一种无刷电机转子斜极角测量方法与流程

    专利查询2025-08-08  23


    本发明涉及电机转子斜极角测量领域,特别涉及一种无刷电机转子斜极角测量方法。


    背景技术:

    1、齿槽扭矩是无刷电机的重要性能指标,无刷电机转子的斜极角对电机齿槽扭矩有着显著的影响。转子外形结构通常无明显特征,难以用于斜极角测量;转子极数通常为6极以上,测量困难;稀土磁铁着磁后,磁场极强,通常大于3300mt以上,斜极角难以采用机械方法准确测量。


    技术实现思路

    1、有鉴于现有技术存在的缺陷,本发明所要解决的技术问题是,提供一种基于磁通密度的无刷电机转子斜极角测量方法,旨在解决电机转子的斜极角难以采用机械方法准确测量的问题。

    2、为实现上述目的,本发明提供一种基于磁通密度的无刷电机转子斜极角测量方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

    3、步骤s1、控制伺服电机带动待测无刷电机的转子匀速转动;所述待测无刷电机的转子包括n层磁铁,各层所述磁铁包括m个极子,各层所述磁铁相错排列;所述待测无刷电机的转子各层所述磁铁的外围沿所述转子的轴向依次设置有n个霍尔传感器,所述霍尔传感器与各层所述磁铁一一对应,所述转子还与第一角度编码器连接;

    4、步骤s2、各个所述霍尔传感器实时采集磁通信号的电压波动数据,所述第一角度编码器实时采集所述转子的旋转角度数据,根据所述电压波动数据以及所述旋转角度数据形成磁通密度曲线bi(θ);所述i为所述磁铁的层号,以所述第一角度编码器所采集的旋转角度θ作为所述磁通密度曲线bi(θ)的横坐标;

    5、步骤s3、根据各个所述磁通密度曲线bi(θ),求解各层间磁铁角度差δθ(a,b);所述a、b为所述磁通密度曲线的编号;

    6、步骤s4、根据所述各层间磁铁角度差δθ(a,b),获得所述待测无刷电机的斜极角

    7、在该技术方案中,相较于传统的用机械方法测量斜极角,采用此方法测量出的斜极角,测量结果更准确,能够更好的应对转子磁力线所造成的电机扭矩波动。

    8、进一步而言,所述步骤s2还包括:

    9、对所述磁通密度曲线bi(θ)进行高频滤波,所述高频滤波的频率大于5mnω/2π。

    10、值得一提的是,高频滤波不能影响磁通密度曲线bi(θ)的整体波形,无刷电机每层包含m个磁铁,在转子转一圈的过程中包含有m/2波峰波谷,并且包括有n层,故而将高频滤波的频率设定为大于5mnω/2π。

    11、在该技术方案中,通过对所述磁通密度曲线bi(θ)进行高频滤波,提高所述磁通密度曲线bi(θ)的精确性,使得计算出的各层间磁铁角度差δθ(a,b)更准确。

    12、进一步而言,所述步骤s3包括:

    13、步骤s31、指定磁通密度bset;

    14、步骤s32、根据指定的磁通密度bset,获取各个所述磁通密度曲线bi(θ)到达所述磁通密度bset所对应的的旋转角度θi;

    15、步骤s33、根据所述旋转角度θi,获取各个磁通密度曲线bi(θ)之间的所述磁铁角度差δθ(a,b)。

    16、在该技术方案中,根据指定磁通密度bset和所述各个磁通密度曲线bi(θ)即可得各层间磁铁角度差δθ(a,b),所述方法简单且获取的数据准确。

    17、进一步而言,所述步骤s3还包括:

    18、根据各个所述磁通密度曲线bi(θ),分别获取每一层的各个所述极子的所述磁铁角度差δθ(a,b,c);所述c为极子编号;

    19、在该技术方案中,通过获取每一层的各个所述极子的磁铁角度差δθ(a,b,c),使得各层间磁铁角度差δθ(a,b)更为具体。

    20、进一步而言,在所述步骤s4中,根据所述各层间磁铁角度差δθ(a,b),获得所述待测无刷电机的斜极角还包括:

    21、将所述各层间磁铁角度差δθ(a,b)的平均值作为所述斜极角

    22、在该技术方案中,通过将所述各层间磁铁角度差δθ(a,b)的平均值作为所述斜极角实现了对待测无刷电机转子的斜极角的测量。

    23、进一步而言,所述方法还包括:

    24、将计算得到的所述斜极角与设定的界限值β比较,判断所述待测无刷电机转子是否合格;

    25、若所述待测无刷电机转子为不合格,则输出警报;

    26、若所述待测无刷电机转子为合格,则打印出合格标签并贴于所述无刷电机转子上。

    27、在该技术方案中,通过在线检测,提前预判所述待测无刷电机转子是否合格。

    28、本发明的有益效果是:在本发明中,通过磁通密度曲线,可计算出电机转子斜极角;相较于用机械方法测量斜极角,采用此方法测量出的斜极角,能够更好的应对转子磁力线所造成的电机扭矩波动;应用于在线检测,提前预判电机齿槽扭矩是否超出规格。



    技术特征:

    1.一种无刷电机转子斜极角测量方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

    2.如权利要求1所述的一种无刷电机转子斜极角测量方法,其特征在于,所述待测无刷电机转子(400)分为三层,每层有8片磁铁,着磁后形成8极。

    3.如权利要求1所述的一种无刷电机转子斜极角测量方法,其特征在于,所述步骤s2还包括:

    4.如权利要求1所述的一种无刷电机转子斜极角测量方法,其特征在于,所述步骤s3包括:

    5.如权利要求1所述的一种无刷电机转子斜极角测量方法,其特征在于,所述步骤s3还包括:

    6.如权利要求1所述的一种无刷电机转子斜极角测量方法,其特征在于,所述方法还包括:


    技术总结
    本发明公开一种无刷电机转子斜极角测量方法,包括如下步骤:控制伺服电机带动待测无刷电机转子匀速转动;各个霍尔传感器实时采集磁通信号的电压波动数据,角度编码器实时采集转子的旋转角度数据,根据电压波动数据以及旋转角度数据形成磁通密度曲线;根据各个磁通密度曲线,求解各层间磁铁角度差;根据各层间磁铁角度差,获得待测无刷电机的斜极角相较于用机械方法测量斜极角,采用此方法测量出的斜极角,测量结果更准确;能够更好的应对转子磁力线所造成的电机扭矩波动。

    技术研发人员:陈晔,罗敏奇
    受保护的技术使用者:福州泰全工业有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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