电机转子位置的交叉检测系统和方法技术方案

本发明专利技术揭示了一种电机转子位置的交叉检测系统，电机的电源输入端经逆变器连接电源，所述电机包括机座、转子和定子，电机控制器控制所述电机的输出参数，所述电机上固定有旋转变压器，所述旋转变压器输出感应信号至选编解码器，所述选编解码器输出转子位置信号至电机控制器，高频注入信号发生器向所述逆变器输入端的每相分别发送信号，高频信号反馈检测装置连接所述逆变器输出端的每相并分离出注入信号的反馈信号，所述高频信号反馈检测装置输出转子位置信号至电机控制器。本发明专利技术的优点在于两路转子位置交叉检查，提高电机驱动可靠性，此外，还能提供一种故障行驶模式，避免电动汽车由于旋转变压器出现故障而需要拖车的情况。 1

Cross detection system and method for rotor position of motor

The invention discloses a cross detection system for the position of the motor rotor. The power supply of the motor is connected to the power source of the inverter. The motor includes the machine seat, the rotor and the stator. The motor controller controls the output parameters of the motor, and the motor is fixed with a rotating transformer. The rotating transformer outputs the induction signal to the motor. The selection decoder outputs the rotor position signal to the motor controller, the high frequency injection signal generator sends signals to each phase of the input end of the inverter, and the high frequency signal feedback detection device connects each phase of the inverter output end and separates the feedback signal of the injection signal, and the high frequency signal is the high frequency signal. The feedback detection device outputs the rotor position signal to the motor controller. The advantage of the invention is to cross check the position of two rotors and improve the reliability of motor drive. In addition, it can also provide a fault driving mode to avoid the condition that the electric vehicle is in need of a trailer because of the failure of the rotating transformer. One

【技术实现步骤摘要】
电机转子位置的交叉检测系统和方法
本专利技术涉及电机检测领域，尤其涉及新能源汽车用高可靠性永磁同步电机转子位置的交叉检测系统。
技术介绍
电动汽车，包括纯电动汽车和混合动力电动汽车，都有电力驱动系统。电驱动系统一般由直流电源(例如锂动力电池系统)、功率逆变器、电动机、必要的控制系统组成。现代高性能电动机大多使用磁场定向控制(FOC)或者“矢量”控制，要实现该控制技术需要精准地测量转子角位置。现有技术中，转子角度的位置通常由旋转变压器等位置传感器来测量。然而在现有技术中，旋转变压器是电机中最容易损坏的部件，一旦旋转变压器或其他位置传感器损坏，电机如果没有无传感器转子角位置的测量技术，电机将无法控制，电动汽车也就无法行驶。现有技术中，也存在多种适用于零速和低速情况下的转子角位置测量方法。一类方法依赖于转子的转子凸极性的空间变化的电磁场变化，这类方法只适用于内置永磁同步电机、同步开关磁阻电机等。一类是修正PWM试验脉冲激励法，这类方法利用对电机的高频阻抗(电凸极性和机械凸极性)进行激励获得反馈信号测量转子的位置，然而驱动电机电感低，测量阶段不控制电流会导致失控时间。还有一类是高频信号注入法，这类方法在具有内在凸极性的定子绕组上注入平衡高频信号，测量平衡高频信号对于定子电流或电压的影响，这类方法的测量精度依赖于凸极性，对于凸极性较低的电机，需要的注入信号幅度过高，会产生附加损失和噪音，且一般都只适用于低速。因此，目前并没有一种令人满意的电机转子位置的检测系统和方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是实现一种能够检测转子位置的系统，该系统在旋转变压器正常工作时能够降低检测误差提高可靠性，在旋转变压器出现故障时，还能以故障模式驱动。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：电机转子位置的交叉检测系统，电机的电源输入端经逆变器连接电源，所述电机包括机座、转子和定子，电机控制器控制所述电机的输出参数，所述电机上固定有旋转变压器，所述旋转变压器输出感应信号至选编解码器，所述选编解码器输出转子位置信号至电机控制器，高频注入信号发生器向所述逆变器输入端的每相分别发送信号，高频信号反馈检测装置连接所述逆变器输出端的每相并分离出注入信号的反馈信号，所述高频信号反馈检测装置输出转子位置信号至电机控制器。所述电机为永磁驱动电机，所述逆变器将直流功率转变为三相交流功率输送到电机。所述电机为电动汽车的动力电机，所述电机控制器连接电动汽车的整车控制器。基于所述电机转子位置的交叉检测系统的检测方法：当电机零速和低速工作时，选编解码器和高频信号反馈检测装置同时检测转子位置并输送至电机控制器，电机控制器将两路转子位置检测结果互相校验；若校验结果为旋转变压器正常，则高频注入信号发生器、高频信号反馈检测装置间歇工作；若校验结果为旋转变压器故障，则电机控制器进入故障模式，仅由高频注入信号发生器、高频信号反馈检测装置检测转子位置。当电机高速工作时，仅由旋转变压器检测转子位置，高频注入信号发生器、高频信号反馈检测装置停止工作。当校验结果为旋转变压器故障时，电机控制器限制电机仅能以低速状态工作。所述高频注入信号发生器注入逆变器每相信号的相位关系为asinωt、asin(ωt-2/3π)、asin(ωt+2/3π)。一种电动汽车，包括所述的电机转子位置的交叉检测系统，当汽车在零速驻车以及低速行驶时，旋转变压器、选编解码器检测转子位置，高频注入信号发生器、高频信号反馈检测装置同时检测转子位置，两路检测结果互相校验，校验结果如果为旋转变压器正常，高频注入信号发生器、高频信号反馈检测装置在低速下间歇工作，仅作为转子位置测量准确性的交叉检查，若检测到旋转变压器故障，则电机控制器进入故障模式，仅由高频注入信号发生器、高频信号反馈检测装置检测转子位置，电动汽车低速行驶；当汽车高速行驶时，旋转变压器检测转子位置，高频注入信号发生器、高频信号反馈检测装置停止工作。旋转变压器在汽车高速行驶中出现故障后，电机控制器暂停电机输出，待电机转速降低到高频注入信号发生器、高频信号反馈检测装置的有效检测范围内，再开启故障模式，低速行驶。本专利技术的优点在于两路转子位置交叉检查，提高电机驱动可靠性，此外，还能提供一种故障行驶模式，避免电动汽车由于旋转变压器出现故障而需要拖车的情况。附图说明下面对本专利技术说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：图1为电机转子位置的交叉检测系统结构示意图。具体实施方式如图1所示电机转子位置的交叉检测系统包含电机、旋转变压器、选编解码器、电机控制器、高频信号发生器、逆变器、线束、高频信号反馈检测装置。电机，为永磁驱动电机，主要由机座、转子、定子组成。旋转变压器，是一种输出电压与转子转角保持一定函数关系的感应式微电机。选编解码器，是根据旋转变压器输出电压与转子转角函数关系，将旋转变压器输出电压解码为转子角位置的装置。电机控制器，是根据整车控制器的电机输出要求，控制电机的输出参数的装置。电机控制器为了控制电机的转动输出，需要准确的电机转子位置。高频信号发生器，生成三路信号以注入逆变器，三路信号的相位关系为，asinωt，asin(ωt-2/3π)，asin(ωt+2/3π)。逆变器，是根据电机控制器的要求，将储能系统的直流功率转变为三相交流功率，输送到电机。高频信号反馈检测装置，是从电机的三相输入线中，分离出注入信号的反馈信号，并解析出转子位置的装置。线束，分为功率线束和信号线束，给上述各种部件合理的电连接。电机转子位置的检测方法，在零速和低速情况下(低速为自定义的一个电机转速值，该定义值之下为低速，之上为高速)，旋转变压器、选编解码器检测转子位置，高频注入信号发生器、高频信号反馈检测装置同时检测转子位置，两路检测结果互相校验。校验结果如果为旋转变压器正常，高频注入信号发生器、高频信号反馈检测装置在低速下间歇工作，仅作为转子位置测量准确性的交叉检查，则电机进入高速转动后，旋转变压器检测转子位置，高频注入信号发生器、高频信号反馈检测装置停止工作。在零速和低速下检测到旋转变压器故障，则电机控制器进入故障模式，仅由高频注入信号发生器、高频信号反馈检测装置检测转子位置，电动汽车低速行驶。旋转变压器在高速情况下出现故障后，电机控制器暂停电机输出，待电机转速降低到高频注入信号发生器、高频信号反馈检测装置的有效检测范围内，再开启故障模式，低速行驶。不同于增程式电动汽车，纯电动汽车和插电式混合动力汽车，一旦电机不能正常工作，会导致电动车辆无法行驶，因此，使用本专利技术的技术方案后，能够给电动汽车的使用带来很大的便利。上面结合附图对本专利技术进行了示例性描述，显然本专利技术具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本专利技术的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本专利技术的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电机转子位置的交叉检测系统，电机的电源输入端经逆变器连接电源，所述电机包

【技术特征摘要】
1.电机转子位置的交叉检测系统，电机的电源输入端经逆变器连接电源，所述电机包括机座、转子和定子，电机控制器控制所述电机的输出参数，其特征在于：所述电机上固定有旋转变压器，所述旋转变压器输出感应信号至选编解码器，所述选编解码器输出转子位置信号至电机控制器，高频注入信号发生器向所述逆变器输入端的每相分别发送信号，高频信号反馈检测装置连接所述逆变器输出端的每相并分离出注入信号的反馈信号，所述高频信号反馈检测装置输出转子位置信号至电机控制器。2.根据权利要求1所述的电机转子位置的交叉检测系统，其特征在于：所述电机为永磁驱动电机，所述逆变器将直流功率转变为三相交流功率输送到电机。3.根据权利要求1或2所述的电机转子位置的交叉检测系统，其特征在于：所述电机为电动汽车的动力电机，所述电机控制器连接电动汽车的整车控制器。4.基于权利要求1-3所述电机转子位置的交叉检测系统的检测方法，其特征在于：当电机零速和低速工作时，选编解码器和高频信号反馈检测装置同时检测转子位置并输送至电机控制器，电机控制器将两路转子位置检测结果互相校验；若校验结果为旋转变压器正常，则高频注入信号发生器、高频信号反馈检测装置间歇工作；若校验结果为旋转变压器故障，则电机控制器进入故障模式，仅由高频注入信号发生器、高频信号反馈检测装置检测转子位置。5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长江，王世强，许年昌，
申请(专利权)人：江西精骏电控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36