基于定子磁链的电动执行器力矩检测方法

目前国外先进的电动执行器都具有力矩关断功能,当执行器出现堵转时,可以有效减少过大的输出力矩对阀门造成的损坏。力矩关断功能的关键问题是能够精确检测出力矩,采用传感器方法虽然较为简便,但是对安装空间有要求,还提高了成本,降低了系统的可靠性以及执行器的寿命。针对这个问题,提出一种软件检测实时力矩的方法。采用与电机参数无关的力矩数学模型,以避免参数变化对力矩测量的影响;通过检测电机的电压和电流来计算电机的定子磁链,再根据定子磁链来计算实时力矩,以提高计算精度;采用反馈补偿的方法来消除定子磁链计算过程中由于纯积分运算所产生的发散问题;采用选取多组力矩计算结果进行曲线拟合再平均的方法,解决执行器内部的蜗轮蜗杆对电机转速和力矩耦合较大的问题。针对2台不同功率等级的电动执行器进行力矩测量的标定实验。实验结果表明,在负载变化的条件下,无论执行器运行于高速还是低速,该方法都可以实时准确地测量出力矩,从而验证了所提方法的有效性和可行性。

Detection method of electric actuator torque based on stator flux