CN107132375A - 电机转速的获取方法、装置、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

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    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed

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Abstract

本发明公开了一种电机转速的获取方法、装置、设备及计算机可读存储介质，该电机转速的获取方法包括：获取安装在电动汽车的电机上的旋变器输出的旋变电流信号，所述旋变器的转子与电机的转子同步；根据所述旋变电流信号，得到电机转速。本发明利用旋变器输出的电信号测量电动汽车的电机的转速，测试方法简单，数据采集方便快捷，且计算精度很高，能够准确的测量电机的转速及转速波动，避免由于电机波动较大对整车NVH性能造成影响。

Description

电机转速的获取方法、装置、设备及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种电机转速的获取方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
随着电动汽车的发展，乘车人员对汽车的舒适性的要求也越来越高，电机转速的波动直接影响着整车NVH性能。现在转速波动测试都是通过在传动轴上贴码带，用光电传感器测试传动轴的转速，再通过减速器的速比来反推电机转速，但是这种方法对码带的粘贴要求高，测试精度取决于高精度的光电传感器和码带数量，对传感器和试验人员操作要求高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电机转速的获取方法、装置、设备及计算机可读存储介质，解决了由于传感器和试验人员的操作误差造成电机转速测试精度较低的问题。
依据本发明的一个方面，提供了一种电机转速的获取方法，包括：
获取安装在电动汽车的电机上的旋变器输出的旋变电流信号，所述旋变器的转子与电机的转子同步；
根据所述旋变电流信号，得到电机转速。
可选地，所述获取安装在电动汽车的电机上的旋变器输出的旋变电流信号的步骤包括：
按照预设采样频率获得安装在电动汽车的电机上的旋变器输出的多个旋变电流信号。
可选地，所述旋变电流信号为旋变器输出的经调制后的电流幅值随转子转角变化的信号，所述信号包括：正弦信号和余弦信号。
可选地，所述根据所述旋变电流信号，得到电机转速的步骤包括：
将所述旋变电流信号解调，得到解调后的旋变电流信号；
根据解调后的旋变电流信号计算电机转速。
可选地，所述根据解调后的旋变电流信号计算电机转速的步骤包括：
根据解调后的旋变电流信号计算电机转子的角速度；
根据电机转子的角速度计算电机转速。
可选地，所述根据解调后的旋变电流信号计算电机转子的角速度的步骤包括：
根据所述解调后的旋变电流信号，得到转子的角位移；
根据所述角位移计算转子角速度。
可选地，根据所述解调后的旋变电流信号，得到转子的角位移的步骤包括：
通过公式
得到转子的第i时刻的角位移；
其中，θi为电机转子的第i时刻的角位移，j为i时刻前转子经过180°的次数，为解调后的旋变电流信号的第i时刻正弦值，为解调后的旋变电流信号的第i时刻余弦值。
可选地，根据所述角位移计算转子角速度的步骤包括：
通过公式
计算转子角速度；
其中，ω为电机转子的角速度，θi为电机转子的第i时刻的角位移，t为运动时间。
可选地，所述根据解调后的旋变电流信号计算电机转子的角速度的步骤包括：
根据所述解调后的旋变电流信号，得到转子的旋转频率；
根据转子的旋转频率计算转子角速度。
可选地，根据转子的旋转频率计算转子角速度的步骤包括：
通过公式
ω＝2πf计算转子角速度ω；
其中，ω为电机转子的角速度，f为转子的旋转频率。
可选地，根据电机转子的角速度计算电机转速的步骤包括：
根据公式
计算电机转速；
其中，n为电机转子的转速，单位为rpm，ω为电机转子的角速度。
依据本发明的另一个方面，提供了一种电机转速的获取装置，包括：
获取模块，用于获取安装在电动汽车的电机上的旋变器输出的旋变电流信号，所述旋变器的转子与电机的转子同步；
分析模块，用于根据所述旋变电流信号，得到电机转速。
依据本发明的再一个方面，提供了一种电机转速的获取设备，包括：
存储器和处理器，所述存储器存储计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时，执行上述电机转速的获取方法。
依据本发明的再一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机运行时，使得计算机执行上述电机转速的获取方法。
本发明的实施例的有益效果是：
上述方案中，由于电动汽车的电机上装有旋变器，其转子运动与电机转子运动同步，利用现有旋变信号进行计算，通过测量旋变器的角速度来计算电机的角速度，测试方法简单，信号采集设备布置方便快捷，且计算精度很高。
附图说明
图1表示本发明的电机转速的获取方法的流程图；
图2表示本发明的电机转速的获取方法的具体流程示意图；
图3表示本发明的电机转速的获取装置的结构图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种电机转速的获取方法，包括：
步骤11、获取安装在电动汽车的电机上的旋变器输出的旋变电流信号，所述旋变器的转子与电机的转子同步；
该实施例中，旋变器是一种电磁式感应器，是一种测量角度的小型交流电动机，电动汽车的电机上装有旋变器，其转子运动与电机转子运动同步。
步骤12、根据所述旋变电流信号，得到电机转速。
该实施例中，旋变器输出的电流信号包含有电机的角位移信息，通过求解旋变电流信号的外包络线，计算电机转子的角速度来计算电机转速。
本发明的上述实施例中，所述获取安装在电动汽车的电机上的旋变器输出的旋变电流信号的步骤包括：
按照预设采样频率获得安装在电动汽车的电机上的旋变器输出的多个旋变电流信号。
该实施例中，由于旋变器输出的电流会输送到驱动电机控制器MCU，因此可以测试MCU输入端的旋变电流信号。所述预设采样频率可以是12800HZ，信号采集设备采集到的旋变电流信号为十进制的数据，需要将十进制数据转换为二进制数据进行分析。
本发明的上述实施例中，所述旋变电流信号为旋变器输出的经调制后的电流幅值随转子转角变化的信号，所述信号包括：正弦信号和余弦信号。
该实施例中，由于旋变器上具有一个激励线圈和两个正交的感应线圈，激励线圈接受输入的正弦激励信号，感应线圈依据旋变器的角位置关系，感应出来具有正弦和余弦关系的检测信号，旋变器输出的正弦信号和余弦信号是根据转子的转角变化对激励信号的调制结果。旋变器输出的电流信号与转子转角的函数关系可以表示为：
正弦信号：Isin＝E0sinωt*sinθ；
余弦信号：Icos＝E0sinωt*cosθ；
其中，Isin为旋变器输出的正弦电流信号，Icos为旋变器输出的余弦电流信号，E0为转子激励幅度，sinωt为转子激励频率，θ为转子的角位移。
本发明的上述实施例中，所述根据所述旋变电流信号，得到电机转速步骤的包括：
将所述旋变电流信号解调，得到解调后的旋变电流信号；
该实施例中，由于旋变器输出的电流信号为经调制后的信号，对旋变电流信号进行数据分析时需要首先将信号解调，得到解调后的正弦信号I’sin和余弦信号I’cos。
根据解调后的旋变电流信号计算电机转速。
本发明的上述实施例中，所述根据解调后的旋变电流信号计算电机转速的步骤包括：
根据解调后的旋变电流信号计算电机转子的角速度；
根据电机转子的角速度计算电机转速。
进一步地，所述根据解调后的旋变电流信号计算电机转子的角速度的步骤包括：
方法一：
根据所述解调后的旋变电流信号，得到转子的角位移；
根据所述角位移计算转子角速度。
进一步地，根据所述解调后的旋变电流信号，得到转子的角位移的步骤包括：
通过公式
得到转子的第i时刻的角位移；
其中，θi为电机转子的第i时刻的角位移，j为i时刻前转子经过180°的次数，为解调后的旋变电流信号的第i时刻正弦值，为解调后的旋变电流信号的第i时刻余弦值。其中，i时刻前转子经过180°的次数j可以通过旋变电流信号的正弦值或余弦值的变号情况得出。由于这里计算得到的电机转子的角位移为弧度值，为了计算方便，可以通过公式
将以弧度表示的角位移转化为以度数表示的角位移。
进一步地，根据所述角位移计算转子角速度的步骤包括：
通过公式
计算转子角速度；
其中，ω为电机转子的角速度，θi为电机转子的第i时刻的角位移，t为运动时间。
方法二：
根据所述解调后的旋变电流信号，得到转子的旋转频率；
该实施例中，解调后的旋变电流信号每个正弦周期，即三个零点间的时间表示转子转动一圈，则由公式
可以得到转子的旋转频率；
其中，f为转子的旋转频率计算值，T为转子旋转周期。
根据转子的旋转频率计算转子角速度。
该实施例中，根据转子的旋转频率计算转子角速度的步骤包括：
通过公式
ω＝2πf计算转子角速度ω；
其中，ω为电机转子的角速度，f为转子的旋转频率。
本发明的上述实施例中，所述根据电机转子的角速度计算电机转速的步骤包括：
根据公式
计算电机转速；
其中，n为电机转子的转速，单位为rpm，ω为电机转子的角速度。
如图2所示，上述方法的具体实现过程包括：
步骤21、获取安装在电动汽车的电机上的旋变器输出的旋变电流信号，该旋变电流信号包括正弦电流信号Isin和余弦电流信号Icos；
步骤22、将获取的旋变电流信号解调，可以得到解调后的正弦电流信号I’sin和解调后的余弦电流信号的I’cos；
步骤23、求解解调后的旋变电流信号，得到转子角位移，根据转子的角位移计算转子的角速度，或者，
求解解调后的旋变电流信号，得到转子的旋转频率，根据转子的旋转频率计算转子的角速度；
步骤24、根据计算得到的转子的角速度计算电机转速。
本发明的上述实施例，利用旋变器输出的电信号测量电动汽车的电机的转速，测试方法简单，数据采集方便快捷，且计算精度很高，能够准确的测量电机的转速及转速波动，便于监控电机的故障情况，避免对整车NVH性能造成影响。
如图3所示，本发明的实施例还提供了一种电机转速的获取装置，包括：
获取模块31，用于获取安装在电动汽车的电机上的旋变器输出的旋变电流信号，所述旋变器的转子与电机的转子同步；
分析模块32，用于根据所述旋变电流信号，得到电机转速。
需要说明的是，上述方法实施例中所有实现方式均适用于该电机转速的获取装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。该实施例中，旋变器是一种电磁式感应器，是一种测量角度的小型交流电动机，电动汽车的电机上装有旋变器，其转子运动与电机转子运动同步。旋变器输出的电流信号包含有电机的角位移信息，通过求解旋变电流信号的外包络线，计算电机转子的角速度来计算电机转速。
具体地，所述旋变电流信号为旋变器输出的经调制后的电流幅值随转子转角变化的信号，所述信号包括：正弦信号和余弦信号。
由于旋变器上具有一个激励线圈和两个正交的感应线圈，激励线圈接受输入的正弦激励信号，感应线圈依据旋变器的角位置关系，感应出来具有正弦和余弦关系的检测信号，旋变器输出的正弦信号和余弦信号是根据转子的转角变化对激励信号的调制结果。旋变器输出的电流信号与转子转角的函数关系可以表示为：
正弦信号：Isin＝E0sinωt*sinθ；
余弦信号：Icos＝E0sinωt*cosθ；
其中，Isin为旋变器输出的正弦电流信号，Icos为旋变器输出的余弦电流信号，E0为转子激励幅度，sinωt为转子激励频率，θ为转子角位移。
本发明的上述实施例中，所述分析模块32包括：
第一分析单元321、用于将所述旋变电流信号解调，得到解调后的旋变电流信号；
第二分析单元322、用于根据解调后的旋变电流信号计算电机转速。
该实施例中，由于旋变器输出的电流信号为经调制后的信号，对旋变电流信号进行数据分析时需要首先将信号解调，得到解调后的正弦信号I’sin和余弦信号I’cos。
本发明的上述实施例中，所述第二分析单元322包括：
第一分析子单元3221、用于根据解调后的旋变电流信号计算电机转子的角速度；
第二分析子单元3222、用于根据电机转子的角速度计算电机转速。
该实施例中，根据解调后的旋变电流信号计算电机转子的角速度的方法有两种，其中，
方法一：
根据所述解调后的旋变电流信号，得到转子的角位移；
根据所述角位移计算转子角速度。
进一步地，根据所述解调后的旋变电流信号，得到转子的角位移的步骤包括：
通过公式
得到转子的第i时刻的角位移；
其中，θi为电机转子的第i时刻的角位移，j为i时刻前转子经过180°的次数，为解调后的旋变电流信号的第i时刻正弦值，为解调后的旋变电流信号的第i时刻余弦值。其中，i时刻前转子经过180°的次数j可以通过旋变电流信号的正弦值或余弦值的变号情况得出。
由于这里计算得到的电机转子的角位移θ为弧度值，为了计算方便，可以通过公式
将以弧度表示的角位移转化为以度数表示的角位移。
进一步地，根据所述角位移计算转子角速度的步骤包括：
通过公式
计算转子角速度；
其中，ω为电机转子的角速度，θi为电机转子的第i时刻的角位移，t为运动时间。
方法二：
根据所述解调后的旋变电流信号，得到转子的旋转频率；
该实施例中，解调后的旋变电流信号每个正弦周期，即三个零点间的时间表示转子转动一圈，则由公式
可以得到转子的旋转频率；
其中，f为转子的旋转频率计算值，T为转子旋转周期。
根据转子的旋转频率计算转子角速度。
该实施例中，根据转子的旋转频率计算转子角速度的步骤包括：
通过公式
ω＝2πf计算转子角速度ω；
其中，ω为电机转子的角速度，f为转子的旋转频率。
进一步地，根据电机转子的角速度计算电机转速的步骤包括：
根据公式
计算电机转速；
其中，n为电机转子的转速，单位为rpm，ω为电机转子的角速度。
本发明的上述实施例，利用旋变器输出的电信号测量电动汽车的电机的转速，测试方法简单，数据采集方便快捷，且计算精度很高，能够准确的测量电机的转速及转速波动，便于监控电机的故障情况，避免对整车NVH性能造成影响。
本发明的实施例还提供了一种电机转速的获取设备，包括：
存储器和处理器，所述存储器存储计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时，执行上述电机转速的获取方法。该实施例中，存储器和处理器可以通过总线或者接口连接。
本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机运行时，使得计算机执行上述电机转速的获取方法。
以上所述的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人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (14)

1.一种电机转速的获取方法，其特征在于，包括：
获取安装在电动汽车的电机上的旋变器输出的旋变电流信号，所述旋变器的转子与电机的转子同步；
根据所述旋变电流信号，得到电机转速。
2.根据权利要求1所述的电机转速的获取方法，其特征在于，所述获取安装在电动汽车的电机上的旋变器输出的旋变电流信号的步骤包括：
按照预设采样频率获得安装在电动汽车的电机上的旋变器输出的多个旋变电流信号。
3.根据权利要求2所述的电机转速的获取方法，其特征在于，所述旋变电流信号为旋变器输出的经调制后的电流幅值随转子转角变化的信号，所述信号包括：正弦信号和余弦信号。
4.根据权利要求3所述的电机转速的获取方法，其特征在于，所述根据所述旋变电流信号，得到电机转速的步骤包括：
将所述旋变电流信号解调，得到解调后的旋变电流信号；
根据解调后的旋变电流信号计算电机转速。
5.根据权利要求4所述的电机转速的获取方法，其特征在于，所述根据解调后的旋变电流信号计算电机转速的步骤包括：
根据解调后的旋变电流信号计算电机转子的角速度；
根据电机转子的角速度计算电机转速。
6.根据权利要求5所述的电机转速的获取方法，其特征在于，所述根据解调后的旋变电流信号计算电机转子的角速度的步骤包括：
根据所述解调后的旋变电流信号，得到转子的角位移；
根据所述角位移计算转子角速度。
7.根据权利要求6所述的电机转速的获取方法，其特征在于，根据所述解调后的旋变电流信号，得到转子的角位移的步骤包括：
通过公式
得到转子的第i时刻的角位移；
其中，θi为电机转子的第i时刻的角位移，j为i时刻前转子经过180°的次数，为解调后的旋变电流信号的第i时刻正弦值，为解调后的旋变电流信号的第i时刻余弦值。
8.根据权利要求7所述的电机转速的获取方法，其特征在于，根据所述角位移计算转子角速度的步骤包括：
通过公式
计算转子角速度；
其中，ω为电机转子的角速度，θi为电机转子的第i时刻的角位移，t为运动时间。
9.根据权利要求5所述的电机转速的获取方法，其特征在于，所述根据解调后的旋变电流信号计算电机转子的角速度的步骤包括：
根据所述解调后的旋变电流信号，得到转子的旋转频率；
根据转子的旋转频率计算转子角速度。
10.根据权利要求9所述的电机转速的获取方法，其特征在于，根据转子的旋转频率计算转子角速度的步骤包括：
通过公式
ω＝2πf计算转子角速度ω；
其中，ω为电机转子的角速度，f为转子的旋转频率。
11.根据权利要求5所述的电机转速的获取方法，其特征在于，根据电机转子的角速度计算电机转速的步骤包括：
根据公式
计算电机转速；
其中，n为电机转子的转速，单位为rpm，ω为电机转子的角速度。
12.一种电机转速的获取装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取安装在电动汽车的电机上的旋变器输出的旋变电流信号，所述旋变器的转子与电机的转子同步；
分析模块，用于根据所述旋变电流信号，得到电机转速。
13.一种电机转速的获取设备，其特征在于，包括：
存储器和处理器，所述存储器存储计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时，执行如权利要求1～11任一项所述的方法。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括指令，当所述指令在计算机运行时，使得计算机执行如权利要求1～11任一项所述的方法。
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