一种永磁同步电机旋转变压器初始零位测量方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种永磁同步电机旋转变压器初始零位测量方法及系统，其方法包括：当电流矢量I

A method and system for measuring the initial zero position of permanent magnet synchronous motor resolver

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机旋转变压器初始零位测量方法及系统
本专利技术涉及永磁同步电机的控制
，尤其涉及一种永磁同步电机旋转变压器初始零位测量方法及系统。
技术介绍
永磁同步电机控制通常需要获取电机转子的实时位置信号。旋转变压器因其具有精度高、可靠性好，适应恶劣环境等的特点，被广泛应用于诸如电动汽车永磁电机等场合。旋转变压器与电机转子同轴连接，在初次装配中旋转变压器与电机转子的相对位置是随机的，从而造成旋变的初始零度位置(附图1中D轴方向)与实际转子磁极方向(附图1中d轴方向)存在偏差角θ0。为保证电机控制系统的正常运行和控制精度，需要通过一定的方法确定旋转变压器零位偏差。目前，测量电机旋转变压器的初始零位角度θ0的方法通常有两种。一种是应用PI电流调节器和PI电压调节器来调节d轴电压Ud为零时得到测量校正角度αc，但是，该方法需要针对旋变零位校准功能设置专门的软件或者硬件设施，而且在具体实施过程中需要调整PI参数来保证测量结果的准确性。另一种是利用电机反电势零点角度与旋转变压器角度信号做比较来确定初始零位，但是，该方法中对电机反电势过零位置的判断将很大程度影响到测量结果的准确性。综上，通常的旋变零位测量方法中，需要整定试验特定参数或增加特定试验设备，测量过程较为复杂，不便于操作。另一种常见方法则是通过对电机施加不同位置的电压矢量来实现测量，该方法会受到测量系统轴系摩擦力、电机定位力矩等因素的影响，测量精度不够准确。面对现有方法存在测量精度不高、测量设备和过程复杂等缺点，难以实现电机旋转变压器的初始零位角度简单方便的准确检测，实际生产中需要一种可以解决上述问题的永磁同步电机旋转变压器初始零位测量方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种永磁同步电机旋转变压器初始零位测量方法及系统，旨在解决目前电机旋转变压器的初始零位角度难以简单方便的准确检测的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种永磁同步电机旋转变压器初始零位测量方法，包括：当电流矢量Is相对与电机转子实际的交直轴坐标系dq轴的相位角θdq未知时，测功机拖动处于三相短路状态的被测电机运行至给定转速给定转速，记录稳定状态下的D轴电流和Q轴电流，根据D轴电流和Q轴电流反正切计算得到角度θDQ+和θDQ-，根据角度θDQ+和θDQ-通过θdq＝|θDQ+-θDQ-|/2计算得到角度θdq；当电流矢量Is相对与电机转子实际的交直轴坐标系dq轴的相位角θdq已知时，将处于三相短路状态的被测电机拖动正转至给定转速nref，记录稳定状态下的D轴电流和Q轴电流，根据D轴电流和Q轴电流反正切计算得到稳定状态下电流矢量Is在旋转变压器读数建立的DQ坐标系中的相位角θDQ；根据得到的角度θDQ和已知的角度θdq计算电机旋转变压器的初始零位角度θ0＝θDQ-θdq。为实现上述目的，专利技术提供了一种永磁同步电机旋转变压器初始零位测量方法，包括：当电流矢量Is相对与电机转子实际的交直轴坐标系dq轴的相位角θdq未知时，测功机拖动处于三相短路状态的被测电机运行至给定转速给定转速，记录稳定状态下的D轴电流和Q轴电流，根据D轴电流和Q轴电流反正切计算得到角度θDQ+和θDQ-，根据角度θDQ+和θDQ-通过θdq＝|θDQ+-θDQ-|/2计算得到角度θdq；当电流矢量Is相对与电机转子实际的交直轴坐标系dq轴的相位角θdq已知时，将处于三相短路状态的被测电机拖动反转至给定转速nref，记录稳定状态下的D轴电流和Q轴电流，根据D轴电流和Q轴电流反正切计算得到稳定状态下电流矢量Is在旋转变压器读数建立的DQ坐标系中的相位角θDQ；根据得到的角度θDQ和已知的角度θdq计算电机旋转变压器的初始零位角度θ0＝θDQ+θdq。与现有技术相比，本专利技术公开的一种永磁同步电机旋转变压器初始零位测量方法，当电机稳定运行于给定转速nref时，由于存在转动摩擦力等阻力因素，电流矢量Is会稳定于与d轴负半轴呈θDQ夹角的位置，对于角度θDQ，当电机正转至给定转速nref时，角度θDQ和初始零位角度θ0存在关系式θ0＝θDQ-θdq；当电机正转至给定转速nref时，角度θDQ和初始零位角度θ0存在关系式θ0＝θDQ+θdq；故而当角度θdq已知时，可以根据计算式θ0＝θDQ±θdq得到初始零位角度θ0。而对于同一测试系统，电流矢量Is相对与电机转子实际的交直轴坐标系dq轴的相位角θdq是确定的，在给定转速n下，电机正转和反转时Isn±在真实dq坐标系下的角度是相等的，即：|θdq+|＝|θdq-|,其中θdq+和θdq-分别表示电机正转和电机反转时电流矢量相较于dq轴的位置。故而，分别计算在转速值相同的条件下，电机处于正转n+时的电流矢量Isn+相对于DQ轴的位置θDQ+和电机处于反转n-时的电流矢量Isn-相对于DQ轴的位置θDQ-。由于存在θ0＝θDQ+-θdq+＝θDQ-+θdq-，可得θdq＝|θDQ+-θDQ-|/2。本专利技术利用对于参数一定的电机及台架系统，在三相短路状态下，电流矢量在电机真实dq坐标系下的相位是一确定值的原理，简化了测量旋变零位的过程，适用于批量的电机旋变初始位置标定工作。同时，该方法考虑了电机转动过程中的摩擦力等阻力矩的影响，有效克服了永磁同步电机定位力矩在静态测量时的影响，具有较高的测量精度。提供了一种可以简单方便的准确测量永磁同步电机旋转变压器初始零位的方法，解决了现有方法存在测量精度不高、测量设备和过程复杂等缺点，难以实现电机旋转变压器的初始零位角度的简单方便的准确检测的问题。进一步的，所述记录稳定状态下的D轴电流和Q轴电流，根据D轴电流和Q轴电流反正切计算得到稳定状态下电流矢量Is在旋转变压器读数建立的DQ坐标系中的相位角θDQ包括以下步骤：记录稳定状态下的D轴电流iD和Q轴电流iQ；根据计算式θDQ＝arctan(|iQ|/|iD|)计算得到稳定状态下电流矢量Is在旋转变压器读数建立的DQ坐标系中的相位角θDQ。本专利技术一个优选的实施例中，通过D轴电流iD和Q轴电流iQ简单方便的得到角度θDQ。具体而言，由于表示由旋转变压器角度信号通过Clark-park变换得到的交直轴坐标系，稳定状态下的D轴电流iD和Q轴电流iQ满足iD＝-Is·cos(θDQ)和iQ＝Is·sin(θDQ),由此可知θDQ＝arctan(|iQ|/|iD|)。故而，通过记录稳定状态下的D轴电流iD和Q轴电流iQ结合计算式可以简单方便的得到电流矢量Is在旋转变压器读数建立的DQ坐标系中的相位角θDQ的值，提供了一个简单快速的计算θDQ值的实施例。进一步的，所述角度θDQ+和θDQ-通过以下步骤计算得到；测功机拖动处于三相短路状态的被测电机运行至给定转速n+，记录稳定状态下的D轴电流iD+和Q轴电流iQ+，根据计算式θDQ+＝arctan(|iQ+|/|iD+|)计算得到此时电流矢量Isn+在旋转变压器读数建立的DQ坐标系中的相位角θDQ+；测功机反方向拖动处于三相短路状态的被测电机运行至给定转速n-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步电机旋转变压器初始零位测量方法，其特征在于，包括：/n当电流矢量I

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机旋转变压器初始零位测量方法，其特征在于，包括：
当电流矢量Is相对与电机转子实际的交直轴坐标系dq轴的相位角θdq未知时，测功机拖动处于三相短路状态的被测电机运行至给定转速给定转速，记录稳定状态下的D轴电流和Q轴电流，根据D轴电流和Q轴电流反正切计算得到角度θDQ+和θDQ-，根据角度θDQ+和θDQ-通过θdq＝|θDQ+-θDQ-|/2计算得到角度θdq；
当电流矢量Is相对与电机转子实际的交直轴坐标系dq轴的相位角θdq已知时，将处于三相短路状态的被测电机拖动正转至给定转速nref，记录稳定状态下的D轴电流和Q轴电流，根据D轴电流和Q轴电流反正切计算得到稳定状态下电流矢量Is在旋转变压器读数建立的DQ坐标系中的相位角θDQ；
根据得到的角度θDQ和已知的角度θdq计算电机旋转变压器的初始零位角度θ0＝θDQ-θdq。


2.一种永磁同步电机旋转变压器初始零位测量方法，其特征在于，包括：
当电流矢量Is相对与电机转子实际的交直轴坐标系dq轴的相位角θdq未知时，测功机拖动处于三相短路状态的被测电机运行至给定转速给定转速，记录稳定状态下的D轴电流和Q轴电流，根据D轴电流和Q轴电流反正切计算得到角度θDQ+和θDQ-，根据角度θDQ+和θDQ-通过θdq＝|θDQ+-θDQ-|/2计算得到角度θdq；
当电流矢量Is相对与电机转子实际的交直轴坐标系dq轴的相位角θdq已知时，将处于三相短路状态的被测电机拖动反转至给定转速nref，记录稳定状态下的D轴电流和Q轴电流，根据D轴电流和Q轴电流反正切计算得到稳定状态下电流矢量Is在旋转变压器读数建立的DQ坐标系中的相位角θDQ；
根据得到的角度θDQ和已知的角度θdq计算电机旋转变压器的初始零位角度θ0＝θDQ+θdq。


3.根据权利要求1或2所述的一种永磁同步电机旋转变压器初始零位测量方法，其特征在于，所述记录稳定状态下的D轴电流和Q轴电流，根据D轴电流和Q轴电流反正切计算得到稳定状态下电流矢量Is在旋转变压器读数建立的DQ坐标系中的相位角θDQ包括以下步骤：
记录稳定状态下的D轴电流iD和Q轴电流iQ；
根据计算式θDQ＝arctan(|iQ|/|iD|)计算得到稳定状态下电流矢量Is在旋转变压器读数建立的DQ坐标系中的相位角θDQ。


4.根据权利要求1或2所述的一种永磁同步电机旋转变压器初始...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨康，夏铸亮，赵小坤，黄慈梅，叶健豪，刘呈超，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44