CN109495043A - 一种新能源车电机扭矩输出实时监测方法 - Google Patents

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CN109495043A CN201811374552.3A CN201811374552A CN109495043A CN 109495043 A CN109495043 A CN 109495043A CN 201811374552 A CN201811374552 A CN 201811374552A CN 109495043 A CN109495043 A CN 109495043A
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李磊
耿超
张雷
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Suzhou Green Control Drive Science And Technology Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
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    • H02P21/20—Estimation of torque

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本发明提供了一种新能源车电机扭矩输出实时监测方法，通过实时采样三相线电压与相电流，求取电机有功功率，并根据转速、扭矩、功率关系计算得到扭矩，从而实现电机扭矩的实时监测。实时通过采样电路获取三相线电压Uuv、Uwv、Uuw，然后通过计算获得三相相电压Uuo、Uwo、Uvo；同时通过采样电路对相电流进行实时采样，分别获得Iu、Iv、Iw；之后计算三相相电压和相电流的相位差，分别记为根据三相相电压、相电流以及相位差计算电机三相瞬时有功功率P，然后再根据扭矩计算公式计算得到实际瞬时扭矩Te。

Description

一种新能源车电机扭矩输出实时监测方法
技术领域
本发明涉及电机扭矩计算的技术领域，具体为一种新能源车电机扭矩输出实时监测方法。
背景技术
现有技术中，由于三相电机运行时可能存在相位差，新能源车用电机扭矩的监测复杂，其需要的器件数量众多，且数据不太准确。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种新能源车电机扭矩输出实时监测方法，通过实时采样三相线电压与相电流，求取电机有功功率，并根据转速、扭矩、功率关系计算得到扭矩，从而实现电机扭矩的实时监测。
一种新能源车电机扭矩输出实时监测方法，其特征在于：实时通过采样电路获取三相线电压Uuv、Uwv、Uuw，然后通过计算获得三相相电压Uuo、Uwo、Uvo；同时通过采样电路对相电流进行实时采样，分别获得Iu、Iv、Iw；
之后计算三相相电压和相电流的相位差，分别记为
根据三相相电压、相电流以及相位差计算电机三相瞬时有功功率P，然后再根据扭矩计算公式计算得到实际瞬时扭矩Te。
其进一步特征在于：
通过监测三相线电压，再根据星型连接永磁同步电机线电压公式(其中o为三相中性点)，以及电机三相平衡特性Uuo+Uwo+Uvo＝0，计算出实时三相相电压Uuo、Uwo、Uvo；
计算三相相电压与相电流的相位差时，通过记录三相相电压过零点时的电气角度值以及三相相电流过零点时的电气角度值，同相两者差值即为该相相电压与相电流的相位差，记为计算时需保证电压与电流过零方向一致；
每相的相电压和相电流计算时，分别记录每相的相电压过零点时的电气角度值θ相位，并置位flag_相位，之后记录每相的相电流过零点且判断flag_相位是否等于1，每相的相电流过零点且判断flag_相位等于1时，记录电气角度值θi相位，计算对应的相位的相电压和相电流的相位差且更新对应的相位的相位差，每相的相电流过零点且判断flag_相位不等于1时，对应的相位差无更新，反馈结果至数据采集端。
采用本发明后，通过实时采样三相线电压与相电流，求取电机有功功率，并根据转速、扭矩、功率关系计算得到扭矩，从而实现电机扭矩的实时监测；其将不易直接获取的电机输出扭矩，通过采样电压、电流量并经过计算间接得到精确的实际扭矩输出值，由于电压电流的实时监测，使得扭矩估算值也能实现实时性，这有利于对扭矩输出状态的安全监测，同时能通过对母线电压电流的采样得到实时运行的系统效率。
附图说明
图1为本发明的扭矩检测方法流程图；
图2为本发明的u相相位差更新判断与相位差计算流程图；
图3为实施监测所采用的硬件布置图。
具体实施方式
一种新能源车电机扭矩输出实时监测方法，见图1-图3：实时通过采样电路获取三相线电压Uuv、Uwv、Uuw，根据星型连接永磁同步电机线电压公式(其中o为三相中性点)，以及电机三相平衡特性Uuo+Uwo+Uvo＝0，计算出实时三相相电压Uuo、Uwo、Uvo；简化三相相电压的标识分别为Uu、Uw、Uv，同时通过采样电路对相电流进行实时采样，分别获得Iu、Iv、Iw；
之后计算三相相电压和相电流的相位差，分别记为计算三相相电压与相电流的相位差时，通过记录三相相电压过零点时的电气角度值以及三相相电流过零点时的电气角度值，同相两者差值即为该相相电压与相电流的相位差，记为计算时需保证电压与电流过零方向一致；根据三相相电压、相电流以及相位差计算电机三相瞬时有功功率P，然后再根据扭矩计算公式计算得到实际瞬时扭矩Te。
图2为u相相位差更新判断与相位差计算流程图，v相和w相的相位差更新判断和相位差计算的流程和u相相同，每相的相电压和相电流计算时，分别记录每相的相电压过零点时的电气角度值θ相位，并置位flag_相位，之后记录每相的相电流过零点且判断flag_相位是否等于1，每相的相电流过零点且判断flag_相位等于1时，记录电气角度值θi相位，计算对应的相位的相电压和相电流的相位差且更新对应的相位的相位差，每相的相电流过零点且判断flag_相位不等于1时，对应的相位差无更新，反馈结果至数据采集端。
其工作原理如下：通过实时采样三相线电压与相电流，求取电机有功功率，并根据转速、扭矩、功率关系计算得到扭矩，从而实现电机扭矩的实时监测；其将不易直接获取的电机输出扭矩，通过采样电压电流量并经过计算间接得到精确的实际扭矩输出值，由于电压电流的实时监测，使得扭矩估算值也能实现实时性，这有利于对扭矩输出状态的安全监测，同时能通过对母线电压电流的采样得到实时运行的系统效率。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种新能源车电机扭矩输出实时监测方法，其特征在于：实时通过电压表获取三相线电压Uuv、Uwv、Uuw，然后通过计算获得三相相电压Uuo、Uwo、Uvo；同时通过电流表对相电流进行实时采样，分别获得Iu、Iv、Iw；
之后计算三相相电压和相电流的相位差，分别记为
根据三相相电压、相电流以及相位差计算电机三相瞬时有功功率P，然后再根据扭矩计算公式计算得到实际瞬时扭矩Te。
2.如权利要求1所述的一种新能源车电机扭矩输出实时监测方法，其特征在于：通过监测三相线电压，再根据星型连接永磁同步电机线电压公式(其中o为三相中性点)，以及电机三相平衡特性Uuo+Uwo+Uvo＝0，计算出实时三相相电压Uuo、Uwo、Uvo。
3.如权利要求1所述的一种新能源车电机扭矩输出实时监测方法，其特征在于：计算三相相电压与相电流的相位差时，通过记录三相相电压过零点时的电气角度值以及三相相电流过零点时的电气角度值，同相两者差值即为该相相电压与相电流的相位差，记为计算时需保证电压与电流过零方向一致。
4.如权利要求3所述的一种新能源车电机扭矩输出实时监测方法，其特征在于：每相的相电压和相电流计算时，分别记录每相的相电压过零点时的电气角度值θ相位，并置位flag_相位，之后记录每相的相电流过零点且判断flag_ 相位是否等于1，每相的相电流过零点且判断flag_相位等于1时，记录电气角度值θi相位，计算对应的相位的相电压和相电流的相位差且更新对应的相位差，每相的相电流过零点且判断flag_相位不等于1时，对应的相位差无更新，反馈结果至数据采集端。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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