CN113659910A - 一种伺服电机校准方法及应用其的伺服电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伺服电机校准方法，电机包括第一转子和第一定子；还包括储存模块；方法包括：对第一转子和第一定子分别设置唯一的识别标记；对第一转子以及第一定子进行校准，并获得定子校准数据和转子校准数据；定子校准数据和转子校准数据存储于储存模块。通过预校准的定子和转子分别对电机的转子和定子进行校准，并将校准数据存储与储存模块内，在对每一个电机的特性相当清楚的情况下，其驱动精度大幅度提高，同时对驱动器的算法要求更低，实现难度大幅下降，避免了DSP无感计算的各种参数无法与电机特性匹配的问题，保证电机输出的扭矩和转速符合高要求、高需求，且易实现规模化、应用难度低，有效降低DSP、制造工艺等成本。

Description

一种伺服电机校准方法及应用其的伺服电机

技术领域

本发明涉及电机校准，尤其涉及一种伺服电机校准方法及应用其的伺服电机。

背景技术

伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置，相比传统的步进电机而言，具有更高精度更大扭力。

在伺服电机制造的过程中，必然存在工艺误差以及制造误差，其会导致每个电机的特性具有细微差异。在电机高速运转的情况下，这些细微差异会导致驱动的计算精度不够而产生细小的驱动误差，从而影响了电机的整体性能。通常使用DSP无感计算的方式计算电机各参数，国外具有较为成熟的DSP算法，而国内驱动器起步较晚，且大部分都通过反向的方式实现，因此整体性能与进口有一定差距。而使用DSP算法自适应电机参数只能通过反电动势等间接方法计算出大致的参数，仅能模糊识别，在对电机驱动精度要求越来越高的情况下，即使依靠进口也无法满足需求；另外，同一种驱动器与对应所有的电机都需要适配，因此算法相对复杂，且对电机制造工艺的一致性具有较高要求，对DSP要求、制造工艺要求高，成本同样相对较高。

发明内容

为克服现有技术的缺点，本发明目的在于提供一种高精度、低成本的电机校准方法。

本发明通过以下技术措施实现的，包括电机，所述电机包括第一转子和第一定子；还包括储存模块；所述校准方法包括：

对所述第一转子和所述第一定子分别设置唯一的识别标记；

对所述第一转子以及所述第一定子进行校准，并获得定子校准数据和转子校准数据；

所述定子校准数据和所述转子校准数据存储于所述储存模块。

作为一种优选方式，对所述第一转子以及所述第一定子进行校准的方法包括：

对所述第一转子360度的磁场进行测试并记录；对所述第一定子的磁场进行测试并记录。

作为一种优选方式，还包括第二转子以及第二定子，所述第二转子安装有位置感应装置，所述第二定子安装有磁感应器；对所述第一转子以及所述第一定子进行校准的方法包括：

对所述第二转子以及所述第二定子进行预校准；

使用所述第二转子替代所述第一转子，驱动所述电机运转得到所述第一定子的定子校准数据；

使用所述第二定子替代所述第一定子，驱动所述电机运转得到所述第一转子的转子校准数据。

作为一种优选方式，还包括驱动器，所述驱动器的驱动控制方法包括：

所述驱动器与所述电机电连接；

所述驱动器根据所述识别标记由所述储存模块获取对应的所述电机的定子校准数据和转子校准数据；

所述驱动器根据所述定子校准数据以及所述转子校准数据按照预设程序驱动所述电机运转。

作为一种优选方式，还包括驱动器；所述定子校准数据和所述转子校准数据存储于所述储存模块时，所述校准方法包括：

所述驱动器根据所述定子校准数据以及所述转子校准数据按照预设程序驱动电机试运行，若试运行满足应用需求则进入下一步；

将所述定子校准数据和所述转子校准数据匹配整合为所述电机的出厂校准参数并存储于储存模块；

完成校准。

作为一种优选方式，所述电机包括磁编码器，任一所述电机的所述磁编码器设有所述第一定子和所述第一转子的唯一标识代码，所述唯一标识代码作为所述识别标记；所述驱动器由所述储存模块获取所述电机的定子校准数据和转子校准数据时，所述方法包括：

所述驱动器根据所述唯一标识代码由所述储存模块获取所述电机的定子校准数据和转子校准数据。

作为一种优选方式，所述第一转子和所述第一定子标记有初始位置。

作为一种优选方式，所述储存模块为储存芯片，所述储存芯片设置于所述电机内。

作为一种优选方式，所述储存模块为服务器端。

本发明提供的一种伺服电机校准方法，通过预校准的定子和转子分别对电机的转子和定子进行校准，并将校准数据存储与储存模块内，在对每一个电机的特性相当清楚的情况下，其驱动精度大幅度提高，同时对驱动器的算法要求更低，实现难度大幅下降，避免了DSP无感计算的各种参数无法与电机特性匹配的问题，保证电机输出的扭矩和转速符合高要求、高需求，且易实现规模化、应用难度低，有效降低DSP、制造工艺等成本。

一种伺服电机，应用有以上任一所述的伺服电机校准方法。通过上述伺服电机校准方法，有效避免因工艺误差、制造误差造成的各电机具有不同特性的问题；本电机避免DSP无感计算的各参数无法与电机特性完美匹配的缺点，使用时能够满足高精度的要求。

附图说明

图1为本发明实施例一的校准方法流程图；

图2为本发明实施例二的校准方法部分流程图；

图3为本发明实施例一的驱动控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

一种伺服电机校准方法，包括电机，电机包括第一转子和第一定子；还包括储存模块。

本校准方法包括：

S1.对第一转子和第一定子分别设置唯一的识别标记；

其中，该识别标记能够用以驱动器区分、识别每个不同电机的转子和定子。

具体的，第一转子和第一定子均设有初始位置标记。

S2.对第一转子以及第一定子进行校准，获得定子校准数据和转子校准数据；

具体的，本实施例中对第一转子以及第一定子进行校准的方法为：对第一转子以及第一定子进行校准，对第一转子360度的磁场进行测试并记录；对第一定子的磁场进行测试并记录。

S3.定子校准数据和转子校准数据存储于储存模块。

进一步的，还包括驱动器，该驱动器的驱动控制方法包括：

A1.驱动器与电机电连接；

应该理解的是，驱动器与电机使用通信线电连接。

A2.驱动器根据识别标记由储存模块获取电机的定子校准数据和转子校准数据；

具体的，电机包括磁编码器，任一电机的磁编码器设有唯一标识代码，该唯一标识代码即作为识别标记；驱动器由储存模块获取电机的定子校准数据和转子校准数据的方法具体包括：驱动器根据唯一标识代码由储存模块获取电机的定子校准数据和转子校准数据。即驱动器能够根据每个电机的不同参数不同特性进行匹配以驱动其运行；在其他实施例中，应对识别标记的方式不做限制。

A3.驱动器根据定子校准数据以及转子校准数据按照预设程序驱动电机运转；

进一步的，步骤S3具体包括：

S31.驱动器根据定子校准数据以及转子校准数据按照预设程序驱动电机试运行，若试运行满足应用需求则转入步骤S32；

S32.将定子校准数据和转子校准数据匹配整合为电机的出厂校准参数并存储于储存模块；

需要说明的，储存模块可以是设置于电机内的储存芯片，驱动器与电机电连接时，由电机的储存芯片获取电机的出厂校准参数；储存模块还可以是服务器端，服务器端可以是云服务器端或本地服务器；驱动器与服务器端有线或无线连接，根据电机的唯一标识代码由服务器端查询/获取/下载对应的出厂校准参数。

可以理解的是，步骤A2中，驱动器由储存模块中读取的定子校准数据和转子校准数据即是电机的出厂校准参数；步骤A3中，驱动器将电机的出厂校准参数导入预设程序内进行匹配驱动电机运行。

S33.完成校准，继续后续步骤或待出厂。

本校准方法通过对电机的转子和定子进行校准，并将校准数据存储与储存模块内，在对每一个电机的特性相当清楚的情况下，其驱动精度大幅度提高，同时对驱动器的算法要求更低，实现难度大幅下降，避免了DSP无感计算的各种参数无法与电机特性匹配的问题，保证电机输出的扭矩和转速符合高要求、高需求，且易实现规模化、应用难度低，有效降低DSP、制造工艺等成本。

实施例二

本与实施例一的区别还包括第二转子以及第二定子，第二转子安装有位置感应装置，第二定子安装有磁感应器；

可以理解的是，本实施例中使用的第二转子与第一转子相同，第二定子与第一定子相同；在其他实施例中，若可满足校准需求，不做限制。

本校准方法与实施例一的区别在于，步骤S2包括：

S21.对第二定子和第二转子进行预校准；

需要说明的是，该预校准的方法等同于实施例一中第一定子和第一转子的校准方法；

可以理解的是，对第二转子预校准后，得到第二转子的参数信息及其特性。

S22.使用第二转子替代第一转子，驱动电机运转得到第一定子的定子校准数据；

需要说明的是，预校准的第二转子的参数信息已知，驱动电机运转后，第一定子固定做功，转子旋转，由位置感应装置得到转子的旋转圈数以及位置偏移量，基于此结合第二转子的参数信息得到第一定子的定子校准数据。

其中，本实施例的位置感应装置优选为位置传感器；第一定子标记有零点，第一转子标记有初始位置，位置传感器根据初始位置以及转动后的实际位置与初始位置计算位置偏移量。

S23.使用第二定子替代第一定子，驱动电机运转得到第一转子的转子校准数据；

可以理解的是，驱动电机旋转，第二定子固定做功，通过第二定子的磁感应器感应转子的磁场特性，基于此结合第二定子的参数信息得到第一转子的转子校准数据。

本实施例中通过预校准的第二转子和第二定子，进一步提高第一定子和第一转子的校准精度；在实际生产制造中，第二转子和第二定子在同一型的各个电机进入校准过程后进行重复使用，相比实施例一对第一定子和第二定子进行校准的方式进一步提高效率，降低成本。

实施例三

一种伺服电机，应用有实施例一的伺服电机校准方法。

本实施例的伺服电机通过上述伺服电机校准方法，有效避免因工艺误差、制造误差造成的各电机具有不同特性的问题；避免DSP无感计算的各参数无法与电机特性完美匹配的缺点，使用时能够满足高精度的要求。

需要说明的是，实施例一至三中，对电机的种类应不做限制，如永磁电机、交流电机等；对转子结构以及定子结构亦不做限制。

应该理解的是，虽然上述流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，上述流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上是对本发明一种伺服电机校准方法及应用其的伺服电机进行的阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种伺服电机校准方法，其特征在于，包括电机，所述电机包括第一转子和第一定子；还包括储存模块；所述校准方法包括：

对所述第一转子和所述第一定子分别设置唯一的识别标记；

对所述第一转子以及所述第一定子进行校准，并获得定子校准数据和转子校准数据；

所述定子校准数据和所述转子校准数据存储于所述储存模块。

2.根据权利要求1所述的一种伺服电机校准方法，其特征在于，对所述第一转子以及所述第一定子进行校准的方法包括：

对所述第一转子360度的磁场进行测试并记录；对所述第一定子的磁场进行测试并记录。

3.根据权利要求1所述的一种伺服电机校准方法，其特征在于，还包括第二转子以及第二定子，所述第二转子安装有位置感应装置，所述第二定子安装有磁感应器；对所述第一转子以及所述第一定子进行校准的方法包括：

对所述第二转子以及所述第二定子进行预校准；

使用所述第二转子替代所述第一转子，驱动所述电机运转得到所述第一定子的定子校准数据；

使用所述第二定子替代所述第一定子，驱动所述电机运转得到所述第一转子的转子校准数据。

4.根据权利要求1所述的一种伺服电机校准方法，其特征在于，还包括驱动器，所述驱动器的驱动控制方法包括：

所述驱动器与所述电机电连接；

所述驱动器根据所述识别标记由所述储存模块获取对应的所述电机的定子校准数据和转子校准数据；

所述驱动器根据所述定子校准数据以及所述转子校准数据按照预设程序驱动所述电机运转。

5.根据权利要求1所述的一种伺服电机校准方法，其特征在于，还包括驱动器；所述定子校准数据和所述转子校准数据存储于所述储存模块时，所述校准方法包括：

所述驱动器根据所述定子校准数据以及所述转子校准数据按照预设程序驱动电机试运行，若试运行满足应用需求则进入下一步；

将所述定子校准数据和所述转子校准数据匹配整合为所述电机的出厂校准参数并存储于储存模块；

完成校准。

6.根据权利要求2所述的一种伺服电机校准方法，其特征在于，所述电机包括磁编码器，任一所述电机的所述磁编码器设有所述第一定子和所述第一转子的唯一标识代码，所述唯一标识代码作为所述识别标记；所述驱动器由所述储存模块获取所述电机的定子校准数据和转子校准数据时，所述方法包括：

所述驱动器根据所述唯一标识代码由所述储存模块获取所述电机的定子校准数据和转子校准数据。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种伺服电机校准方法，其特征在于，所述第一转子和所述第一定子标记有初始位置。

8.根据权利要求1-6任一所述的一种伺服电机校准方法，其特征在于，所述储存模块为储存芯片，所述储存芯片设置于所述电机内。

9.根据权利要求1-6任一所述的一种伺服电机校准方法，其特征在于，所述储存模块为服务器端。

10.一种伺服电机，其特征在于，所述伺服电机应用有权利要求1-8任一所述的伺服电机校准方法。

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