CN113899949A - 一种双电机定子相位角度测试装置 - Google Patents

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任武
刘英男
郝磊磊
高源�
王磊
武林
郝永勤
才小士
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Abstract

本发明涉及一种双电机定子相位角度测试装置，包括驱动电路、过零点检测电路、相位计算电路和显示单元；驱动电路对马达提供驱动电流，使马达起动并维持在恒定转速；过零点检测电路检测左右电机三相相位过零点；相位计算电路对比左右电机三相相位过零点，计算出各相位相差角度和建议角度调整值；显示单元将角度差和建议角度调整值显示给用户。避免了传统的相位对准方式通过隔离示波器分别对两套定子线电压进行采集。

Description

一种双电机定子相位角度测试装置
技术领域
本发明涉及一种双电机定子相位角度测试装置，适用双侧驱动电机的装配过程。
背景技术
现双定子马达马达在装配过程中需要对双绕组的定子线圈进行相位对准。然而，传统的相位对准方式通过隔离示波器分别对两套定子线电压进行采集，靠人眼来直观的根据线反电势波形来调节相位，相位差值没有量化，调节没有精度；而且只能观测到一组线电压的相位差，生产过程中要多次测量不同的相位，切换操作相当繁琐。
这种操作方式极大的降低了生产效率和产品质量。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，利用定子相位角度测试装置解决了三相相位的同时测量问题和高精度测量问题，可量化测量各相位之间的相位差，并且测量值直接显示在液晶显示屏上，能够直接读取，极大地提高了生产效率，并给马达的生产提供了高精度可量化的测试手段，保证了马达生产时线圈相位调节的精度。
本发明解决技术的方案是：
一种双电机定子相位角度测试装置，包括驱动电路、过零点检测电路、相位计算电路和显示单元；
驱动电路对马达提供驱动电流，使马达起动并维持在恒定转速；
过零点检测电路检测左右电机三相相位过零点；
相位计算电路对比左右电机三相相位过零点，计算出各相位相差角度和建议角度调整值；
显示单元将角度差和建议角度调整值显示给用户。
进一步的，驱动电路可以在测量时断电，此时双测绕组处于反电势测量状态，以消除驱动电流对过零点的干扰。
进一步的，相位计算电路检测左右电机三相相位过零点，分别对比A、B、C三相反电势左右电机相位差，再通过最小二乘法计算出最佳角度调整值。
进一步的，计算各相位相差角度和建议角度调整值方法为：
定义残差：
Figure BDA0003236941690000021
其中
Figure BDA0003236941690000022
为拟合值，yi为真实值，希望残差δi尽可能小，采用以下方式：
选取
Figure BDA0003236941690000023
使偏差的平方和最小，即：
Figure BDA0003236941690000024
一种双电机定子相位角度测试装置控制方法，具体步骤为：
(1)驱动电路驱动永磁马达转动并维持在额定转速；
(2)驱动电路停止工作；
(3)检测电路开始工作，并将过零点发送至相位计算电路；
(4)相位计算电路接收到过零点信息并开始计算相位差；
(5)根据三相相位差计算最佳角度调整值；
(6)数据通过显示单元呈现。
进一步的，驱动电路可以在测量时断电，此时双测绕组处于反电势测量状态，以消除驱动电流对过零点的干扰。
进一步的，相位计算电路检测左右电机三相相位过零点，分别对比A、B、C三相反电势左右电机相位差，再通过最小二乘法计算出最佳角度调整值。
进一步的，计算各相位相差角度和建议角度调整值方法为：
定义残差：
Figure BDA0003236941690000025
其中
Figure BDA0003236941690000026
为拟合值，yi为真实值，希望残差δi尽可能小，采用以下方式：
选取
Figure BDA0003236941690000027
使偏差的平方和最小，即：
Figure BDA0003236941690000028
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明解决了三相相位的同时测量问题和高精度测量问题，可量化测量各相位之间的相位差，并且测量值直接显示在液晶显示屏上，能够直接读取，避免了传统的相位对准方式通过隔离示波器分别对两套定子线电压进行采集，靠人眼来直观的根据线反电势波形来调节相位，相位差值没有量化，调节没有精度的问题。提高了整体装配的精度，缩短了装配周期，提高了产品性能；
(2)本发明提出了一种针对双电机定子相位角度测试的控制方法，该方法通过双定子电机从额定转速自由降速滑行时的反电势过零点测量，得到双侧反电势相位差，并计算出最佳角度调整值，通过显示单元进行显示，方便后续的调整操作；
(3)本发明通过左右电机三相相位差进行综合计算得出最佳角度调整值，传统方法仅测量其中一项反电势相位差，测量过程中会引入转子磁钢装配误差。本发明同时测量三相相位差可以避免引入磁钢装配误差；
(4)本发明能够实现测量过程自动化，测量数据实时保存，避免人为操作误差。
附图说明
图1为本发明系统组成结构框图；
图2为本发明数字控制器框图；
图3为本发明控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
一种双电机定子相位角度测试装置，如图1所示，包括驱动电路、过零点检测电路、相位计算电路和显示单元。
驱动电路对马达提供驱动电流，使马达起动并维持在恒定转速；
过零点检测电路检测左右电机三相相位过零点；
相位计算电路对比左右电机三相相位过零点，计算出各相位相差角度和建议角度调整值；
显示单元将角度差和建议角度调整值显示给用户。
驱动电路可以在测量时断电，此时双测绕组处于反电势测量状态，可以消除驱动电流对过零点的干扰。
如图2所示，相位计算电路检测左右电机三相相位过零点，分别对比A、B、C三相反电势左右电机相位差，再通过最小二乘法计算出最佳角度调整值。
各相位角度差与建议修改角度值通过显示单元呈现，方便记录和调整。
如图3所示，步骤包括：
(1)驱动电路驱动永磁马达转动并维持在额定转速；
(2)驱动电路停止工作；
(3)检测电路开始工作，并将过零点发送至相位计算电路；
(4)相位计算电路接收到过零点信息并开始计算相位差；
(5)根据三相相位差计算最佳角度调整值；
(6)数据通过显示单元呈现。
永磁马达相位对准系统目前已应用于马达的生产和装配过程中，提高了马达的线圈的相位调整精度，并提高了马达的生产效率，降低了对装配人员技能的要求，为马达生产过程中线圈的相位对准精度提供了量化标准。
本发明解决了三相相位的同时测量问题和高精度测量问题，可量化测量各相位之间的相位差，并且测量值直接显示在液晶显示屏上，能够直接读取，避免了传统的相位对准方式通过隔离示波器分别对两套定子线电压进行采集，靠人眼来直观的根据线反电势波形来调节相位，相位差值没有量化，调节没有精度的问题。提高了整体装配的精度，缩短了装配周期，提高了产品性能；
本发明提出了一种针对双电机定子相位角度测试的控制方法，该方法通过双定子电机从额定转速自由降速滑行时的反电势过零点测量，得到双侧反电势相位差，并计算出最佳角度调整值，通过显示单元进行显示，方便后续的调整操作；
本发明通过左右电机三相相位差进行综合计算得出最佳角度调整值，传统方法仅测量其中一项反电势相位差，测量过程中会引入转子磁钢装配误差。本发明同时测量三相相位差可以避免引入磁钢装配误差；
本发明能够实现测量过程自动化，测量数据实时保存，避免人为操作误差。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种双电机定子相位角度测试装置，其特征在于，包括驱动电路、过零点检测电路、相位计算电路和显示单元；
驱动电路对马达提供驱动电流，使马达起动并维持在恒定转速；
过零点检测电路检测左右电机三相相位过零点；
相位计算电路对比左右电机三相相位过零点，计算出各相位相差角度和建议角度调整值；
显示单元将角度差和建议角度调整值显示给用户。
2.根据权利要求1所述的一种双电机定子相位角度测试装置，其特征在于，驱动电路可以在测量时断电，此时双测绕组处于反电势测量状态，以消除驱动电流对过零点的干扰。
3.根据权利要求1所述的一种双电机定子相位角度测试装置，其特征在于，相位计算电路检测左右电机三相相位过零点，分别对比A、B、C三相反电势左右电机相位差，再通过最小二乘法计算出最佳角度调整值。
4.根据权利要求1所述的一种双电机定子相位角度测试装置，其特征在于，计算各相位相差角度和建议角度调整值方法为：
定义残差：
Figure FDA0003236941680000011
其中
Figure FDA0003236941680000012
为拟合值，yi为真实值，希望残差δi尽可能小，采用以下方式：
选取
Figure FDA0003236941680000013
使偏差的平方和最小，即：
Figure FDA0003236941680000014
5.一种双电机定子相位角度测试装置控制方法，其特征在于，具体步骤为：
(1)驱动电路驱动永磁马达转动并维持在额定转速；
(2)驱动电路停止工作；
(3)检测电路开始工作，并将过零点发送至相位计算电路；
(4)相位计算电路接收到过零点信息并开始计算相位差；
(5)根据三相相位差计算最佳角度调整值；
(6)数据通过显示单元呈现。
6.根据权利要求5所述的一种双电机定子相位角度测试装置控制方法，其特征在于，驱动电路可以在测量时断电，此时双测绕组处于反电势测量状态，以消除驱动电流对过零点的干扰。
7.根据权利要求5所述的一种双电机定子相位角度测试装置控制方法，其特征在于，相位计算电路检测左右电机三相相位过零点，分别对比A、B、C三相反电势左右电机相位差，再通过最小二乘法计算出最佳角度调整值。
8.根据权利要求5所述的一种双电机定子相位角度测试装置控制方法，其特征在于，计算各相位相差角度和建议角度调整值方法为：
定义残差：
Figure FDA0003236941680000021
其中
Figure FDA0003236941680000022
为拟合值，yi为真实值，希望残差δi尽可能小，采用以下方式：
选取
Figure FDA0003236941680000023
使偏差的平方和最小，即：
Figure FDA0003236941680000024
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