CN109981014B - 一种混合动力汽车电机的旋变零位自学习方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合动力汽车电机的旋变零位自学习方法，保持电机空载，给混合动力汽车电机通入定值电流，通过目标转速和实际转速比较，使用PI调节器实时调节旋变零位值，使得电机保持在目标转速。永磁同步电机转速恒定时，其产生的反电动势及阻碍电机旋转的阻力恒定。若需电机维持在恒定转速，则电机本身输出力矩需与阻力力矩平衡。当电机空载、通入电机的电流为恒定值时，维持电机恒定在某一转速的电气角度唯一，即旋变零位角度唯一。本发明无需拖动电机，由控制器直接驱动电机旋转，省去拖动电机的安装，节约台架试验资源；本发明控制器内部根据电机转速，由PI调节器自动调节旋变零位值，更加高效快捷。
Description
技术领域
本发明涉及混合动力汽车电机，特别涉及一种混合动力汽车电机的旋变零位自学习方法。
背景技术
永磁同步电机功率密度高、效率高、转速范围宽，被广泛应用于新能源电动汽车领域，其数学模型是一个多变量、非线性、强耦合的系统。要实现对永磁同步电机的高效高质控制，需要准确的检测转子电气角度。使用旋转变压器获得电气角度是当前电动汽车驱动系统获取电气角度的主流方案。
当前的混合动力系统，电机在发动机和变速箱之间，电机与变速箱共用一个壳体，旋转变压器位于电机轴末端，电机安装完成后，旋变位置难以更改。由于永磁同步电机电气角度θelec与旋变读数θread之间存在偏差θzero，θelec＝θread+θzero。电机生产下线时，都需要进行旋变零位标定，获取θzero值。
公开专利文献1(公开号：CN 107404272A)公开了一种永磁同步电机旋变零位初始角度标定方法及标定系统，使用拖动电机拖动被测电机，被测电机定子三相短路，分别记录被测电机在正反两个方向的预定转速下三相电流及旋变读取值，计算出旋变零位值。该方案的旋变零位标定技术需要把每台电机安装在拖动电机上标定旋变零位，比较耗费时间及人力，占用试验资源。
发明内容
本发明目的是：提供一种混合动力汽车电机的旋变零位自学习方法，无需拖动电机，直接使用控制器本身完成对电机的旋变零位标定，使用PI调节器自主调节旋变零位，学习效率更高，更准确。
本发明的技术方案是：
一种混合动力汽车电机的旋变零位自学习方法，给混合动力汽车电机通入定值电流，通过目标转速和实际转速比较，使用PI调节器实时调节旋变零位值，使得电机保持在目标转速。
具体的，包括步骤：
S1、固定电机，电机轴端空载；
S2、控制器给定电机α、β相分别Vsα＝V1，Vsβ＝0恒定电压，电机轴转动到某一固定位置；
S3、计算出旋变零位角初始值Resolver_Zero_Init；记录完成后，设置Vsα＝0,Vsβ＝0；
S4、以Resolver_Zero_Init为旋变零位值，控制器给定转矩T＝T1，驱动电机旋转，当电机转速达到目标转速Spd_Aim时，电机转矩指令T＝0；
S5、通过PI调节器，在旋变零位角初始值Resolver_Zero_Init的基础上实时调节旋变零位设置值Resolver_Zero_Set；
S6、电机当前转速Spd_Now满足
Spd_Low<Spd_Now<Spd_High
时，自学习计时器Learning_Cnt开始计时，否则计时器清零；
S7、当Learning_Cnt大于计时阈值Time_1时，自学习成功；记录当前旋变零位设置值Resolver_Zero_Set。
步骤S3中，连续记录N次当前旋变读数Resolver_Read累加和Resolver_Zero_Sum，计算旋变零位角初始值Resolver_Zero_Init＝Resolver_Zero_Sum/N。
步骤S5中，给定电流Id_Ref＝Id_1,Iq_Ref＝Iq_1；电机当前转速Spd_Now与目标转速Spd_Aim相比较，通过PI调节器，在旋变零位角初始值Resolver_Zero_Init的基础上实时调节旋变零位设置值Resolver_Zero_Set；
Spd_Err ＝Spd_Aim-Spd_Now；
Spd_Err_Acc ＝Spd_Err-Spd_Err_Old；
Spd_Err_Old ＝Spd_Err；
Resolver_Zero_Addition ＝Kp*Spd_Err+Ki*Spd_Err_Acc；
Resolver_Zero_Set ＝Resolver_Zero_Set+Resolver_Zero_Addition。
自学习成功后，记录旋变零位值Resolver_Zero＝Resolver_Zero_Set。
记录旋变零位值Resolver_Zero后，给定d轴、q轴电流Id_Ref＝0,Iq_Ref＝0；旋变零位自学习结束。
本发明的优点是：
1、本发明无需拖动电机，由控制器直接驱动电机旋转，省去拖动电机的安装，节约台架试验资源；
2、本发明控制器内部根据电机转速，由PI调节器自动调节旋变零位值，更加高效快捷。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明混合动力汽车电机的旋变零位自学习方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的混合动力汽车电机的旋变零位自学习方法，保持电机空载，给混合动力汽车电机通入定值电流，通过目标转速和实际转速比较，使用PI调节器实时调节旋变零位值，使得电机保持在目标转速。
原理：永磁同步电机空载，转速恒定时，其产生的反电动势及阻碍电机旋转的阻力恒定。若需电机维持在恒定转速，则电机本身输出力矩需与阻力力矩平衡。当电机空载、通入电机的电流为恒定值时，维持电机恒定在某一转速电气角度唯一，即旋变零位角度唯一。
具体的，如图1所示，包括步骤：
S1、固定电机，电机轴端空载；
S2、控制器给定电机α、β相分别Vsα＝V1，Vsβ＝0恒定电压，电机轴转动到某一固定位置；
S3、连续记录N次当前旋变读数Resolver_Read累加和Resolver_Zero_Sum，并计算出旋变零位角初始值Resolver_Zero_Init＝Resolver_Zero_Sum/N；记录完成后，设置Vsα＝0,Vsβ＝0；
S4、以Resolver_Zero_Init为旋变零位值，控制器给定转矩T＝T1，驱动电机旋转，当电机转速达到目标转速Spd_Aim时，电机转矩指令T＝0；
S5、给定电流Id_Ref＝Id_1,Iq_Ref＝Iq_1；电机当前转速Spd_Now与目标转速Spd_Aim相比较，通过PI调节器，在旋变零位角初始值Resolver_Zero_Init的基础上实时调节旋变零位设置值Resolver_Zero_Set；
Spd_Err ＝Spd_Aim-Spd_Now；
Spd_Err_Acc ＝Spd_Err-Spd_Err_Old；
Spd_Err_Old ＝Spd_Err；
Resolver_Zero_Addition ＝Kp*Spd_Err+Ki*Spd_Err_Acc；
Resolver_Zero_Set ＝Resolver_Zero_Set+Resolver_Zero_Addition；
S6、电机当前转速Spd_Now满足
Spd_Low<Spd_Now<Spd_High
时，自学习计时器Learning_Cnt开始计时，否则计时器清零；
S7、当Learning_Cnt大于计时阈值Time_1时，自学习成功；记录当前旋变零位设置值Resolver_Zero_Set；
S8、记录旋变零位值Resolver_Zero＝Resolver_Zero_Set；
S9、给定d轴、q轴电流Id_Ref＝0,Iq_Ref＝0；旋变零位自学习结束。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种混合动力汽车电机的旋变零位自学习方法，其特征在于，保持电机空载，给混合动力汽车电机通入定值电流，通过目标转速和实际转速比较，使用PI调节器实时调节旋变零位值，使得电机保持在目标转速；包括步骤：
S1、固定电机，电机轴端空载；
S2、控制器给定电机α、β相分别Vsα＝V1，Vsβ＝0恒定电压，电机轴转动到某一固定位置；
S3、计算出旋变零位角初始值Resolver_Zero_Init；记录完成后，设置Vsα＝0,Vsβ＝0；
S4、以Resolver_Zero_Init为旋变零位值，控制器给定转矩T＝T1，驱动电机旋转，当电机转速达到目标转速Spd_Aim时，电机转矩指令T＝0；
S5、通过PI调节器，在旋变零位角初始值Resolver_Zero_Init的基础上实时调节旋变零位设置值Resolver_Zero_Set；
给定电流Id_Ref＝Id_1,Iq_Ref＝Iq_1；电机当前转速Spd_Now与目标转速Spd_Aim相比较，通过PI调节器，在旋变零位角初始值Resolver_Zero_Init的基础上实时调节旋变零位设置值Resolver_Zero_Set；
Spd_Err ＝Spd_Aim-Spd_Now；
Spd_Err_Acc ＝Spd_Err-Spd_Err_Old；
Spd_Err_Old ＝Spd_Err；
Resolver_Zero_Addition ＝Kp*Spd_Err+Ki*Spd_Err_Acc；
Resolver_Zero_Set ＝Resolver_Zero_Set+Resolver_Zero_Addition；
S6、电机当前转速Spd_Now满足
Spd_Low<Spd_Now<Spd_High
时，自学习计时器Learning_Cnt开始计时，否则计时器清零；
S7、当Learning_Cnt大于计时阈值Time_1时，自学习成功；记录当前旋变零位设置值Resolver_Zero_Set。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车电机的旋变零位自学习方法，其特征在于，步骤S3中，连续记录N次当前旋变读数Resolver_Read累加和Resolver_Zero_Sum，计算旋变零位角初始值Resolver_Zero_Init＝Resolver_Zero_Sum/N。
3.根据权利要求2所述的混合动力汽车电机的旋变零位自学习方法，其特征在于，自学习成功后，记录旋变零位值Resolver_Zero＝Resolver_Zero_Set。
4.根据权利要求3所述的混合动力汽车电机的旋变零位自学习方法，其特征在于，记录旋变零位值Resolver_Zero后，给定d轴、q轴电流Id_Ref＝0,Iq_Ref＝0；旋变零位自学习结束。
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