CN110715598A - 一种旋变电机的旋变偏移量检测系统及方法 - Google Patents

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杨建成
于宗洋
赵路明
李亚芳
张琪
张建
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
    • G01R31/346—Testing of armature or field windings

Abstract

本发明涉及一种旋变电机的旋变偏移量检测系统及方法，属于电机控制技术领域。本发明提出一种旋变电机的旋变偏移量检测系统及方法，检测时利用直流稳压电源给三相永磁通电，通过设置合适的电压值，使电机工作在指定位置，此时通过示波器测量旋变的信号，对信号进行简单计算，即可得到旋变的位置信号。该方案采用简单易实现的方式实现旋变的偏移量检测，通过一些常见的设备和仪器就可实现旋变的偏移量检测，与传统的硬件和软件相结合的测试方法相比，减少了设计和管理成本，特别适用于电机厂的电机出厂测试。

Description

一种旋变电机的旋变偏移量检测系统及方法
技术领域
本发明属于电机控制技术领域，具体涉及一种旋变电机的旋变偏移量检测系统及方法。
背景技术
旋转变压器(旋变)精度高、工作可靠性好，根据系统的可靠性与抗干扰性等方面的考虑，采用旋变取代传统的霍尔元件等位置传感器作为位置、速度检测装置，可以精确获得电机转子的当前位置和转速，更适合用于高精度的位置与转速的闭环控制，且可靠性高，抗干扰能力强。
通常旋变偏移量的检测需要通过软件和硬件相结合的方式进行，设计和管理成本高，这对于电机厂和电机维护等提出了较高的要求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何设计一种旋变电机的旋变偏移量检测系统及方法，用于旋变位置的检测，有效降低系统的成本和复杂度。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种旋变电机的旋变偏移量检测系统，包括：
旋变电机，为带旋变的三相永磁电机，作为被测对象；其中所述旋变安装在三相永磁电机上；
直流稳压电源，用于给三相永磁电机通电，控制三相永磁电机旋转到指定位置；
信号发生器，用于产生旋变的激励信号；
示波器，用于测试旋变的正余弦信号，并解读相关信息；
其中，三相永磁电机的U相接直流稳压电源的正极，V相接直流电源的负极，直流稳压电源先不上电，将信号发生器设置为正弦波输出，具体信号幅值和频率根据旋变的参数设定，旋变的正弦和余弦信号接示波器，三相永磁电机转动时，旋变的输出电压随三相永磁电机转子和定子的相对角位移θ以正弦或余弦函数变化，从而可通过旋变的输出信号得到三相永磁电机转子相对于定子的位置，即θ角的大小。
本发明还提供了一种利用所述的检测系统实现旋变偏移量检测的方法，包括如下步骤：
用直流稳压电源产生三相永磁电机的驱动电压信号，使三相永磁电机能够旋转并锁定在所述预定位置；
用信号发生器输出预定的正弦信号，作为旋变的正弦激励信号；
用示波器测量旋变反馈的正弦和余弦信号，根据通过示波器采集到的正弦和余弦信号，测量到正、余弦信号的幅值分别为As和Ac，正、余弦信号的频率与所述正弦激励信号的频率相同；根据旋变的工作原理，则旋变的角度为θ＝(arcsin(As/(K*E))+arccos(Ac/(K*E)))/2，设定三相永磁电机当前状态是初始零位，则角度θ即为旋变的偏移量，其中K为旋变的变压比，E是所述激励信号的幅值。
优选地，所述预定的正弦信号的幅值按照旋变的说明书进行设置。
优选地，所述预定的正弦信号的频率按照旋变的说明书进行设置。
优选地，该方法可适用于电机出厂前的旋变位置偏移量一致性检测和调整，将同批次电机的旋变偏移量调整到同一个参数值。
优选地，该方法可应用于旋变电机的后期维修。
(三)有益效果
本发明提出一种旋变电机的旋变偏移量检测系统及方法，检测时利用直流稳压电源给三相永磁通电，通过设置合适的电压值，使电机工作在指定位置，此时通过示波器测量旋变的信号，对信号进行简单计算，即可得到旋变的位置信号。该方案采用简单易实现的方式实现旋变的偏移量检测，通过一些常见的设备和仪器就可实现旋变的偏移量检测，与传统的硬件和软件相结合的测试方法相比，减少了设计和管理成本，特别适用于电机厂的电机出厂测试。
附图说明
图1为本发明实施例提供的旋变电机的旋变偏移量检测系统原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图1所示，本发明一种实施例提供的旋变电机的旋变偏移量检测系统包括：
旋变电机，为带旋变的三相永磁电机，作为被测对象；其中所述旋变安装在三相永磁电机上；
直流稳压电源，用于给三相永磁电机通电，控制三相永磁电机旋转到指定位置；
信号发生器，用于产生旋变的激励信号；
示波器，用于测试旋变的正余弦信号，并解读相关信息；
其中，三相永磁电机的U相接直流稳压电源的正极，V相接直流电源的负极，直流稳压电源先不上电，将信号发生器设置为正弦波输出，具体信号幅值和频率根据旋变的参数设定，旋变的正弦和余弦信号接示波器，三相永磁电机转动时，旋变的输出电压随三相永磁电机转子和定子的相对角位移θ以正弦或余弦函数变化，从而可通过旋变的输出信号得到三相永磁电机转子相对于定子的位置，即θ角的大小。
本发明的具体检测方法包括如下步骤：
用直流稳压电源产生三相永磁电机的驱动电压信号，使三相永磁电机旋转至预定位置并保持，其中三相永磁电机的U相和V相分别接直流稳压电源的正负极，并采用逐渐增加电压的方式使三相永磁电机能够可靠锁定在所述预定位置；
用信号发生器输出预定的正弦信号，作为旋变的正弦激励信号，所述预定的正弦信号的幅值和频率按照旋变的说明书进行设置；
用示波器测量旋变反馈的正弦和余弦信号，根据通过示波器采集到的正弦和余弦信号，测量到正、余弦信号的幅值分别为As和Ac，正、余弦信号的频率与所述正弦激励信号的频率相同；根据旋变的工作原理，则旋变的角度为θ＝(arcsin(As/(K*E))+arccos(Ac/(K*E)))/2，设定三相永磁电机当前状态是初始零位，则角度θ即为旋变的偏移量，其中K为旋变的变压比，E是所述激励信号的幅值。
本发明采用常用的仪器和设备完成旋变偏移量的检测，避免了硬件和软件检测带来的设计和管理成本，可有效降低系统的成本和复杂度。
可以看出，采用常用的仪器及设备即可实现旋变电机的旋变偏移量检测，该检测系统包括：旋变电机，直流稳压电源，信号发生器及示波器，工作时驱动电机运行至预定位置，给旋变输入激励信号，通过示波器测量旋变反馈的正余弦激励信号即可推算出旋变的位置信号。由此，本发明避免了软件和硬件检测方式带来的设计和管理成本，可有效降低系统的成本和复杂度。
本发明上述的旋变偏移量检测系统及方法应用于旋变电机的旋变偏移量检测，例如，具体可适用于电机出厂前的旋变位置偏移量一致性检测和调整，将同批次电机的旋变偏移量调整到同一个参数值，确保电机出厂前的状态一致性，还可以应用于旋变电机的后期维修。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种旋变电机的旋变偏移量检测系统，其特征在于，包括：
旋变电机，为带旋变的三相永磁电机，作为被测对象；其中所述旋变安装在三相永磁电机上；
直流稳压电源，用于给三相永磁电机通电，控制三相永磁电机旋转到指定位置；
信号发生器，用于产生旋变的激励信号；
示波器，用于测试旋变的正余弦信号，并解读相关信息；
其中，三相永磁电机的U相接直流稳压电源的正极，V相接直流电源的负极，直流稳压电源先不上电，将信号发生器设置为正弦波输出，具体信号幅值和频率根据旋变的参数设定，旋变的正弦和余弦信号接示波器，三相永磁电机转动时，旋变的输出电压随三相永磁电机转子和定子的相对角位移θ以正弦或余弦函数变化，从而可通过旋变的输出信号得到三相永磁电机转子相对于定子的位置，即θ角的大小。
2.一种利用如权利要求1所述的检测系统实现旋变偏移量检测的方法，其特征在于，包括如下步骤：
用直流稳压电源产生三相永磁电机的驱动电压信号，使三相永磁电机能够旋转并锁定在所述预定位置；
用信号发生器输出预定的正弦信号，作为旋变的正弦激励信号；
用示波器测量旋变反馈的正弦和余弦信号，根据通过示波器采集到的正弦和余弦信号，测量到正、余弦信号的幅值分别为As和Ac，正、余弦信号的频率与所述正弦激励信号的频率相同；根据旋变的工作原理，则旋变的角度为θ＝(arcsin(As/(K*E))+arccos(Ac/(K*E)))/2，设定三相永磁电机当前状态是初始零位，则角度θ即为旋变的偏移量，其中K为旋变的变压比，E是所述激励信号的幅值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定的正弦信号的幅值按照旋变的说明书进行设置。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定的正弦信号的频率按照旋变的说明书进行设置。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法适用于电机出厂前的旋变位置偏移量一致性检测和调整，将同批次电机的旋变偏移量调整到同一个参数值。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法应用于旋变电机的后期维修。
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