CN108667375A - 一种电机零位自动校正控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电机零位自动校正控制方法，包括如下步骤，根据电机运行状态判断是否激活电机零位校准程序；在激活电机零位校准程序后，电机零位校准程序控制电机零位补偿值逐渐改变，同时分析在电机零位补偿值改变时电机的工作状态，根据电机工作状态判断是否满足结束零位校准的条件，若满足，将此时对应的电机零位补偿值进行存储并替换原来的零位补偿值。本发明的优点在于：通过电机效率的计算和分析，确定电机效率降低超过一定幅值，激活电机零位校准程序，以提升电机效率,减少对纯电续驶里程影响；而且在电机效率下降到一定值且通过调节零位补偿值也无法提升效率时，存储故障并报警，及时提供报警信号。

Description

一种电机零位自动校正控制方法
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种电机零位自动校正控制方法。
背景技术
国家制定排放法规、颁布激励政策，制定长远规划大力推动清洁可再生能源的发展，对新能源汽车行业来说是个很大的发展机遇。与此同时，生活环境的持续恶化也唤醒了人们的节能环保意识，直接推动新能源汽车市场的发展。随着电池、电机等技术的发展，以及配套设施的逐步完善，逐渐弥补电动汽车续航里程的短板，尤其随着智能化的发展，纯电动汽车将会普及。电机及传动系统是电动汽车的核心。
旋转变压器是一种电磁式传感器，又称同步分解器。它是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成。其中定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压，转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压。旋转变压器的原边、副边绕组则随转子的角位移发生相对位置的改变，因而其输出电压的大小随转子角位移而发生变化,输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。旋转变压器在同步随动系统及数字随动系统中可用于传递转角或电信号。旋转变压器的转子固定在电机转子上，安装位置要保证两者的电角度零位重合，但是实际上由于定位孔的尺寸偏差、零部件的尺寸偏差和装配工艺的影响等，都会导致两者的零位产生偏差，而标零操作就是找出偏差的电角度，并在电机控制时作为零位角度补偿值参与相位角的计算。
新能源汽车用电机矢量控制技术的基本原理是通过旋转变压器信号解读电机转子转速和相位角，再根据扭矩需求控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。零位角度补偿值的偏差会影响到励磁电流和转矩电流的大小，进而影响电机效率。
电机出厂时都会对其旋转变压器和转子信号进行一次零位校准，并将零位偏差值固化存储，电机控制器就会根据该标零值解算定子驱动电流和励磁电流的相位角，控制电机高效运转。但是汽车用电机在环境温度变化、振动等影响下，旋转变压器的安装角度会发生偏移，导致电机效率降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电机零位自动校正控制方法，通过采集电机效率，分析电机效率降低幅值自动激活校准；能够较为准确的启动零位校准，从而在一定程度上缓解零位对电机效率的影响。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电机零位自动校正控制方法，包括如下步骤，
根据电机运行状态判断是否激活电机零位校准程序；
在激活电机零位校准程序后，电机零位校准程序控制电机零位补偿值逐渐改变，同时分析在电机零位补偿值改变时电机的工作状态，根据电机工作状态判断是否满足结束零位校准的条件，若满足，将此时对应的电机零位补偿值进行存储并替换原来的零位补偿值。
采集电机效率，确定电机效率降低幅值是否超出零位校准设定值，若是，则激活启动电机零位校准。
电机效率根据获取的电机转速N、电机扭矩T、电机控制器内逆变器入口端直流电压U、电机控制器内逆变器入口端直流电流计算得到I，其计算公式为：电机效率
采集多组电机效率计算相关的数据计算得到多组电机效率，去掉最大和最小值后取平均值作为当前电机效率。
分析在电机零位补偿值逐渐改变时电机效率的变化，根据电机效率判断是否满足结束零位校准条件；当电机效率升高且达到电机效率的预设值时，此时判断满足结束零位校准条件。
在激活电机零位校准程序后，对电机零位补偿值加上或减去预设的调节角度w；
当电机零位补偿值加上调节角度后，若电机效率提高，则电机零位补偿值继续逐步加上调节角度w，直到电机效率升高到预设的电机效率，然后将此时对应的电机零位补偿值进行存储并替换原来的零位补偿值；
当电机零位补偿值加上调节角度后，若电机效率降低，则此时对电机零位补偿值减去预设调节角度w，判断电机效率是否提高，若电机效率提高，则继续逐步增加补偿角度数，直到电机效率恢复到设定幅值范围内，将校正后的补偿值存储且替换原零位补偿值；
当电机零位补偿值加上或减去调节角度w后，电机效率仍不能提高，此时保持原零位补偿值不变，仍采用原零位补偿值。
当电机零位补偿值加上或减去调节角度w后，电机效率均不能提高时，判断电机效率衰减幅度是否大于电机效率零位校准启动设定幅值与恶化系数的乘积，若是，返回循环一次零位校准，对电机零位补偿值加上或减去预设的调节角度w，若能够使电机效率提升，则持续调节，将调节后的零位补偿值替换原来的零位补偿值并进行存储，若否，则进行电机效率严重衰减故障报警，并存储故障。
所述恶化系数根据对电机效率的要求预先设定。
每间隔设定的行驶里程，在达到设定的电机转速和设定的电机扭矩作为信号采集触点采集电机效率计算的相关参数，然后根据电机运行状态判断是否激活电机零位校准程序。
本发明的优点在于：通过电机效率的计算和分析，确定电机效率降低超过一定幅值，激活电机零位校准程序，以提升电机效率,减少对纯电续驶里程影响；而且在电机效率下降到一定值且通过调节零位补偿值也无法提升效率时，存储故障并报警，及时提供报警信号。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明电机零位自动校正控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
一种汽车用电机零位自动校正控制方法，通过数据的采集和分析，确定电机效率降低幅值超出设定值，激活电机零位校准程序，逐渐改变电机零位补偿值，分析电机效率的变化，直到将电机效率恢复到初始设定的电机效率范围内，并将补偿值存储和替代原来的零位补偿值。初始设定的电机效率范围可以根据实际情况设定，如以电机正常效率的98％为最低值的范围，当电机效率恢复到正常运行的98％后则存储此时对应的零位补偿值并替换原零位补偿值。
本发明主要分为三个步骤，首先每间隔一定行驶里程(例如100公里)，以达到设定的电机转速和设定的电机扭矩为信号采集触点，开始采集10组电机效率计算的相关数据，计算公式为：
μ′——实际电机效率
N——电机转速
T——电机扭矩
U——电机控制器内逆变器入口端直流电压
I——电机控制器内逆变器入口端直流电流
当前电机效率去掉最大最小值后平均值为当前电机效率，判断电机效率衰减是否大于设定幅值,小于设定幅值则说明不需要进行零位校正，返回电机效率的采集分析或等待下一次达到零位校准激活启动条件，如果大于设定幅值则说明电机效率衰减较严重，需要进行零位校正。
第二步是零位的自动校正过程，如图所示，在激活零位补偿程序后，根据采集的数据获得实际电机效率μ′，计算μ′与设定的电机效率μ的差值a，判断a是否大于设定的衰减幅值，该衰减幅值为电机效率零位校准启动设定幅值，根据实际对于电机衰减大小的要求来设定，若大于则此时需要进行零位校正，对电机零位补偿值加上电角度1°，修改后的零位补偿值对应的实时电机效率由μ′变为μ″，如果电机效率提高(即μ″＞μ′)则继续逐步增加补偿角度数即原始零位补偿值加1°后电机效率提高，此时再次加1°；循环加1°同时判断电机效率，直到电机效率提升恢复到设定效率幅值范围内，将经过多次加1°后校准的零位补偿值存储且替换原零位补偿值。相反，如果零位补偿值加1°后电机效率降低(即μ″＜μ′)则对电机零位补偿值加上电角度-1°，即向减少零位补偿值的方向调节零位补偿值，再判断电机效率是否提高，如果提高则继续逐步增加补偿角度数，循环加上1°同时判断电机效率是否增加，直到电机效率恢复到设定幅值范围内，将校正后的补偿值存储且替换原零位补偿值。若以无论增加或减少的方式调节零位补偿值，电机效率都不能提高，则不再对零位补偿值进行修改，采用原零位补偿值。
第三步是零位的自动校正不能提高电机效率，则不变更零位补偿值，仍然采用之前的数值，直到电机效率持续衰减到设定幅值乘以恶化系数以下，执行零位自动校正循环即再次以加减的方式条件零位补偿值，并且该状态下的零位校正循环次数不超过1次。经过微调的方式条件零位补偿值后能够有效提升电机效率，则将零位校正值替换原零位补偿值并进行存储。相反，在调节零位补偿值加减后不能提高电机效率且衰减幅值大于设定幅值乘以恶化系数时，通过再依次的调节零位补偿值确认无法提升电机效率时，判断零位自动校正失败后则报出电机效率严重衰减故障，并进行故障存储。衰减系数是根据实际对于电机衰减的要求来设定的，b一般大于1，如当我要求比较严格时，b值就相应设置的小一点，当要求比较松时，b值大一些。电机的设定幅值为电机效率零位校准启动设定幅值。此步骤的目的是当无法调节电机零位补偿值来提高电机效率时，且此时电机效率衰减的特别严重，可能影响正常使用，当达到这种情况况下时，通过故障报警的形式告知用
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电机零位自动校正控制方法，其特征在于：包括如下步骤，
根据电机运行状态判断是否激活电机零位校准程序；
在激活电机零位校准程序后，电机零位校准程序控制电机零位补偿值逐渐改变，同时分析在电机零位补偿值改变时电机的工作状态，根据电机工作状态判断是否满足结束零位校准的条件，若满足，将此时对应的电机零位补偿值进行存储并替换原来的零位补偿值。
2.如权利要求1所述的一种电机零位自动校正控制方法，其特征在于：采集电机效率，确定电机效率降低幅值是否超出零位校准设定值，若是，则激活启动电机零位校准。
3.如权利要求2所述的一种电机零位自动校正控制方法，其特征在于：电机效率根据获取的电机转速N、电机扭矩T、电机控制器内逆变器入口端直流电压U、电机控制器内逆变器入口端直流电流计算得到I，其计算公式为：电机效率
4.如权利要求3所述的一种电机零位自动校正控制方法，其特征在于：采集多组电机效率计算相关的数据计算得到多组电机效率，去掉最大和最小值后取平均值作为当前电机效率。
5.如权利要求1所述的一种电机零位自动校正控制方法，其特征在于：分析在电机零位补偿值逐渐改变时电机效率的变化，根据电机效率判断是否满足结束零位校准条件；当电机效率升高且达到电机效率的预设值时，此时判断满足结束零位校准条件。
6.如权利要求1所述的一种电机零位自动校正控制方法，其特征在于：在激活电机零位校准程序后，对电机零位补偿值加上或减去预设的调节角度w；
当电机零位补偿值加上调节角度后，若电机效率提高，则电机零位补偿值继续逐步加上调节角度w，直到电机效率升高到预设的电机效率，然后将此时对应的电机零位补偿值进行存储并替换原来的零位补偿值；
当电机零位补偿值加上调节角度后，若电机效率降低，则此时对电机零位补偿值减去预设调节角度w，判断电机效率是否提高，若电机效率提高，则继续逐步增加补偿角度数，直到电机效率恢复到设定幅值范围内，将校正后的补偿值存储且替换原零位补偿值；
当电机零位补偿值加上或减去调节角度w后，电机效率仍不能提高，此时保持原零位补偿值不变，仍采用原零位补偿值。
7.如权利要求6所述的一种电机零位自动校正控制方法，其特征在于：当电机零位补偿值加上或减去调节角度w后，电机效率均不能提高时，判断电机效率衰减幅度是否大于电机效率零位校准启动设定幅值与恶化系数的乘积，若是，返回循环一次零位校准，对电机零位补偿值加上或减去预设的调节角度w，若能够使电机效率提升，则持续调节，将调节后的零位补偿值替换原来的零位补偿值并进行存储，若否，则进行电机效率严重衰减故障报警，并存储故障。
8.如权利要求7所述的一种电机零位自动校正控制方法，其特征在于：所述恶化系数根据对电机效率的要求预先设定。
9.如权利要求1所述的一种电机零位自动校正控制方法，其特征在于：每间隔设定的行驶里程，在达到设定的电机转速和设定的电机扭矩作为信号采集触点采集电机效率计算的相关参数，然后根据电机运行状态判断是否激活电机零位校准程序。
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