CN106301133A - 车用永磁同步电机零位标定系统、方法及电机控制器 - Google Patents

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    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
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Abstract

本发明公开一种车用永磁同步电机零位标定系统，包括：上位机、电机控制器以及动力电池和蓄电池；所述蓄电池与所述电机控制器电连接，用于为所述电机控制器内部的电路板提供工作电源；所述动力电池与所述电机控制器电连接，用于为所述电机控制器提供动力电源；所述上位机与所述电机控制器连接，用于向所述电机控制器发送信息，所述信息用于指示电机控制器对永磁同步电机的零位进行标定；所述电机控制器与永磁同步电机连接，用于通过对永磁同步电机施加与电流角对应的电压矢量来标定永磁同步电机的零位。另外，本发明还公开了一种车用永磁同步电机零位标定方法和一种电机控制器。采用本发明，实现了基于整车平台对永磁同步电机的零位进行标定。

Description

车用永磁同步电机零位标定系统、方法及电机控制器
技术领域
本发明涉及一种永磁同步电机零位标定技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机零位标定系统、方法及电机控制器。
背景技术
电机出厂前一般都会采取措施保证电机零位的一致性，但是由于选编安装时产生的偏差机电机磁场不均匀性，电机零位还是很难保证一致。因此，整车安装完成后，如果想要保证电机最大的力矩输出及系统最高效率，最优的控制性能，最好重新校正电机零位，目前还没有针对整车安装后的电机零位校正方法。
发明内容
本发明的目的提供一种车用永磁同步电机零位标定系统、方法及电机控制器，实现整车安装后永磁同步电机的零位自动标定，改善永磁同步电机的零位偏差。
为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种车用永磁同步电机零位标定的系统，该系统包括：上位机、电机控制器以及动力电池和蓄电池；所述蓄电池与所述电机控制器电连接，用于为所述电机控制器内部的电路板提供工作电源；所述动力电池与所述电机控制器电连接，用于为所述电机控制器提供动力电源；所述上位机与所述电机控制器连接，用于向所述电机控制器发送信息，所述信息用于指示电机控制器对永磁同步电机的零位进行标定；所述电机控制器与永磁同步电机连接，用于通过对永磁同步电机施加与电流角对应的电压矢量来标定永磁同步电机的零位。
所述电机控制器包括：
电压矢量施加单元，用于分时给永磁同步电机施加与不同电流角对应的电压矢量；
旋变角度采集单元，用于采集与不同电压矢量对应的旋变角度；
每个零位值确定单元，根据与每个电压矢量对应的电流角和所述采集的每个旋变角度，确定每个零位值；
当前零位确定单元，用于获取的所有的零位值的平均值，并以所述确定的平均值作为所述永磁同步电机的零位，对所述永磁同步电机进行标定。
所述电机控制器还包括：存储器，用于存储所述确定的永磁同步电机的当前零位。
所述电流角分别为0度、60度、120度、180度、240度、300度。
相应的本发明还提供一种车用永磁同步电机零位标定的方法：
上位机向电机控制器发送信息，指示电机控制器对永磁同步电机的零位进行标定；
所述电机控制器通过对永磁同步电机施加与电流角对应的电压矢量来标定永磁同步电机零位。
所述的电机控制器通过对永磁同步电机施加与电流角对应的电压矢量来标定永磁同步电机零位的步骤具体包括：
分时给永磁同步电机施加与不同电流角对应的电压矢量；
采集与不同电压矢量对应的旋变角度；
根据与每个电压矢量对应的电流角和所述采集的每个旋变角度，确定每个零位值；
将确定的所有的零位取平均值，并以所述确定的平均值作为所述永磁同步电机当前零位，对所述永磁电机进行标定。
所述电机控制器还包括存储器，该方法还包括：
存储所述确定的永磁同步电机的当前零位。
所述电流角分别为0度、60度、120度、180度、240度、300度。
相应的，本发明还提供一种电机控制器，该电机控制器包括：
电压矢量施加单元，用于分时给永磁同步电机施加与不同电流角对应的电压矢量；
旋变角度采集单元，用于采集与不同电压矢量对应的旋变角度；
每个零位值确定单元，根据与每个电压矢量对应的电流角和所述采集的每个旋变角度，确定每个零位值；
当前零位确定单元，用于获取的所有的零位值的平均值，并以所述确定的平均值作为所述永磁同步电机的当前零位，对所述永磁同步电机进行标定。
所述电机控制器还包括：存储器，用于存储所述确定的永磁同步电机的当前零位。
本发明的车用永磁同步电机零位标定系统，基于整车平台，通过上位机向电机控制器发送信息，指示电机控制器进行电机零位标定；并用电机控制器通过向永磁同步电机施加与电流角对应的电压矢量，从而获得永磁同步电机的零位，从而实现了基于整车平台对永磁同步电机的零位进行标定。
附图说明
图1是本发明车用永磁同步电机零位标定系统的一种实施例的示意图；
图2是本发明车用永磁同步电机控制器的一种实施例的示意图；
图3是本发明车用永磁同步电机零位标定方法的第一种实施例的流程示意图；
图4是本发明车用永磁同步电机零位标定方法的第一种实施例中的步骤S32的第一种具体实现流程示意图；
图5是本发明车用永磁同步电机零位标定方法的第一种实施例中的步骤S32的第二种具体实现流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
需要说明的，本发明实施例所说的“车用”包括电动汽车或混合动力汽车，下面以电动汽车为例进行说明；本文所说的永磁同步电机的零位标定是为了校正：电机位置传感器零点和电机转子位置零点之间的偏差；本文所说的上位机可以为一个电脑端等人机交互设备。
参考图1，该图是本发明车用永磁同步电机零位标定系统的一种实施例的示意图，该系统包括：上位机1、电机控制器2以及动力电池3和蓄电池4；蓄电池4与电机控制器2电连接，用于为电机控制器2的内部电路板提供工作电源；动力电池3与电机控制器2电连接，用于为电机控制器2提供动力电源；上位机1与电机控制器2连接，用于通过CAN总线向电机控制器发送信息，该信息用于指示电机控制器2对永磁同步电机零位进行标定；电机控制器2与永磁同步电机(图中未标号)连接，用于通过对永磁同步电机施加与电流角对应的电压矢量来标定永磁同步电机的零位。
上位机1，可以表现为一台电脑等人机交互装置，工作人员通过该电脑发送信息，以触发电机控制器启动进行永磁同步电机零位标定处理过程。
动力电池3，设置于电动汽车内，为电动汽车的主要动力来源，与电机控制器连接，为电机控制器提供动力电源。
蓄电池2，设置于电动汽车内，为12/24V蓄电池，为电机控制器内部电路板提供电源。
下面对本发明实施例中的电机控制器进行说明。
参考图2，该图是本发明电机控制器的一种实施例的示意图，其包括：电压矢量施加单元21、旋变角度采集单元22、每个零位值确定单元23以及当前零位确定单元24；具体实现时，首先由电压矢量施加单元21分时给永磁同步电机施加与不同电流角对应的电压矢量；然后，由旋变角度采集单元22采集与不同电压矢量对应的旋变角度；然后，再由每个零位值确定单元23根据与每个电压矢量对应的电流角和采集的每个旋变角度，确定每个零位值；最后，由当前零位确定单元24获取的所有的零位值的平均值，并以确定的平均值作为永磁同步电机的零位，对永磁同步电机进行标定。
另外，电机控制器还可以包括存储器，该存储器用于存储永磁同步电机的当前零位，以防止数据丢失。该存储器，在具体实现时，可为带电可擦可编程只读存储器(EEPROM)。
参考3，该图是本发明车用永磁同步电机零位标定方法的第一实施例的示意图，该方法包括如下步骤：
步骤S31，上位机向电机控制器发送信息，指示电机控制器对永磁同步电机的零位进行标定；
步骤S32，电机控制器通过对永磁同步电机施加与电流角对应的电压矢量来标定永磁同步电机零位。
参考图4，该图是本发明车用永磁同步电机零位标定方法的第一实施中步骤S32的第一种具体实现流程示意图，其具体包括如下步骤：
步骤S321，分时给永磁同步电机施加于不同电流角对应的电压矢量；
步骤S322，采集与不同电压矢量对应的旋变角度；
步骤S323，根据与每个电压矢量对应的电流角和采集的每个旋变角度，确定每个零位值；
步骤S324，将确定的所有的零位值取平均值，并以确定的平均值作为永磁同步电机当前零位，对永磁电机进行标定。
需要说明的，本发明实施例中所说的电流角，可以根据具体的情况进行设定，下面以电流角分别为0度、60度、120度、180度、240度、300度为例，对本发明第一实施例中的步骤S32进行详细说明，参考图5所示：
步骤S3201，电机控制器输出与0度电流角对应的电压矢量，电流大小为50A，待电机位置稳定后，记录旋变位置；
步骤S3202，电机控制器输出与60度电流角对应的电压矢量，电流大小为50A，待电机位置稳定后，记录旋变位置；
步骤S3203，电机控制器输出与120度电流角对应的电压矢量，电流大小为50A，待电机位置稳定后，记录旋变位置；
步骤S3204，电机控制器输出与180度电流角对应的电压矢量，电流大小为50A，待电机位置稳定后，记录旋变位置；
步骤S3205，电机控制器输出与240度电流角对应的电压矢量，电流大小为50A，待电机位置稳定后，记录旋变位置；
步骤S3206，电机控制器输出与300度电流角对应的电压矢量，电流大小为50A，待电机位置稳定后，记录旋变位置；
步骤S3207，电机控制器根据与已获得的6个不同电压矢量对应的电流角和返回的转子位置计算出6个不同的零位值，再取平均值当作永磁同步电机的当前零位，进行零位标定；
步骤S3208，电机控制器将永磁同步电机当前零位写入EEPROM，以防止数据丢失；
步骤S3209，结束。
整个过程操作简单、标定速度快、对零位采用多个数据平均的方法，精度高，非常适用于整车安装完成后零位的标定。
需要说明的，本发明实施例提出一种电动汽车用永磁同步电机零位自动标定的方法，整车安装完成后首先确定控制器与动力电池、驱动电机连接正确与否，然后开钥匙给控制器上控制电和动力电后，才能执行本发明实施例的上述零位标定方法。
其中，电机控制器分时给永磁同步电机施加不同电流角对应的电压矢量，并且采集与不同电压矢量对应的旋变角度，通过对每个电流角和旋变角度进行差值运算得到零位值，多个位置得到的多个零位值，然后将所有的零位值取均值得到最终的永磁同步电机零位，即永磁同步电机的当前零位。整个过程操作简单、标定速度快、对零位采用多个数据取平均值的方法，精度高，非常适合于整车安装完成后的零位标定。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车用永磁同步电机零位标定系统，其特征在于，包括：上位机、电机控制器以及动力电池和蓄电池；所述蓄电池与所述电机控制器电连接，用于为所述电机控制器内部的电路板提供工作电源；所述动力电池与所述电机控制器电连接，用于为所述电机控制器提供动力电源；所述上位机与所述电机控制器连接，用于向所述电机控制器发送信息，所述信息用于指示电机控制器对永磁同步电机的零位进行标定；所述电机控制器与永磁同步电机连接，用于通过对永磁同步电机施加与电流角对应的电压矢量来标定永磁同步电机的零位。
2.根据权利要求1所述的车用永磁同步电机零位标定系统，其特征在于，所述电机控制器包括：
电压矢量施加单元，用于分时给永磁同步电机施加与不同电流角对应的电压矢量；
旋变角度采集单元，用于采集与不同电压矢量对应的旋变角度；
每个零位值确定单元，根据与每个电压矢量对应的电流角和所述采集的每个旋变角度，确定每个零位值；
当前零位确定单元，用于获取的所有的零位值的平均值，并以所述确定的平均值作为所述永磁同步电机的零位，对所述永磁同步电机进行标定。
3.根据权利要求2所述的车用永磁同步电机零位标定系统，其特征在于，所述电机控制器还包括：
存储器，用于存储所述确定的永磁同步电机的当前零位。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的车用永磁同步电机零位标定系统，其特征在于，所述电流角分别为0度、60度、120度、180度、240度、300度。
5.一种车用永磁同步电机零位标定方法，所述方法应用于权利要求1-4中所述的车用永磁同步电机零位标定系统，其特征在于，所述方法包括：
上位机向电机控制器发送信息，指示电机控制器对永磁同步电机的零位进行标定；
所述电机控制器通过对永磁同步电机施加与电流角对应的电压矢量来标定永磁同步电机零位。
6.根据权利要求5所述的车用永磁同步电机零位标定方法，其特征在于，所述的电机控制器通过对永磁同步电机施加与电流角对应的电压矢量来标定永磁同步电机零位的步骤具体包括：
分时给永磁同步电机施加与不同电流角对应的电压矢量；
采集与不同电压矢量对应的旋变角度；
根据与每个电压矢量对应的电流角和所述采集的每个旋变角度，确定每个零位值；
将确定的所有的零位取平均值，并以所述确定的平均值作为所述永磁同步电机当前零位，对所述永磁电机进行标定。
7.根据权利要求6所述的车用永磁同步电机零位标定方法，其特征在于，所述电机控制器还包括存储器，该方法还包括：
存储所述确定的永磁同步电机的当前零位。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的车用永磁同步电机零位标定方法，其特征在于，所述电流角分别为0度、60度、120度、180度、240度、300度。
9.一种电机控制器，所述电机控制器应用于所述权利要求1-4所述的车用永磁同步电机零位标定系统，其特征在于，所述电机控制器包括：
电压矢量施加单元，用于分时给永磁同步电机施加与不同电流角对应的电压矢量；
旋变角度采集单元，用于采集与不同电压矢量对应的旋变角度；
每个零位值确定单元，根据与每个电压矢量对应的电流角和所述采集的每个旋变角度，确定每个零位值；
当前零位确定单元，用于获取的所有的零位值的平均值，并以所述确定的平均值作为所述永磁同步电机的当前零位，对所述永磁同步电机进行标定。
10.根据权利要求9所述的电机控制器，其特征在于，还包括：
存储器，用于存储所述确定的永磁同步电机的当前零位。
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