用于诊断电机旋转变压器偏移的方法技术

一种用于诊断电机旋转变压器偏移的方法，其包括：获取旋转变压器的预定偏移；在第一瞬态下，将励磁电流供应到电机的相位，以确定将探测励磁电流注入到电机最小磁阻的轴线d上，轴线d的位置确定为旋转变压器预定偏移的函数；在第二和第三瞬态下，将励磁电流供应到电机的相位，以确定将探测励磁电流注入到电机轴线d上，轴线d的位置确定为旋转变压器的偏移的函数，该偏移相对于预定偏移以超过或不足预定偏移的方式改变预定的偏差量。如果在第一瞬态下在轴线d上建立的电流高于在第二或第三瞬态下在轴线d上建立的电流，或者如果在第一瞬态下在轴线q上建立的电流低于在第二或第三瞬态下在轴线q上建立的电流，则诊断旋转变压器的偏移的正确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及电机，以及具体地涉及用于识别电机中转子和定子相互定位的诊断方法，所述电机具体是具有内部磁铁的无刷电动马达，诸如像用于车辆的驱动马达。更具体地，本专利技术涉及根据权利要求1前序部分的用于诊断电机旋转变压器偏移的方法。
技术介绍
电机，诸如用于电动或混合动力车辆的电动起动马达或驱动马达，通常装备有用于检测角位置的装置或适于确定电机旋转轴和静止部之间的相互角位置的旋转变压器，相互角位置对应于转子和定子之间的相互角位置。关于转子和定子之间角位置的信息在电机控制方面是不可缺少的，从而用于控制马达的包括用于产生马达励磁电流的逆变电路的单元能够控制以正确的方式将电流注入马达内，控制马达在所需方向上旋转。旋转变压器是角位置的模拟变换器，其包括与转子或与电机旋转轴相关联的移动部件以及与定子或电机的另外静止部分相关联的固定部件。该旋转变压器包括正弦励磁电流(具有高于角速度的角频率ω)流动通过其的励磁绕组和电相位正交的两个固定绕组(刚性地附连到固定部件)。励磁绕组可刚性地附连到移动部件，或者如果移动部件具有至少一对磁极，则励磁绕组也可容纳在固定部件上。旋转变压器的操作原理如下：设置成旋转的移动部件在固定绕组中诱导包括两个分量的电动势：由于励磁电压Vr上的变化导致的变压器型起源的第一分量，和由于移动部件相对于固定绕组的相对运动导致的第二分量，该电动势正比于由移动部件的位置相对于预定基准所确定的角度θ的正弦或余弦。当励磁绕组或移动部件的特定磁极与两个固定绕组之一对准时选择θ＝0，用于固定绕组端部处的电压信号Vs1和Vs2的表达式分别为：Vr(t)＝VRsin(ωt)vs1＝VR·sin(ω·t)·cos(θ)vs2＝VR·sin(ω·t)·sin(θ)移动部件角位置的正弦和余弦利用在绕组励磁上存在的角频率ω在幅度上调制载波(carrier)。从固定绕组端部处的电压信号Vs1和Vs2，通过解调制，能够得到角度θ的估计值。在电动马达的生产线中，旋转变压器的移动部件和固定部件在随机的未确定的位置下稳定地附连到电机，或作为替代方案，如果用于旋转变压器相对于马达定子进行装配的控制程序在接近标称值的位置下设置，考虑到装配公差，由此在旋转变压器的基准位置和电动马达最小磁阻的基准位置之间建立偏差，通常已知为旋转变压器的偏移。该位置在电动马达的装配线结束时进行测量，并作为旋转变压器的预定偏移存储在马达控制单元内的存储器中。用于校准旋转变压器偏移的方法从美国2014/015457已知。在电动马达的正常操作中，控制单元基于旋转变压器获知旋转变压器偏移的输出信号能够确定马达的正确角位置(定子和转子之间的相互角位置)。在电动马达的正常操作期间，有可能例如在转子上以相对于在生产现场施加的预定偏移而改变旋转变压器的偏移的方式发生异常。如果马达的控制单元不能识别旋转变压器偏移上的改变，则后者即旋转变压器就不再能够确定马达的正确角位置或马达的最小磁阻位置，这会导致提供较低的扭矩或产生甚至严重的不利之处，诸如当车辆正在被驱动时在加速和减速方面的意想不到的行为，以及作为马达错误控制的结果，导致确定马达驱动轴受阻的转子破裂或小齿轮破裂。同样不利的是，在用于驱动的起动阶段中使用电动马达的情况下，由控制单元对转子位置的错误解译可导致施加到驱动轴的扭矩的符号正负性方面相对于所要求的颠倒，造成车辆移动在与所希望方向的相反方向上移动，结果这会对于车上或其周围的人造成严重风险。
技术实现思路
从而本专利技术的目的在于提供解决上述问题、同时避免已知技术缺点的满意的解决方案。具体地，本专利技术的目的是提供一种方法，其可在电动马达上实施，以便识别旋转变压器偏移的改变，例如意外导致的旋转变压器偏移的改变，即用于识别旋转变压器的实际偏移是否对应于旋转变压器的预定偏移。根据本专利技术，这样的目的通过具有权利要求1所述特征的用于诊断电机旋转变压器偏移的方法来实现。具体的实施例形成从属权利要求的主题，其内容意旨形成本说明书的一体的组成部分。本专利技术的另一主题是布置成用于实施本专利技术方法的用于诊断电机的旋转变压器偏移的系统。总而言之，本专利技术基于诊断电机旋转变压器偏移的原理，先验已知由于在生产现场确定，目的是确定关于电机角位置的信息的正确性，即验证旋转变压器预定偏移的有效性，即验证旋转变压器的预定偏移和旋转变压器的实际偏移之间的对应关系。电机旋转变压器的偏移诊断意味着验证旋转变压器的角位置与电机转子和定子之间的相互角位置之间的正确定相。假定偏移的正确性，即旋转变压器的实际偏移与旋转变压器的预定偏移的对应性，通过以脉冲模式在假定的最小磁阻的预设配置下以及在预设位置下激励马达来验证，假定的最小磁阻作为先验已知的旋转变压器偏移的函数来确定，预设位置相对于假定的最小磁阻位置在角度上位移校准值。电机最小磁阻的位置是已知位置(从获知旋转变压器的预定偏移的旋转变压器获得)，所述已知位置从定子相(通常与相位a相关联)的磁轴和转子轴之间的相移而获得，转子轴与同磁场线更不一致的磁路重合。换言之，最小磁阻配置是这样的一种配置，对于这种配置，施加到电机相位的电压专门确定在与电机相位对准的轴线上的励磁电流，由此不产生电磁驱动扭矩。附图说明本专利技术的进一步的特征和优点将在参照所附附图通过非限制性实例方式给出的一个实施例的以下详细描述中更详细地呈现，其中：图1是电动马达中的电流从三相基准系统(ABC)变换到旋转两相基准系统(d-q)的代表图；图2示出在本专利技术主题方法应用条件下的电流d-q的演变；图3a-3c示出在本专利技术主题方法应用条件下的对于电流d-q的相位比较；以及图4是用于诊断电机旋转变压器偏移的系统的框图，其布置成用于应用本专利技术主题方法。具体实施方式为了正确地理解本专利技术主题的方法，在下文经由介绍的方式，将数学理论以基准系统从三相基准系统(电机的相位A，B，C)到旋转两相基准系统(d-q)的直接和逆向变换(“帕克变换”)来呈现，其旋转时对准电机的转子，反之亦然。在图1中，转子的旋转速度用ω表示，轴线d为最小磁阻的轴线，以及轴线q在相对于所述轴线d正交的相位下。考虑到电流的变换(但相同的变换也适用于电压)，基准系统ABC首先转换成静止的基准系统d-q(在图中以顶点s示出)，其中轴线通过变换矩阵位于静止的基准下：本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于诊断电机旋转变压器偏移的方法，其包括：获取旋转变压器的与所述电机相关联的预定偏移；在第一瞬态下，将励磁电流供应到所述电机的相位，以便确定在与所述电机转子相关联的旋转两相基准系统(d‑q)中电机最小磁阻的轴线上的探测励磁电流的注入，其中所述最小磁阻轴线的位置作为旋转变压器所述预定偏移的函数来确定；作为所述励磁电流的结果，确定在最小磁阻轴线上建立的电流和在相对于最小磁阻轴线在相位上正交的轴线上建立的电流，其作为在所述电机的相位上所检测到的电流的函数；其特征在于所述方法进一步包括：分别在第二和第三瞬态下，将励磁电流供应到所述电机的相位，以便确定探测励磁电流到所述电机最小磁阻轴线上的注入，其中所述最小磁阻轴线位置作为旋转变压器的偏移变化的函数来确定，旋转变压器的所述偏移相对于旋转变压器的预定偏移以超过或不足预定偏移的方式改变预定的偏差量；如果在第一瞬态下在最小磁阻轴线上建立的电流高于在第二或第三瞬态下在最小磁阻轴线上建立的电流，或者如果在第一瞬态下在相对于最小磁阻轴线在相位上正交的轴线上建立的电流低于在第二或第三瞬态下在相对于最小磁阻轴线在相位上正交的轴线上建立的电流，则诊断旋转变压器的预定偏移的正确性；或者如果在第一瞬态下在最小磁阻轴线上建立的电流低于在第二或第三瞬态下在最小磁阻轴线上建立的电流，或者如果在第一瞬态下在相对于最小磁阻轴线在相位上正交的轴线上建立的电流高于在第二或第三瞬态下在相对于最小磁阻轴线在相位上正交的轴线上建立的电流，则诊断旋转变压器的预定偏移上的误差。...

【技术特征摘要】
2014.08.11 IT TO2014A0006541.用于诊断电机旋转变压器偏移的方法，其包括：
获取旋转变压器的与所述电机相关联的预定偏移；
在第一瞬态下，将励磁电流供应到所述电机的相位，以便确定在与所述
电机转子相关联的旋转两相基准系统(d-q)中电机最小磁阻的轴线上的探
测励磁电流的注入，其中所述最小磁阻轴线的位置作为旋转变压器所述预
定偏移的函数来确定；
作为所述励磁电流的结果，确定在最小磁阻轴线上建立的电流和在相对
于最小磁阻轴线在相位上正交的轴线上建立的电流，其作为在所述电机的
相位上所检测到的电流的函数；
其特征在于所述方法进一步包括：
分别在第二和第三瞬态下，将励磁电流供应到所述电机的相位，以便确
定探测励磁电流到所述电机最小磁阻轴线上的注入，其中所述最小磁阻轴
线位置作为旋转变压器的偏移变化的函数来确定，旋转变压器的所述偏移
相对于旋转变压器的预定偏移以超过或不足预定偏移的方式改变预定的偏
差量；
如果在第一瞬态下在最小磁阻轴线上建立的电流高于在第二或第三瞬
态下在最小磁阻轴线上建立的电流，或者如果在第一瞬态下在相对于最小
磁阻轴线在相位上正交的轴线上建立的电流低于在第二或第三瞬态下在相
对于最小磁阻轴线在相位上正交的轴线上建立的电流，则诊断旋转变压器
的预定偏移的正确性；或者
如果在第一瞬态下在最小磁阻轴线上建立的电流低于在第二或第三瞬
态下在最小磁阻轴线上建立的电流，或者如果在第一瞬态下在相对于最小
磁阻轴线在相位上正交的轴线上建立的电流高于在第二或第三瞬态下在相
对于最小磁阻轴线在相位上正交的轴线上建立的电流，则诊断旋转变压器
的预定偏移上的误差。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
如果当探测励磁电流注入到确定为旋转变压器偏移函数的最小磁阻轴<...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·斯特凡尼，A·福西，R·贝特罗，M·雷蒙迪，C·卡泰里尼，
申请(专利权)人：马涅蒂马瑞利公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT