CN104767456A - 用于永磁同步驱动电机的旋转变压器安装误差校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于永磁同步驱动电机的旋转变压器安装误差校正方法，包括以下步骤：步骤一，电机控制器采用电机静止位置估计算法，通过对永磁同步电机注入高频脉冲激励电压信号，获取反馈的电流信号及旋转变压器信号，进而估计出满足误差要求的电机磁极的初始位置；步骤二，电机控制器再通过读取旋变解码芯片输出的位置信号得到带有安装误差信息的电机磁极位置信号，以初始位置估计算法得到的磁极位置信号作为基准，得到旋转变压器读取位置信号时引起的固定的安装误差信号。本发明解决电机的旋变机械初始安装误差，减轻电机生产终端测试线的压力等技术难题。

Description

用于永磁同步驱动电机的旋转变压器安装误差校正方法

技术领域

本发明涉及一种校正方法，具体地，涉及一种用于永磁同步驱动电机的旋转变压器安装误差校正方法。

背景技术

在新能源汽车用永磁同步电机的高性能驱动控制系统中需要准确知道转子的初始位置，如果转子初始位置误差超过±30°电角度，则会出现短暂的转子反转现象，甚至导致启动失败。位置传感器旋转变压器的使用，能够精确的测量转子的初始位置，大大提高了电机系统的可靠性和耐久性。但旋转变压器机械初始安装误差具有不可消除性，因此需要对每一台电机的旋转变压器机械初始安装误差进行校正，这已经成为车用永磁同步电机系统尤其是高速电机系统不可缺少的一个步骤。现有的旋转变压器机械安装误差校正方法为输入一定的电流电机通电，手动转动旋转变压器的定子，当转动到零点标定的范围内时停止转动，最后通过螺钉将压板与电机的电机端盖固定。而这对于批量生产的电机来说，由于不可能保证所有电机安装误差范围的一致性，需要对每一台电机都单独进行检测标定，费时费力，生产效率低。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于永磁同步驱动电机的旋转变压器安装误差校正方法，其解决电机的旋变机械初始安装误差，减轻电机生产终端测试线的压力等技术难题。

根据本发明的一个方面，提供一种用于永磁同步驱动电机的旋转变压器安装误差校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，电机控制器采用电机静止位置估计算法，通过对永磁同步电机注入高频脉冲激励电压信号，获取反馈的电流信号及旋转变压器信号，进而估计出满足误差要求的电机磁极的初始位置；

步骤二，电机控制器再通过读取旋变解码芯片输出的位置信号得到带有安装误差信息的电机磁极位置信号，以初始位置估计算法得到的磁极位置信号作为基准，得到旋转变压器读取位置信号时引起的固定的安装误差信号。

优选地，所述步骤一将电机控制器与永磁同步电机连接，在应用电机静止位置估计算法时，需要使永磁同步电机位置固定，对永磁同步电机施加变化的高频脉冲激励电压信号，将会在定子绕组上激励出含有磁极位置信息的高频电流分量的信号，电机控制器获取到电机的反馈电流信号及旋转变压器信号，进而估计出满足误差要求的电机磁极的初始位置。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明校正新能源汽车永磁同步驱动电机的旋转变压器安装误差，保证了在批量生产中所有电机的安装误差范围的一致性，并大大提高了工作效率，减轻电机生产终端测试压力，增强了系统的可维护性，在维修更换电机的时候，无须再重新更换标定表格。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为估计电机磁极的初始位置方法的示意图；

图2为初始位置估计算法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明用于永磁同步驱动电机的旋转变压器安装误差校正方法包括以下步骤：

步骤一，电机控制器采用电机静止位置估计算法，通过对永磁同步电机注入高频脉冲激励电压信号，获取反馈的电流信号及旋转变压器信号，进而估计出满足误差要求的电机磁极的初始位置；具体来说，如图1所示，将电机控制器与永磁同步电机连接，在应用电机静止位置估计算法时，需要使永磁同步电机位置固定，对永磁同步电机施加变化的高频脉冲激励电压信号(在施加信号的过程中，保证电机转子位置固定不动，这样才能保证该算法估计的电机磁极位置的精确度)，将会在定子绕组上激励出含有磁极位置信息的高频电流分量的信号，电机控制器获取到电机的反馈电流信号(A相电流、B相电流)及旋转变压器信号，进而估计出满足误差要求的电机磁极的初始位置。为了永磁同步电机实现高精度、高动态性能的速度和位置控制，需要采用磁场定向的矢量控制等控制方法，无论采用何种控制方法都需要电机的速度与位置信息，这里的电机磁极(转子)初始位置信息是这些算法中运用到的基本参数，初始位置的估计精度决定了电机的启动是否成功以及一些电机控制策略能否完成，甚至电机能否正常运行。

步骤二，电机控制器再通过读取旋变解码芯片输出的位置信号得到带有安装误差信息的电机磁极位置信号，以初始位置估计算法得到的磁极位置信号作为基准，可以得到旋转变压器读取位置信号时引起的固定的安装误差信号。旋转变压器是一种绝对位置传感器，当旋变(旋转变压器)转子零位转过定子零位时，即为旋变的电气/机械零位；当永磁同步电机的转子磁铁中心线转过A相绕组的中心线时，即为电机的电气/机械零位。由于设计上的原因，未必会将旋变的零位与电机的零位对应起来，即电机的位置为零的时候，旋变的位置会是一个θ值，而这个θ值就是旋转变压器的安装误差，也是我们通过一系列方法得到的这个误差信号，我们需要对这个误差进行校正以得到满足误差要求的电机磁极的初始位置。

下面通过图2的初始位置估计算法流程图来陈述具体的实施方法。该算法首先判断是否已经进行过位置估计，如果没有，每隔M个开关周期施加一个作用时间为N个周期的电压矢量信号，电压矢量的幅值为U_init，角度随着作用矢量的编号而变化。电压矢量的作用会在电机内部引起电流的变化，以给定的电压矢量角为参考，进行Clarke变换，然后计算得到电流矢量的幅值In，对电流矢量In进行累加得到Is，Is的大小代表了电压矢量引起的电流大小，根据电机的凸极效应，引起最大Is的电压矢量角最接近电机的磁极位置，通过反复计算，就可以得到满足误差要求的电机磁极位置角度信号。判断是否已经进行过电机电磁初始位置估计，即判断是否满足“矢量标号Vector_index<24？”。如果Vector_index≥24，令Vector_index＝24。如果Vector_index<24，判断为未进行估计。如果没有进行过电机电磁初始位置估计，每隔M个开关周期施加一个作用时间为N个周期的电压矢量信号，电压矢量的幅值Us为U_init，角度随着作用矢量的编号而变化。在此过程中，首先判断是否满足“标号计数Index_counter<N？”。是否已经施加了N个周期的电压矢量信号，如果否为已经施加了N个周期的电压矢量信号，则继续判断是否已经经过M个周期，即判断是否满足“Vector_index<M？”。如果是则令Index_counter＝0，Vector_index++，如果没有则令Us＝0，角度Theta＝Theta，Is＝0。如果Index_counter<N，则通过判断矢量编号来给定电压矢量角，在这个过程中先判断是否满足“Vector_index>1？”，如果为否，则继续判断Vector_inde是否x＝1。如果是则电压矢量角Theta为180，否即Vector_index＝0，Theta为0；如果Vector_index>1，则判断“Vector_index为基数或偶数？”。Vector_index为偶数，则theta＝15*Vector_index，Vector_index为奇数，则theta＝180+15*Vector_index。施加一个作用时间为N个周期的电压矢量信号，电压矢量的幅值为U_init，角度随着作用矢量的编号而变化。电压矢量的作用会在电机内部引起电流的变化，以给定的电压矢量角为参考，进行Clarke变换，然后计算得到电流矢量的幅值In，对电流矢量In进行累加得到Is，Is的大小代表了电压矢量引起的电流大小。幅值In，对电流矢量In进行累加得到Is，Is的大小代表了电压矢量引起的电流大小，根据电机的凸极效应，引起最大Is的电压矢量角最接近电机的磁极位置，通过反复计算，就可以得到满足误差要求的电机磁极位置角度信号。

已此初始位置估计算法得到的磁极位置信号作为基准，电机控制器再通过读取旋转变压器解码芯片输出的位置信号得到带有安装误差信息的电机磁极位置信号，从而可以得到旋转变压器读取位置信号时引起的固定的安装误差信号。从而旋转变压器机械安装误差通过控制软件进行校正。

本发明在应用电机静止位置估计算法时，需要使电机位置固定，对电机施加变化的高频脉冲激励信号，在施加信号的过程中，保证电机转子位置固定不动，这样才能保证该算法估计的电机磁极位置的精确度。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (2)

1.一种用于永磁同步驱动电机的旋转变压器安装误差校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，电机控制器采用电机静止位置估计算法，通过对永磁同步电机注入高频脉冲激励电压信号，获取反馈的电流信号及旋转变压器信号，进而估计出满足误差要求的电机磁极的初始位置；

步骤二，电机控制器再通过读取旋变解码芯片输出的位置信号得到带有安装误差信息的电机磁极位置信号，以初始位置估计算法得到的磁极位置信号作为基准，得到旋转变压器读取位置信号时引起的固定的安装误差信号。

2.根据权利要求1所述的用于永磁同步驱动电机的旋转变压器安装误差校正方法，其特征在于，所述步骤一将电机控制器与永磁同步电机连接，在应用电机静止位置估计算法时，需要使永磁同步电机位置固定，对永磁同步电机施加变化的高频脉冲激励电压信号，将会在定子绕组上激励出含有磁极位置信息的高频电流分量的信号，电机控制器获取到电机的反馈电流信号及旋转变压器信号，进而估计出满足误差要求的电机磁极的初始位置。