CN113433455A - 电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法、装置及介质 - Google Patents

电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法、装置及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法、装置及介质。方法包括：检测堵转盘处于零位，记录此时堵转盘的旋变角θ1；检检测电机的三相电流中其中任一相电流达到正向最大值或负向最大值，记录此时的电机旋变初始角位置θ2，根据|θ2‑θ1|以及三相电流之间的夹角关系计算其余各相电流达到正向最大值和负向最大值时堵转盘所处的位置，该位置记为堵转盘的堵转位置；当堵转盘到达任一堵转位置时，将堵转盘堵转。本发明能计算电机的三相电流分别达到最大值时堵转盘所处的位置，并在该位置将电机堵转，整个堵转试验只需堵转六个堵转盘位置即可，且能准确的找到堵转时六路IGBT升温最高的工况点，使堵转试验准确快捷。

Description

电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法、装置及介质
技术领域
本发明涉及乘用车底盘橡胶衬套制造技术领域，尤其涉及一种电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法、装置及介质。
背景技术
纯电动车用永磁同步电机堵转试验主要验证IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)在电机最大转矩外特性输出时能否满足整车设计需求，此处所说的满足需求是指维持最大转矩输出不进行IGBT降额。现有的堵转试验采用的堵转方式为：将堵转盘从零位开始堵转，以固定机械角度间隔去分别堵转，一般至少堵转数十个工况点，费时费力且不能保证可测试到最恶劣的工况点，实验的准确性不高。
因此，亟待提供一种电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法、装置及介质来解决上述问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法、装置及介质。
本发明采用以下技术方案：
一种电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法，包括如下步骤：
A、检测堵转盘处于零位，记录此时堵转盘的旋变角θ1；
B、检测电机的三相电流中其中任一相电流达到正向最大值或负向最大值，记录此时的电机旋变初始角位置θ2，根据|θ2-θ1|以及三相电流之间的夹角关系计算其余各相电流达到正向最大值和负向最大值时堵转盘所处的位置，该位置记为堵转盘的堵转位置；
C、当堵转盘到达任一堵转位置时，将堵转盘堵转。
作为上述电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法的可选方案，所述步骤B中堵转盘的堵转位置的计算公式为：
Figure BDA0003130579440000021
其中，uApos表示A相电流达到正向最大时堵转盘所处的位置；uBpos表示B相电流达到正向最大时堵转盘所处的位置；uCpos表示C相电流达到正向最大时堵转盘所处的位置；uA*pos表示A相电流达到负向最大时堵转盘所处的位置；uB*pos表示B相电流达到负向最大时堵转盘所处的位置；uC*pos表示C相电流达到负向最大时堵转盘所处的位置。
作为上述电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法的可选方案，所述步骤A具体包括：
A1、通过堵转盘零位检测装置检测堵转盘是否到达零位；
A2、当堵转盘零位检测装置检测到堵转盘到达零位时，上位机记录此时堵转盘的旋变角θ1。
作为上述电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法的可选方案，所述步骤B具体包括：
B1、检测电机的A相电流是否达到正向最大；
B2、当电机的A相电流达到正向最大时，通过上位机记录此时电机旋变初始角位置θ2；
B3、根据|θ2-θ1|以及三相电流之间的夹角关系计算A相电流达到负向最大值时、B相电流达到正向最大值时、B相电流达到负向最大值时、C相电流达到正向最大值时、C相电流达到负向最大值时堵转盘所处的位置。
作为上述电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法的可选方案，所述步骤B3中，通过上位机对电机的转动角度进行监测，来判断堵转盘是否达到堵转位。
作为上述电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法的可选方案，所述步骤B中：
当电机的A相电流达到正向最大时，电机三相逆变器的IGBT1升温最高；
当电机的B相电流达到正向最大时，电机三相逆变器的IGBT2升温最高；
当电机的C相电流达到正向最大时，电机三相逆变器的IGBT3升温最高；
当电机的A相电流达到负向最大时，电机三相逆变器的IGBT4升温最高；
当电机的B相电流达到负向最大时，电机三相逆变器的IGBT5升温最高；
当电机的C相电流达到负向最大时，电机三相逆变器的IGBT6升温最高。
作为上述电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法的可选方案，堵转盘的堵转位置为六个，分别为：电机的A相电流达到正向最大时堵转盘所处的位置；电机的A相电流达到负向最大时堵转盘所处的位置；电机的B相电流达到正向最大时堵转盘所处的位置；电机的B相电流达到负向最大时堵转盘所处的位置；电机的C相电流达到正向最大时堵转盘所处的位置；电机的C相电流达到负向最大时堵转盘所处的位置。
一种电动车用永磁同步电机堵转试验的控制装置，包括
检测模块，用于检测堵转盘处于零位，记录此时堵转盘的旋变角θ1；
位置计算模块，用于检测电机的三相电流中其中任一相电流达到正向最大值或负向最大值，记录此时的电机旋变初始角位置θ2，根据|θ2-θ1|以及三相电流之间的夹角关系计算其余各相电流达到正向最大值和负向最大值时堵转盘所处的位置，该位置记为堵转盘的堵转位置；
堵转模块，用于当堵转盘到达任一堵转位置时，将堵转盘堵转。
一种电动车用永磁同步电机堵转试验的控制装置，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法。
本发明的有益之处在于：在电机的三相电流达到最大值时将电机堵转，这样能保证电机被堵转在六路IGBT升温最高的工况点，若此工况点电机维持最大外特性输出时间满足整车设计需求，则堵转试验目的达到，也就是说能准确的测试出电机能否满足最恶劣工况点的需求，从而保证电机完全能满足任一工况下的需求，使堵转实验准确性更高。同时，仅需堵转六个堵转盘位置即可完成堵转实验，且仅堵转六个堵转盘位置即可准确的判断出电机是否能满足需求，堵转实验快捷高效。
附图说明
图1为本发明中电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法的流程框图；
图2为本发明中永磁同步电机的控制框图；
图3为本发明中三相逆变器的结构示意图；
图4为本发明中电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法的原理图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
实施例一
本发明实施例一提供一种电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法。如图1所示，控制方法包括：
S100、检测堵转盘处于零位，记录此时堵转盘的旋变角θ1；
S200、检测电机的三相电流中其中任一相电流达到正向最大值或负向最大值，记录此时的电机旋变初始角位置θ2，根据|θ2-θ1|以及三相电流之间的夹角关系计算其余各相电流达到正向最大值和负向最大值时堵转盘所处的位置，该位置记为堵转盘的堵转位置；
S300、当堵转盘到达任一堵转位置时，将堵转盘堵转。
具体的，电机包括三相电流，分别为A相电流、B相电流及C相电流。由于电机堵转时三相电流为直流状态，随电机堵转在不同位置时，三相相电流的直流值各有所不同。本发明采取的方式是，在堵转工况下，通过电机控制方法确定电机堵转时IGBT升温最高的堵转位置，此工况点为最恶劣工况点，若此工况点电机维持最大外特性输出时间满足整车设计需求，则堵转试验目的达到。如图2所示为永磁同步电机控制框图，其中输入为正弦脉宽调制和母线电压Udc，输出为三相交流电压(Ua、Ub、Uc)。当电机堵转时，旋变位置θrecord为常值，则三相电压输入为常值。根据公式：
Figure BDA0003130579440000061
可知，稳态后电流同样为常值。结合图3和图4，当UA对应的A相电流为正向最大时，则图3中的IGBT1升温最高，此时电机实际位置应为电机初始角位置θ2。UA对应的A相电流为负向最大时，则IGBT4升温最高，其余各路IGBT升温最高的电流依次类推，B相电流达到正向最大时，IGBT2升温最高，C相电流达到正向最大时，IGBT3升温最高，B相电流达到负向最大时，IGBT5升温最高，相电流达到负向最大时，IGBT6升温最高。因机械堵转盘只识别本身零度位置，且机械堵转盘通过同一根传动轴与电机输出轴相连。
本发明中，通过上位机设备可实时监测电机的旋变位置，通过电机的旋变位置计算出堵转盘应堵转位置。如图4所示，当堵转盘在机械角度为零时，通过上位机记录此时旋变角θ1。然后堵转盘为随动模式，跟随电机转动，因Uα和Uβ为旋转坐标系的电压值Ud和Uq转化得到的静止坐标系，给定Uα值时，记录此时电机旋变初始角位置θ2，此位置为UA对应的A相电流正向最大值的位置，即是堵转盘应堵转的位置。通过计算绝对值|θ2-θ1|的电角度来推导机械堵转盘的机械位置，然后设置堵转盘在此位置时，给定最大转矩时，则UA对应的A相电流正向最大，相同转矩相同时间内，IGBT1升温最高。同理，结合图4，由于各项电流之间的夹角是定值，所以可分别计算出UB、UC、UA*、UB*和UC*对应的机械堵转盘的位置，计算公式如下：
Figure BDA0003130579440000071
则对应IGBT2、IGBT3、IGBT4、IGBT5和IGBT6升温最高。整个堵转试验只需堵转如公式二中的六个机械堵转盘位置即可完成堵转试验，也就是寻找堵转时六路IGBT升温最高的工况点。公式二中，uApos表示A相电流达到正向最大时堵转盘所处的位置；uBpos表示B相电流达到正向最大时堵转盘所处的位置；uCpos表示C相电流达到正向最大时堵转盘所处的位置；uA*pos表示A相电流达到负向最大时堵转盘所处的位置；uB*pos表示B相电流达到负向最大时堵转盘所处的位置；uC*pos表示C相电流达到负向最大时堵转盘所处的位置。如图4所示，UA与UB和UC的夹角均为120°，UA与UA*的夹角为180°，UB与UB*的夹角为180°，UC与UC*的夹角为180°。将公式二分解可得到：
uApos＝|θ2-θ1|；
uBpos＝|θ2-θ1|+120°；
uCpos＝|θ2-θ1|+240°；
uA*pos＝|θ2-θ1|+180°；
uB*pos＝|θ2-θ1|+300°；
uC*pos＝|θ2-θ1|+60°。
本发明中，通过堵转六个三相电流最大时的工况点，这六个点对应的各路IGBT升温最高，因此，在堵转位置最少的情况下即可准确的测试出电机是否能满足整机需求，准确且高效。
根据上述内容，所述步骤S100具体包括：
S110、通过堵转盘零位检测装置检测堵转盘是否到达零位；
S120、当堵转盘零位检测装置检测到堵转盘到达零位时，上位机记录此时堵转盘的旋变角θ1。
具体的，由于堵转盘只能检测到自身的零位，而不能像电机一样，实时检测转动角度，所以通过转盘零位检测装置只能检测到堵转盘是否到达零位。当堵转盘到达零位时，上位机记录此时堵转盘的旋变角θ1。
步骤S200具体包括：
S210、检测电机的A相电流是否达到正向最大；
S220、当电机的A相电流达到正向最大时，通过上位机记录此时电机旋变初始角位置θ2；
S230、根据|θ2-θ1|以及三相电流之间的夹角关系计算A相电流达到负向最大值时、B相电流达到正向最大值时、B相电流达到负向最大值时、C相电流达到正向最大值时、C相电流达到负向最大值时堵转盘所处的位置。
具体的，通过上位机对电机的转动角度进行监测，当堵转盘被检测到到达零位后，通过上位机对电机的转动角度的检测可以得知堵转盘和电机在堵转盘到达零位后又继续转动了多少度(堵转盘与电机同轴转动，转动角度基本相同)，当检测到堵转盘到达零位后又继续转动了|θ2-θ1|时，A向电流达到正向最大；当检测到堵转盘到达零位后又继续转动了|θ2-θ1|+120°时，B相电流达到正向最大，依次类推，即可得到堵转盘的六个堵转位置，并在相应位置将电机堵转。也就是说，通过上位机对电机的转动角度进行监测，来判断堵转盘是否达到堵转位，因为堵转盘自身无法检测转动角度，只能检测自身的零位。
堵转盘的六个堵转位置分别为：电机的A相电流达到正向最大时堵转盘所处的位置；电机的A相电流达到负向最大时堵转盘所处的位置；电机的B相电流达到正向最大时堵转盘所处的位置；电机的B相电流达到负向最大时堵转盘所处的位置；电机的C相电流达到正向最大时堵转盘所处的位置；电机的C相电流达到负向最大时堵转盘所处的位置。
实施例二
基于上述电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法，本发明实施例二还提供一种电动车用永磁同步电机堵转试验的控制装置。控制装置包括：
检测模块，用于检测堵转盘处于零位，记录此时堵转盘的旋变角θ1；
位置计算模块，用于检测电机的三相电流中其中任一相电流达到正向最大值或负向最大值，记录此时的电机旋变初始角位置θ2，根据|θ2-θ1|以及三相电流之间的夹角关系计算其余各相电流达到正向最大值和负向最大值时堵转盘所处的位置，该位置记为堵转盘的堵转位置；
堵转模块，用于当堵转盘到达任一堵转位置时，将堵转盘堵转。
实施例三
基于上述电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法，本发明实施例三还提供另一种电动车用永磁同步电机堵转试验的控制装置。控制装置包括但不限于：一个或者多个处理器及存储器。
存储器作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法对应的程序指令。处理器通过运行存储在存储器中的软件程序、指令以及模块，从而执行车辆的各种功能应用以及数据处理，即实现上述电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法。
存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。
实施例四
本发明实施例四还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现一种电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法，该电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法包括如下步骤：
S100、检测堵转盘处于零位，记录此时堵转盘的旋变角θ1；
S200、检测电机的三相电流中其中任一相电流达到正向最大值或负向最大值，记录此时的电机旋变初始角位置θ2，根据|θ2-θ1|以及三相电流之间的夹角关系计算其余各相电流达到正向最大值和负向最大值时堵转盘所处的位置，该位置记为堵转盘的堵转位置；
S300、当堵转盘到达任一堵转位置时，将堵转盘堵转。
当然，本发明实施例所提供的一种计算机可读存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法中的相关操作。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本申请中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用，使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程设备。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过计算机可读存储介质进行传输。计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如，同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如，红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如，固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。
上述实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、检测堵转盘处于零位，记录此时堵转盘的旋变角θ1；
B、检测电机的三相电流中其中任一相电流达到正向最大值或负向最大值，记录此时的电机旋变初始角位置θ2，根据|θ2-θ1|以及三相电流之间的夹角关系计算其余各相电流达到正向最大值和负向最大值时堵转盘所处的位置，该位置记为堵转盘的堵转位置；
C、当堵转盘到达任一堵转位置时，将堵转盘堵转。
2.根据权利要求1所述的电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法，其特征在于，所述步骤B中堵转盘的堵转位置的计算公式为：
Figure FDA0003130579430000011
其中，uApos表示A相电流达到正向最大时堵转盘所处的位置；uBpos表示B相电流达到正向最大时堵转盘所处的位置；uCpos表示C相电流达到正向最大时堵转盘所处的位置；uA*pos表示A相电流达到负向最大时堵转盘所处的位置；uB*pos表示B相电流达到负向最大时堵转盘所处的位置；uC*pos表示C相电流达到负向最大时堵转盘所处的位置。
3.根据权利要求1所述的电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：
A1、通过堵转盘零位检测装置检测堵转盘是否到达零位；
A2、当堵转盘零位检测装置检测到堵转盘到达零位时，上位机记录此时堵转盘的旋变角θ1。
4.根据权利要求1所述的电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：
B1、检测电机的A相电流是否达到正向最大；
B2、当电机的A相电流达到正向最大时，通过上位机记录此时电机旋变初始角位置θ2；
B3、根据|θ2-θ1|以及三相电流之间的夹角关系计算A相电流达到负向最大值时、B相电流达到正向最大值时、B相电流达到负向最大值时、C相电流达到正向最大值时、C相电流达到负向最大值时堵转盘所处的位置。
5.根据权利要求4所述的电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法，其特征在于，所述步骤B3中，通过上位机对电机的转动角度进行监测，来判断堵转盘是否达到堵转位。
6.根据权利要求1所述的电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法，其特征在于，所述步骤B中：
当电机的A相电流达到正向最大时，电机三相逆变器的IGBT1升温最高；
当电机的B相电流达到正向最大时，电机三相逆变器的IGBT2升温最高；
当电机的C相电流达到正向最大时，电机三相逆变器的IGBT3升温最高；
当电机的A相电流达到负向最大时，电机三相逆变器的IGBT4升温最高；
当电机的B相电流达到负向最大时，电机三相逆变器的IGBT5升温最高；
当电机的C相电流达到负向最大时，电机三相逆变器的IGBT6升温最高。
7.根据权利要求1所述的电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法，其特征在于，堵转盘的堵转位置为六个，分别为：电机的A相电流达到正向最大时堵转盘所处的位置；电机的A相电流达到负向最大时堵转盘所处的位置；电机的B相电流达到正向最大时堵转盘所处的位置；电机的B相电流达到负向最大时堵转盘所处的位置；电机的C相电流达到正向最大时堵转盘所处的位置；电机的C相电流达到负向最大时堵转盘所处的位置。
8.一种电动车用永磁同步电机堵转试验的控制装置，其特征在于，包括
检测模块，用于检测堵转盘处于零位，记录此时堵转盘的旋变角θ1；
位置计算模块，用于检测电机的三相电流中其中任一相电流达到正向最大值或负向最大值，记录此时的电机旋变初始角位置θ2，根据|θ2-θ1|以及三相电流之间的夹角关系计算其余各相电流达到正向最大值和负向最大值时堵转盘所处的位置，该位置记为堵转盘的堵转位置；
堵转模块，用于当堵转盘到达任一堵转位置时，将堵转盘堵转。
9.一种电动车用永磁同步电机堵转试验的控制装置，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的电动车用永磁同步电机堵转试验的控制方法。
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