马达的误触发，因为所测量的和实际的角度位置不是精确一致。尤其在高极的马达中，这种误差引起非常负面的影响，因为机械的装配误差连同极对数量的因子可以作为触发时的电误差角变得很明显。例如1°的装配不精确度在十个极对的马达中引起10°的电误差角。关于90°的超前角，这已经相应于11％的误触发。由此引起有效扭矩的降低以及噪音生成的增加并且引起损耗的增加。
至今为止，人们通过机械的传感器调整或者通过交互地或者自动化地(例如在制造中)将角偏移的补偿值输入控制电子设备中来减少电误差角。甚至在市场上已经出现了在内部准备用于处理这种偏移值的传感器。在门控制的范围内还很少使用电整流的马达，并且按本发明的自动的调整方法至今为止还没有用于这种马达。
发明内容
本发明的任务是提供一种简单并且可靠的用于调整用于触发电整流的同步马达的传感器的方法，用该方法可靠地识别马达的由于在装配传感器时的不精确度和/或误差引起的电误差角和误触发，并且以有利的方式在没有其它辅助手段的情况下也可以现场进行修正。
为了解决该任务先后提出：
a.在校准行驶中用外部的强制的旋转磁场来触发马达，该旋转磁场独立于检测转子位置的外部的传感器形成，
b.在校准行驶期间在至少一个参考位置中同时检测旋转磁场的电角度以及转子的由外部的传感器测量的机械角度，并且将所述电角度和所述机械角度相互配属地作为第一测量顺序的数值对进行保存，
c.倒转旋转磁场的方向，并且同时检测方向逆转的旋转磁场的电角度以及转子的由外部的传感器测量的机械角度，并且同样将所述电角度和所述机械角度相互配属地作为第二测量顺序的数值对进行保存，
d.优选在校准行驶结束之后从两个测量顺序的相互对应的数值对中计算出旋转磁场的电角度和转子的由外部的传感器测量的机械角度之间的角度差，并且
e.在另一个步骤中从两个算出的角度差中通过形成平均值来形成用于考虑实际的误差角的修正值并且将修正值加以保存用于马达的正常运行。
因此，在校准行驶期间，在利用马达和负载力矩的对称特性的情况下在一个或者多个参考位置上确定外部的旋转磁场和由外部的传感器检测的角度之间的相位差。利用对强制的旋转磁场的相位的认识，可以在与转子固定地连接的传感器上明确地测量一个或者多个参考位置上的相位差。对于调整来说，仅仅由载荷产生的相位差的绝对值是不重要的，因为沿两个旋转方向进行测量并且在载荷对称时也产生相同的相位差。在考虑沿两个方向的测量值时，由载荷引起的相位误差得到补偿，并且获得了在相位误差为零时用于线圈的触发值，也就是转子的精确位置。在传感器的实际位置和在这种情况下按计划设置的位置之间的差就产生了用于修正相位的修正值，该修正值保存在合适的存储器中用于运行马达。
本发明优选沿着两个旋转方向以相同大小的负载力矩进行校准行驶，或者根据本发明的另一特征，在校准行驶期间在没有外部的载荷的情况下自由运转地运行马达。由此，在沿两个方向的测量过程中确保对于精确的结果来说重要的对称关系。
如果像替代方案那样提出，在校准行驶期间用已知的外部的负载力矩来运行马达，那么也可以考虑单边的测量行驶，已知的力矩特性曲线就能够代替缺少的对称性。
在按本发明的方法的设计方案中提出，将校准行驶集成到正常的运行中。其前提条件也是，在由门的重量和摩擦引起门驱动的情况下已知所述负载力矩，只要所述负载力矩不是对称的。
如果像提出的那样，为了产生在内部形成的旋转磁场向同步马达强加正弦的电压波形，那么负载力矩就表现为旋转的磁场和转子之间的相位差。然而所述方法可以类似地用于非正弦的(例如矩形的或者梯形的)触发。
在根据本发明的提议在起振阶段之后确定修正值时，也就是在系统已经稳定并且由载荷的加速引起的相位差衰减时，获得更可靠的测量结果。
通过分析在系统中存在的其它测量参量可以识别并且补偿非对称的载荷。通过在区块整流(Blockkommutierung)时测量总电流消耗或者交零，可以识别不对称的载荷并且在对马达情况和载荷情况没有认识的情况下也可以实现单边的测量行驶。
总之，本发明以非常简单的方式解决了所述任务，方法是马达在一种不同于平常的运行方式的运行方式下运行，并且以这种方式在没有额外的传感机构的情况下可以以较大的精度以及较小的花费测出马达特性，这至今为止只能不充足地或者耗费地实现。
Claims (10)
1.关于用于触发同步马达的传感器来求得电整流的可逆的同步马达的转子的角度位置的修正值的方法，用于识别由于在装配传感器时的不精确度和/或误差而出现的机械的误差角，并且在同步马达的由此引起的误触发中使用，其特征在于，
a.在校准行驶中用外部的强制的旋转磁场来触发马达，该旋转磁场独立于检测转子位置的外部的传感器形成，
b.在所述校准行驶期间在至少一个参考位置中同时检测所述旋转磁场的电角度以及所述转子的由外部的传感器测量的机械角度，并且将所述电角度和所述机械角度相互配属地作为第一测量顺序的数值对进行保存，
c.倒转所述旋转磁场的方向，并且同时检测方向逆转的旋转磁场的电角度以及所述转子的由外部的传感器测量的机械角度，并且同样将所述电角度和所述机械角度相互配属地作为第二测量顺序的数值对进行保存，
d.从两个测量顺序的相互对应的数值对中计算出所述旋转磁场的电角度和所述转子的由外部的传感器测量的机械角度之间的角度差，并且，
e.在另一个步骤中从两个算出的角度差中通过形成平均值来形成用于考虑实际的误差角的修正值，并且将所述修正值加以保存用于马达的正常运行。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，沿两个旋转方向以相同大小的负载力矩进行所述校准行驶。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述校准行驶期间在没有外部载荷的情况下自由运转地运行所述马达。
4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述校准行驶期间用已知的外部的负载力矩运行所述马达。
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述校准行驶集成到正常的运行中。
6.按权利要求1所述的方法，其特征在于，为了产生在内部形成的旋转磁场向所述同步马达强加正弦的电压波形。
7.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在起振阶段之后确定所述修正值。
8.按权利要求1所述的方法，其特征在于，通过分析在系统中存在的其它测量参量能够识别并且补偿非对称的载荷。
9.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步马达是电梯门控制系统中永久激励的同步马达。
10.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述校准行驶结束之后从两个测量顺序的相互对应的数值对中计算出所述旋转磁场的电角度和所述转子的由外部的传感器测量的机械角度之间的角度差。
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