CN101378239A - 一种电机转子位置控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于电机技术领域，提供了一种电机转子位置控制方法及装置，所述方法包括以下步骤：将采集得到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置进行比较，判断采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值是否超出该电机转子位置变化给定范围；若采集得到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值超出该电机转子位置变化给定范围，则舍弃此次采集到的正确转子位置；计算出错时推算得到的转子位置与该电机转子位置变化给定范围最大值的和值，用该和值作为纠正值控制电机的运行。本发明解决了现有技术中在电机转子位置连续出错时，直接使用采集到的正确转子位置来控制电机，使得电流的变化率过大而引起功率器件的损坏的问题。
Description
技术领域
本发明属于电机技术领域，尤其涉及一种电机转子位置控制方法及装置。
背景技术
汽车生产中，用于检测电机转子位置的旋转变压器位置角度容易出错，在对旋转变压器位置角度出错进行处理时，需要检测旋转变压器的位置角度，现有技术在对该问题进行处理时，是把上次采集到的位置角度与当前的位置角度进行比较，比较两者的差值是否在一个合理的范围之内，由于电动机的转子位置角度不可能在很短的时间内发生很大的阶跃，据此即可判断出当前采集到的转子位置角度是否正确。
如果该位置角度信号产生突变，即判断采集到的位置角度是错误的，则舍弃本次采集到的位置角度信号，转而使用出错时的处理策略，以上次得到的转子位置为基础计算出的正确速度值校正本次采集的速度值，得出校正后的当前转子位置角度，最后采用校正值对电动机进行控制。
在电机转子位置连续出错时，这种方法虽然对转子的容错进行了处理，但处理过程中，由于推算转子位置引起的累积误差可能使得旋转变压器恢复正常后采集到正确转子位置与相连的推算得到的转子位置相差较大，如果直接使用此次采集到的正确转子位置来控制电机，则电机的转速会有比较大的阶跃，可能导致电流的变化率过大而引起功率器件的损坏。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种电机转子位置控制方法，旨在解决现有技术中在电机转子位置连续出错时，直接使用采集到的正确转子位置来控制电机，使得电机的转速会有比较大的阶跃，导致电流的变化率过大而引起功率器件的损坏的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种电机转子位置控制方法，所述方法包括以下步骤:
将采集得到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置进行比较，判断采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值是否超出该电机转子位置变化给定范围；
若采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值超出该电机转子位置变化给定范围，则舍弃采集到的正确转子位置；
计算出错时推算得到的转子位置与该电机转子位置变化给定范围最大值的和值，用该和值作为纠正值控制电机的运行。
本发明实施例的另一目的在于提供一种电机转子位置控制装置，所述装置包括:
正确转子位置比较模块，用于将采集得到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置进行比较，判断采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值是否超出该电机转子位置变化给定范围；
正确转子位置处理模块，用于若采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值超出该电机转子位置变化给定范围，则舍弃采集到的正确转子位置；以及
位置纠正模块，用于计算出错时推算得到的转子位置与该电机转子位置变化给定范围最大值的和值，用该和值作为纠正值控制电机的运行。
本发明实施例通过将采集得到的正确转子位置与电机转子位置连续出错时推算得到的转子位置进行比较，当采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值超出该电机转子位置变化给定范围，则舍弃采集到的正确转子位置，并计算出错时推算得到的转子位置与该电机转子位置变化给定范围最大值的和值，用该和值作为纠正值控制电机的运行，解决了现有技术中在电机转子位置出错时，直接使用采集到的正确转子位置来控制电机，使得电机的转速会有比较大的阶跃，导致电流的变化率过大而引起功率器件的损坏的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的电机转子位置控制方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的电机转子位置控制方法具体例子的流程图；
图3是本发明实施例提供的电机转子位置控制装置的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例通过将采集得到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置进行比较，当采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值超出转子位置变化给定范围，则舍弃采集到的正确转子位置，并计算出错时推算得到的转子位置与转子位置变化给定范围最大值的和值，用该和值作为纠正值控制电机的运行。
图1示出了本发明实施例提供的电机转子位置控制方法的流程，详述如下。
在步骤S101中，将采集得到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置进行比较，判断采集得到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值是否超出电机转子位置变化给定范围。
其中，在采样的周期内旋转变压器可以检测出电机转子位置角度信号，通过解码就可以得到电机转子位置的值。
当电机转子位置连续出错时，通过现有的技术，可以推算得到当前的电机转子的位置，当出现正确的电机转子位置时，采集获取该正确转子位置。
在具体实施过程中，该正确电机转子位置和出错时推算得到的转子位置是通过旋转变压器内部的解码芯片获取的，其中，该解码芯片内设有一信号引脚，当有正确转子位置出现时，该信号引脚会指示已经接收到正确转子位置。
在旋转变压器恢复正常后得到正确转子位置和出错时推算得到的转子位置后，判断两者之间的差值是否超出该电机转子位置变化给定范围，即判断两者之间的差值是否大于该电机转子位置变化的最大值。其中，出错时推算得到的转子位置即为得到正确转子位置之前一次出错时推算得到的电机转子位置。
在具体实施过程中，该最大值是电机通过实验得到的，即通过实验测试该电机所能承受的位置差的值，当超过该值时，会引起电机的电流过大而造成电机的功率器件的损坏。其中，该最大值害与该电机连接的功率器件所能承受的差值有关，当超过该最大值时，与引发这些功率器件工作的不正常，当然，该最大值还与用户乘坐的舒适感有关，该最大值要是过大，会造成用户乘坐的不舒适。
当采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值没有超出电机转子位置变化给定范围时，进行步骤S102，使用此次采集到的正确转子位置控制电机的运行。
在具体实施过程中，往往是采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值超出电机转子位置变化给定范围，此时，即判断当前采集到的正确转子位置出错，舍弃当前采集到的正确转子位置。
在判断当前采集到的正确转子位置出错后，进行步骤S103，计算出错时推算得到的转子位置与电机转子位置变化给定范围最大值的和值。
在步骤S104中，用该和值作为纠正值控制电机的运行。即用该和值调整脉宽调制(Powered by Discuz，PWM)波形，改变加在电机上的三相电压，控制电机的运行。
在具体实施过程中，在下次电机转子位置连续出错并采集到正确转子位置时，将该和值作为出错时推算得到的转子位置，与本次出错时采集得到的正确转子位置继续进行比较。
譬如，假设电机转子位置连续出错，此时，旋转变压器内部的解码芯片获取一正确转子位置，解码芯片内设有一信号引脚，当有正确转子位置出现时，该信号引脚会指示已经接收到正确的转子位置。假设采集到的正确转子位置为2000，在采集到正确转子位置之前，也就是在电机转子位置连续出错时，推算得到的转子位置为1800，电机转子位置变化给定范围最大值为80，通过计算得到2000-1800＝200，大于电机转子位置变化给定范围最大值为80，此时，用连续出错时推算得到的转子位置为1800与电机转子位置变化给定范围最大值80的和值，即用1880来控制电机的运行。由于1880与1800的差值不超过电机转子位置变化给定范围最大值，因此用1880来控制电机不会引起电机的转速较大的阶跃，使得电流的变化率不会过大。
在下一个周期内，即电机转子位置连续出错，并采集到正确转子位置时，将上次计算得到的和值作为出错时推算得到的转子位置，与本周期内采集得到的正确转子位置继续进行比较。假设此次采集到的正确转子位置为2005，则通过计算2005-1880＝125，仍大于电机转子位置变化给定范围最大值80，此时，继续用1880+80＝1960来控制电机的运行。
当在下一个周期采集得到正确转子位置为2010时，比较2010与1960的差值为50，没有超过电机转子位置变化给定范围最大值80，此时，用采集得到正确转子位置2010来控制电机的运行。
这样，在电机转子位置由连续出错状态转到正确状态时，通过以上步骤，对采集到的正确的电机转子位置进行判断并纠正，抑制了电机电流和转速的突变，能够保证电机控制的连续性，并且能够改善车辆乘坐的舒适性。
譬如，图2示出了本发明具体实施例的流程图，其中n为采集到正确转子位置时电机转子位置的初始值，假设n＝0，即当检测到电机转子位置出错后，因出错推算得到的电机转子位置为θ0，出错后采集到正确的电机转子位置θ1，这样，就可以计算得到两次采样得到的电机转子位置的差值为Δθ。
其中，通过实验测试出该电机能够承受的一个电流变化率的最大值，当超过该最大值时会引起该电机功率器件的损坏，通过该电流变化率的最大值就能够得到该电机的转子位置能够承受的位置差Δθ的一个范围，Δθ在此范围内能够保证电流的冲击不损坏功率器件，即Δθ不能超过该范围的最大值Δθmax。
其中，当检测到该电机的旋转变压器采集到的电机位置连续出错时，推算该电机的转子的位置θ0，在采集到正确转子位置θ1后，将这一次正确转子位置θ1与它前一次因出错推算得到的转子位置θ0做比较，求得Δθ1，Δθ0＝θ1-θ0。
将该Δθ0与预定的Δθ的最大值Δθmax做比较，如果比最大值Δθmax小则可以直接使用正确转子位置θ1作为采样值来控制该电机。
在具体的实施过程中，该Δθ0值的值往往比该最大值Δθmax要大，此时要对用来控制电机的正确转子位置θ1进行纠正:
θ1′＝θ0+Δθmax
使用该修正值θ1′作为纠正值来控制该电机的运行。
下一次出错时采集到正确电机转子位置后重复以上的过程，继续检测其和上一次出错推算得到的转子位置进行比较，此时，该出错得到的电机转子位置即为此次计算得到的和值，判断两者之间的差值是否在给出的转子位置变化范围内，如果比Δθmax大的话，继续进行纠正。
当采集到的正确转子位置值与出错时推算得到的转子位置之间的差值Δθ在给定的范围内时，则停止该电机转子位置的纠正，直接使用采集到的正确转子位置控制电机的运行。
当然，图2仅仅示出了本发明实施例中采集到正确转子位置后的一个循环过程，当采集到下一个正确转子位置后，初始值n将从0开始进行新一轮的循环。
图3示出了本发明实施例提供的电机转子位置控制装置的结构。
在电机转子位置连续出错时，当电机转子位置连续出错时，通过现有的技术推算得到当前的电机转子的位置，并连续推算转子的位置，当出现正确的电机转子位置时，采集获取该正确的电机转子位置。
在具体实施过程中，该正确电机转子位置和出错时推算得到的转子位置是通过旋转变压器内部的解码芯片11获取的，其中，该解码芯片内设有一信号引脚111，当有正确转子位置出现时，该信号引脚会指示已经接收到正确的转子位置。
正确转子位置比较模块12将采集得到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置进行比较，判断采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值是否超出该电机转子位置变化给定范围。
当采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值没有超出该电机转子位置变化给定范围时，正确转子位置控制模块13使用该采集到的正确转子位置作为电机转子位置的控制值。
当采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值超出电机转子位置变化给定范围时，正确转子位置处理模块14舍弃采集到的正确转子位置，此时，位置纠正模块15计算出错时推算得到的转子位置与电机转子位置变化给定范围最大值的和值，用该和值作为纠正值控制电机的运行。
在检测到电机转子位置连续出错并获取到正确的转子位置时，本发明实施例通过将获取到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置进行比较，当采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值超出电机转子位置变化给定范围，则舍弃采集到的正确转子位置，并计算出错时推算得到的转子位置与电机转子位置变化给定范围最大值的和值，用该和值作为纠正值控制电机的运行，解决了现有技术中在电机转子位置出错时，直接使用采集到的正确转子位置来控制电机，使得电机的转速会有比较大的阶跃，导致电流的变化率过大而引起功率器件的损坏的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1、一种电机转子位置控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:
将采集得到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置进行比较，判断采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值是否超出该电机转子位置变化给定范围；
若采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值超出该电机转子位置变化给定范围，则舍弃此次采集到的正确转子位置；
计算出错时推算得到的转子位置与该电机转子位置变化给定范围最大值的和值，用该和值作为纠正值控制电机的运行。
2、如权利要求1所述的电机转子位置控制方法，其特征在于，当采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值没有超出该电机转子位置变化给定范围时，使用此次采集到的正确转子位置控制电机的运行。
3、如权利要求1所述的电机转子位置控制方法，其特征在于，所述正确电机转子位置和所述出错时推算得到的转子位置是通过旋转变压器内部的解码芯片获取。
4、如权利要求1所述的电机转子位置控制方法，其特征在于，当获取到正确转子位置时，所述解码芯片内部的信号引脚指示已获取到正确转子位置。
5、如权利要求1所述的电机转子位置控制方法，其特征在于，在下一次转子位置连续出错并采集到正确转子位置时，以上个周期计算得到的和值作为本次出错时推算得到的转子位置，与本次采集到的正确转子位置继续进行比较。
6、一种电机转子位置控制装置，其特征在于，所述装置包括:
正确转子位置比较模块，用于将采集得到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置进行比较，判断采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值是否超出该电机转子位置变化给定范围；
正确转子位置处理模块，用于当采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值超出该电机转子位置变化给定范围时，舍弃采集到的正确转子位置；以及
位置纠正模块，用于计算出错时推算得到的转子位置与该电机转子位置变化给定范围最大值的和值，用该和值作为纠正值控制电机的运行。
7、如权利要求6所述的电机转子位置控制装置，其特征在于，所述装置还包括:
正确转子位置控制模块，用于当采集到的正确转子位置与出错时推算得到的转子位置的差值没有超出该电机转子位置变化给定范围时，使用该采集到的正确转子位置控制电机的运行。
8、如权利要求6所述的电机转子位置控制装置，其特征在于，所述装置还包括:
解码芯片，用于获取正确转子位置，以及在转子位置连续出错时推算得到转子位置。
9、如权利要求8所述的电机转子位置控制装置，其特征在于，所述解码芯片还包括有一信号引脚，用于指示已获取正确转子位置。
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