齊(夾角Θ = O度)。
[0046]為了達(dá)到零速鎖軸狀態(tài)，裝置101還包含驅(qū)動(dòng)單元110，其連接到永磁同步電機(jī)100的定子繞組，用于向定子繞組輸出特定的驅(qū)動(dòng)電流，從而使得永磁同步電機(jī)100的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)特定角度以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子與定子繞組磁場方向?qū)R。
[0047]在本實(shí)施例中，調(diào)零校準(zhǔn)模塊130包含用于控制驅(qū)動(dòng)單元110的驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)單元110連接到調(diào)零校準(zhǔn)模塊130。調(diào)零校準(zhǔn)模塊130利用驅(qū)動(dòng)電路向驅(qū)動(dòng)單元110輸出六路脈沖寬度調(diào)制(PWM)脈沖信號(hào)。驅(qū)動(dòng)單元110基于六路PWM脈沖信號(hào)輸出相應(yīng)的三相等效鎖定電流到永磁同步電機(jī)100。
[0048]如圖2所示，驅(qū)動(dòng)單元110包含電池212、整流保護(hù)電容Cl、以及六個(gè)晶體管開關(guān)213-218。
[0049]調(diào)零校準(zhǔn)模塊130通過坐標(biāo)變換與空間矢量變換得到使永磁同步電機(jī)進(jìn)入零速鎖軸狀態(tài)的轉(zhuǎn)子定位電壓矢量。在本實(shí)施例中，按照圖3所示的變量定義，設(shè)定規(guī)定數(shù)值的磁場定向角度Θ，令d軸電壓分量指令值Ud = O，從而獲取使永磁同步電機(jī)進(jìn)入零速鎖軸狀態(tài)的q軸電壓分量Uq (轉(zhuǎn)子定位電壓矢量)。
[0050]調(diào)零校準(zhǔn)模塊130基于轉(zhuǎn)子定位電壓矢量(Uq)生成并輸出相應(yīng)的六路PWM脈沖信號(hào)分別控制晶體管開關(guān)213、214、215、216、217以及218的通斷，從而使得驅(qū)動(dòng)單元110輸出相應(yīng)的三相等效鎖定電流。三相鎖定電流分別流入電機(jī)三相定子繞組，進(jìn)而使得電機(jī)定子繞組在坐標(biāo)空間上產(chǎn)生設(shè)定方向的磁動(dòng)勢矢量，該磁動(dòng)勢矢量吸引永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子繞組磁場方向?qū)R。
[0051]與此同時(shí)，旋轉(zhuǎn)變壓器120獲取轉(zhuǎn)子的測量結(jié)果信號(hào)并發(fā)送給旋轉(zhuǎn)變壓器解碼單元131。旋轉(zhuǎn)變壓器解碼單元131解碼獲取轉(zhuǎn)子角度信息并送至顯示單元132?；陲@示單元132顯示的信息轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)變壓器定子，使得顯示單元132上顯示的的電機(jī)初始角度為零，固定旋轉(zhuǎn)變壓器定子，實(shí)現(xiàn)零位對齊。
[0052]此時(shí)就可以利用旋轉(zhuǎn)變壓器120獲取永磁同步電機(jī)100的轉(zhuǎn)子的零位以及在永磁同步電機(jī)100的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中獲取其角度位置信息。
[0053]由于永磁同步電機(jī)的三相定子繞組參數(shù)不一致性引起的差異，會(huì)使得電機(jī)在進(jìn)入零速鎖軸狀態(tài)過程中轉(zhuǎn)子與定子繞組磁場方向的對齊不夠精準(zhǔn)。因此，為了更加精確的獲取永磁同步電機(jī)100的轉(zhuǎn)子的零位以及在永磁同步電機(jī)100的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中獲取其角度位置信息，本實(shí)用新型的裝置還包含角度微調(diào)模塊140。角度微調(diào)模塊140與調(diào)零校準(zhǔn)模塊130相連，用于獲取并輸出永磁同步電機(jī)100的轉(zhuǎn)子角度偏差從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子角度的精確校準(zhǔn)。
[0054]在永磁同步電機(jī)不接電時(shí)，旋轉(zhuǎn)永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子，其定子繞組會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢。本實(shí)施例通過檢測反電動(dòng)勢波形以及轉(zhuǎn)子角度波形中兩個(gè)由低到高的過零點(diǎn)是否重合來判斷轉(zhuǎn)子角度是否精確調(diào)零。當(dāng)兩個(gè)過零點(diǎn)不重合時(shí)，則計(jì)算生成可將過零點(diǎn)調(diào)整到重合狀態(tài)的轉(zhuǎn)子角度偏差。
[0055]在本實(shí)施例中，首先獲取反電動(dòng)勢波形以及轉(zhuǎn)子角度波形。然后在同一坐標(biāo)系內(nèi)確認(rèn)上述兩個(gè)波形中的過零點(diǎn)，當(dāng)過零點(diǎn)不重合時(shí)構(gòu)建變量轉(zhuǎn)子角度偏差。通過不斷調(diào)整轉(zhuǎn)子角度偏差的值，來調(diào)整坐標(biāo)系內(nèi)的反電動(dòng)勢波形/轉(zhuǎn)子角度波形直到兩過零點(diǎn)重合，記錄并輸出此時(shí)的轉(zhuǎn)子角度偏差的值。在驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)時(shí)，將獲取到的轉(zhuǎn)子角度值加上(減去)轉(zhuǎn)子角度偏差的值，從而實(shí)現(xiàn)角度的精確校準(zhǔn)。
[0056]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，角度微調(diào)模塊140包含反拖單元146、信號(hào)調(diào)理單元141以及角度偏差獲取單元142。
[0057]反拖單元146連接到永磁同步電機(jī)100的轉(zhuǎn)子，用于拖動(dòng)永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子按照特定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得永磁同步電機(jī)100的定子繞組產(chǎn)生相應(yīng)的反電動(dòng)勢。
[0058]信號(hào)調(diào)理單元141連接到永磁同步電機(jī)100的三相定子繞組，用于獲取并輸出永磁同步電機(jī)100的定子繞組反電動(dòng)勢信號(hào)。
[0059]角度偏差獲取單元142與信號(hào)調(diào)理單元141以及調(diào)零校準(zhǔn)模塊130相連，用于根據(jù)反電動(dòng)勢信號(hào)以及轉(zhuǎn)子角度信息獲取并輸出轉(zhuǎn)子角度偏差。
[0060]為獲取轉(zhuǎn)子角度偏差，角度偏差獲取單元142包含過零點(diǎn)偏差計(jì)算器144以及角度偏差計(jì)算器145。
[0061]過零點(diǎn)偏差計(jì)算器144與信號(hào)調(diào)理單元141以及調(diào)零校準(zhǔn)模塊130相連，用于根據(jù)反電動(dòng)勢信號(hào)以及轉(zhuǎn)子角度信息分別檢測出相應(yīng)的反電動(dòng)勢波形以及轉(zhuǎn)子角度波形中兩個(gè)由低到高的過零點(diǎn)從而根據(jù)兩個(gè)過零點(diǎn)在波形坐標(biāo)系的位置關(guān)系生成并輸出過零點(diǎn)偏差。
[0062]角度偏差計(jì)算器145與過零點(diǎn)偏差計(jì)算器144相連，用于根據(jù)過零點(diǎn)偏差生成并輸出轉(zhuǎn)子角度偏差，其中，經(jīng)過轉(zhuǎn)子角度偏差調(diào)整后的反電動(dòng)勢波形以及轉(zhuǎn)子角度波形中的兩個(gè)過零點(diǎn)重合。
[0063]在本實(shí)施例中，信號(hào)調(diào)理單元141/調(diào)零校準(zhǔn)模塊130獲取到的反電動(dòng)勢信號(hào)/轉(zhuǎn)子角度信息為模擬量。為了便于過零點(diǎn)偏差的計(jì)算獲取，角度偏差獲取單元142還包含模數(shù)轉(zhuǎn)換器143，其連接在信號(hào)調(diào)理單元141/調(diào)零校準(zhǔn)模塊130與過零點(diǎn)偏差計(jì)算器144之間，用于對反電動(dòng)勢信號(hào)或轉(zhuǎn)子角度信息進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣。
[0064]為了便于獲取轉(zhuǎn)子角度偏差并便于用戶監(jiān)控計(jì)算過程，在本實(shí)施例中，角度微調(diào)模塊140在獲取轉(zhuǎn)子角度偏差的過程中將反電動(dòng)勢波形以及轉(zhuǎn)子角度波形輸出到顯示單元132，從而向用戶形象的顯示過零點(diǎn)的重合情況。
[0065]同時(shí)，為了便于用戶使用，在本實(shí)施例中角度微調(diào)模塊140將獲取到的轉(zhuǎn)子角度偏差輸出到顯示單元132，從而向用戶清晰形象的顯示轉(zhuǎn)子角度偏差。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的過程中，顯示單元132也用于顯示旋轉(zhuǎn)變壓器120直接獲取的轉(zhuǎn)子角度信息或經(jīng)過轉(zhuǎn)子角度偏差校準(zhǔn)后的轉(zhuǎn)子角度信息。
[0066]綜上，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。本實(shí)用新型的裝置不僅能夠?qū)τ来磐诫姍C(jī)的轉(zhuǎn)子初始角度實(shí)現(xiàn)更加精確的調(diào)零與校準(zhǔn)還能夠?qū)σ呀?jīng)調(diào)試完成的轉(zhuǎn)子初始角度進(jìn)行校驗(yàn)和補(bǔ)償，解決廠商將初始角度錯(cuò)位的問題。
[0067]雖然本實(shí)用新型所公開的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本實(shí)用新型而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本實(shí)用新型。任何本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型所公開的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化。但本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始角度調(diào)零與校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述裝置包括: 驅(qū)動(dòng)單元，其連接到永磁同步電機(jī)的定子繞組，用于向所述定子繞組輸出特定的驅(qū)動(dòng)電流； 旋轉(zhuǎn)變壓器，其安裝在所述永磁同步電機(jī)上，用于根據(jù)所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置輸出相應(yīng)的測量結(jié)果信號(hào)； 調(diào)零校準(zhǔn)模塊，其與所述旋轉(zhuǎn)變壓器相連，用于基于所述測量結(jié)果信號(hào)獲取所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度信息從而根據(jù)所述轉(zhuǎn)子角度信息進(jìn)行所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度的調(diào)零與校準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)零校準(zhǔn)模塊包含旋轉(zhuǎn)變壓器解碼單元，其與所述旋轉(zhuǎn)變壓器相連，用于根據(jù)所述測量結(jié)果信號(hào)解算出所述轉(zhuǎn)子角度信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)變壓器包含變壓器轉(zhuǎn)子以及變壓器定子，其中: 所述變壓器轉(zhuǎn)子固定安裝在所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，所述變壓器轉(zhuǎn)子與所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述變壓器定子安裝在所述永磁同步電機(jī)的后端蓋上，所述變壓器定子在所述后端蓋上的安裝位置可調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)零校準(zhǔn)模塊包含顯示單元，所述顯示單元用于顯示所述轉(zhuǎn)子角度信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包含角度微調(diào)模塊，所述角度微調(diào)模塊與所述調(diào)零校準(zhǔn)模塊相連，用于獲取并輸出所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度偏差從而實(shí)現(xiàn)所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度的精確校準(zhǔn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述角度微調(diào)模塊包含: 信號(hào)調(diào)理單元，用于獲取并輸出所述永磁同步電機(jī)的定子繞組反電動(dòng)勢信號(hào)； 角度偏差獲取單元，其與所述信號(hào)調(diào)理單元以及所述調(diào)零校準(zhǔn)模塊相連，用于根據(jù)所述反電動(dòng)勢信號(hào)以及所述轉(zhuǎn)子角度信息獲取并輸出所述轉(zhuǎn)子角度偏差。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述角度微調(diào)模塊還包含反拖單元，所述反拖單元用于拖動(dòng)所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子按照特定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得所述永磁同步電機(jī)的定子繞組產(chǎn)生所述反電動(dòng)勢。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)變壓器解碼單元構(gòu)造有串行外設(shè)接口，所述旋轉(zhuǎn)變壓器解碼單元利用串行通信輸出所述轉(zhuǎn)子角度信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述角度偏差獲取單元包含: 過零點(diǎn)偏差計(jì)算器，其與所述信號(hào)調(diào)理單元以及所述調(diào)零校準(zhǔn)模塊相連，用于根據(jù)所述反電動(dòng)勢信號(hào)以及所述轉(zhuǎn)子角度信息分別檢測出相應(yīng)的反電動(dòng)勢波形以及轉(zhuǎn)子角度波形中兩個(gè)由低到高的過零點(diǎn)從而根據(jù)兩個(gè)所述過零點(diǎn)在波形坐標(biāo)系的位置關(guān)系生成并輸出過零點(diǎn)偏差； 角度偏差計(jì)算器，其與所述過零點(diǎn)偏差計(jì)算器相連，用于根據(jù)所述過零點(diǎn)偏差生成并輸出所述轉(zhuǎn)子角度偏差，其中，經(jīng)過所述轉(zhuǎn)子角度偏差調(diào)整后的所述反電動(dòng)勢波形以及所述轉(zhuǎn)子角度波形中的兩個(gè)過零點(diǎn)重合。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述角度偏差獲取單元包含模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其用于對所述反電動(dòng)勢信號(hào)或所述轉(zhuǎn)子角度信息進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始角度調(diào)零與校準(zhǔn)裝置，所述裝置包括：驅(qū)動(dòng)單元，其用于向所述定子繞組輸出特定的驅(qū)動(dòng)電流；旋轉(zhuǎn)變壓器，其用于根據(jù)所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置輸出相應(yīng)的測量結(jié)果信號(hào)；調(diào)零校準(zhǔn)模塊，其用于基于所述測量結(jié)果信號(hào)獲取所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度信息從而根據(jù)所述轉(zhuǎn)子角度信息進(jìn)行所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度的調(diào)零與校準(zhǔn)。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。本實(shí)用新型的裝置不僅能夠?qū)τ来磐诫姍C(jī)的轉(zhuǎn)子初始角度實(shí)現(xiàn)更加精確的調(diào)零與校準(zhǔn)還能夠?qū)σ呀?jīng)調(diào)試完成的轉(zhuǎn)子初始角度進(jìn)行校驗(yàn)和補(bǔ)償，解決廠商將初始角度錯(cuò)位的問題。
【IPC分類】H02P21-14
【公開號(hào)】CN204465405
【申請?zhí)枴緾N201520179319
【發(fā)明人】胡玉新, 王運(yùn)華, 尹冬至, 姬園, 朱德祥, 余強(qiáng), 王云霞
【申請人】海馬轎車有限公司, 上海海馬汽車研發(fā)有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月27日