永磁电机霍尔位置的校正方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种永磁电机霍尔位置的校正方法，包括：获取第一霍尔边沿位置；控制所述永磁电机稳速运行，并获取多个机械周期内多个第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置；对多个机械周期内的第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置求平均值以获取校正后的所述第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置；根据所述第一霍尔边沿位置以及校正后的第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置获取第二至第m霍尔边沿位置。本发明专利技术还提供一种永磁电机霍尔位置的校正装置，提高转子位置和速度估计精度，提高了相电流波形正弦度，降低电机转矩脉动，提升系统效率。

【技术实现步骤摘要】
永磁电机霍尔位置的校正方法及装置
本专利技术涉及电动车驱动控制
，特别涉及一种永磁电机霍尔位置的校正方法及装置。
技术介绍
随着电机技术的发展，永磁同步电机的应用范围越来越广泛。由于其功耗低、噪声小的特性，各种家用电器均用永磁同步电机取代了以往的感应电机，如冰箱、空调的压缩机、送风机等等，另外，最新型的电动车也大多采用大功率永磁同步电机作为其驱动电机，并且采用矢量控制方式，然而矢量控制需要获得转子磁极所在的位置信息。目前，永磁同步电机常用的转子位置传感器有旋转变压器、正交编码器、霍尔位置传感器。其中旋转变压器和正交编码器的优点是精度很高，但是这些传感器价格高；霍尔位置传感器由于成本低廉广泛应用于电动自行车领域。通常在一个电周期内安装3个开关型霍尔位置传感器，因此在一个电周期内只能输出6个位置信号。在电机设计制造当中，电机绕组的绝对位置与霍尔6个位置信号之间的关系是确定的，但实际当中由于霍尔位置传感器装配偏差和电机磁钢片安装不均匀等原因，会导致实际霍尔输出位置与设计值之间存在偏差。并且，电动车用永磁同步电机会采用多磁极对数的转子结构，因此对霍尔位置的安装精度要求非常高，物理位置上稍有偏差，会导致电气位置上偏差较大。因此，除了电机生产厂商对电机霍尔位置传感器进行校准之外，电机控制器还需要进一步对霍尔位置进行校准。如果缺少霍尔位置的校正，对于存在霍尔位置安装偏差的电机，将会导致转子位置估计偏差，电磁转矩波动，电流波形正弦度不高，动静态性能下降，并且影响系统效率。在实际使用当中，霍尔位置传感器属于易损件，针对其中1个霍尔传感故障情况，即只能产生4个位置信号，在这种情况下本方法依然可以校正4个霍尔位置。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种永磁电机霍尔位置的校正方法及装置，提高转子位置和速度估计精度，提高了相电流波形正弦度，降低电机转矩脉动，提升系统效率。根据本专利技术的第一方面，提供一种永磁电机霍尔位置的校正方法，包括：获取第一霍尔边沿位置；控制所述永磁电机稳速运行，并获取多个机械周期内多个第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置；对多个机械周期内的第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置求平均值以获取校正后的所述第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置；根据所述第一霍尔边沿位置以及校正后的第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置获取第二至第m霍尔边沿位置，其中，m＝4或6。优选地，每个机械周期包括多个电气周期；所述电气周期为电机转子经过相邻两对磁极之间的时间；所述获取第一霍尔边沿位置包括：电机转子经过每对磁极时，获取与磁极对数序号对应的第一霍尔边沿位置；对与磁极对数序号对应的第一霍尔边沿位置求平均值以获取第一霍尔边沿位置。优选地，在每个电气周期内，获取与磁极对数序号对应的第一霍尔边沿位置包括：向永磁电机提供直轴电压、交轴电压以及电机转子的初始位置角；保持直轴电压和交轴电压不变，根据初始位置角以及第一位置角增量获取每个采样时刻的第一霍尔位置信号；判断当前采样时刻的第一霍尔位置信号与上一采样时刻的第一霍尔位置信号是否发生边沿跳变；在当前采样时刻的第一霍尔位置信号与上一采样时刻的第一霍尔位置信号发生边沿跳变时，将当前采样时刻的第一霍尔位置信号对应的位置角作为当前电气周期的第一霍尔边沿位置。优选地，所述获取与磁极对数序号对应的第一霍尔边沿位置还包括：根据当前采样时刻的第一霍尔位置信号对应的位置角和第二位置角增量将电机转子快速旋转至下一对磁极；将下一对磁极所在的零位作为下一个电周期的初始位置角。优选地，获取第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置包括：电机转子经过每对磁极时，获取与磁极对数序号对应的第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置；对与磁极对数序号对应的第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置求平均值以获取第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置。优选地，所述永磁电机在开环运行状态下稳定运行。优选地，所述第一霍尔边沿位置与电机转子零位相邻。根据本专利技术的另一方面，提供一种永磁电机霍尔位置的校正装置，包括：零位确定模块，用于获取第一霍尔边沿位置；控制模块，用于控制所述永磁电机稳速运行，并获取多个机械周期内多个第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置；校正模块，用于对多个机械周期内的第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置求平均值以获取校正后的所述第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置；边沿位置计算模块，用于根据所述第一霍尔边沿位置以及校正后的第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置获取第二至第m霍尔边沿位置。优选地，每个机械周期包括多个电气周期；所述电气周期为电机转子经过相邻两对磁极之间的时间；所述零位确定模块包括：第一获取单元，用于电机转子经过每对磁极时，获取与磁极对数序号对应的第一霍尔边沿位置；第一校正单元，用于对与磁极对数序号对应的第一霍尔边沿位置求平均值以获取第一霍尔边沿位置。优选地，所述第一获取单元包括：初始化子单元，用于向永磁电机提供直轴电压、交轴电压以及电机转子的初始位置角；采样子单元，用于保持直轴电压和交轴电压不变，根据初始位置角以及第一位置角增量获取每个采样时刻的第一霍尔位置信号；第一获取子单元，用于在当前采样时刻的第一霍尔位置信号与上一采样时刻的第一霍尔位置信号发生边沿跳变时，将当前采样时刻的第一霍尔位置信号对应的位置角作为当前电气周期的第一霍尔边沿位置。优选地，所述初始化子单元还用于根据当前采样时刻的第一霍尔位置信号对应的位置角和第二位置角增量将电机转子快速旋转至下一对磁极；将下一对磁极所在的零位作为下一个电周期的初始位置角。优选地，所述控制模块包括：控制单元，用于控制所述永磁电机稳速运行，第二获取单元，用于电机转子经过每对磁极时，获取与磁极对数序号对应的第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置；第二校正单元，用于对与磁极对数序号对应的第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置求平均值以获取第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置。优选地，所述永磁电机在开环运行状态下稳定运行。优选地，所述第一霍尔边沿位置与电机转子零位相邻。本专利技术提供的永磁电机霍尔位置的校正方法及装置，通过对电机转子经过每对磁极时的第一霍尔边沿位置求平均值作为第一霍尔边沿对应的转子位置，消除磁极不均匀导致的零位偏差；在零位确定后，控制永磁电机稳速运行，获取4或6个霍尔边沿之间的相对位置，将多个机械周期内的4或6个霍尔边沿之间的相对位置求平均值进而得到4或6个霍尔边沿对应的转子位置，消除转速波动对位置估计的影响，提高转子位置和速度估计精度，提高了相电流波形正弦度，降低电机转矩脉动，提升系统效率。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示出了本专利技术实施例提供的永磁电机霍尔位置的校正方法的流程图；图2示出了本专利技术实施例中步骤S10的流程图；图3输出了本专利技术实施例中步骤S20的流程图；图4示出了本专利技术实施例提供的120度的三相霍尔信号的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁电机霍尔位置的校正方法，其特征在于，包括：获取第一霍尔边沿位置；控制所述永磁电机稳速运行，并获取多个机械周期内多个第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置；对多个机械周期内的第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置求平均值以获取校正后的所述第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置；根据所述第一霍尔边沿位置以及校正后的第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置获取第二至第m霍尔边沿位置，其中，m＝4或6。

【技术特征摘要】
1.一种永磁电机霍尔位置的校正方法，其特征在于，包括：获取第一霍尔边沿位置；控制所述永磁电机稳速运行，并获取多个机械周期内多个第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置；对多个机械周期内的第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置求平均值以获取校正后的所述第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置；根据所述第一霍尔边沿位置以及校正后的第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置获取第二至第m霍尔边沿位置，其中，m＝4或6。2.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，每个机械周期包括多个电气周期；所述电气周期为电机转子经过相邻两对磁极之间的时间；所述获取第一霍尔边沿位置包括：电机转子经过每对磁极时，获取与磁极对数序号对应的第一霍尔边沿位置；对与磁极对数序号对应的第一霍尔边沿位置求平均值以获取第一霍尔边沿位置。3.根据权利要求2所述的校正方法，其特征在于，在每个电气周期内，获取与磁极对数序号对应的第一霍尔边沿位置包括：向永磁电机提供直轴电压、交轴电压以及电机转子的初始位置角；保持直轴电压和交轴电压不变，根据初始位置角以及第一位置角增量获取每个采样时刻的第一霍尔位置信号；在当前采样时刻的第一霍尔位置信号与上一采样时刻的第一霍尔位置信号发生边沿跳变时，将当前采样时刻的第一霍尔位置信号对应的位置角作为当前电气周期的第一霍尔边沿位置。4.根据权利要求3所述的校正方法，其特征在于，还包括：根据当前采样时刻的第一霍尔位置信号对应的位置角和第二位置角增量将电机转子快速旋转至下一对磁极；将下一对磁极所在的零位作为下一个电周期的初始位置角。5.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，获取第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置包括：电机转子经过每对磁极时，获取与磁极对数序号对应的第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置；对与磁极对数序号对应的第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置求平均值以获取第一霍尔边沿至第m霍尔边沿中相邻两个霍尔边沿的相对位置。6.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，所述永磁电机在开环运行状态下稳定运行。7.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，所述第一霍尔边沿位置与电机转子零位相邻。8.一种永磁电机霍尔位置的校正装置，其特征在于，包括：零位确定模块，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴春，黄希，徐晖，文龙，曾志成，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33