CN106877573A - 一种永磁同步电机旋变对零系统及其对零方法 - Google Patents

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朱琛琦
张新
张亮
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Abstract

本发明公开了一种永磁同步电机旋变对零系统，包括旋转变压器，所述旋转变压器的转子与电机的转轴连接，其与电机转子同步转动；所述旋转变压器的定子预安装在电机壳体上，其轴向可转动、径向固定，其特征在于：还包括上位机、信号采集单元、电机旋转装置，所述电机旋转装置与电机转轴连接，以带动电机转动，所述的信号采集单元分别用于检测电机的电动势数据和旋转变压器的输出正弦波信号，所述信号采集单元采集的数据上传至上位机，所述上位机对信号分析对比，输出控制信号至旋转变压器定子微调装置，控制旋转变压器定子在轴向转动。本发明的优点在于提高了永磁同步电机旋变对零的自动化程度，操作简单可靠，提高电机旋变对零的效率。

Description

一种永磁同步电机旋变对零系统及其对零方法
技术领域
本发明属于电机领域，特别涉及一种永磁同步电机旋变对零装置。
背景技术
永磁同步电机在新能源汽车等应用场合因其功率密度及效率较高应用越来越多，随之带来永磁同步电机测试标定时相序确定及旋转变压器与转子对零确定给批量化生产带来一定的麻烦，如何在永磁同步电机批量化生产时快速准确的实现永磁同步电机的旋变对零是电机生产领域需要解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种永磁同步电机旋变对零系统，目的是提高调高永磁同步电机的旋变对零效率，增加永磁同步电机生产中旋变对零的自动化水平。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种永磁同步电机旋变对零系统，包括旋转变压器，所述旋转变压器的转子与电机的转轴连接，其与电机转子同步转动；所述旋转变压器的定子预安装在电机壳体上，其轴向可转动、径向固定，其特征在于：还包括上位机、信号采集单元、电机旋转装置，所述电机旋转装置与电机转轴连接，以带动电机转动，所述的信号采集单元分别用于检测电机的电动势数据和旋转变压器的输出正弦波信号，所述信号采集单元采集的数据上传至上位机，所述上位机对信号分析对比，输出控制信号至旋转变压器定子微调装置，控制旋转变压器定子在轴向转动。
所述的旋变变压器定子微调装置包括机械臂、控制单元，所述机械臂端部与旋转变压器的定子连接，所述控制单元控制机械臂的转动，所述机械臂带动旋转变压器定子轴向转动。
所述上位机为工业计算机，用于分析数据采集单元采集的电机和旋转变压器的数据以判断是否完成对零。
所述电机固定在对零工位上，所述对零工位侧分别通过流水线传送电机。
所述的机械臂包括x轴移动机构、y轴移动机构、z轴移动机构，所述控制单元分别控制x轴移动机构、y轴移动机构、z轴移动机构的移动。
一种永磁同步电机旋变对零系统的对零方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)、将未旋变对零的电机固定在对零工位上；
(2)、旋转变压器、电机旋转装置分别与电机连接组装；
(3)、启动电机旋转装置，采集电机及旋转变压器的数据信息，传递至上位机中；
(4)、上位机对采集上传的数据进行分析对比，确定是否完成旋变对零；
(5)、若对零完成，将旋转变压器的定子固定在电机上，返回步骤(1)；若未完成对零，上位机发出控制信号至旋转变压器定子微调装置，调节旋转变压器的定子位置后返回步骤(4)。
所述步骤(2)中旋转变压器、电机旋转装置分别与电机连接具体如下：所述旋转变压器的转子与电机的转轴连接，其与电机转子同步转动；所述旋转变压器的定子预安装在电机壳体上，其轴向可转动、径向固定；所述电机旋转装置与电机转轴连接，以带动电机转动。
所述的步骤(4)中上位机判断对零完成的方法为：信号采集单元采集的电机的电动势变化正弦波信号与采集的旋转变压器输出的正弦波电信号输入到上位机中，上位机分析比较两种正弦波波形计算出相位差，在相位差为零时，此时对零完成。
所述步骤(3)中，所述电机旋转装置为伺服电机，伺服电机以固定速度带动电机转动。
本发明的优点在于提高了永磁同步电机旋变对零的自动化程度，操作简单可靠，可将其应用于电机自动化生产线来提高电机旋变对零的效率。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明的旋变对零系统的结构框图；
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1所示，先将旋转变压器与电机装配一起：旋转变压器包括转子和定子，旋转变压器的转子与电机轴连接，旋转变压器的转子与电机转子同步转动，旋转变压器的定子预安装在电机壳体上，固定其径向，使其无法沿电机轴的方向移动，旋转变压器的定子在轴向可转动，用于微调轴向位置来进行旋变调零。电机旋转装置与电机转轴连接，用于带动电机以固定转速转动；信号采集单元用于采集旋转变压器的输出电信号，即旋转变压器的输出端输出的正弦波信号；同时信号采集单元也采集电机运转时的交流电动势信号，即电机转动时产生的正弦波信号，信号采集单元采集的正弦波信号分别发送到上位机中，上位机通过两种波形的分析对比，计算出相位差判断此时旋变调零是否完整，旋转变压器的零位是否与电机的零位对准；若未对准，调零未完整，此时上位机发出控制信号至旋转变压器定子微调装置，控制旋转变压器定子在轴向转动，从而微调旋转变压器定子的位置，以调整对零位置。
旋转变压器定子微调装置包括机械臂、控制单元、机械臂端部连接旋转变压器的定子，用于通过机械臂的旋转带动旋转变压器定子的转动，控制单元接收上位机的控制；上位机可采用工业计算机来实现，通过波形分析对比软件来分析出旋转变压器和电机的相位差，计算出旋转变压器定子所应该旋转的角度，通过控制信号发送至控制单元，控制单元根据控制信号，控制机械臂转动一定角度来微调旋转变压器定子的位置。
机械臂包括x轴移动机构、y轴移动机构、z轴移动机构，控制单元分别控制x轴移动机构、y轴移动机构、z轴移动机构的移动。控制单元可以通过PLC可编程控制器来实现，机械臂的端部连接旋转变压器的定子后保持Z轴移动机构固定不变，使得x轴移动机构、y轴移动机构可移动，x轴移动机构、y轴移动机构由控制单元控制同步移动，其移动规定为圆方程，其移动的角度为控制单元控制其运动的角度。机械臂的端部通过可拆卸的固定装置固定在旋转变压器定子上或者在端部设置的机械爪手抓住旋转变压器的定子，在旋变调零时通过固定装置或者说机械抓手固定在旋转变压器的定子上，当x轴移动机构y轴移动机构以圆方程路径移动时可带动旋转变压器的定子转动，转动角度需要微调的角度，进而使得旋转变压器定子位置微调，直到上位机分析后确定旋转变压器和电机的调零完成时，此时将定子固定在电机壳体上，可以通过螺钉固定。
为了将该旋变调零系统适应电机生产，可以将电机固定在对零工位上，对零工位相应的位置设置机械臂，在对零工位两侧分别为运送点击的流水线，一侧为待对零的电机，一侧为对零完整的电机，待对零的电机运送至对零工位处后，进行旋变对零操作，对零结束后，放在流水线上运输。
一种永磁同步电机旋变对零系统的对零方法，包括如下步骤：
(1)、将未旋变对零的电机固定在对零工位上；
(2)、旋转变压器、电机旋转装置分别与电机连接组装；
(3)、启动电机旋转装置，采集电机及旋转变压器的数据信息，传递至上位机中；
(4)、上位机对采集上传的数据进行分析对比，并确定是否完成旋变对零；
(5)、若对零完成，将旋转变压器的定子固定在电机上，返回步骤(1)；若未完成对零，上位机发出控制信号至旋转变压器定子微调装置，调节旋转变压器的定子位置后返回步骤(4)。
旋转变压器、电机旋转装置分别与电机连接具体如下：旋转变压器的转子与电机的转轴连接，其与电机转子同步转动；旋转变压器的定子预安装在电机壳体上，其轴向可转动、径向固定；电机旋转装置与电机转轴连接，以带动电机转动。
电机旋转装置为伺服电机，伺服电机以固定速度带动电机转动。上位机为工业计算机，其判断对零是否完成的方法为：信号采集单元采集的电机的电动势变化正弦波信号与采集的旋转变压器输出的正弦波电信号输入到上位机中，上位机分析比较两种正弦波波形计算出相位差，在相位差为零时，此时对零完整。对零完成后要将旋转变压器的定子固定在电机壳体上，可通过螺钉连接。
通过上述对零系统及对零方法，可以增加旋变对零的自动化程度，可以将整个对零系统设置在电机生产的流程中，在电机组装完成后将电机通过流水线传输线传递到对零工位进行对零，对零结束后在通过流水线运输线运送出去。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种永磁同步电机旋变对零系统，包括旋转变压器，所述旋转变压器的转子与电机的转轴连接，其与电机转子同步转动；所述旋转变压器的定子预安装在电机壳体上，其轴向可转动、径向固定，其特征在于：还包括上位机、信号采集单元、电机旋转装置，所述电机旋转装置与电机转轴连接，以带动电机转动；所述的信号采集单元分别用于检测电机的电动势数据和旋转变压器的输出正弦波信号，所述信号采集单元采集的数据上传至上位机，所述上位机对信号分析对比，输出控制信号至旋转变压器定子微调装置，控制旋转变压器定子在轴向转动。
2.如权利要求1所述的一种永磁同步电机旋变对零系统，其特征在于：所述的旋变变压器定子微调装置包括机械臂、控制单元，所述机械臂端部与旋转变压器的定子连接，所述控制单元控制机械臂的转动，所述机械臂带动旋转变压器定子轴向转动。
3.如权利要求1或2所述的一种永磁同步电机旋变对零系统，其特征在于：所述上位机为工业计算机，用于分析数据采集单元采集的电机和旋转变压器的数据以判断是否完成对零。
4.如权利要求1所述的一种永磁同步电机旋变对零系统，其特征在于：所述电机固定在对零工位上，所述对零工位侧分别通过流水线传送电机。
5.如权利要求2所述的一种永磁同步电机旋变对零系统，其特征在于：所述的机械臂包括x轴移动机构、y轴移动机构、z轴移动机构，所述控制单元分别控制x轴移动机构、y轴移动机构、z轴移动机构的移动。
6.如权利要求1-6任一所述的一种永磁同步电机旋变对零系统的对零方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)、将未旋变对零的电机固定在对零工位上；
(2)、旋转变压器、电机旋转装置分别与电机连接组装；
(3)、启动电机旋转装置，采集电机及旋转变压器的数据信息，传递至上位机中；
(4)、上位机对采集上传的数据进行分析对比，确定是否完成旋变对零；
(5)、若对零完成，将旋转变压器的定子固定在电机上，返回步骤(1)；若未完成对零，上位机发出控制信号至旋转变压器定子微调装置，调节旋转变压器的定子位置后返回步骤(4)。
7.如权利要求6所述的一种永磁同步电机旋变对零方法，其特征在于：所述步骤(2)中旋转变压器、电机旋转装置分别与电机连接具体如下：所述旋转变压器的转子与电机的转轴连接，其与电机转子同步转动；所述旋转变压器的定子预安装在电机壳体上，其轴向可转动、径向固定；所述电机旋转装置与电机转轴连接，以带动电机转动。
8.如权利要求6所述的一种永磁同步电机旋变对零方法，其特征在于：所述的步骤(4)中上位机判断对零完成的方法为：信号采集单元采集的电机的电动势变化正弦波信号与采集的旋转变压器输出的正弦波电信号输入到上位机中，上位机分析比较两种正弦波波形计算出相位差，在相位差为零时，此时对零完成。
9.如权利要求6所述的一种用词同步电机旋变对零方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述电机旋转装置为伺服电机，伺服电机以固定速度带动电机转动。
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