CN113424433A - 校准电动机器的方法 - Google Patents

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Abstract

描述了校准电动机器的方法，包括以下步骤：接通连接到电动机器的逆变器，用于旋转转子；驱动电动机器，直至转子达到大于预设旋转速度(ωO)的旋转速度(ω1)；关闭逆变器，使电动机器空转；通过测量转子磁场的位置来检测转子的角位置，以将其与由位置传感器(11)检测的转子的角位置的测量值进行比较；计算通过测量转子的磁场位置而检测到的转子的角位置的值与通过测量位置传感器(11)的磁场位置而检测到的转子角位置的值之间的差，以获得要存储的偏移数据；将在第五步骤中计算出的偏移数据储存在存储单元(14)中。

Description

校准电动机器的方法
技术领域
本发明涉及一种校准电动机器的方法，特别涉及具有永磁体的同步电动机器。
更具体地说，本发明涉及一种校准电动马达的方法，最好是由永磁体辅助的同步马达，用于测量和校正安装在马达上的位置传感器的误差，以便允许通过连接到马达上的逆变器执行其最佳驱动。
背景技术
已知电动机器，特别是电动马达，并且已知使用连接到马达的逆变器来控制他们的运行。
逆变器使用的永磁体辅助的同步电动马达的控制参数是转子磁极的瞬时角位置。
为了检测转子的角位置，已知使用传感器，该传感器包括紧固到转子轴以测量其角位置的磁性部分和连接到电动马达的框架的固定部分。
在已知电动机器中，尤其是高性能的同步电动马达，如用于机动车辆领域，需要准确地知道转子的角位置来检查电动机器的运行情况，因此，将安装在转子上的位置传感器的读数误差最小化是非常重要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一个校准电动机器的方法，该方法允许在生产马达时在转子位置(例如由位置传感器检测)的转子位置和转子的瞬时角位置之间执行误差测量，以校准位置传感器的读数并使用正确的读数数据用于电动机器的最佳驱动。
如将从下面的描述中得到的，本发明的上述和其它目的和优点是通过如独立权利要求中的电动机器校准方法获得的。
本发明的优选实施例和非一般变型是从属权利要求的主题。
所附的权利要求都被认为是本说明书的组成部分。
显而易见的是，在不偏离从所附权利要求中体现的本发明的范围的情况下，可以对所描述的内容进行许多变化和修改(例如与形状、尺寸、布置和具有等效功能的部件有关)。
附图说明
参考附图，本发明将通过其作为非限制性示例提供的一些优选实施例来更好地描述，其中：
-图1示出了可用于实施本发明的方法的用于校准和诊断同步电动机器的装置的组件的透视图；和
-图2示出了可用于实施本发明的方法的用于校准和诊断同步电动机器的装置的框图；
下面将描述本发明的用于校准电动马达的方法，优选由永磁体辅助的同步电动马达，以测量和校准安装在马达上的位置传感器的误差，以便允许通过连接到其上的逆变器执行最佳驱动。
具体实施方式
具体地，将描述本发明的方法在用于校准已知类型的电动机器的装置的应用，如图所示，其包括：位置传感器11，其具有固定到转子轴以测量其角位置的磁性部分；存储单元14，其中将存储在使用本发明的方法的电动机器生产(production)期间计算的数据，并且可用于在由位置传感器11检测的转子位置和转子的实际角位置之间的误差校准，如下文将更详细地说明；微处理器15，其连接到位置传感器11和存储单元14，并被配置为：在存储单元14中存储由位置传感器11检测到的所有信息和在使用本发明的方法的电动机器生产期间计算的数据、从而管理和处理存储在存储单元14中和/或由位置传感器11检测到的所有信息、并将处理后的数据传送到连接到电动机器的逆变器20，以通过例如由通信can总线组成的模拟通信线21和/或数字通信线22驱动它。
本发明的用于校准电动机器的方法也可以与其他已知类型的位置传感器一起使用，并且微处理器15和存储单元14可以例如布置在连接到电动机器的逆变器20上。
在优选的方式中，电动机器是由永磁体辅助的同步电动马达，例如同步磁阻电动马达。
优选地，已知位置传感器11是磁性传感器，包括：连接到电动机器的转子并包括磁体的旋转元件16；固定元件18，其优选地包括具有已知类型的霍尔效应的多个磁性传感器。
用于校准和诊断电动机器的已知装置10被配置为安装在电动机器上，优选地安装在由永磁体辅助的同步电动马达上，并且以优选的方式包括容纳位置传感器11、存储单元14和微处理器15的外壳。
本发明的用于校准电动机器的方法在电动机器生产时实施，优选地，该电动机器是由永磁体辅助的同步电动马达，以测量转子的角位置；将这种数据与位置传感器11测量的值进行比较，以检测其误差；然后，误差值由微处理器15存储在存储单元14中，并用于通过偏移软件校准传感器检测到的测量，以便使用转子的角位置的校准值执行与其耦合的马达的最佳驱动。
这些测量是在电动机器生产线上使用连接到电动机器的逆变器的微处理器执行的；一旦计算出误差值，就由微处理器15将其存储在存储单元14中，如前所述，存储单元14可以在装置10和/或逆变器20的电子图板上找到。
优选地，在电动机器生产线中执行的转子的角位置的测量之前，在传感器磁体和转子之间进行机械预对准操作，以使传感器的磁场与转子的磁场对准。
根据本发明的用于校准电动机器的方法包括以下步骤：
第一步骤中，接通连接到电动机器的逆变器，以旋转转子；
第二步骤中，电动机器被驱动，直到转子达到大于预设的旋转速度ωO的旋转速度ω1，ωO例如选用电动机器的额定转速的10％左右；
第三步骤中，关闭逆变器，并使电动机器空转；
第四步骤中，当转子达到预设旋转速度ωO时执行，其中通过测量转子的磁场的位置来检测转子的角位置，以将其与由位置传感器11检测的转子的角位置的测量进行比较，转子的角位置的测量是通过以已知方式测量位置传感器11的磁场的位置来执行的；
第五步骤中，计算通过测量转子的磁场位置而检测到的转子的角位置的值与通过测量位置传感器11的磁场位置而检测到的转子的角位置的值之间的差，以获得要存储的偏移数据；
第六步骤中，其中将在第五步骤中计算的偏移数据存储在存储单元14中。
优选地，在根据本发明的方法的第五步骤中执行的转子的磁场的角位置和由位置传感器11检测的转子的角位置之间的差的测量是通过测量转子的磁场和位置传感器11的磁场之间的电相位移角来执行，取决于反电动势(Back-EMF或BEMF)的值的读数，所述反电动势的值例如由逆变器的微处理器执行，通过空转马达以预设转速ωO测量。
根据物理原理(法拉第定律)，从反电动势可以精确地得到转子的位置，根据该原理，连接到电路上的磁场磁通量(flow)的时间变化，在电路中产生电动势或EMF(V)，等于磁通量(l)关于时间的导数的相反数：
Figure BDA0003207120620000051
取决于马达相位之间的连接类型(星形-三角形)，BEMF严格地与EMF联系在一起。
然后，将由此计算出的转子的磁场位置与在同一时刻检测到的位置传感器11的磁场位置进行比较。
在第六步骤中，在存储单元14中存储的应有的磁场(due magnetic fields)的电动角之间的差值，并将其作为偏移数据，以正确地驱动电动机器。
有利地，本发明的用于校准电动机器的方法允许在生产电动机器时，执行由与之相关的位置传感器检测的转子位置与转子磁极的瞬时角位置之间的误差测量的测量，以便使用转子角位置的实际值执行电动机器的最佳驱动。

Claims (5)

1.一种校准电动机器的方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步骤中，接通连接到电动机器的逆变器，以旋转转子；
第二步骤中，所述电动机器被驱动到所述转子达到大于预设旋转速度(ωO)的旋转速度(ω1)；
第三步骤中，关闭所述逆变器，并使所述电动机器空转；
第四步骤中，当所述转子达到所述预设旋转速度(ωO)时执行，其中通过测量所述转子的磁场的位置来检测所述转子的角位置，以将其与由位置传感器(11)检测的转子的角位置的测量进行比较，所述转子的角位置的测量是通过测量所述位置传感器(11)的磁场位置来执行的；
第五步骤中，计算通过测量所述转子的磁场的位置而检测到的所述转子的角位置的值与通过测量所述位置传感器(11)的磁场的位置而检测到的所述转子的角位置的值之间的差，以获得要存储的偏移数据；
第六步骤中，将在所述第五步骤中计算的所述偏移数据存储在存储单元(14)中。
2.根据权利要求1所述的校准电动机器的方法，其特征在于，在所述方法的第五步骤中执行的所述转子的磁场的角位置和由所述位置传感器(11)检测到的所述转子的角位置之间的所述差的测量是通过测量所述转子的磁场和所述位置传感器(11)的磁场之间的电相位移角来执行的。
3.根据权利要求2所述的校准电动机器的方法，其特征在于，所述转子的磁场的角位置和由所述位置传感器(11)检测到的所述转子的角位置之间的所述差的测量是根据反电动势值的读数来执行的，所述反电动势的值是通过空转马达以预设旋转速度(ωO)测量的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的校准电动机器的方法，其特征在于，所述方法与用于校准电动机器的装置一起使用，所述装置包括位置传感器(11)，所述位置传感器(11)具有固定到所述转子轴以测量其角位置的磁性部分；存储单元(14)，其中将存储在电动机器生产期间计算并可用于由位置传感器(11)检测的所述转子的位置与所述转子的实际角位置之间的误差校准的数据；微处理器(15)，所述微处理器(15)连接到所述位置传感器(11)和所述存储单元(14)，并被配置为在所述存储单元(14)中存储由位置传感器(11)检测到的所有信息和在所述电动机器生产期间计算的数据。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的校准电动机器的方法，其特征在于，所述方法与位置传感器(11)和微处理器(15)一起使用，所述位置传感器(11)具有固定在转子轴上以测量其角位置的磁性部分，所述微处理器(15)与位置传感器(11)和存储单元(14)连接，并被配置为将由位置传感器(11)检测到的所有信息和在所述电动机器生产期间计算的数据存储在所述存储单元(14)中，所述存储单元(14)和所述微处理器(15)被设置在与所述电动机器连接的逆变器(20)上。
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