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電機轉速的獲取方法、裝置、設備及計算機可讀存儲介質與流程

文檔序號:11384920閱讀:682來源:國知局
電機轉速的獲取方法、裝置、設備及計算機可讀存儲介質與流程

本發(fā)明涉及電動汽車領域,尤其涉及一種電機轉速的獲取方法、裝置、設備及計算機可讀存儲介質。



背景技術:

隨著電動汽車的發(fā)展,乘車人員對汽車的舒適性的要求也越來越高,電機轉速的波動直接影響著整車nvh性能。現(xiàn)在轉速波動測試都是通過在傳動軸上貼碼帶,用光電傳感器測試傳動軸的轉速,再通過減速器的速比來反推電機轉速,但是這種方法對碼帶的粘貼要求高,測試精度取決于高精度的光電傳感器和碼帶數(shù)量,對傳感器和試驗人員操作要求高。



技術實現(xiàn)要素:

為了解決上述技術問題,本發(fā)明提供了一種電機轉速的獲取方法、裝置、設備及計算機可讀存儲介質,解決了由于傳感器和試驗人員的操作誤差造成電機轉速測試精度較低的問題。

依據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種電機轉速的獲取方法,包括:

獲取安裝在電動汽車的電機上的旋變器輸出的旋變電流信號,所述旋變器的轉子與電機的轉子同步;

根據(jù)所述旋變電流信號,得到電機轉速。

可選地,所述獲取安裝在電動汽車的電機上的旋變器輸出的旋變電流信號的步驟包括:

按照預設采樣頻率獲得安裝在電動汽車的電機上的旋變器輸出的多個旋變電流信號。

可選地,所述旋變電流信號為旋變器輸出的經調制后的電流幅值隨轉子轉角變化的信號,所述信號包括:正弦信號和余弦信號。

可選地,所述根據(jù)所述旋變電流信號,得到電機轉速的步驟包括:

將所述旋變電流信號解調,得到解調后的旋變電流信號;

根據(jù)解調后的旋變電流信號計算電機轉速。

可選地,所述根據(jù)解調后的旋變電流信號計算電機轉速的步驟包括:

根據(jù)解調后的旋變電流信號計算電機轉子的角速度;

根據(jù)電機轉子的角速度計算電機轉速。

可選地,所述根據(jù)解調后的旋變電流信號計算電機轉子的角速度的步驟包括:

根據(jù)所述解調后的旋變電流信號,得到轉子的角位移;

根據(jù)所述角位移計算轉子角速度。

可選地,根據(jù)所述解調后的旋變電流信號,得到轉子的角位移的步驟包括:

通過公式

得到轉子的第i時刻的角位移;

其中,θi為電機轉子的第i時刻的角位移,j為i時刻前轉子經過180°的次數(shù),為解調后的旋變電流信號的第i時刻正弦值,為解調后的旋變電流信號的第i時刻余弦值。

可選地,根據(jù)所述角位移計算轉子角速度的步驟包括:

通過公式

計算轉子角速度;

其中,ω為電機轉子的角速度,θi為電機轉子的第i時刻的角位移,t為運動時間。

可選地,所述根據(jù)解調后的旋變電流信號計算電機轉子的角速度的步驟包括:

根據(jù)所述解調后的旋變電流信號,得到轉子的旋轉頻率;

根據(jù)轉子的旋轉頻率計算轉子角速度。

可選地,根據(jù)轉子的旋轉頻率計算轉子角速度的步驟包括:

通過公式

ω=2πf計算轉子角速度ω;

其中,ω為電機轉子的角速度,f為轉子的旋轉頻率。

可選地,根據(jù)電機轉子的角速度計算電機轉速的步驟包括:

根據(jù)公式

計算電機轉速;

其中,n為電機轉子的轉速,單位為rpm,ω為電機轉子的角速度。

依據(jù)本發(fā)明的另一個方面,提供了一種電機轉速的獲取裝置,包括:

獲取模塊,用于獲取安裝在電動汽車的電機上的旋變器輸出的旋變電流信號,所述旋變器的轉子與電機的轉子同步;

分析模塊,用于根據(jù)所述旋變電流信號,得到電機轉速。

依據(jù)本發(fā)明的再一個方面,提供了一種電機轉速的獲取設備,包括:

存儲器和處理器,所述存儲器存儲計算機程序,所述計算機程序被處理器運行時,執(zhí)行上述電機轉速的獲取方法。

依據(jù)本發(fā)明的再一個方面,提供了一種計算機可讀存儲介質,包括指令,當所述指令在計算機運行時,使得計算機執(zhí)行上述電機轉速的獲取方法。

本發(fā)明的實施例的有益效果是:

上述方案中,由于電動汽車的電機上裝有旋變器,其轉子運動與電機轉子運動同步,利用現(xiàn)有旋變信號進行計算,通過測量旋變器的角速度來計算電機的角速度,測試方法簡單,信號采集設備布置方便快捷,且計算精度很高。

附圖說明

圖1表示本發(fā)明的電機轉速的獲取方法的流程圖;

圖2表示本發(fā)明的電機轉速的獲取方法的具體流程示意圖;

圖3表示本發(fā)明的電機轉速的獲取裝置的結構圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的示例性實施例,然而應當理解,可以以各種形式實現(xiàn)本發(fā)明而不應被這里闡述的實施例所限制。相反,提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本發(fā)明,并且能夠將本發(fā)明的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。

如圖1所示,本發(fā)明的實施例提供了一種電機轉速的獲取方法,包括:

步驟11、獲取安裝在電動汽車的電機上的旋變器輸出的旋變電流信號,所述旋變器的轉子與電機的轉子同步;

該實施例中,旋變器是一種電磁式感應器,是一種測量角度的小型交流電動機,電動汽車的電機上裝有旋變器,其轉子運動與電機轉子運動同步。

步驟12、根據(jù)所述旋變電流信號,得到電機轉速。

該實施例中,旋變器輸出的電流信號包含有電機的角位移信息,通過求解旋變電流信號的外包絡線,計算電機轉子的角速度來計算電機轉速。

本發(fā)明的上述實施例中,所述獲取安裝在電動汽車的電機上的旋變器輸出的旋變電流信號的步驟包括:

按照預設采樣頻率獲得安裝在電動汽車的電機上的旋變器輸出的多個旋變電流信號。

該實施例中,由于旋變器輸出的電流會輸送到驅動電機控制器mcu,因此可以測試mcu輸入端的旋變電流信號。所述預設采樣頻率可以是12800hz,信號采集設備采集到的旋變電流信號為十進制的數(shù)據(jù),需要將十進制數(shù)據(jù)轉換為二進制數(shù)據(jù)進行分析。

本發(fā)明的上述實施例中,所述旋變電流信號為旋變器輸出的經調制后的電流幅值隨轉子轉角變化的信號,所述信號包括:正弦信號和余弦信號。

該實施例中,由于旋變器上具有一個激勵線圈和兩個正交的感應線圈,激勵線圈接受輸入的正弦激勵信號,感應線圈依據(jù)旋變器的角位置關系,感應出來具有正弦和余弦關系的檢測信號,旋變器輸出的正弦信號和余弦信號是根據(jù)轉子的轉角變化對激勵信號的調制結果。旋變器輸出的電流信號與轉子轉角的函數(shù)關系可以表示為:

正弦信號:isin=e0sinωt*sinθ;

余弦信號:icos=e0sinωt*cosθ;

其中,isin為旋變器輸出的正弦電流信號,icos為旋變器輸出的余弦電流信號,e0為轉子激勵幅度,sinωt為轉子激勵頻率,θ為轉子的角位移。

本發(fā)明的上述實施例中,所述根據(jù)所述旋變電流信號,得到電機轉速步驟的包括:

將所述旋變電流信號解調,得到解調后的旋變電流信號;

該實施例中,由于旋變器輸出的電流信號為經調制后的信號,對旋變電流信號進行數(shù)據(jù)分析時需要首先將信號解調,得到解調后的正弦信號i’sin和余弦信號i’cos。

根據(jù)解調后的旋變電流信號計算電機轉速。

本發(fā)明的上述實施例中,所述根據(jù)解調后的旋變電流信號計算電機轉速的步驟包括:

根據(jù)解調后的旋變電流信號計算電機轉子的角速度;

根據(jù)電機轉子的角速度計算電機轉速。

進一步地,所述根據(jù)解調后的旋變電流信號計算電機轉子的角速度的步驟包括:

方法一:

根據(jù)所述解調后的旋變電流信號,得到轉子的角位移;

根據(jù)所述角位移計算轉子角速度。

進一步地,根據(jù)所述解調后的旋變電流信號,得到轉子的角位移的步驟包括:

通過公式

得到轉子的第i時刻的角位移;

其中,θi為電機轉子的第i時刻的角位移,j為i時刻前轉子經過180°的次數(shù),為解調后的旋變電流信號的第i時刻正弦值,為解調后的旋變電流信號的第i時刻余弦值。其中,i時刻前轉子經過180°的次數(shù)j可以通過旋變電流信號的正弦值或余弦值的變號情況得出。由于這里計算得到的電機轉子的角位移為弧度值,為了計算方便,可以通過公式

將以弧度表示的角位移轉化為以度數(shù)表示的角位移。

進一步地,根據(jù)所述角位移計算轉子角速度的步驟包括:

通過公式

計算轉子角速度;

其中,ω為電機轉子的角速度,θi為電機轉子的第i時刻的角位移,t為運動時間。

方法二:

根據(jù)所述解調后的旋變電流信號,得到轉子的旋轉頻率;

該實施例中,解調后的旋變電流信號每個正弦周期,即三個零點間的時間表示轉子轉動一圈,則由公式

可以得到轉子的旋轉頻率;

其中,f為轉子的旋轉頻率計算值,t為轉子旋轉周期。

根據(jù)轉子的旋轉頻率計算轉子角速度。

該實施例中,根據(jù)轉子的旋轉頻率計算轉子角速度的步驟包括:

通過公式

ω=2πf計算轉子角速度ω;

其中,ω為電機轉子的角速度,f為轉子的旋轉頻率。

本發(fā)明的上述實施例中,所述根據(jù)電機轉子的角速度計算電機轉速的步驟包括:

根據(jù)公式

計算電機轉速;

其中,n為電機轉子的轉速,單位為rpm,ω為電機轉子的角速度。

如圖2所示,上述方法的具體實現(xiàn)過程包括:

步驟21、獲取安裝在電動汽車的電機上的旋變器輸出的旋變電流信號,該旋變電流信號包括正弦電流信號isin和余弦電流信號icos;

步驟22、將獲取的旋變電流信號解調,可以得到解調后的正弦電流信號i’sin和解調后的余弦電流信號的i’cos;

步驟23、求解解調后的旋變電流信號,得到轉子角位移,根據(jù)轉子的角位移計算轉子的角速度,或者,

求解解調后的旋變電流信號,得到轉子的旋轉頻率,根據(jù)轉子的旋轉頻率計算轉子的角速度;

步驟24、根據(jù)計算得到的轉子的角速度計算電機轉速。

本發(fā)明的上述實施例,利用旋變器輸出的電信號測量電動汽車的電機的轉速,測試方法簡單,數(shù)據(jù)采集方便快捷,且計算精度很高,能夠準確的測量電機的轉速及轉速波動,便于監(jiān)控電機的故障情況,避免對整車nvh性能造成影響。

如圖3所示,本發(fā)明的實施例還提供了一種電機轉速的獲取裝置,包括:

獲取模塊31,用于獲取安裝在電動汽車的電機上的旋變器輸出的旋變電流信號,所述旋變器的轉子與電機的轉子同步;

分析模塊32,用于根據(jù)所述旋變電流信號,得到電機轉速。

需要說明的是,上述方法實施例中所有實現(xiàn)方式均適用于該電機轉速的獲取裝置的實施例中,也能達到相同的技術效果。該實施例中,旋變器是一種電磁式感應器,是一種測量角度的小型交流電動機,電動汽車的電機上裝有旋變器,其轉子運動與電機轉子運動同步。旋變器輸出的電流信號包含有電機的角位移信息,通過求解旋變電流信號的外包絡線,計算電機轉子的角速度來計算電機轉速。

具體地,所述旋變電流信號為旋變器輸出的經調制后的電流幅值隨轉子轉角變化的信號,所述信號包括:正弦信號和余弦信號。

由于旋變器上具有一個激勵線圈和兩個正交的感應線圈,激勵線圈接受輸入的正弦激勵信號,感應線圈依據(jù)旋變器的角位置關系,感應出來具有正弦和余弦關系的檢測信號,旋變器輸出的正弦信號和余弦信號是根據(jù)轉子的轉角變化對激勵信號的調制結果。旋變器輸出的電流信號與轉子轉角的函數(shù)關系可以表示為:

正弦信號:isin=e0sinωt*sinθ;

余弦信號:icos=e0sinωt*cosθ;

其中,isin為旋變器輸出的正弦電流信號,icos為旋變器輸出的余弦電流信號,e0為轉子激勵幅度,sinωt為轉子激勵頻率,θ為轉子角位移。

本發(fā)明的上述實施例中,所述分析模塊32包括:

第一分析單元321、用于將所述旋變電流信號解調,得到解調后的旋變電流信號;

第二分析單元322、用于根據(jù)解調后的旋變電流信號計算電機轉速。

該實施例中,由于旋變器輸出的電流信號為經調制后的信號,對旋變電流信號進行數(shù)據(jù)分析時需要首先將信號解調,得到解調后的正弦信號i’sin和余弦信號i’cos。

本發(fā)明的上述實施例中,所述第二分析單元322包括:

第一分析子單元3221、用于根據(jù)解調后的旋變電流信號計算電機轉子的角速度;

第二分析子單元3222、用于根據(jù)電機轉子的角速度計算電機轉速。

該實施例中,根據(jù)解調后的旋變電流信號計算電機轉子的角速度的方法有兩種,其中,

方法一:

根據(jù)所述解調后的旋變電流信號,得到轉子的角位移;

根據(jù)所述角位移計算轉子角速度。

進一步地,根據(jù)所述解調后的旋變電流信號,得到轉子的角位移的步驟包括:

通過公式

得到轉子的第i時刻的角位移;

其中,θi為電機轉子的第i時刻的角位移,j為i時刻前轉子經過180°的次數(shù),為解調后的旋變電流信號的第i時刻正弦值,為解調后的旋變電流信號的第i時刻余弦值。其中,i時刻前轉子經過180°的次數(shù)j可以通過旋變電流信號的正弦值或余弦值的變號情況得出。

由于這里計算得到的電機轉子的角位移θ為弧度值,為了計算方便,可以通過公式

將以弧度表示的角位移轉化為以度數(shù)表示的角位移。

進一步地,根據(jù)所述角位移計算轉子角速度的步驟包括:

通過公式

計算轉子角速度;

其中,ω為電機轉子的角速度,θi為電機轉子的第i時刻的角位移,t為運動時間。

方法二:

根據(jù)所述解調后的旋變電流信號,得到轉子的旋轉頻率;

該實施例中,解調后的旋變電流信號每個正弦周期,即三個零點間的時間表示轉子轉動一圈,則由公式

可以得到轉子的旋轉頻率;

其中,f為轉子的旋轉頻率計算值,t為轉子旋轉周期。

根據(jù)轉子的旋轉頻率計算轉子角速度。

該實施例中,根據(jù)轉子的旋轉頻率計算轉子角速度的步驟包括:

通過公式

ω=2πf計算轉子角速度ω;

其中,ω為電機轉子的角速度,f為轉子的旋轉頻率。

進一步地,根據(jù)電機轉子的角速度計算電機轉速的步驟包括:

根據(jù)公式

計算電機轉速;

其中,n為電機轉子的轉速,單位為rpm,ω為電機轉子的角速度。

本發(fā)明的上述實施例,利用旋變器輸出的電信號測量電動汽車的電機的轉速,測試方法簡單,數(shù)據(jù)采集方便快捷,且計算精度很高,能夠準確的測量電機的轉速及轉速波動,便于監(jiān)控電機的故障情況,避免對整車nvh性能造成影響。

本發(fā)明的實施例還提供了一種電機轉速的獲取設備,包括:

存儲器和處理器,所述存儲器存儲計算機程序,所述計算機程序被處理器運行時,執(zhí)行上述電機轉速的獲取方法。該實施例中,存儲器和處理器可以通過總線或者接口連接。

本發(fā)明的實施例還提供了一種計算機可讀存儲介質,包括指令,當所述指令在計算機運行時,使得計算機執(zhí)行上述電機轉速的獲取方法。

以上所述的是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應當指出對于本技術領域的普通人員來說,在不脫離本發(fā)明所述的原理前提下還可以作出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也在本發(fā)明的保護范圍內。

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