用于永磁同步驅動電機的旋轉變壓器安裝誤差校正方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種校正方法，具體地，涉及一種用于永磁同步驅動電機的旋轉變壓器安裝誤差校正方法。
【背景技術】
[0002]在新能源汽車用永磁同步電機的高性能驅動控制系統(tǒng)中需要準確知道轉子的初始位置，如果轉子初始位置誤差超過±30°電角度，則會出現(xiàn)短暫的轉子反轉現(xiàn)象，甚至導致啟動失敗。位置傳感器旋轉變壓器的使用，能夠精確的測量轉子的初始位置，大大提高了電機系統(tǒng)的可靠性和耐久性。但旋轉變壓器機械初始安裝誤差具有不可消除性，因此需要對每一臺電機的旋轉變壓器機械初始安裝誤差進行校正，這已經成為車用永磁同步電機系統(tǒng)尤其是高速電機系統(tǒng)不可缺少的一個步驟?，F(xiàn)有的旋轉變壓器機械安裝誤差校正方法為輸入一定的電流電機通電，手動轉動旋轉變壓器的定子，當轉動到零點標定的范圍內時停止轉動，最后通過螺釘將壓板與電機的電機端蓋固定。而這對于批量生產的電機來說，由于不可能保證所有電機安裝誤差范圍的一致性，需要對每一臺電機都單獨進行檢測標定，費時費力，生產效率低。

【發(fā)明內容】

[0003]針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用于永磁同步驅動電機的旋轉變壓器安裝誤差校正方法，其解決電機的旋變機械初始安裝誤差，減輕電機生產終端測試線的壓力等技術難題。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于永磁同步驅動電機的旋轉變壓器安裝誤差校正方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0005]步驟一，電機控制器采用電機靜止位置估計算法，通過對永磁同步電機注入高頻脈沖激勵電壓信號，獲取反饋的電流信號及旋轉變壓器信號，進而估計出滿足誤差要求的電機磁極的初始位置；
[0006]步驟二，電機控制器再通過讀取旋變解碼芯片輸出的位置信號得到帶有安裝誤差信息的電機磁極位置信號，以初始位置估計算法得到的磁極位置信號作為基準，得到旋轉變壓器讀取位置信號時引起的固定的安裝誤差信號。
[0007]優(yōu)選地，所述步驟一將電機控制器與永磁同步電機連接，在應用電機靜止位置估計算法時，需要使永磁同步電機位置固定，對永磁同步電機施加變化的高頻脈沖激勵電壓信號，將會在定子繞組上激勵出含有磁極位置信息的高頻電流分量的信號，電機控制器獲取到電機的反饋電流信號及旋轉變壓器信號，進而估計出滿足誤差要求的電機磁極的初始位置。
[0008]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:本發(fā)明校正新能源汽車永磁同步驅動電機的旋轉變壓器安裝誤差，保證了在批量生產中所有電機的安裝誤差范圍的一致性，并大大提高了工作效率，減輕電機生產終端測試壓力，增強了系統(tǒng)的可維護性，在維修更換電機的時候，無須再重新更換標定表格。
【附圖說明】
[0009]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0010]圖1為估計電機磁極的初始位置方法的示意圖；
[0011]圖2為初始位置估計算法的流程圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0013]本發(fā)明用于永磁同步驅動電機的旋轉變壓器安裝誤差校正方法包括以下步驟:
[0014]步驟一，電機控制器采用電機靜止位置估計算法，通過對永磁同步電機注入高頻脈沖激勵電壓信號，獲取反饋的電流信號及旋轉變壓器信號，進而估計出滿足誤差要求的電機磁極的初始位置；具體來說，如圖1所示，將電機控制器與永磁同步電機連接，在應用電機靜止位置估計算法時，需要使永磁同步電機位置固定，對永磁同步電機施加變化的高頻脈沖激勵電壓信號(在施加信號的過程中，保證電機轉子位置固定不動，這樣才能保證該算法估計的電機磁極位置的精確度)，將會在定子繞組上激勵出含有磁極位置信息的高頻電流分量的信號，電機控制器獲取到電機的反饋電流信號(A相電流、B相電流)及旋轉變壓器信號，進而估計出滿足誤差要求的電機磁極的初始位置。為了永磁同步電機實現(xiàn)高精度、高動態(tài)性能的速度和位置控制，需要采用磁場定向的矢量控制等控制方法，無論采用何種控制方法都需要電機的速度與位置信息，這里的電機磁極(轉子)初始位置信息是這些算法中運用到的基本參數(shù)，初始位置的估計精度決定了電機的啟動是否成功以及一些電機控制策略能否完成，甚至電機能否正常運行。
[0015]步驟二，電機控制器再通過讀取旋變解碼芯片輸出的位置信號得到帶有安裝誤差信息的電機磁極位置信號，以初始位置估計算法得到的磁極位置信號作為基準，可以得到旋轉變壓器讀取位置信號時引起的固定的安裝誤差信號。旋轉變壓器是一種絕對位置傳感器，當旋變(旋轉變壓器)轉子零位轉過定子零位時，即為旋變的電氣/機械零位；當永磁同步電機的轉子磁鐵中心線轉過A相繞組的中心線時，即為電機的電氣/機械零位。由于設計上的原因，未必會將旋變的零位與電機的零位對應起來，即電機的位置為零的時候，旋變的位置會是一個Θ值，而這個Θ值就是旋轉變壓器的安裝誤差，也是我們通過一系列方法得到的這個誤差信號，我們需要對這個誤差進行校正以得到滿足誤差要求的電機磁極的初始位置。
[0016]下面通過圖2的初始位置估計算法流程圖來陳述具體的實施方法。該算法首先判斷是否已經進行過位置估計，如果沒有，每隔M個開關周期施加一個作用時間為N個周期的電壓矢量信號，電壓矢量的幅值為U_init，角度隨著作用矢量的編號而變化。電壓矢量的作用會在電機內部引起電流的變化，以給定的電壓矢量角為參考，進行Clarke變換，然后計算得到電流矢量的幅值In，對電流矢量In進行累加得到Is，Is的大小代表了電壓矢量引起的電流大小，根據(jù)電機的凸極效應，引起最大Is的電壓矢量角最接近電機的磁極位置，通過反復計算，就可以得到滿足誤差要求的電機磁極位置角度信號。判斷是否已經進行過電機電磁初始位置估計，即判斷是否滿足“矢量標號Vector_index〈24 ? ”。如果Vector_index ^ 24，令Vector_index = 24。如果Vector_index〈24，判斷為未進行估計。如果沒有進行過電機電磁初始位置估計，每隔M個開關周期施加一個作用時間為N個周期的電壓矢量信號，電壓矢量的幅值UsSU_init，角度隨著作用矢量的編號而變化。在此過程中，首先判斷是否滿足“標號計數(shù)111(1以_(301111仏1.”？”。是否已經施加了 N個周期的電壓矢量信號，如果否為已經施加了 N個周期的電壓矢量信號，則繼續(xù)判斷是否已經經過M個周期，即判斷是否滿足“Vector_index〈M ? ”。如果是則令 Index_counter = O，Vector_index++，如果沒有則令Us = O，角度Theta = Theta, Is = O。如果Index_counter〈N，則通過判斷矢量編號來給定電壓矢量角，在這個過程中先判斷是否滿足“VeCtor_indeX>l ? ”，如果為否，則繼續(xù)判斷Vector_inde是否x = I。如果是則電壓矢量角Theta為180，否即Vector_index = 0，Theta 為 O ;如果 Vector_index>l，則判斷“Vector_index 為基數(shù)或偶數(shù)？ ”。Vector_index為偶數(shù)，則 theta = 15*Vector_index，Vector_index 為奇數(shù)，則 theta = 180+15*Vector_index。施加一個作用時間為N個周期的電壓矢量信號，電壓矢量的幅值為U_init，角度隨著作用矢量的編號而變化。電壓矢量的作用會在電機內部引起電流的變化，以給定的電壓矢量角為參考，進行Clarke變換，然后計算得到電流矢量的幅值In，對電流矢量In進行累加得到Is，Is的大小代表了電壓矢量引起的電流大小。幅值In，對電流矢量In進行累加得到Is，Is的大小代表了電壓矢量引起的電流大小，根據(jù)電機的凸極效應，引起最大Is的電壓矢量角最接近電機的磁極位置，通過反復計算，就可以得到滿足誤差要求的電機磁極位置角度信號。
[0017]已此初始位置估計算法得到的磁極位置信號作為基準，電機控制器再通過讀取旋轉變壓器解碼芯片輸出的位置信號得到帶有安裝誤差信息的電機磁極位置信號，從而可以得到旋轉變壓器讀取位置信號時引起的固定的安裝誤差信號。從而旋轉變壓器機械安裝誤差通過控制軟件進行校正。
[0018]本發(fā)明在應用電機靜止位置估計算法時，需要使電機位置固定，對電機施加變化的高頻脈沖激勵信號，在施加信號的過程中，保證電機轉子位置固定不動，這樣才能保證該算法估計的電機磁極位置的精確度。
[0019]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質內容。
【主權項】
1.一種用于永磁同步驅動電機的旋轉變壓器安裝誤差校正方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，電機控制器采用電機靜止位置估計算法，通過對永磁同步電機注入高頻脈沖激勵電壓信號，獲取反饋的電流信號及旋轉變壓器信號，進而估計出滿足誤差要求的電機磁極的初始位置； 步驟二，電機控制器再通過讀取旋變解碼芯片輸出的位置信號得到帶有安裝誤差信息的電機磁極位置信號，以初始位置估計算法得到的磁極位置信號作為基準，得到旋轉變壓器讀取位置信號時引起的固定的安裝誤差信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于永磁同步驅動電機的旋轉變壓器安裝誤差校正方法，其特征在于，所述步驟一將電機控制器與永磁同步電機連接，在應用電機靜止位置估計算法時，需要使永磁同步電機位置固定，對永磁同步電機施加變化的高頻脈沖激勵電壓信號，將會在定子繞組上激勵出含有磁極位置信息的高頻電流分量的信號，電機控制器獲取到電機的反饋電流信號及旋轉變壓器信號，進而估計出滿足誤差要求的電機磁極的初始位置。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于永磁同步驅動電機的旋轉變壓器安裝誤差校正方法，包括以下步驟：步驟一，電機控制器采用電機靜止位置估計算法，通過對永磁同步電機注入高頻脈沖激勵電壓信號，獲取反饋的電流信號及旋轉變壓器信號，進而估計出滿足誤差要求的電機磁極的初始位置；步驟二，電機控制器再通過讀取旋變解碼芯片輸出的位置信號得到帶有安裝誤差信息的電機磁極位置信號，以初始位置估計算法得到的磁極位置信號作為基準，得到旋轉變壓器讀取位置信號時引起的固定的安裝誤差信號。本發(fā)明解決電機的旋變機械初始安裝誤差，減輕電機生產終端測試線的壓力等技術難題。
【IPC分類】H02P21-14
【公開號】CN104767456
【申請?zhí)枴緾N201510192197
【發(fā)明人】曹君
【申請人】上海力信電氣技術有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月20日