一种电机转子位置采样的诊断方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电机转子位置采样的诊断方法、装置及设备，该电机转子位置采样的诊断方法包括：采集相邻两个周期的电机三相电流信号和电机转子位置信号；根据所述三相电流信号计算转子的电角速度，以及，根据所述转子位置信号计算转子的机械角速度；通过至少两个采样周期，根据所述电角速度与所述机械角速度之间的比值和电机极对数的差的绝对值诊断转子位置采样是否正常。本发明专利技术实施例的电机转子位置采样的诊断方法，利用相电流传感器为旋变解码芯片位置采集提供校验，不需要增加额外传感器，只需两个采样周期即可得出结果，实时性较好，避免了旋变解码芯片受到干扰时误诊断或不诊断的情况，提高了电机控制系统的稳定性。

Method, device and device for diagnosing motor rotor position sampling

The invention discloses a diagnostic method, device and equipment for motor rotor position sampling. The diagnostic method for motor rotor position sampling includes: collecting motor three-phase current signal and motor rotor position signal of two adjacent periods; calculating rotor angular velocity according to the three-phase current signal; and, according to the said three-phase current signal, calculating rotor angular velocity. The rotor position signal calculates the mechanical angular velocity of the rotor, and diagnoses whether the rotor position sampling is normal according to the absolute value of the ratio between the electrical angular velocity and the mechanical angular velocity and the difference between the motor pole logarithm. The diagnosis method of motor rotor position sampling according to the embodiment of the present invention uses the phase current sensor to provide a check for the position acquisition of the rotary decoder chip, does not need to add additional sensors, and only needs two sampling cycles to obtain the result. The method has good real-time performance and avoids misdiagnosis or non-diagnosis when the rotary decoder chip is disturbed. The stability of the motor control system is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种电机转子位置采样的诊断方法、装置及设备
本专利技术涉及电机驱动控制领域，尤其涉及一种电机转子位置采样的诊断方法、装置及设备。
技术介绍
车载永磁同步电机驱动控制系统主要包括电机、电机控制器与相关电路。车载永磁同步电机通常采用磁场定向控制，将命令扭矩转换为旋转空间电压矢量信号以驱动电机旋转，在此过程中需要实时采集相电流以及转子位置信号。车载电机控制系统对相电流以及转子位置的精度要求比价高，相电流采集一般使用电流传感器，转子位置采集使用旋转变压器加旋变解码芯片的方式。电动汽车为保证高等级扭矩安全需求，现有电动汽车电机驱动系统多采用三个电流传感器(其中两个实现扭矩控制功能，第三个冗余)，利用基尔霍夫电流定律(即电机三相电流和为0的原理)来解决单个电流传感器的故障诊断。而转子位置采样则只能依靠旋边解码芯片本身的诊断机制来保证采样信号的可靠性，一旦芯片受到干扰，很容易出现误诊断或不诊断的情况。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电机转子位置采样的诊断方法、装置及设备，解决了现有技术中电机转子位置采样容易出现误诊断或不诊断的问题。依据本专利技术的一个方面，提供了一种电机转子位置采样的诊断方法，包括：采集相邻两个周期的电机三相电流信号和电机转子位置信号；根据所述三相电流信号计算转子的电角速度，以及，根据所述转子位置信号计算转子的机械角速度；通过至少两个采样周期，根据所述电角速度与所述机械角速度之间的比值和电机极对数的差的绝对值诊断转子位置采样是否正常。可选地，根据所述三相电流信号计算转子的电角速度，以及，根据所述转子位置信号计算转子的机械角速度的步骤包括：根据相邻两个周期的三相电流信号，计算相邻两个周期的空间角度；根据相邻两个周期的所述空间角度，计算电角速度；根据相邻两个周期的转子位置信号，计算机械角速度。可选地，根据相邻两个周期的三相电流信号，计算相邻两个周期的空间角度的步骤包括：通过公式：分别，计算相邻两个周期的三相电流信号的合成矢量在α轴和β轴上的分量；通过公式：分别，计算相邻两个周期的空间角度；其中，iα为三相电流信号的合成矢量在α轴上的分量，iβ为三相电流信号的合成矢量在β轴上的分量，Ia、Ib、Ic分别为电机的三相电流信号，θI为三相电流信号的空间角度。可选地，根据相邻两个周期的所述空间角度，计算电角速度的步骤包括：根据公式：ωe＝(θI2-θI1)/Δt，计算转子的电角速度；其中，ωe为转子的电角速度，θI1为第一周期的三相电流信号的空间角度，θI2为第二周期的三相电流信号的空间角度，Δt为采样周期。可选地，根据相邻两个周期的转子位置信号，计算机械角速度的步骤包括：根据公式：ω＝(θ2-θ1)/Δt，计算得到转子的机械角速度；其中，ω为转子的机械角速度，θ1表示第一周期的转子位置信号，θ2表示第二周期的转子位置信号，Δt为采样周期。可选地，通过至少两个采样周期，根据所述电角速度与所述机械角速度之间的比值和电机极对数的差的绝对值诊断转子位置采样是否正常的步骤包括：判断是否大于预设值；若大于预设值，则确定转子位置采样异常，否则，确定转子位置采样正常；其中，ωe为转子的电角速度，ω为转子的机械角速度，λ为电机极对数。依据本专利技术的另一个方面，提供了一种电机转子位置采样的诊断装置，包括：采集模块，用于采集相邻两个周期的电机三相电流信号和电机转子位置信号；计算模块，用于根据所述三相电流信号计算转子的电角速度，以及，根据所述转子位置信号计算转子的机械角速度；诊断模块，用于通过至少两个采样周期，根据所述电角速度与所述机械角速度之间的比值和电机极对数的差的绝对值诊断转子位置采样是否正常。可选地，所述计算模块包括：第一计算单元，用于根据相邻两个周期的三相电流信号，计算相邻两个周期的空间角度；第二计算单元，用于根据相邻两个周期的所述空间角度，计算电角速度；第三计算单元，用于根据相邻两个周期的转子位置信号，计算机械角速度。可选地，所述第一计算单元包括：第一计算子单元，用于通过公式：分别，计算相邻两个周期的三相电流信号的合成矢量在α轴和β轴上的分量；第二计算子单元，用于通过公式：分别，计算相邻两个周期的空间角度；其中，iα为三相电流信号的合成矢量在α轴上的分量，iβ为三相电流信号的合成矢量在β轴上的分量，Ia、Ib、Ic分别为电机的三相电流信号，θI为三相电流信号的空间角度。可选地，所述第二计算单元具体用于：根据公式：ωe＝(θI2-θI1)/Δt，计算转子的电角速度；其中，ωe为转子的电角速度，θI1为第一周期的三相电流信号的空间角度，θI2为第二周期的三相电流信号的空间角度，Δt为采样周期。可选地，所述第三计算单元具体用于：根据公式：ω＝(θ2-θ1)/Δt，计算得到转子的机械角速度；其中，ω为转子的机械角速度，θ1表示第一周期的转子位置信号，θ2表示第二周期的转子位置信号，Δt为采样周期。可选地，所述诊断模块具体用于：判断是否大于预设值；若大于预设值，则确定转子位置采样异常，否则，确定转子位置采样正常；其中，ωe为转子的电角速度，ω为转子的机械角速度，λ为电机极对数。依据本专利技术的再一个方面，提供了一种电机转子位置采样的诊断设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述的电机转子位置采样的诊断方法的步骤。本专利技术的实施例的有益效果是：上述方案中的电机转子位置采样的诊断方法，将本来用于转矩控制的相电流采样值用于估算电机转子的电角速度，将计算得到的转子的电角速度与实际通过转子位置采样计算得到的机械角速度做对比，判断转子位置采样是否异常，不需要增加额外传感器，只需两个采样周期即可得出结果，实时性较好，用于转子位置采样在线诊断，避免了旋变解码芯片受到干扰时误诊断或不诊断的情况，提高了电机控制系统的稳定性。附图说明图1表示本专利技术实施例的电机转子位置采样的诊断方法的流程图；图2表示本专利技术实施例的图1中步骤12的具体流程示意图；图3表示本专利技术实施例的电机转子位置采样的诊断装置的结构框图；图4表示本专利技术实施例的图3中计算模块的具体结构框图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。如图1所示，本专利技术的实施例提供了一种电机转子位置采样的诊断方法，包括：步骤11、采集相邻两个周期的电机三相电流信号和电机转子位置信号；该实施例中，利用电流传感器采集相邻两个周期的电机的三相电流信号，分别为(Ia1、Ib1、Ic1)和(Ia2、Ib2、Ic2)；利用旋变解码芯片采集相邻两个周期的转子位置信号，分别为：θ1和θ2；其中，Ia1、Ib1、Ic1分别表示第一周期的三相电流信号，Ia2、Ib2、Ic2分别表示第二周期的三相电流信号，θ1表示第一周期的转子位置信号，θ2表示第二周期的转子位置信号。步骤12、根据所述三相电流信号计算转子的电角速度，以及，根据所述转子位置信号计算转子的机械角速度；该实施例中，根据所述三相电流信号计算转子的电角速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机转子位置采样的诊断方法，其特征在于，包括：采集相邻两个周期的电机三相电流信号和电机转子位置信号；根据所述三相电流信号计算转子的电角速度，以及，根据所述转子位置信号计算转子的机械角速度；通过至少两个采样周期，根据所述电角速度与所述机械角速度之间的比值和电机极对数的差的绝对值诊断转子位置采样是否正常。

【技术特征摘要】
1.一种电机转子位置采样的诊断方法，其特征在于，包括：采集相邻两个周期的电机三相电流信号和电机转子位置信号；根据所述三相电流信号计算转子的电角速度，以及，根据所述转子位置信号计算转子的机械角速度；通过至少两个采样周期，根据所述电角速度与所述机械角速度之间的比值和电机极对数的差的绝对值诊断转子位置采样是否正常。2.根据权利要求1所述的电机转子位置采样的诊断方法，其特征在于，根据所述三相电流信号计算转子的电角速度，以及，根据所述转子位置信号计算转子的机械角速度的步骤包括：根据相邻两个周期的三相电流信号，计算相邻两个周期的空间角度；根据相邻两个周期的所述空间角度，计算电角速度；根据相邻两个周期的转子位置信号，计算机械角速度。3.根据权利要求2所述的电机转子位置采样的诊断方法，其特征在于，根据相邻两个周期的三相电流信号，计算相邻两个周期的空间角度的步骤包括：通过公式：分别，计算相邻两个周期的三相电流信号的合成矢量在α轴和β轴上的分量；通过公式：分别，计算相邻两个周期的空间角度；其中，iα为三相电流信号的合成矢量在α轴上的分量，iβ为三相电流信号的合成矢量在β轴上的分量，Ia、Ib、Ic分别为电机的三相电流信号，θI为三相电流信号的空间角度。4.根据权利要求2所述的电机转子位置采样的诊断方法，其特征在于，根据相邻两个周期的所述空间角度，计算电角速度的步骤包括：根据公式：ωe＝(θI2-θI1)/Δt，计算转子的电角速度；其中，ωe为转子的电角速度，θI1为第一周期的三相电流信号的空间角度，θI2为第二周期的三相电流信号的空间角度，Δt为采样周期。5.根据权利要求2所述的电机转子位置采样的诊断方法，其特征在于，根据相邻两个周期的转子位置信号，计算机械角速度的步骤包括：根据公式：ω＝(θ2-θ1)/Δt，计算得到转子的机械角速度；其中，ω为转子的机械角速度，θ1表示第一周期的转子位置信号，θ2表示第二周期的转子位置信号，Δt为采样周期。6.根据权利要求1所述的电机转子位置采样的诊断方法，其特征在于，通过至少两个采样周期，根据所述电角速度与所述机械角速度之间的比值和电机极对数的差的绝对值诊断转子位置采样是否正常的步骤包括：判断是否大于预设值；若大于预设值，则确定转子位置采样异常，否则，确定转子位置采样正常；其中，ωe为转子的电角速度，ω为转子的机械角速度，λ为电机极对数。7.一种电机转子位置采样的诊断装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鹏程，余军，代康伟，李博，王亮，
申请(专利权)人：北京新能源汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11