專利名稱：用于電機系統(tǒng)中的解析器對準的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明 一般地涉及判定電機系統(tǒng)中的轉子位置，并且尤其涉及用于 對準解析器的方法和裝置。
背景技術：
在某些類型的電機中，控制電機是部分基于其轉子位置的。例如，
永磁(PM)同步電機將轉子位置信息用于準確的轉矩控制。轉子位置 典型地借助解析器或類似的轉動檢測裝置測量。解析器的轉子聯接至 PM同步電機的電機轉子。為了矢量控制，解析器通常對準至電機轉子 磁體的北極(例如，與控制器d軸線對準)。解析器可對準的準確度典 型地影響電機控制的準確度和性能。
在某些電機中，解析器在組裝過程期間被對準。典型地希望從對準 過程實現高精度，這通常通過單獨測試每個電機和手動地調節(jié)解析器而 實現。對于大批量制造而言，對準過程成本高、費時間并且復雜。 一種 無傳感器電機控制技術將高頻電壓信號(例如在大約500 Hz到大約 2kHz的范圍內)注射到電機的定子中，并測量響應于高頻信號而產生的 電流。測得的電流用于估計解析器對準度。當高頻信號具有較大幅度時， 產生噪聲。另外， 一般與高頻信號相關的頻率范圍在人類敏感范圍內。 而且，高頻信號方法不適合于具有固有低凸極性(saliency)的電機，例 如表面安裝PM電機。
因此，希望提供一種用于電機系統(tǒng)中的解析器對準的方法和系統(tǒng)， 該方法和系統(tǒng)使電機系統(tǒng)的組裝和制造成本最低。另外，希望提供一種 使噪聲產生最小的用于解析器對準的方法和系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的其它 希望的特征和特,吾、將從結合附圖的以下說明和所附權利要求書以及上 述技術領域和背景技術而變得明顯。
發(fā)明內容
本發(fā)明提供了用于在電機系統(tǒng)中的解析器對準的方法和系統(tǒng)。在一 個實施例中，提供一種用于對準解析器的方法。所述解析器可操作以確定電機中相對于d軸線的轉子位置。所述方法包括命令d軸線電流命 令和速度命令；響應于d軸線電流命令和速度命令在不帶負載的情況下 操作所述電機；確定響應于所述速度命令的轉子速度；和當所述轉子速 度已基本穩(wěn)定時，基于所述速度命令和轉子速度確定解析器的偏移量。
在另一個實施例中，用于對準解析器的方法包括將所述負載與所 述電片幾分離；命令一電流命令和一速度命令；響應于所述電流命令和所 述角速度命令在非零速度下操作所述電機；確定所述解析器的偏移量； 將所述負載聯接至所述電機；以及基于所述偏移量確定轉子位置。所述 電機響應于所述電流命令而產生基本為零的轉矩。
在另一個實施例中，提供一種用于對準解析器的系統(tǒng)。所述解析器 可操作以確定電機中相對于d軸線的轉子位置。所述系統(tǒng)包括電流調 節(jié)器，其具有用于接收電流命令的輸入，并且具有聯接至所述電機的輸 出；和速度調節(jié)器，其具有用于接收速度命令和轉子位置的輸入，并且 具有聯接至所述電流調節(jié)器的輸出。所述電流調節(jié)器構造成基于所述電 流命令產生一電流，所述電機響應于所述電流產生基本為零的轉矩。所 述速度調節(jié)器構造成響應于所述速度命令而保持所述電機的基本恒定 的速度，并且當保持所述基本恒定的速度時，產生一偏移量，該偏移量 使所述轉子位置與所述d軸線對準。
以下將接合
本發(fā)明，其中相同的附圖標記指示相同的部 件，并且
圖l是定子電流命令的矢量圖2是根據 一 示例性實施例的對準系統(tǒng)的方塊圖3是與用于改變定子電流指令的偏移量誤差相關的電轉矩圖；以
及
圖4是根據一示例性實施例用于解析器對準的方法的流程圖。
具體實施例方式
以下詳細說明本質上僅是示例性的，并且不意在限制本發(fā)明或其應 用與使用。而且，不意在受到上述技術領域、背景技術、發(fā)明內容或以 下詳細說明中所表述或包含的任何理論的限制。在一示例性實施例中，提供一種用于對準安裝至電機的電機轉子的 解析器或其它轉子位置檢測裝置的方法和系統(tǒng)。這種電機用于包括車輛 應用的各種應用，并且可通過電壓源逆變器控制。如果電機無負載(例 如，在車輛應用中，電機不聯接至軸)并且在基本恒定的轉速下操作， 則拖拽轉矩(例如來自潤滑劑和類似物)被施加至電機軸。通常，拖拽 轉矩對于高效驅動系統(tǒng)而言是較低的。為了保持該恒定速度，電機產生 電轉矩以平纟軒拖拽轉矩，這可以借助速度管理(例如速度管理回^各)實 現。
通過施加d軸線電流命令，可在平衡電轉矩與拖拽轉矩的過程期間 調節(jié)解析器對準度。例如，解析器偏移角度與電偏移量誤差相關聯，該 電偏移量誤差對于特定的d軸線電流命令產生該電轉矩。在混合動力車 輛中，電機速度可與軸速度分離。對準程序可在組裝電機并且結果(例 如解析器偏移角度)存儲在存儲器(例如諸如電可編程只讀存儲器 (EEPROM)的非易失性存儲器)中之后進行，或者在正常駕駛循環(huán)的 適當時刻(例如在鑰匙關閉期間)進行。電機偏移量隨后用作用于與(例 如通過解析器判定的)粗略轉子位置測量值結合的校正項。
參照圖1,示出定子電流命令(Is*),其有助于理解解析器角度誤 差的效果。在正確的d軸線上施加定子電流產生零電轉矩。如果存在解 析器對準誤差，則所施加的定子電流實際上沒有施加在正確的軸線上。 定子電流命令(Is*)被命令成在估計的負d軸線上流動。在估計的d軸 線上的正偏移量誤差(eDffs。t)的情況下，真實的定子電流被分配到d 軸線和q軸線上。例如，定子電流命令(l/)具有d軸線定子電流(Id/) 和q軸線定子電流(Iqse)。負的q軸線定子電流(Iqse)導致負的轉矩 結果(例如，如果電機以正的速度轉動，則是電機的發(fā)電機沖莫式)。相 反，在估計的d軸線上的負的偏移量誤差(未示出)導致正的q軸線電 流和正的轉矩結果。
圖2是根據一示例性實施例的對準系統(tǒng)100的方塊圖。對準系統(tǒng)100 包括電流調節(jié)器102、具有聯接至電流調節(jié)器102的輸入的輸出的速度 調節(jié)器104、聯接至電流調節(jié)器102的輸出的電機106 (例如永磁(PM) 同步電機)和聯接至電機106的解析器108或其它轉子位置檢測裝置。 電流調節(jié)器102和/或速度調節(jié)器104的一個或多個部件可以是軟件或固 件、硬件組合邏輯電路和/或其它適當的部件或它們的組合，所述硬件例如是執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的專用集成電路(ASIC)、電子電 路、處理器(共享的、專用的或成組的)和存儲器。
電機106是同步電機或類似物，并且優(yōu)選地是永磁(PM)同步電 機。在該實施例中，電機106與軸109分離，以便使電機106可在沒有 用于解析器對準的負載的情況下操作。解析器108或其它轉子位置檢測 裝置判定電機106的轉子位置。在一個實施例中，解析器108聯接至電 坤幾106的轉子軸。轉子的磁北極對應于d軸線。通過測量相對于d軸線 的解析器位置(e^),解析器位置用于代表電機106的轉子位置。在 一個實施例中，解析器位置(6^)被供給至數字轉換電路126，并且 數字轉換電路126將解析器位置(6 s)轉換成數字表達(例如數字字 碼)，該數字表達可在軟件實施例中使用，以基于對解析器108的測量 判定電機106的角速度(oores)。電機106的測量的角速度也可使用其
它裝置從解析器位置(e^)得到。解析器位置(e s)和電機106的
角速度(oores)被提供給速度調節(jié)器104。
基于電流命令(例如Id/和Iq/)，電流調節(jié)器102提供一電壓以驅 動電機106。在一個實施例中，電流調節(jié)器102包括求和塊IIO和112、 具有聯接至求和塊110和112的輸入的抗積分飽和同步幀電流調節(jié)器 114、具有聯接至抗積分飽和同步幀電流調節(jié)器114(或本領域已知的其 它有效的調節(jié)器技術)的輸出的輸入的同步至靜止變換塊116、具有聯 接至同步至靜止變換塊116的輸出的輸入的兩相至三相變換塊118和三 相電壓源逆變器120,該三相電壓源逆變器120具有聯接至兩相至三相 變換塊118的輸出的輸入，并且具有聯接至電機106的輸出。在另一個 實施例中，三相電壓源逆變器120是對準系統(tǒng)100的單獨的部件。
為了使通過電流命令產生的轉矩最小，將一定子電流命令施加至d 軸線，而不將定子電流命令施加至q軸線。例如，將幅度小于大約零的 d軸線電流命令(Id/ )和大約零的q軸線電流命令(Iq/ )供給至電流調 節(jié)器102。對于PM同步電機而言，d軸線電流名稱經常被限制成負值。 求和塊IIO和112基于電流命令(Id/和Iq/)與對應于電流命令(Id/和
Iq/)的同步幀測量電流Uds和Iqs)的比較產生同步幀電流誤差。例如，
求和塊110和112基于d軸線電流命令(Ids*)與測量的d軸線同步幀電 流(Ids)之間的差產生d軸線同步幀電流誤差，并且求和塊112基于q 軸線電流命令(Iqs"與測量的q軸線同步幀電流(Iqs)之間的差產生q軸線同步幀電流誤差。
求和塊110和112的輸出供給至抗積分飽和同步幀電流調節(jié)器114, 該抗積分飽和同步幀電流調節(jié)器114產生同步幀電壓命令(Vj和Vqs* )。 同步至靜止變換塊116使用變換角(6trans)將同步幀電壓命令(Vj和Vqs*)變換成靜止幀電壓命令(Ve;和Vp*)，并且兩相至三相變換塊118
將兩相(例如a和卩),爭止幀電壓命令(VZ和V^)變4灸成三相電壓命 令(V二 VJ和V/)。三相電壓命令通過三相電壓源逆變器120轉換成 實際相電壓，并且纟皮供給至電才幾106。
為了電機106的反饋調節(jié)，電流調節(jié)器102還包括具有三相至兩相 變換塊122和靜止至同步變換塊124，所述三相至兩相變換塊122具有 聯接至三相電壓源逆變器120的輸出的輸入，所述靜止至同步變換塊 124具有聯接至三相至兩相變換塊122的輸出的第一輸入，并具有聯接 至求和塊IIO和112的輸出?？墒褂靡粋€或多個電流傳感器121測量三 相電流(例如，Ia、 Ib和U中的至少兩個，所述三相電流對應于通過三 相電壓源逆變器120供給至電機106的實際相電流。雖然所有三相電流
(Ia、 Ib和U都可被測量，但是三相電流可基于兩個測量的相電流確定。 三相至兩相變換塊122將測量的三相電流(Ia、 Ib和Ie)變換成測量 的兩相(a和卩)電流(Ia和Ip)。靜止至同步變換塊124使用變換角(6 將測量的靜止幀中的兩相電流(Ia和Ip)轉換成測量的同步幀電流
(例如測量的d軸線同步幀電流(Ids )和測量的q軸線同步幀電流(Iqs))。
測量的同步幀電流(Ids和Iqs)被分別供給至求和塊IIO和112。
速度調節(jié)器104響應于角速度命令(例如以機械的弧度/秒為單位的 速度命令(com*))控制電機106的角速度或轉速。速度調節(jié)器104包 括第一求和塊130;抗積分飽和比例積分(PI)控制器132，其具有聯 接至求和塊130的輸出的第一輸入；限制器134,其具有聯接至抗積分 飽和PI控制器132的輸出的輸入，并具有將一反饋信號供給至抗積分飽 和PI控制器132的第一輸出；增益塊136,其具有聯接至限制器134的 第二輸出的輸入；第二求和塊138,其具有聯接至增益塊136的輸出的 第一輸入；和濾波器140,其具有聯接至增益塊136的輸出的輸入。基 于速度命令(wm*)、解析器位置(e^)和測量的電機106的角速度
(Wres),速度調節(jié)器104產生變換角(6u自)和解析器偏移量(6Dffs。t)。 速度命令(可選擇成足以克服靜態(tài)的摩擦或靜摩擦，并且在可能通過電機106響應于速度命令(oom*)而產生轉矩波動的情況下與濾波 器140相匹配。
第一求和塊130將速度命令(com*)與測量的角速度(oores)相比 較，并基于速度命令(com*)與測量的角速度(cores)之間的差輸出角 速度誤差(oom_err)。抗積分飽和PI控制器132將角速度誤差(oom_err) 轉換成一角度，限制器134將該角度限制在最小極限(Nlim)與最大極 限(Plim)之間。雖然抗積分飽和PI控制器132為PI式調節(jié)器，但也 可使用其它的調節(jié)器。最大和最小極限(Plim和Nlim)可選擇成使限 制器134防止速度調節(jié)器104將位置(例如角度位置)從額定值變化超 過預定的邊界。例如，最大和最小極限(Plim和Nlim)可選擇成在過 渡期間提供足夠的轉矩，允許最大的預計解析器不對準度，并且防止顛 倒極性的反饋。
限制器134的輸出為機械角度誤差(A6m)。增益塊136將機械角 度誤差(A6m)與電機106的極對(PP)的數量相乘，以產生電角度誤 差(A6e)。解析器位置被供給至第二求和塊138的第二輸入，并且第 二求和塊138從解析器位置(e^)減去電角度誤差(A6e)以產生變 換角(6tra s)。在一個實施例中，速度調節(jié)器104還可包括前饋增益塊 142,該前饋增益塊142具有用于接收速度命令(oom*)的輸入和聯接至 第二求和塊138的第三輸入的輸出。例如，前饋增益塊142可用于補償 (例如通過前饋增益(Kff))電機106的已知的拖拽轉矩，以進一步改 善偏移量判定。在該實施例中，前饋增益塊142使速度命令(com*)與 前饋增益(Kff)相乘，并通過第二求和塊138使其與在電角度誤差(A 6 s)
和解析器位置(e s)之間的差結合，以產生變換角(et，)。
電角度誤差(A6。)是解析器偏移量的估計。該估計可通過濾波器 140濾波，以改善估計。在一個實施例中，濾波器140的輸出是所得到 的解析器偏移量(e。ffs。t)。在速度調節(jié)器104已穩(wěn)定于將電機106保 持在基本恒定的速度(例如，響應于速度命令()以后，所得到
的解析器偏移量(e。ffset)可用于補償在電機106的正常操作期間，例
如在具有聯接至電機106的負載(例如軸109)的情況下，通過解析器 108獲得的粗略轉子位置測量。在一個實施例中，解析器偏移量存儲在 非易失性存儲器中，用于在電機106的正常操作期間使用。
可基于希望的偏移量誤差選擇定子電流命令(例如，d軸線電流命令(lj)),以使拖拽轉矩與電轉矩平衡。圖3是與用于改變定子電流 命令的偏移量誤差有關的電轉矩的圖。對于各種d軸線電流命令，為各 種定子電流命令的電流幅度(例如，0Arms、 50A腦、100Arms、 150Arms、 200 A腦、250 Arms和300 Arms)繪出由電機(例如圖2所示的電機106) 產生的電轉矩。對于低偏移量誤差而言，電轉矩偏移量誤差關系近似是 線性的。對于較大的電流幅度而言，電轉矩偏移量誤差關系以斜坡增大。 該斜坡代表電轉矩相對于偏移量誤差的靈敏度。在一個示例中，電機具 有大約3 Nm的拖拽轉矩和大約200 Arms的d軸線電流命令。為了產生 電轉矩以平衡該拖拽轉矩，可獲得小于大約0.5度的偏移量誤差。
圖4是按照一示例性實施例用于解析器對準的方法400的流程圖。 電機與負載分離，如步驟405所示。參照圖2和4，在車輛應用中，電 機106與軸109分離。軸109與電機106的分離允許電機106除了拖拽 轉矩之外的基本"自由旋轉"操作，并且例如可通過將變速器初始化成 分離電機速度與軸速度而實現。D軸線電流被命令，如步驟410所示。 例如，小于零的d軸線電流命令(Ids* )和大約為零的q軸線電流命令(Iqs*) 被供給至電流調節(jié)器102?？苫陔姍C106的拖拽轉矩和解析器偏移量 (例如圖3所示的偏移量誤差)的希望的精度選擇命令的d軸線電流。
一角速度被命令，如步驟415所示。例如， 一速度命令(00m"被 供給至速度調節(jié)器104。電機106因而在與軸109分離的同時響應于d 軸線電流命令(Ids"和速度命令(com*)而操作。在一個實施例中，基 于d軸線電流命令(Id/)與測量的d軸線同步電流(Ids)之間的差，并
且可另外基于q軸線電流命令(Iq/)與測量的q軸線同步電流(Iqs)之
間的差，產生(例如通過求和塊110)電流誤差。^A該電流誤差產生(例 如通過抗積分飽和同步幀電流調節(jié)器114和同步至靜止變換塊116)靜 止電壓命令(例如靜止d軸線電壓命令(VeT)和靜止q軸線電壓命令 (Vp*))?；陟o止電壓命令產生(例如通過兩相至三相變換塊118 和三相電壓源逆變器120)電壓(例如用于電機106的各相的三個電壓)。 該電壓供給至電機106,并且測量的d軸線同步電流(Ids)是基于與供 纟會至電才幾106的電壓相對應的相電流而產生的。例如，電流傳感器121
基于供給至電機106用于各相的電壓而測量三相電流(Ia、 Ib和Ie)中的
至少兩個，三相至兩相變換塊122將相電流(Ia、 Ib和Ic)變換成等效的
兩相電流(Ia和I(3),并且靜止至同步變換塊124將兩相電流(Ia和變換成測量的d軸線同步電流(Ids)和測量的q軸線同步電流(Iqs)。
如步驟420所示，做出關于速度調節(jié)器是否已被充分地穩(wěn)定的判斷。 當速度調節(jié)器104已被充分地穩(wěn)定時，電機106的轉子速度基本恒定， 并且由電機106產生的電轉矩與拖拽轉矩平衡。在一個實施例中，做出 關于通過響應于速度命令(coj)的電機106產生的轉子速度是否已被 充分地穩(wěn)定的判斷，由此指示速度調節(jié)器是否已被充分地穩(wěn)定。如果速 度調節(jié)器104未被充分地穩(wěn)定，則重復步驟420 (例如，重復關于速度 調節(jié)器是否已被充分地穩(wěn)定的判斷)。
如果速度調節(jié)器104已被充分地穩(wěn)定，則確定解析器偏移量，如步 驟425所示。例如， 一旦速度調節(jié)器104被充分地穩(wěn)定，就從速度調節(jié) 器104 (例如從濾波器140的輸出)讀取解析器偏移量(6 。ffset)。在一 個實施例中，基于速度命令(com*)與測量的角速度(wres)之間的差 產生(例如通過求和塊130)角速度誤差(comerr)。例如，通過解析器 108相對于d軸線測量解析器位置(e^),并且可基于解析器位置(6
rss)確定角速度(COres)。角速度誤差(Wm_err)被轉換成機械角度誤差
(△6m),并且機械角度誤差(A6m)被轉換(例如通過增益塊136) 成電角度誤差(AD 。電角度誤差是解析器偏移量的初始估計。在另 一個實施例中，角速度誤差(o)m_err)被轉換成一角度(例如通過抗積 分飽和PI控制器132),并且基于電機106的最小轉矩產生、最大解析 器不對準度和解析器偏移量的方向中的至少一個限制該角度(例如通過 限制器134)。為了將機械角度誤差(AD轉換成電角度誤差(A6。)， 機械角度誤差與電機106的極對的數量相乘。
可基于解析器位置和電角度誤差之間的差從電角度誤差(A6s)確 定變換角(6t^)。如果拖拽轉矩是已知的，則可通過在確定變換角
(6u,)中的前饋項補償拖拽轉矩。例如，速度命令(wm*)與前饋增 益(Kff)的乘積與解析器位置(6m)與電角度誤差(A6。)之間的差 結合，以產生變換角(6trans)。變換角(et，s)可在電流調節(jié)器102 中用于同步至靜止變換并且用于靜止至同步變換。例如，在電流調節(jié)器 102的操作期間，變換角(6tfans)被供給至同步至靜止變換塊116和靜 止至同步變換塊124。
可通過過濾(例如通過濾波器140)電角度誤差(A6J確定最終 解析器偏移量(e。ffset)。例如，根據速度命令(ooj),可通過電機產生轉矩波動，導致速度振動。濾波器140基本去除引入速度振動的該
轉矩波動。解析器偏移量(eDffs")可存儲在非易失性存儲器中(例如
在EEPROM中)，用于在電機106的正常操作期間(例如在電機106 聯接至軸109的情況下)檢索。
轉速被命令至零或預定的設置點，如步驟430所示。例如，速度命 令(com*)被修改至零或預定的設置點。對d軸線電流命令默認的額定 值，如步驟435所示。例如，d軸線電流命令(Id/)被修改至默認的額 定值。解析器偏移量用于調節(jié)解析器位置，如步驟440所示。例如，通 過解析器偏移量(6。ffset)調節(jié)(例如通過軟件)在電機106的正常操 作期間通過解析器108測量的解析器位置，由此對準解析器位置，并且 因而將轉子位置與真實的d軸線(例如電機106的轉子的磁北極)對準。 電機的控制返回到默認操作狀態(tài)(例如，用于帶負載的電機的操作)， 如步驟445所示。
用對準系統(tǒng)IOO對準解析器使產生的噪聲最小，并且增大了使用對 準的解析器測量的轉子位置的準確度。通過允許在解析器安裝時(例如 在離開生產線之前)的較寬的解析器對準公差帶，使用對準系統(tǒng)100可 顯著地減小與包括一個或多個電機——尤其是PM同步電機——的電機 和系統(tǒng)相關的制造成本。
雖然在上述詳細it明中給出了至少一個示例性實施例，^f旦是應理 解，存在大量的變型。還應理解，示例性實施例或各示例性實施例僅是 示例，并且決不意在限制本發(fā)明的范圍、適用性或構造。上述詳細說明 將給本領域的技術人員提供實施示例性實施例或各示例性實施例的方
便的指導。應理解，在部件的功能和布置方面可做出各種改變，而不脫 離在所附權利要求書及其法律等效物中提出的本發(fā)明的范圍。
權利要求
1. 一種用于對準解析器的方法，所述解析器可操作以確定電機中相對于d軸線的轉子位置，所述方法包括以下步驟命令d軸線電流命令和速度命令；響應于d軸線電流命令和速度命令在不帶負載的情況下操作所述電機；確定響應于所述速度命令的轉子速度；以及當所述轉子速度已基本穩(wěn)定時，基于所述速度命令和轉子速度確定解析器的偏移量。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中所述命令步驟包括命令小于 大約零的d軸線電流命令，同時命令大約為零的q軸線電流命令。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中所述電機具有與其操作相關 的拖拽轉矩，并且所述命令d軸線電流命令的步驟包括基于所述電機的 拖拽轉矩和所述偏移量的預定的準確度選擇所述d軸線電流命令。
4. 根據權利要求1所述的方法，還包括 確定解析器位置；和通過所述偏移量調節(jié)解析器位置以產生轉子位置。
5. 根據權利要求1所述的方法，其中所述確定偏移量的步驟包括 基于所述速度命令與轉子速度之間的差產生角速度誤差； 將所迷角速度誤差轉換成機械角度誤差；以及將所述機械角度誤差轉換成電角度誤差。
6. 根據權利要求5所述的方法，其中所述轉換角速度誤差的步驟 包括將所述角速度誤差轉換成角度；和基于所述電機的最小角度產生、最大解析器不對準度和所述偏移量 的方向限制所述角度。
7. 根據權利要求5所述的方法，其中所述電機具有預定數量的極 對，并且所述轉換機械角度誤差的步驟包括將所述機械角度誤差與極對 的所述預定數量相乘。
8. 根據權利要求5所述的方法，還包括從所述電角度誤差過濾電 轉矩波動引入的振動，所述電轉矩波動由所述電機產生。
9. 根據權利要求5所述的方法，還包括從所述轉子位置與電角度誤差之間的差產生變換角；并且 其中操作步驟包括基于所述d軸線電流命令與檢測到的d軸線電流之間的差產生誤差；將所述誤差轉換成同步d軸線電壓命令；和用所述變換角將所述同步d軸線電壓命令變換成靜止d軸線電壓命 令，所述靜止d軸線電壓命令產生用于驅動所述電機的相電流，所述檢 測到的d軸線電流從所述相電流得到。
10. —種用于對準解析器的方法，所述解析器可操作以確定電機中 相對于d軸線的轉子位置，所述電機構造成驅動負載，所述方法包括以 下步驟將所述負載與所述電機分離； 命令電流命令和速度命令；響應于所述電流命令和所述速度命令在4夂零速度下操作所述電機， 所述電機響應于所述電流命令而產生基本為零的轉矩； 確定所述解析器的偏移量； 將所述負載聯接至所述電機；以及 基于所述偏移量確定轉子位置。
11. 根據權利要求IO所述的方法，其中所述電機具有與其操作相關 的拖拽轉矩，并且所述命令電流命令的步驟包括基于所述電機的拖拽轉 矩和所述偏移量的預定的準確度選擇所述d軸線電流命令。
12. 根據權利要求11所述的方法，其中所述命令電流命令的步驟包 括命令大約為零的q軸線電流命令，同時命令小于零的d軸線電流命令。
13. 根據權利要求IO所述的方法，其中所述電機具有預定數量的極 對，并且所述確定偏移量的步驟包括確定解析器速度；基于所述速度命令與所述解析器速度之間的差產生 一 角速度誤差； 將所述角速度誤差轉換成機械角度誤差；將所述機械角度誤差與極對的所述預定數量相乘，以產生電角度誤差；確定轉子位置；以及基于轉子位置與電角度誤差之間的差產生變換角。
14. 根據權利要求13所述的方法，其中所述操作的步驟包括 基于所述電流命令與d軸線同步電流之間的差產生電流誤差； 基于所述電流誤差經由所述變換角產生靜止電壓命令； 基于靜止電壓命令產生電壓； 將所述電壓供給至所述電^/L;和基于所述電壓通過所述變換角確定所述d軸線同步電流。
15. 根據權利要求IO所述的方法，其中所述確定轉子位置的步驟包括:命令額定的d軸線電流命令； 響應于所述額定的d軸線電流命令操作所述電機； 確定轉子位置；和 通過所述偏移量調節(jié)轉子位置。
16. —種用于對準解析器的系統(tǒng)，所述解析器可操作以確定電機中 相對于d軸線的轉子位置，所述系統(tǒng)包括電流調節(jié)器，其具有用于接收電流命令的輸入，并且具有聯接至所 述電機的輸出，所述電流調節(jié)器構造成基于所述電流命令產生電流，所 述電機響應于所述電流產生基本為零的轉矩；和速度調節(jié)器，其具有用于接收速度命令和轉子位置的輸入，并且具 有聯接至所述電流調節(jié)器的輸出，所述速度調節(jié)器構造成當保持所述基本恒定的速度時，產生偏;量，所述偏移量使所 述轉子位置與所述d軸線對準。
17. 根據權利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述電流命令包括小于零的 d軸線電流命令和大約為零的q軸線電流命令；其中所述電流調節(jié)器構 造成基于所述d軸線電流命令和變換角產生所述電流；其中所述速度調 節(jié)器構造成基于所述速度命令和解析器速度確定電角度誤差； 基于所述轉子位置與所述電角度誤差之間的差產生所述變換角；以及基于所述電角度誤差產生所述偏移量；并且其中所述電機在其操作期間具有拖拽轉矩，并且基于所述變換角產 生電轉矩，所述電轉矩平衡所述拖拽轉矩。
18. 根據權利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述電機具有預定數量的極 對，并且所述速度調節(jié)器包括第一求和塊，其具有用于接收所述速度命令的第一輸入、用于接收 解析器速度的第二輸入、和輸出，所述第一求和塊構造成基于所述速度 命令與所述解析器速度之間的差產生角速度誤差；比例積分(PI)控制器，其具有聯接至所述第一求和塊的輸出的輸 入，并具有輸出，所述PI控制器構造成將所述角速度誤差轉換成角度；限制器，其具有聯接至所述PI控制器的輸出的輸入，并具有輸出， 所述限制器構造成基于所述角度產生機械角度誤差，所述角度限制在最 大角度與最小角度之間；第一增益塊，其具有連接至所述限制器的輸出的輸入，并具有輸出， 所述第一增益塊構造成基于所述機械角度誤差與極對的所述預定數量 的乘積產生所述電角度誤差；以及第二求和塊，其具有聯接至所述第一增益塊的輸出的笫一輸入、用 于接收轉子位置的第二輸入、和聯接至所述電流調節(jié)器的第二輸入的輸 出，所述第二求和塊構造成基于所述轉子位置與所述電角度誤差之間的 差產生所述變換角。
19. 根據權利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述速度調節(jié)器還包括聯接 至所述第 一增益塊的輸出的濾波器，所述濾波器構造成從所述電角度誤 差去除轉矩波動引入的振動。
20. 根據權利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述電機在其操作期間具有 拖拽轉矩，并且所述速度調節(jié)器還包括第二增益塊，所述第二增益塊具 有用于接收所述速度命令的輸入，并具有聯接至所述第二求和塊的輸 出，所述第二增益塊構造成在所述變換角中補償所述拖拽轉矩。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于電機系統(tǒng)中的解析器對準的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明提供了用于在電機系統(tǒng)中對準解析器的方法和系統(tǒng)。所述方法包括命令d軸線電流命令和速度命令；響應于d軸線電流命令和速度命令在不帶負載的情況下操作所述電機；確定響應于所述速度命令的轉子速度；和當所述轉子速度已基本穩(wěn)定時，基于所述速度命令和轉子速度確定解析器的偏移量。
文檔編號H02P6/06GK101299585SQ20081009285
公開日2008年11月5日 申請日期2008年5月4日 優(yōu)先權日2007年5月3日
發(fā)明者B·A·韋爾奇科, S·E·格利森, S·E·舒爾茨 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司