CN101299585B - 用于电机系统中的解析器对准的方法和系统 - Google Patents

用于电机系统中的解析器对准的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101299585B
CN101299585B CN2008100928518A CN200810092851A CN101299585B CN 101299585 B CN101299585 B CN 101299585B CN 2008100928518 A CN2008100928518 A CN 2008100928518A CN 200810092851 A CN200810092851 A CN 200810092851A CN 101299585 B CN101299585 B CN 101299585B
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
error
current
speed
axis
Prior art date
Application number
CN2008100928518A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101299585A (zh
Inventor
S·E·舒尔茨
S·E·格利森
B·A·韦尔奇科
Original Assignee
通用汽车环球科技运作公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to US11/743709 priority Critical
Priority to US11/743,709 priority patent/US7659688B2/en
Application filed by 通用汽车环球科技运作公司 filed Critical 通用汽车环球科技运作公司
Publication of CN101299585A publication Critical patent/CN101299585A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101299585B publication Critical patent/CN101299585B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/06Rotor flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2203/00Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the means for detecting the position of the rotor
    • H02P2203/05Determination of the rotor position by using two different methods and/or motor models

Abstract

本发明涉及用于电机系统中的解析器对准的方法和系统。本发明提供了用于在电机系统中对准解析器的方法和系统。所述方法包括:命令d轴线电流命令和速度命令;响应于d轴线电流命令和速度命令在不带负载的情况下操作所述电机;确定响应于所述速度命令的转子速度;和当所述转子速度已基本稳定时,基于所述速度命令和转子速度确定解析器的偏移量。

Description

用于电机系统中的解析器对准的方法和系统

技术领域

[0001] 本发明一般地涉及判定电机系统中的转子位置,并且尤其涉及用于对准解析器的 方法和装置。

背景技术

[0002] 在某些类型的电机中,控制电机是部分基于其转子位置的。例如,永磁(PM)同步 电机将转子位置信息用于准确的转矩控制。转子位置典型地借助解析器或类似的转动检测 装置测量。解析器的转子联接至PM同步电机的电机转子。为了矢量控制,解析器通常对准 至电机转子磁体的北极(例如,与控制器d轴线对准)。解析器可对准的准确度典型地影响 电机控制的准确度和性能。

[0003] 在某些电机中,解析器在组装过程期间被对准。典型地希望从对准过程实现高精 度,这通常通过单独测试每个电机和手动地调节解析器而实现。对于大批量制造而言,对准 过程成本高、费时间并且复杂。一种无传感器电机控制技术将高频电压信号(例如在大约 500Hz到大约2kHz的范围内)注射到电机的定子中,并测量响应于高频信号而产生的电流。 测得的电流用于估计解析器对准度。当高频信号具有较大幅度时,产生噪声。另外,一般与 高频信号相关的频率范围在人类敏感范围内。而且,高频信号方法不适合于具有固有低凸 极性(saliency)的电机,例如表面安装PM电机。

[0004] 因此,希望提供一种用于电机系统中的解析器对准的方法和系统,该方法和系统 使电机系统的组装和制造成本最低。另外,希望提供一种使噪声产生最小的用于解析器对 准的方法和系统。此外,本发明的其它希望的特征和特点将从结合附图的以下说明以及上 述技术领域和背景技术而变得明显。

发明内容

[0005] 本发明提供了用于在电机系统中的解析器对准的方法和系统。在一个实施例中, 提供一种用于对准解析器的方法。所述解析器可操作以确定电机中相对于d轴线的转子位 置。所述方法包括:命令d轴线电流命令和速度命令;响应于d轴线电流命令和速度命令在 不带负载的情况下操作所述电机;确定响应于所述速度命令的转子速度;和当所述转子速 度已稳定时,基于所述速度命令和转子速度确定解析器的偏移量。

[0006] 在另一个实施例中,用于对准解析器的方法包括:将所述负载与所述电机分离; 命令一电流命令和一速度命令;响应于所述电流命令和所述角速度命令在非零速度下操作 所述电机;确定所述解析器的偏移量;将所述负载联接至所述电机;以及基于所述偏移量 确定转子位置。所述电机响应于所述电流命令而产生为零的转矩。

[0007] 在另一个实施例中,提供一种用于对准解析器的系统。所述解析器可操作以确定 电机中相对于d轴线的转子位置。所述系统包括:电流调节器,其具有用于接收电流命令的 输入,并且具有联接至所述电机的输出;和速度调节器,其具有用于接收速度命令和转子位 置的输入,并且具有联接至所述电流调节器的输出。所述电流调节器构造成基于所述电流命令产生一电流,所述电机响应于所述电流产生为零的转矩。所述速度调节器构造成响应 于所述速度命令而保持所述电机的恒定的速度,并且当保持所述恒定的速度时,产生一偏 移量,该偏移量使所述转子位置与所述d轴线对准。

附图说明

[0008] 以下将接合附图说明本发明,其中相同的附图标记指示相同的部件,并且

[0009] 图1是定子电流命令的矢量图;

[0010] 图2是根据一示例性实施例的对准系统的方块图;

[0011] 图3是与用于改变定子电流指令的偏移量误差相关的电转矩图;以及

[0012] 图4是根据一示例性实施例用于解析器对准的方法的流程图。

具体实施方式

[0013] 以下详细说明本质上仅是示例性的,并且不意在限制本发明或其应用与使用。而 且,不意在受到上述技术领域、背景技术、发明内容或以下详细说明中所表述或包含的任何 理论的限制。

[0014] 在一示例性实施例中,提供一种用于对准安装至电机的电机转子的解析器或其它 转子位置检测装置的方法和系统。这种电机用于包括车辆应用的各种应用,并且可通过电 压源逆变器控制。如果电机无负载(例如,在车辆应用中,电机不联接至轴)并且在恒定的 转速下操作,则拖拽转矩(例如来自润滑剂和类似物)被施加至电机轴。通常,拖拽转矩对 于高效驱动系统而言是较低的。为了保持该恒定速度,电机产生电转矩以平衡拖拽转矩,这 可以借助速度管理(例如速度管理回路)实现。

[0015] 通过施加d轴线电流命令,可在平衡电转矩与拖拽转矩的过程期间调节解析器对 准度。例如,解析器偏移角度与电偏移量误差相关联,该电偏移量误差对于特定的d轴线 电流命令产生该电转矩。在混合动力车辆中,电机速度可与轴速度分离。对准程序可在组 装电机并且结果(例如解析器偏移角度)存储在存储器(例如诸如电可编程只读存储器 (EEPROM)的非易失性存储器)中之后进行,或者在正常驾驶循环的适当时刻(例如在钥匙 关闭期间)进行。电机偏移量随后用作用于与(例如通过解析器判定的)粗略转子位置测 量值结合的校正项。

[0016] 参照图1,示出定子电流命令(I/),其有助于理解解析器角度误差的效果。在正确 的d轴线上施加定子电流产生零电转矩。如果存在解析器对准误差,则所施加的定子电流 实际上没有施加在正确的轴线上。定子电流命令(I/)被命令成在估计的负d轴线上流动。 在估计的d轴线上的正偏移量误差(e。ffsj的情况下,真实的定子电流被分配到d轴线和 q轴线上。例如,定子电流命令(I/)具有d轴线定子电流(IJ)和q轴线定子电流(IJ)。 负的q轴线定子电流(IJ)导致负的转矩结果(例如,如果电机以正的速度转动,则是电机 的发电机模式)。相反,在估计的d轴线上的负的偏移量误差(未示出)导致正的q轴线电 流和正的转矩结果。

[0017] 图2是根据一示例性实施例的对准系统100的方块图。对准系统100包括电流调 节器102、具有联接至电流调节器102的输入的输出的速度调节器104、联接至电流调节器 102的输出的电机106 (例如永磁(PM)同步电机)和联接至电机106的解析器108或其它转子位置检测装置。电流调节器102和/或速度调节器104的一个或多个部件可以是软件 或固件、硬件组合逻辑电路和/或其它适当的部件或它们的组合,所述硬件例如是执行一 个或多个软件或固件程序的专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享的、专用的或成 组的)和存储器。

[0018] 电机106是同步电机或类似物,并且优选地是永磁(PM)同步电机。在该实施例中, 电机106与轴109分离,以便使电机106可在没有用于解析器对准的负载的情况下操作。 解析器108或其它转子位置检测装置判定电机106的转子位置。在一个实施例中,解析器 108联接至电机106的转子轴。转子的磁北极对应于d轴线。通过测量相对于d轴线的解 析器位置(θ ,解析器位置用于代表电机106的转子位置。在一个实施例中,解析器位置 (θ res)被供给至数字转换电路126,并且数字转换电路126将解析器位置(θ res)转换成数 字表达(例如数字字码),该数字表达可在软件实施例中使用,以基于对解析器108的测量 判定电机106的角速度(ω_)。电机106的测量的角速度也可使用其它装置从解析器位置 (θ res)得到。解析器位置(θ res)和电机106的角速度(ω_)被提供给速度调节器104。

[0019] 基于电流命令(例如Id/和I,/),电流调节器102提供一电压以驱动电机106。在 一个实施例中,电流调节器102包括求和块110和112、具有联接至求和块110和112的输 入的抗积分饱和同步帧电流调节器114、具有联接至抗积分饱和同步帧电流调节器114(或 本领域已知的其它有效的调节器技术)的输出的输入的同步至静止变换块116、具有联接 至同步至静止变换块116的输出的输入的两相至三相变换块118和三相电压源逆变器120, 该三相电压源逆变器120具有联接至两相至三相变换块118的输出的输入,并且具有联接 至电机106的输出。在另一个实施例中,三相电压源逆变器120是对准系统100的单独的 部件。

[0020] 为了使通过电流命令产生的转矩最小,将一定子电流命令施加至d轴线,而不将 定子电流命令施加至q轴线。例如,将幅度小于零的d轴线电流命令(Ids)和零的q轴线电 流命令(、/)供给至电流调节器102。对于PM同步电机而言,d轴线电流名称经常被限制 成负值。求和块110和112基于电流命令(Id/和I,/)与对应于电流命令(Id/和I,/)的 同步帧测量电流(Ids和Iqs)的比较产生同步帧电流误差。例如,求和块110和112基于d 轴线电流命令(Id/)与测量的d轴线同步帧电流(Ids)之间的差产生d轴线同步帧电流误 差,并且求和块112基于q轴线电流命令(I,/)与测量的q轴线同步帧电流(Iqs)之间的差 产生q轴线同步帧电流误差。

[0021] 求和块110和112的输出供给至抗积分饱和同步帧电流调节器114,该抗积分饱和 同步帧电流调节器114产生同步帧电压命令(Vd;^nV^)。同步至静止变换块116使用变 换角(0teaJ将同步帧电压命令(Vd/和V,/)变换成静止帧电压命令(V/和V/),并且两 相至三相变换块118将两相(例如α和β)静止帧电压命令(V/和V/)变换成三相电压 命令(V/J1;和V。*)。三相电压命令通过三相电压源逆变器120转换成实际相电压,并且被 供给至电机106。

[0022] 为了电机106的反馈调节,电流调节器102还包括具有三相至两相变换块122和 静止至同步变换块124,所述三相至两相变换块122具有联接至三相电压源逆变器120的 输出的输入,所述静止至同步变换块124具有联接至三相至两相变换块122的输出的第一 输入,并具有联接至求和块110和112的输出。可使用一个或多个电流传感器121测量三相电流(例如,Ia、Ib* I。)中的至少两个,所述三相电流对应于通过三相电压源逆变器120 供给至电机106的实际相电流。虽然所有三相电流(Ia、Ib和I。)都可被测量,但是三相电 流可基于两个测量的相电流确定。

[0023] 三相至两相变换块122将测量的三相电流(Ia、Ib和I。)变换成测量的两相(α和 β )电流(Ia和Ie)。静止至同步变换块124使用变换角(θ trans)将测量的静止帧中的两相 电流(Ia和Ie)转换成测量的同步帧电流(例如测量的d轴线同步帧电流(Ids)和测量的 q轴线同步帧电流(‘))。测量的同步帧电流Iqs)被分别供给至求和块110和112。

[0024] 速度调节器104响应于角速度命令(例如以机械的弧度/秒为单位的速度命令 (ω;))控制电机106的角速度或转速。速度调节器104包括:第一求和块130 ;抗积分饱 和比例积分(PI)控制器132,其具有联接至求和块130的输出的第一输入;限制器134,其 具有联接至抗积分饱和PI控制器132的输出的输入,并具有将一反馈信号供给至抗积分饱 和PI控制器132的第一输出;增益块136,其具有联接至限制器134的第二输出的输入;第 二求和块138,其具有联接至增益块136的输出的第一输入;和滤波器140,其具有联接至 增益块136的输出的输入。基于速度命令(ω/)、解析器位置(θ res)和测量的电机106的 角速度(ω_),速度调节器104产生变换角(θ trans)和解析器偏移量(θ offset)。速度命令 (ω;)可选择成足以克服静态的摩擦或静摩擦,并且在可能通过电机106响应于速度命令 (ω;)而产生转矩波动的情况下与滤波器140相匹配。

[0025] 第一求和块130将速度命令(ω/)与测量的角速度(ω_)相比较,并基于速度命 令(《_;)与测量的角速度(ω_)之间的差输出角速度误差(ωω _)。抗积分饱和PI控制 器132将角速度误差(ωω e„)转换成一角度,限制器134将该角度限制在最小极限(Nlim) 与最大极限(Plim)之间。虽然抗积分饱和PI控制器132为PI式调节器,但也可使用其 它的调节器。最大和最小极限(Plim和Nlim)可选择成使限制器134防止速度调节器104 将位置(例如角度位置)从额定值变化超过预定的边界。例如,最大和最小极限(Plim和 Nlim)可选择成在过渡期间提供足够的转矩,允许最大的预计解析器不对准度,并且防止颠 倒极性的反馈。

[0026] 限制器134的输出为机械角度误差(Δ θ m)。增益块136将机械角度误差(Δ θ J 与电机106的极对(PP)的数量相乘,以产生电角度误差(△ θ J。解析器位置被供给至第二 求和块138的第二输入,并且第二求和块138从解析器位置(θ res)减去电角度误差(Δ θ e) 以产生变换角(θ trans)。在一个实施例中,速度调节器104还可包括前馈增益块142,该前馈 增益块142具有用于接收速度命令(ω_;)的输入和联接至第二求和块138的第三输入的输 出。例如,前馈增益块142可用于补偿(例如通过前馈增益(Kff))电机106的已知的拖拽 转矩,以进一步改善偏移量判定。在该实施例中,前馈增益块142使速度命令(ω:)与前馈 增益(Kff)相乘,并通过第二求和块138使其与在电角度误差(Δ θ J和解析器位置(θ res) 之间的差结合,以产生变换角(θ trans)。

[0027] 电角度误差(Δ θ J是解析器偏移量的估计。该估计可通过滤波器140滤波,以改 善估计。在一个实施例中,滤波器140的输出是所得到的解析器偏移量(θ。ffsJ。在速度 调节器104已稳定于将电机106保持在恒定的速度(例如,响应于速度命令(ω/))以后, 所得到的解析器偏移量(θ offset)可用于补偿在电机106的正常操作期间,例如在具有联接 至电机106的负载(例如轴109)的情况下,通过解析器108获得的粗略转子位置测量。在

8一个实施例中,解析器偏移量存储在非易失性存储器中,用于在电机106的正常操作期间 使用。

[0028] 可基于希望的偏移量误差选择定子电流命令(例如,d轴线电流命令(Id/)),以使 拖拽转矩与电转矩平衡。图3是与用于改变定子电流命令的偏移量误差有关的电转矩的 图。对于各种d轴线电流命令,为各种定子电流命令的电流幅度(例如,0a„s、50Ams、IOOArms, 150AMS、200AMS、250A„S和300Arms)绘出由电机(例如图2所示的电机106)产生的电转矩。 对于低偏移量误差而言,电转矩偏移量误差关系近似是线性的。对于较大的电流幅度而言, 电转矩偏移量误差关系以斜坡增大。该斜坡代表电转矩相对于偏移量误差的灵敏度。在一 个示例中,电机具有大约3Nm的拖拽转矩和大约200Ams的d轴线电流命令。为了产生电转 矩以平衡该拖拽转矩,可获得小于大约0. 5度的偏移量误差。

[0029] 图4是按照一示例性实施例用于解析器对准的方法400的流程图。电机与负载分 离,如步骤405所示。参照图2和4,在车辆应用中,电机106与轴109分离。轴109与电机 106的分离允许电机106除了拖拽转矩之外的基本“自由旋转”操作,并且例如可通过将变 速器初始化成分离电机速度与轴速度而实现。D轴线电流被命令,如步骤410所示。例如, 小于零的d轴线电流命令(Id/)和大约为零的q轴线电流命令(I,/)被供给至电流调节器 102。可基于电机106的拖拽转矩和解析器偏移量(例如图3所示的偏移量误差)的希望 的精度选择命令的d轴线电流。

[0030] 一角速度被命令,如步骤415所示。例如,一速度命令(ω_;)被供给至速度调节器 104。电机106因而在与轴109分离的同时响应于d轴线电流命令(Ids)和速度命令(ω/) 而操作。在一个实施例中,基于d轴线电流命令(Id/)与测量的d轴线同步电流(Ids)之间 的差,并且可另外基于q轴线电流命令(Ij与测量的q轴线同步电流(Itis)之间的差,产 生(例如通过求和块110)电流误差。从该电流误差产生(例如通过抗积分饱和同步帧电 流调节器114和同步至静止变换块116)静止电压命令(例如静止d轴线电压命令(Va*)和 静止q轴线电压命令(V/))。基于静止电压命令产生(例如通过两相至三相变换块118和 三相电压源逆变器120)电压(例如用于电机106的各相的三个电压)。该电压供给至电机 106,并且测量的d轴线同步电流(Ids)是基于与供给至电机106的电压相对应的相电流而 产生的。例如,电流传感器121基于供给至电机106用于各相的电压而测量三相电流(Ia、 Ib和I。)中的至少两个,三相至两相变换块122将相电流(Ia、Ib和I。)变换成等效的两相 电流(Ia和Ie),并且静止至同步变换块124将两相电流(Ia和I0)变换成测量的d轴线 同步电流(Ids)和测量的q轴线同步电流(Itis)。

[0031] 如步骤420所示,做出关于速度调节器是否已被充分地稳定的判断。当速度调节 器104已被充分地稳定时,电机106的转子速度恒定,并且由电机106产生的电转矩与拖拽 转矩平衡。在一个实施例中,做出关于通过响应于速度命令(ω:)的电机106产生的转子 速度是否已被充分地稳定的判断,由此指示速度调节器是否已被充分地稳定。如果速度调 节器104未被充分地稳定,则重复步骤420 (例如,重复关于速度调节器是否已被充分地稳 定的判断)。

[0032] 如果速度调节器104已被充分地稳定,则确定解析器偏移量,如步骤425所示。例 如,一旦速度调节器104被充分地稳定,就从速度调节器104 (例如从滤波器140的输出)读 取解析器偏移量(9。ffsrt)。在一个实施例中,基于速度命令(ω:)与测量的角速度(ω_)之间的差产生(例如通过求和块130)角速度误差(ωω ε„)。例如,通过解析器108相对于 d轴线测量解析器位置(θ res),并且可基于解析器位置(θ res)确定角速度(ω res)。角速度 误差(ωω—被转换成机械角度误差(Δ θ J,并且机械角度误差(Δ θω)被转换(例如通 过增益块136)成电角度误差(Δ Θ》。电角度误差是解析器偏移量的初始估计。在另一个 实施例中,角速度误差(ωω _)被转换成一角度(例如通过抗积分饱和PI控制器132),并 且基于电机106的最小转矩产生、最大解析器不对准度和解析器偏移量的方向中的至少一 个限制该角度(例如通过限制器134)。为了将机械角度误差(Δ θ J转换成电角度误差 (Δ θ ,机械角度误差与电机106的极对的数量相乘。

[0033] 可基于解析器位置和电角度误差之间的差从电角度误差(Δ 0e)确定变换角 (θ trans) 0如果拖拽转矩是已知的,则可通过在确定变换角(eteans)中的前馈项补偿拖拽 转矩。例如,速度命令(ω_;)与前馈增益(Kff)的乘积与解析器位置(θ_)与电角度误差 (Δ θε)之间的差结合,以产生变换角(θ trans)。变换角(θ trans)可在电流调节器102中用 于同步至静止变换并且用于静止至同步变换。例如,在电流调节器102的操作期间,变换角 (θ trans)被供给至同步至静止变换块116和静止至同步变换块124。

[0034] 可通过过滤(例如通过滤波器140)电角度误差(Δ θ ε)确定最终解析器偏移量 (e。ffsJ。例如,根据速度命令(《_;),可通过电机产生转矩波动,导致速度振动。滤波器 140基本去除引入速度振动的该转矩波动。解析器偏移量(θ。ffsrt)可存储在非易失性存储 器中(例如在EEPROM中),用于在电机106的正常操作期间(例如在电机106联接至轴109 的情况下)检索。

[0035] 转速被命令至零或预定的设置点,如步骤430所示。例如,速度命令(ω_;)被修改 至零或预定的设置点。对d轴线电流命令默认的额定值,如步骤435所示。例如,d轴线电 流命令(Id/)被修改至默认的额定值。解析器偏移量用于调节解析器位置,如步骤440所 示。例如,通过解析器偏移量(θ offset)调节(例如通过软件)在电机106的正常操作期间 通过解析器108测量的解析器位置,由此对准解析器位置,并且因而将转子位置与真实的d 轴线(例如电机106的转子的磁北极)对准。电机的控制返回到默认操作状态(例如,用 于带负载的电机的操作),如步骤445所示。

[0036] 用对准系统100对准解析器使产生的噪声最小,并且增大了使用对准的解析器测 量的转子位置的准确度。通过允许在解析器安装时(例如在离开生产线之前)的较宽的解 析器对准公差带,使用对准系统100可显著地减小与包括一个或多个电机——尤其是PM同 步电机——的电机和系统相关的制造成本。

[0037] 虽然在上述详细说明中给出了至少一个示例性实施例,但是应理解,存在大量的 变型。还应理解,示例性实施例或各示例性实施例仅是示例,并且决不意在限制本发明的范 围、适用性或构造。上述详细说明将给本领域的技术人员提供实施示例性实施例或各示例 性实施例的方便的指导。应理解,在部件的功能和布置方面可做出各种改变,而不脱离在所 附权利要求书及其法律等效物中提出的本发明的范围。

Claims (20)

  1. 一种用于对准解析器的方法,所述解析器可操作以确定电机中相对于d轴线的转子位置,所述方法包括以下步骤:命令d轴线电流命令和速度命令;响应于d轴线电流命令和速度命令在不带负载的情况下操作所述电机;确定响应于所述速度命令的转子速度;以及当所述转子速度已稳定时,基于所述速度命令和转子速度确定解析器的偏移量。
  2. 2.根据权利要求1所述的方法,其中所述命令步骤包括命令小于零的d轴线电流命令, 同时命令为零的q轴线电流命令。
  3. 3.根据权利要求1所述的方法,其中所述电机具有与其操作相关的拖拽转矩,并且所 述命令d轴线电流命令的步骤包括基于所述电机的拖拽转矩和所述偏移量的预定的准确 度选择所述d轴线电流命令。
  4. 4.根据权利要求1所述的方法,还包括: 确定解析器位置;和通过所述偏移量调节解析器位置以产生转子位置。
  5. 5.根据权利要求1所述的方法,其中所述确定偏移量的步骤包括: 基于所述速度命令与转子速度之间的差产生角速度误差;将所述角速度误差转换成机械角度误差;以及 将所述机械角度误差转换成电角度误差。
  6. 6.根据权利要求5所述的方法,其中,将所述角速度误差转换成机械角度误差的步骤 包括:将所述角速度误差转换成角度;和基于所述电机的最小角度产生、最大解析器不对准度和所述偏移量的方向限制所述角度。
  7. 7.根据权利要求5所述的方法,其中所述电机具有预定数量的极对,并且将所述机械 角度误差转换成电角度误差的步骤包括将所述机械角度误差与极对的所述预定数量相乘。
  8. 8.根据权利要求5所述的方法,还包括从所述电角度误差过滤电转矩波动引入的振 动,所述电转矩波动由所述电机产生。
  9. 9.根据权利要求5所述的方法,还包括从所述转子位置与电角度误差之间的差产生变 换角;并且其中操作步骤包括:基于所述d轴线电流命令与检测到的d轴线电流之间的差产生误差; 将所述误差转换成同步d轴线电压命令;和用所述变换角将所述同步d轴线电压命令变换成静止d轴线电压命令,所述静止d轴 线电压命令产生用于驱动所述电机的相电流,所述检测到的d轴线电流从所述相电流得 到。
  10. 10. 一种用于对准解析器的方法,所述解析器可操作以确定电机中相对于d轴线的转 子位置,所述电机构造成驱动负载,所述方法包括以下步骤:将所述负载与所述电机分离; 命令电流命令和速度命令;响应于所述电流命令和所述速度命令在非零速度下操作所述电机,所述电机响应于所 述电流命令而产生为零的转矩; 确定所述解析器的偏移量; 将所述负载联接至所述电机;以及 基于所述偏移量确定转子位置。
  11. 11.根据权利要求10所述的方法,其中所述电机具有与其操作相关的拖拽转矩,并且 所述命令电流命令的步骤包括基于所述电机的拖拽转矩和所述偏移量的预定的准确度选 择d轴线电流命令。
  12. 12.根据权利要求11所述的方法,其中所述命令电流命令的步骤包括命令为零的q轴 线电流命令,同时命令小于零的d轴线电流命令。
  13. 13.根据权利要求10所述的方法,其中所述电机具有预定数量的极对,并且所述确定 偏移量的步骤包括:确定解析器速度;基于所述速度命令与所述解析器速度之间的差产生一角速度误差; 将所述角速度误差转换成机械角度误差;将所述机械角度误差与极对的所述预定数量相乘,以产生电角度误差; 确定转子位置;以及基于转子位置与电角度误差之间的差产生变换角。
  14. 14.根据权利要求13所述的方法,其中所述操作的步骤包括: 基于所述电流命令与d轴线同步电流之间的差产生电流误差; 基于所述电流误差经由所述变换角产生静止电压命令; 基于静止电压命令产生电压;将所述电压供给至所述电机;和基于所述电压通过所述变换角确定所述d轴线同步电流。
  15. 15.根据权利要求10所述的方法,其中所述确定转子位置的步骤包括: 命令额定的d轴线电流命令;响应于所述额定的d轴线电流命令操作所述电机; 确定转子位置;和 通过所述偏移量调节转子位置。
  16. 16. 一种用于对准解析器的系统,所述解析器可操作以确定电机中相对于d轴线的转 子位置,所述系统包括:电流调节器,其具有用于接收电流命令的输入,并且具有联接至所述电机的输出,所 述电流调节器构造成基于所述电流命令产生电流,所述电机响应于所述电流产生为零的转 矩;和速度调节器,其具有用于接收速度命令和转子位置的输入,并且具有联接至所述电流 调节器的输出,所述速度调节器构造成:响应于所述速度命令而保持所述电机的恒定的速度;以及当保持所述恒定的速度时,产生偏移量,所述偏移量使所述转子位置与所述d轴线对
  17. 17.根据权利要求16所述的系统,其中所述电流命令包括小于零的d轴线电流命令和 为零的q轴线电流命令;其中所述电流调节器构造成基于所述d轴线电流命令和变换角产 生所述电流;其中所述速度调节器构造成:基于所述速度命令和解析器速度确定电角度误差;基于所述转子位置与所述电角度误差之间的差产生所述变换角;以及基于所述电角度误差产生所述偏移量;并且其中所述电机在其操作期间具有拖拽转矩,并且基于所述变换角产生电转矩,所述电 转矩平衡所述拖拽转矩。
  18. 18.根据权利要求17所述的系统,其中所述电机具有预定数量的极对,并且所述速度 调节器包括:第一求和块,其具有用于接收所述速度命令的第一输入、用于接收解析器速度的第二 输入、和输出,所述第一求和块构造成基于所述速度命令与所述解析器速度之间的差产生 角速度误差;比例积分控制器,其具有联接至所述第一求和块的输出的输入,并具有输出,所述比例 积分控制器构造成将所述角速度误差转换成角度;限制器,其具有联接至所述比例积分控制器的输出的输入,并具有输出,所述限制器构 造成基于所述角度产生机械角度误差,所述角度限制在最大角度与最小角度之间;第一增益块,其具有连接至所述限制器的输出的输入,并具有输出,所述第一增益块构 造成基于所述机械角度误差与极对的所述预定数量的乘积产生所述电角度误差;以及第二求和块,其具有联接至所述第一增益块的输出的第一输入、用于接收转子位置的 第二输入、和联接至所述电流调节器的输入的输出,所述第二求和块构造成基于所述转子 位置与所述电角度误差之间的差产生所述变换角。
  19. 19.根据权利要求18所述的系统,其中所述速度调节器还包括联接至所述第一增益块 的输出的滤波器,所述滤波器构造成从所述电角度误差去除转矩波动引入的振动。
  20. 20.根据权利要求18所述的系统,其中所述电机在其操作期间具有拖拽转矩,并且所 述速度调节器还包括第二增益块,所述第二增益块具有用于接收所述速度命令的输入,并 具有联接至所述第二求和块的输出,所述第二增益块构造成在所述变换角中补偿所述拖拽 转矩。
CN2008100928518A 2007-05-03 2008-05-04 用于电机系统中的解析器对准的方法和系统 CN101299585B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/743709 2007-05-03
US11/743,709 US7659688B2 (en) 2007-05-03 2007-05-03 Method and system for resolver alignment in electric motor system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101299585A CN101299585A (zh) 2008-11-05
CN101299585B true CN101299585B (zh) 2010-12-22

Family

ID=39877368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100928518A CN101299585B (zh) 2007-05-03 2008-05-04 用于电机系统中的解析器对准的方法和系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7659688B2 (zh)
CN (1) CN101299585B (zh)
DE (1) DE102008021425A1 (zh)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2080724B1 (en) * 2008-01-17 2013-01-30 BTSR International S.P.A. System for controlling the feed of a yarn or wire to a machine, and relative method
US8106618B2 (en) * 2009-04-02 2012-01-31 Daimler Ag Method and device for calibrating a position sensor placed on a shaft of a permanent magnet synchronous motor
US8358095B2 (en) * 2009-07-31 2013-01-22 GM Global Technology Operations LLC Method and system for testing electric motors
DE102010021984B4 (de) * 2010-05-29 2020-02-06 Audi Ag Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine in einem Kraftfahrzeug
US9566985B2 (en) * 2011-02-08 2017-02-14 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for monitoring a resolver in a torque machine
JP5744567B2 (ja) * 2011-02-28 2015-07-08 スパンション エルエルシー モータ制御装置、モータ制御装置製造用プログラム、及びモータ制御装置の製造方法
US8897954B2 (en) * 2011-05-05 2014-11-25 Deere & Company Method for calibrating position sensor on electric motor
JP5916343B2 (ja) 2011-10-21 2016-05-11 三菱重工業株式会社 モータ制御装置、モータ制御方法
JP5693429B2 (ja) 2011-10-21 2015-04-01 三菱重工業株式会社 モータ制御装置、モータ制御方法
JP5916342B2 (ja) 2011-10-21 2016-05-11 三菱重工業株式会社 モータ制御装置、モータ制御方法
KR101339239B1 (ko) * 2011-11-29 2013-12-09 기아자동차 주식회사 모터를 구비한 차량의 제어방법
KR101382749B1 (ko) * 2012-04-13 2014-04-08 현대자동차주식회사 레졸버 옵셋 보정 방법
FR2994355B1 (fr) * 2012-08-06 2014-08-29 Renault Sa Systeme de commande du couple electromagnetique d'une machine electrique notamment pour vehicule automobile
CN104583043B (zh) 2012-08-21 2018-01-12 艾里逊变速箱公司 在角位置传感器中矫正误差的系统和方法
US10040447B2 (en) * 2012-10-05 2018-08-07 Ford Global Technologies, Llc Control strategy for an electric machine in a vehicle
US9106172B2 (en) 2013-06-28 2015-08-11 Horiba Instruments Incorporated Electric machine temperature control
DE102013221709A1 (de) * 2013-10-25 2015-04-30 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Abweichung eines Drehzahlsensors einer Synchronmaschine
JP5920327B2 (ja) * 2013-12-12 2016-05-18 トヨタ自動車株式会社 車両の電源装置
JP5652977B1 (ja) * 2014-01-31 2015-01-14 山洋電気株式会社 モータ制御装置
US20150229249A1 (en) * 2014-02-13 2015-08-13 GM Global Technology Operations LLC Electronic motor-generator system and method for controlling an electric motor-generator
JP6488192B2 (ja) * 2015-05-25 2019-03-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 インバータ制御装置
DE102015218141A1 (de) * 2015-09-22 2017-03-23 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Kalibrieren einer elektronisch kommutierten elektrischen Maschine
US20170151875A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-01 Faraday&Future Inc. Detecting position measurement errors in an electric motor system
KR101755922B1 (ko) * 2015-12-09 2017-07-10 현대자동차주식회사 레졸버 옵셋 측정 방법
US20170174085A1 (en) 2015-12-18 2017-06-22 Hamilton Sundstrand Corporation Permanent magnet synchronous generator based direct current power generating system
CN106019929B (zh) * 2016-06-24 2019-03-05 南京化学工业园热电有限公司 双进双出直吹式制粉系统协调控制方法
WO2018021983A1 (en) * 2016-07-28 2018-02-01 Aselsan Elektronik Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi A rotor alignment method
CN106787995B (zh) * 2017-01-22 2020-02-28 精进电动科技股份有限公司 一种测试电机转子初始位置角的方法
US10148209B2 (en) 2017-03-01 2018-12-04 Ford Global Technologies, Llc System and method for in-vehicle resolver alignment
JP6489142B2 (ja) * 2017-03-17 2019-03-27 サンケン電気株式会社 モータ制御装置
CN109150060B (zh) * 2017-06-15 2020-07-28 东元电机股份有限公司 电子装置控制命令的解析度调整方法及命令产生装置
US10895866B1 (en) 2018-03-08 2021-01-19 Apple Inc. Position error correction for electric motors
DE102018212444B3 (de) * 2018-07-25 2019-10-31 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen eines Rotorlagewinkels
DE102019104984A1 (de) * 2019-02-27 2020-08-27 Mahle International Gmbh Verfahren zum Betreiben eines dreiphasigen elektrischen Motors und dreiphasiger elektrischer Motor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10328712A1 (de) * 2003-06-25 2005-01-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren und System zur Bestimmung des Kupplungspunktes einer mittels einer Stellvorrichtung betätigbaren Kupplung
JP4606033B2 (ja) * 2004-01-30 2011-01-05 三菱電機株式会社 同期モータの回転子位置検出調整方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2007-6585A 2007.01.11

Also Published As

Publication number Publication date
US20080272731A1 (en) 2008-11-06
CN101299585A (zh) 2008-11-05
US7659688B2 (en) 2010-02-09
DE102008021425A1 (de) 2008-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pacas Sensorless drives in industrial applications
Bolognani et al. Design issues and estimation errors analysis of back-EMF-based position and speed observer for SPM synchronous motors
Holtz Speed estimation and sensorless control of AC drives
US6326750B1 (en) Active reduction of torque irregularities in rotating machines
US8174220B2 (en) Apparatus for controlling permanent-magnet rotary electric machine
Kim et al. High performance PMSM drives without rotational position sensors using reduced order observer
Jones et al. A state observer for the permanent-magnet synchronous motor
Yoo et al. Novel speed and rotor position estimation strategy using a dual observer for low-resolution position sensors
US8610389B2 (en) Speed control apparatus for the switched reluctance motor
US6081093A (en) Sensorless control method and apparatus of permanent magnet synchronous motor
US7342379B2 (en) Sensorless control systems and methods for permanent magnet rotating machines
US5495162A (en) Position-and-velocity sensorless control for starter generator electrical system using generator back-EMF voltage
US5461293A (en) Rotor position detector
US6639377B2 (en) Driving device for synchronous motor
Andreescu et al. Combined flux observer with signal injection enhancement for wide speed range sensorless direct torque control of IPMSM drives
Boldea et al. Active flux concept for motion-sensorless unified AC drives
Noguchi et al. Initial rotor position estimation method of sensorless PM synchronous motor with no sensitivity to armature resistance
US8058824B2 (en) Electric motor control
JP3802894B2 (ja) Acマシンのためのセンサーレス位置制御アルゴリズム
US5495163A (en) Control for a brushless generator operable in generating and starting modes
JP4221307B2 (ja) 同期電動機の制御装置,電気機器およびモジュール
CN101459401B (zh) 永磁电动机的无位置传感器控制装置
CA2740404C (en) Sensorless optimum torque control for high efficiency ironless permanent magnet machine
Pellegrino et al. Magnetic model self-identification for PM synchronous machine drives
Morimoto et al. Sensorless control strategy for salient-pole PMSM based on extended EMF in rotating reference frame

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant