电机力矩测量方法及装置制造方法及图纸

技术编号:16966848 阅读:35 留言:0更新日期:2018-01-07 04:52
本发明专利技术适用于电机技术领域,本发明专利技术提供电机力矩测量方法及装置,电机力矩测量方法包括以下步骤:获取电机的各相电流,并将电机的各相电流换算成直轴电流和交轴电流;根据直轴电流和交轴电流获取直轴力矩和交轴力矩;对直轴力矩和交轴力矩进行矢量合成获取合成力矩;获取转子位置并根据转子位置获取电气角度;根据电气角度和合成力矩获取电机有效力矩,整个装置的成本较低,并且不需要设置新的硬件设备即可准确获取电机有效力矩。

Measuring method and device of motor torque

The invention is applicable to the technical field of motor, the invention provides a method and apparatus for measuring the torque motor, torque motor measurement method comprises the following steps: obtaining the phase currents of the motor, and the motor phase current conversion into direct axis current and the q-axis current; according to the d-axis current and the q-axis current gets straight shaft torque and turn the shaft torque; straight shaft torque and shaft torque vector synthesis to obtain synthetic torque; obtain the rotor position and rotor position angle according to the obtained electrical; according to the electrical angle and torque motor torque to obtain effective synthesis of the whole device, low cost, and does not need to set up a new hardware device can accurately obtain the effective torque motor.

【技术实现步骤摘要】
电机力矩测量方法及装置
本专利技术涉及电机
,尤其涉及电机力矩测量方法及装置。
技术介绍
目前业界力矩的测试方法分为两种,一种是力矩传感器测试法,在电机和负载之间加一个力矩传感器,这个方法受机械结构限制,而且价格十分昂贵。另一种方法是功率推算法,先测试出电机的电气功率,然后将电气功率按照一定的比例转换为机械输出功率,该方法测试直接,但是误差较大。综上所述,现有技术中存在力矩测量方法及装置所测到的力矩不准确的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供电机力矩测量方法及装置,以解决现有技术中存在力矩测量方法及装置所测到的力矩不准确的问题。本专利技术第一方面提供一种电机力矩测量方法,所述电机力矩测量方法包括以下步骤:获取电机的各相电流,并将电机的各相电流换算成直轴电流和交轴电流;根据所述直轴电流和所述交轴电流获取直轴力矩和交轴力矩;对所述直轴力矩和所述交轴力矩进行矢量合成获取合成力矩;获取转子位置并根据所述转子位置获取电气角度;根据所述电气角度和所述合成力矩获取电机有效力矩。结合第一方面,在第一方面的第一种可能的实现方式中,所述根据所述直轴电流和所述交轴电流获取直轴力矩和交轴力矩的步骤具体为:根据以下公式获取直轴力矩和交轴力矩:Ta=Ia×Kt,Tb=Ib×Kt,其中,Ta为直轴力矩,Ia为直轴电流,Tb为交轴力矩,Ib为交轴电流,Kt为转矩系数。结合第一方面,在第一方面的第二种可能的实现方式中,所述获取转子位置并根据所述转子位置获取电气角度的步骤具体为:根据以下公式获取电气角度:其中,θ为电气角度,p为转子位置。结合第一方面,在第一方面的第三种可能的实现方式中,所述根据所述电器角度和所述合成力矩获取电机有效力矩的步骤具体为:根据以下公式获取电机力矩:T2=T1×COSθ,其中,T1为合成力矩,T2为电机有效力矩,θ为电气角度。结合第一方面,在第一方面的第四种可能的实现方式中,所述根据所述电器角度和所述合成力矩获取电机有效力矩的步骤之后还包括以下步骤:对所述电机有效力矩进行积分过滤后进行显示。本专利技术第二方面提供一种电机力矩测量装置,所述电机力矩测量装置包括:轴电流获取模块,用于获取电机的各相电流,并将电机的各相电流换算成直轴电流和交轴电流;轴力矩获取模块,用于根据所述直轴电流和所述交轴电流获取直轴力矩和交轴力矩;合成力矩获取模块,用于对所述直轴力矩和所述交轴力矩进行矢量合成获取合成力矩;电气角度获取模块,用于获取转子位置并根据转子位置获取电气角度;有效力矩获取模块,用于根据所述电气角度和所述合成力矩获取电机有效力矩。结合第二方面,在第二方面的第一种可能的实现方式中,所述轴力矩后获取模块根据所述直轴电流和所述交轴电流获取直轴力矩和交轴力矩的过程为:根据以下公式获取直轴力矩和交轴力矩:Ta=Ia×Kt,Tb=Ib×Kt,其中,Ta为直轴力矩,Ia为直轴电流,Tb为交轴力矩,Ib为交轴电流,Kt为转矩系数。结合第二方面,在第二方面的第二种可能的实现方式中,所述电气角度获取模块获取转子位置并根据所述转子位置获取电气角度的过程为:根据以下公式获取电气角度:其中,θ为电气角度,p为转子位置。结合第二方面,在第二方面的第三种可能的实现方式中,所述有效力矩获取模块根据所述电器角度和所述合成力矩获取电机有效力矩的过程为:根据以下公式获取电机力矩:T2=T1×COSθ,其中,T1为合成力矩,T2为电机有效力矩,θ为电气角度。结合第二方面,在第二方面的第四种可能的实现方式中,所述电机力矩测量装置还包括积分过滤模块和显示模块;所述积分过滤模块对所述电机有效力矩进行积分过滤后通过所述显示模块进行显示。本专利技术提供电机力矩测量方法及装置,电机力矩测量方法包括以下步骤:根据电机的各相电流获取直轴电流和交轴电流;根据直轴电流和所述交轴电流获取直轴力矩和交轴力矩;对直轴力矩和交轴力矩进行矢量合成获取合成力矩;获取转子位置并根据转子位置获取电气角度;根据电气角度和合成力矩获取电机有效力矩,整个装置的成本较低,并且不需要设置新的硬件设备即可准确获取电机有效力矩。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案,下面将组实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,组于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一种实施例提供的一种电机力矩测量方法的流程图;图2是本专利技术一种实施例提供的一种电机力矩测量方法中获取合成力矩的示意图;图3是本专利技术另一种实施例提供的一种电机力矩测量装置的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,组本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。为了说明本专利技术的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。本专利技术实施例提供一种电机力矩测量方法,如图1所示,电机力矩测量方法包括以下步骤:步骤S101.获取电机的各相电流,并将电机的各相电流换算成直轴电流和交轴电流。在步骤S101中,具体的,将电机驱动器和电机经由霍尔传感器连接起来。通过霍尔电流传感器可以在不影响输入电流的情况下,提取出电机绕组的各相电流,在将电流通过AD转换输入到数字信号处理器DSP中,通过clark、park变换,将电流转换为两相电流Ia和Ib。步骤S102.根据直轴电流和交轴电流获取直轴力矩和交轴力矩。在步骤S102中,具体的,根据以下公式获取直轴力矩和交轴力矩:Ta=Ia×Kt,Tb=Ib×Kt,其中,Ta为直轴力矩,Ia为直轴电流,Tb为交轴力矩,Ib为交轴电流,Kt为转矩系数,其中,转矩系数可以通过静态力矩测试法来获得。具体方法为:通过恒流电流源为电机任意两相通入一个恒定值电流a,然后用弹簧秤缓慢去拉动电机的轴,直到轴转动,记录弹簧秤显示的最大值F,Kt=F/a。。其中,磁场产生洛伦兹力,这个力作用在由永磁体制成的转子上,转子连接外部负载发生旋转才生力矩。由电流到力矩的数学模型非常复杂,电流和力矩的大小近似成正比,它们之间的系数称为转矩系数,用Kt表示。步骤S103.对直轴力矩和交轴力矩进行矢量合成获取合成力矩。在步骤S103中,具体的,如图2所示,直轴力矩和交轴力矩的夹角为直角,通过进行矢量合成,即可以获得合成力矩T1。步骤S104.获取转子位置并根据转子位置获取电气角度。在步骤S104中,具体的,通过位置传感器获取电机的机械位置,通过空间对称的方法,计算电气角度,如一个n对极的电机,使用一个m线的位置传感器,通过位置传感器获得的位置为p,那么电气角度其中,θ为电气角度,p为转子位置。即通过位置传感器获取电机机械的位置,通过上述计算公式可以计算出转子的电气角度。步骤S105.根据电气角度和合成力矩获取电机有效力矩。在步骤S105中,具体的,根据以下公式获取电机力矩:T2=T1×COSθ,其中,T1为合成力矩,T2为电机有效力矩,θ为电气角度。本专利技术空间矢量变换力矩测试原理如下:电机转子的旋转是由电机绕组产生的旋转磁场控制的,输出的力矩大小由旋转磁场的强度和与转子的角度差决定的。旋转磁场的分析计算模型非常复杂而且它是多相绕组合成得到的,本文档来自技高网...
电机力矩测量方法及装置

【技术保护点】
一种电机力矩测量方法,其特征在于,所述电机力矩测量方法包括以下步骤:获取电机的各相电流,并将电机的各相电流换算成直轴电流和交轴电流;根据所述直轴电流和所述交轴电流获取直轴力矩和交轴力矩;对所述直轴力矩和所述交轴力矩进行矢量合成获取合成力矩;获取转子位置并根据所述转子位置获取电气角度;根据所述电气角度和所述合成力矩获取电机有效力矩。

【技术特征摘要】
1.一种电机力矩测量方法,其特征在于,所述电机力矩测量方法包括以下步骤:获取电机的各相电流,并将电机的各相电流换算成直轴电流和交轴电流;根据所述直轴电流和所述交轴电流获取直轴力矩和交轴力矩;对所述直轴力矩和所述交轴力矩进行矢量合成获取合成力矩;获取转子位置并根据所述转子位置获取电气角度;根据所述电气角度和所述合成力矩获取电机有效力矩。2.如权利要求1所述的电机力矩测量方法,其特征在于,所述根据所述直轴电流和所述交轴电流获取直轴力矩和交轴力矩的步骤具体为:根据以下公式获取直轴力矩和交轴力矩:Ta=Ia×Kt,Tb=Ib×Kt,其中,Ta为直轴力矩,Ia为直轴电流,Tb为交轴力矩,Ib为交轴电流,Kt为转矩系数。3.如权利要求1所述的电机力矩测量方法,其特征在于,所述获取转子位置并根据所述转子位置获取电气角度的步骤具体为:根据以下公式获取电气角度:其中,θ为电气角度,p为转子位置。4.如权利要求1所述的电机力矩测量方法,其特征在于,所述根据所述电器角度和所述合成力矩获取电机有效力矩的步骤具体为:根据以下公式获取电机力矩:T2=T1×COSθ,其中,T1为合成力矩,T2为电机有效力矩,θ为电气角度。5.如权利要求1所述的电机力矩测量方法,其特征在于,所述根据所述电器角度和所述合成力矩获取电机有效力矩的步骤之后还包括以下步骤:对所述电机有效力矩进行积分过滤后进行显示。6.一种电机力矩测量装置,其特征在于,所述电机力矩测量装置包括:轴电流...

【专利技术属性】
技术研发人员:熊青山
申请(专利权)人:深圳市智创电机有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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