【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法，属于永磁同步电机驱动控制领域。
技术介绍
1、因为体积限制，陀螺无法安装位置传感器，所以陀螺永磁电机均采用了无传感器控制方法。“基于dsp和ml4428无刷直流陀螺电机锁相稳速控制的研究”(中国惯性技术学报第13卷第4期2005年8月)一文对无刷直流电机采用了脉宽调制(pwm)方法进行驱动，其实现方式简单。然而，陀螺永磁电机的定子大多采用无铁芯结构，所以定子绕组电感通常很小。当采用pwm驱动时，“无刷直流电机换相力矩波动抑制”(电机与控制学报第12卷第3期2008年5月)一文指出该方法本质上存在换相引起的转矩波动，这会影响电机的转速稳定性。根据电机工作原理，永磁同步电机的最佳驱动方式为正弦波驱动。目前，永磁同步电机正弦波驱动的实现方式绝大多数采用了空间矢量脉宽调制或正弦脉宽调制等数字方法，这种方法的优点是控制实现简单，缺点是会产生电流谐波，从而引起转矩波动，影响转速稳定性，所以该实现方式难以满足陀螺这种高精密仪表对转速稳定性极高的要求。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：针对目前现有技术中，动压永磁电机摩擦转矩难以直接测量并量化表征的问题，提出了一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法。
2、本专利技术解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：
3、一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法，包括：
4、确定电磁转矩及定子磁动势的计算方法，进行永磁电机定位；
5、对
6、搭建转矩测试系统，通过转矩测试系统连通永磁电机并采集转矩测试系统输出的表征惯性力矩的模拟电压信号；
7、对永磁电机依次施加预设定位矢量以驱动转子机械转动一周，确定永磁电机定子的三项电流输出量，测量当前转子输出的惯性力矩；
8、判断惯性力矩是否超出设定阈值，根据判断结果确定转子定位是否成功；
9、记录转子转动后所有位置及对应的转子转动时定子电流，通过定子电流大小表征永磁电机轴承摩擦力矩，获取测试结果。
10、永磁电机定位过程中，定子电流为控制值，永磁电机的电磁转矩计算方法为：
11、te＝μmfrfssinδ
12、式中，μm为与电机尺寸结构相关参数，选为常数，fr为转子磁动势；fs为定子磁动势；δ为定转子磁动势之间的夹角；
13、定子磁动势的计算方法为：
14、
15、式中，kω为基波绕组因数，nph为每相有效匝数，p为转子极数，对于特定电机为常数；im为定子电流幅值；
16、电磁转矩、定子磁动势用于后续待测试的永磁电机的转矩测试。
17、永磁电机的一周转子位置设置具体为：
18、将永磁电机转子一周均分为p份，分区后各区域均对应360度电角度；
19、于360度电角度内，采用转子步进法使转子每一拍固定转动δθ电角度；
20、其中，360度电角度内设置有对应数量的定位矢量，相邻两个定位矢量间夹角为90度电角度，p等于电机极对数。
21、所述转矩测试系统包括反力矩测试仪、陀螺电机驱动控制器，待测试的永磁电机安装于反力矩测试仪上，反力矩测试仪测量永磁电机转动后输出的惯性力矩，并输出力矩模拟信号至陀螺电机驱动控制器；陀螺电机驱动控制器根据力矩模拟信号输出确定定子电流幅值，以驱动永磁电机按照预设时序转动。
22、对永磁电机依次施加预设定位矢量的方法为：
23、转矩测试过程中，预设定位矢量方向与定子a相绕组轴向一致；
24、施加预设定位矢量sn，采集定子a相、b相、c相电流值，测量定子合成磁动势与a相绕组轴线方向形成的电角度；
25、在当前定位矢量作用下电机转子转动，反力矩测试仪测量转子转动后输出的惯性力矩。
26、若惯性力矩测量结果超出设定阈值，认为电机转子转动，永磁电机步进次数增加1次，否则调整定子电流幅值，重新施加预设定位矢量以实现电机步进转动。
27、预设定位矢量施加完成一次后，根据当前转子定位位置，继续施加下一预设定位矢量，直至遍历定位矢量周期内的所有定位矢量位置。
28、定位矢量由周期性的预设定位矢量组成，定位矢量周期数等于永磁电机极对数。
29、调整定子电流幅值的具体方法为，判断当前采集的力矩模拟信号来决定是否调整定子电流幅值，若惯性力矩测量结果小于设定阈值，则对当前施加预设定位矢量的定子电流幅值进行增加，增加幅度等于预设变化量。
30、陀螺电机驱动控制器根据力矩模拟信号调整定子电流幅值，驱动永磁电机的转子按照预设时序，沿逆时针方向进行转动，转动过程中持续通过陀螺电机驱动控制器采集力矩模拟信号。
31、本专利技术与现有技术相比的优点在于：
32、本专利技术提供的一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法，可以直接获取表征动压气浮轴承电机启动摩擦转矩的定子电流，解决了动压气浮永磁电机启动裕度评估难题，为进一步提高电机启动可靠性提供支持，在不需更改正弦波线性驱动硬件电路的基础上，通过改进软件测试流程实现永磁电机轴承摩擦转矩测试，流程自动实现，便于生产应用，实现方便、成本低。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法，其特征在于：
7.根据权利要求5所述的一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法，其特征在于：
9.根据权利要求6所述的一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法，其特征在于：
10.根据权利要求4所述的一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种动压气浮永磁电机轴承摩擦转矩测试方法，其特征在于：
6...
【专利技术属性】
技术研发人员：李玉猛，马官营，惠欣，朱梦如，李建朋，张辰，李建鹏，田亚男，邱金娟，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。