CN112254626B - 一种门机电机转子位置传感器角速度波动自检方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种门机电机转子位置传感器角速度波动自检方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、门机控制器电机以额定转速空载运转；S2、采集门机控制器在时间间隔3~6ms内完整一圈或一圈以上的电机转动角度数值；S3、对采样数据的最小值和最大值进行差值计算，获得｜△θ1｜；S4、在电机对拖台架上由对拖电机带动被测电机以额定转速空载运转，采样时间间隔3~6ms内完整一圈或一圈以上的电机的转动角度数值，并由门机控制器自动对其中的最小值和最大值进行差值计算，获得｜△θ2｜，作为电机转子位置传感器角速度波动的基准值；S5、当｜△θ1｜大于｜△θ2｜时，门机控制器判定门机电机转子位置传感器角速度波动过大。
Description
技术领域
本发明属于电梯制造技术领域，具体涉及一种门机电机转子位置传感器角速度波动自检方法，用于电梯门机系统中永磁同步电机矢量控制的转子位置传感器角速度波动自检。
背景技术
对于电梯门机系统永磁同步电机矢量控制，电机的转子位置是个关键参数，这个参数的准确性和线性度对永磁同步电机矢量控制性能影响非常大， 比如门机电机转子位置传感器在设计或安装偏离电机转子中心，会造成门机电机转子位置传感器角速度波动过大，使控制电机圆形磁场变形，输出转矩波动，带动门机开关门过程门板会有异常响声，影响用户体验效果。现有技术通过精确的电机对拖台架可以检测电机转子位置传感器角速度波动，电机对拖台架包括电机试验台架、测量变送器、信号采集控制器和计算机等设备，但每台电机上精确的电机对拖台架进行测试的工作量非常大，造成测试成本居高不下。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种门机电机转子位置传感器角速度波动自检方法，其目的在于保证每台出厂的电梯门机用永磁同步电机矢量控制转子位置传感器角速度的准确性和线性度，并且解决现有技术中将每台电机上电机对拖台架进行测试的工作量大，成本高的问题。
本发明是这样实现的：一种门机电机转子位置传感器角速度波动自检方法，其特征在于：所述的自检方法包括以下步骤：
S1、门机控制器控制永磁同步电机以电机额定转速且以恒速空载运行，以此恒速作为自检的基准转速；
S2、门机控制器采集并记录在固定时间间隔3~6ms内电机的转动角度数值，连续采样至少完整一圈的电机机械角度，并剔除电机异常转动角度数值；
S3、由门机控制器采用冒泡排序算法对采集到的电机的转动角度数值进行比较，并以其中的最小值和最大值进行差值计算，获得角度差绝对值｜△θ1｜；
S4、在电机对拖台架上安装与门机控制器的电机同型号的被测电机，由对拖电机带动被测电机以额定转速空载运转，并保证电机转速为恒速，由门机控制器采集并记录被测电机在固定时间间隔3~6ms内的电机的转动角度数值，连续采样至少完整一圈的电机机械角度，由门机控制器控制根据冒泡排序算法剔除采集到的电机异常转动角度数值，并计算采集到的正常转动角度数值中的最小值和最大值的差值，获得角度差绝对值｜△θ2｜，以此角度差绝对值｜△θ2｜作为电机转子位置传感器角速度波动的基准值；
S5、门机控制器对角度差绝对值｜△θ1｜和角度差绝对值｜△θ2｜进行比较，｜△θ1｜大于｜△θ2｜时，判定门机电机转子位置传感器角速度波动过大，门机控制器显示故障代码。
本发明中需剔除的电机异常转动角度数值的计算方法：
电机空载运行在额定转速195r/min进行恒速运转，转子位置传感器是1024点，
195r/min÷60=3.25r/s，1024点*4=4096点为CPU内部电机一圈机械角计数值，
因而在恒定转速为195r/min时，固定时间间隔3ms内累加电机转动角度数值为：3.25r/s*4096*0.003s=39.936点≈40点，
同时，固定时间间隔3ms内转速瞬时波动最大为±40 r/min，则40 r/min÷60*4096点*0.003s=8.192h点≈8点，所以在32~48点区间内的数值属于电机的正常转动角度数值，需剔除此范围以外的点。
本发明的有益效果是：本发明通过门机控制器自身控制其电机空载运行于额定转速，并通过采样完整一圈或一圈以上的电机机械角度电机转动角度数值中最小值和最大值角度差绝对值与电机转子位置传感器角速度波动的基准值进行比较，自动检出电机转子位置传感器角速度波动是否超标，解决了电机转子位置传感器角速度波动过大，造成磁场定向FOC控制永磁电机的转矩和转速波动过大，每台电机需分别上电机对拖台架测量电机转子位置传感器角速度波动工作量大的问题，提高了检测效率。
附图说明
图1是本发明实施例1的门机电机转子位置传感器角速度波动自检方法的工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
根据附图1，本发明为一种门机电机转子位置传感器角速度波动自检方法，包括以下步骤：
1、门机控制器自身磁场定向FOC控制永磁同步电机（以下简称电机）以电机额定转速空载运行，并保证电机转速基本保持为恒定转速，以此恒速作为自检的基准转速。
2、门机控制器采集并记录在固定时间间隔3~6ms内电机的转动角度数值，即连续采样至少完整一圈的电机机械角度，并剔除电机异常转动角度数值， 由于电机运行中干扰非常大，可能引起转动角度数值的数据异常，所以必须由门机控制器控制剔除采集到的电机异常转动角度数值。
3、由门机控制器采用冒泡排序算法对采集到的电机的转动角度数值进行比较，并以其中的最小值和最大值进行差值计算，获得角度差绝对值｜△θ1｜。
4、在电机对拖台架上安装与门机控制器的电机同型号的被测电机，同时需保证这台用于作为基准的被测电机具备合格的参数指标，由对拖电机带动被测电机以额定转速空载运转，并保证电机转速为恒速，且只接被测电机转子位置传感器，不接被测电机的动力线，由门机控制器采集并记录被测电机在固定时间间隔3~6ms内的电机的转动角度数值，即连续采样至少完整一圈的电机机械角度。由于电机运行中干扰非常大，可能引起电机的转动角度数值的数据异常，所以由门机控制器控制根据冒泡排序算法剔除采集到的电机异常转动角度数值，并计算采集到的正常转动角度数值中的最小值和最大值的差值，获得角度差绝对值｜△θ2｜，以此角度差绝对值｜△θ2｜作为电机转子位置传感器角速度波动的基准值。
5、将角度差绝对值｜△θ2｜通过门机控制器参数设定介面输入或者采样软件直接固化方式存储于门机控制器的存储部件中，由门机控制器对角度差绝对值｜△θ1｜和角度差绝对值｜△θ2｜进行比较，｜△θ1｜大于｜△θ2｜时，判定门机电机转子位置传感器角速度波动过大，门机控制器通过其显示界面显示故障代码，提醒用户电机运行异常。
其中，固定时间间隔3~6ms内电机的转动角度数值为异常电机转动角度范围时不记录到完整一圈的电机机械角度采样数据中。
实施例1：
电机异常转动角度数值剔除的计算方法：
假设电机空载运行在额定转速195r/min进行恒速运转为例，转子位置传感器是1024点。
195r/min÷60=3.25r/s，1024点*4=4096点是CPU内部电机一圈机械角计数值。
因而在恒定转速为195r/min时，固定时间间隔3ms内累加电机转动角度数值为：3.25r/s*4096*0.003s=39.936点≈40点。
假设电机空载运行在额定转速195r/min进行恒速运转，固定时间间隔3ms内转速瞬时波动最大为±40 r/min，则40 r/min÷60*4096点*0.003s=8.192h点≈8点，所以需剔除转动角度数值范围在32～48点以外的点，即在32~48点区间内的数值属于电机的正常转动角度数值，通常正常电机转动角度不会超过这个范围，凡转动角度数值范围在32～48点以外的转动角度数值即电机异常转动角度数值，不做记录，不参与最小值和最大值的差值计算。
确定电机空载运行转速值要合理，转速要高于实际工况转速，采样时间要同时兼顾采样精度和分辨率。
本发明对于同型号电机的检测仅在电机对拖台架上做一次标定即可，极大的提高了检测效率，并可以有效保证每台出厂的电梯门机用永磁同步电机矢量控制转子位置传感器角速度的准确性和线性度。
Claims (1)
1.一种门机电机转子位置传感器角速度波动自检方法，其特征在于：所述的自检方法包括以下步骤：
S1、门机控制器控制永磁同步电机以电机额定转速且以恒速空载运行，以此恒速作为自检的基准转速；
S2、门机控制器采集并记录在固定时间间隔3~6ms内电机的转动角度数值，连续采样至少完整一圈的电机机械角度，并剔除电机异常转动角度数值；
S3、由门机控制器采用冒泡排序算法对采集到的电机的转动角度数值进行比较，并以其中的最小值和最大值进行差值计算，获得角度差绝对值｜△θ1｜；
S4、在电机对拖台架上安装与门机控制器的电机同型号的被测电机，由对拖电机带动被测电机以额定转速空载运转，并保证电机转速为恒速，由门机控制器采集并记录被测电机在固定时间间隔3~6ms内的电机的转动角度数值，连续采样至少完整一圈的电机机械角度，由门机控制器控制根据冒泡排序算法剔除采集到的电机异常转动角度数值，并计算采集到的正常转动角度数值中的最小值和最大值的差值，获得角度差绝对值｜△θ2｜，以此角度差绝对值｜△θ2｜作为电机转子位置传感器角速度波动的基准值；
S5、门机控制器对角度差绝对值｜△θ1｜和角度差绝对值｜△θ2｜进行比较，｜△θ1｜大于｜△θ2｜时，判定门机电机转子位置传感器角速度波动过大，门机控制器显示故障代码；
在固定时间间隔3ms内电机额定转速为195r/min时，所述步骤S4中电机异常转动角度数值的计算方法：
电机空载运行在额定转速195r/min进行恒速运转，转子位置传感器是1024点，
195r/min÷60=3.25r/s，1024点*4=4096点为CPU内部电机一圈机械角计数值，
因而在恒定转速为195r/min时，固定时间间隔3ms内累加电机转动角度数值为：3.25r/s*4096*0.003s=39.936点≈40点，
同时，固定时间间隔3ms内转速瞬时波动最大为±40 r/min，则40 r/min÷60*4096点*0.003s=8.192h点≈8点，所以在32~48点区间内的数值属于电机的正常转动角度数值，需剔除此范围以外的点。
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