直流电机参数标定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种直流电机参数标定方法及装置，方法包括在多种不同测试条件下，分别控制直流电机进行相应运行过程，在直流电机运行过程中，采集直流电机的电枢电流、电枢电压以及转子转速，计算得到多个转子温度对应的扭矩系数和电枢电阻，进而计算得到转子温度与扭矩系数和电枢电阻的关系公式。测试条件包括直流电机的转子温度、直流电机的工作电压和直流电机的负载，因此相同转子温度对应多种测试条件。根据多种测试条件计算得到的某个转子温度对应的扭矩系数和电枢电阻更加准确，进而使得热保护算法计算得到的直流电机温度更加准确，可以更好地保护直流电机不被烧毁。本发明专利技术中每种测试条件下直流电机的运行时间均较短，缩短了整个标定时间。

【技术实现步骤摘要】
直流电机参数标定方法及装置
本专利技术涉及直流电机
，更具体地说，涉及直流电机参数标定方法及装置。
技术介绍
由于直流电机具有成本低、响应快、调速效果好等特性，因此在现代汽车工业中受到了广泛应用。针对直流电机在有负载运动的情况下，容易过热烧毁的问题，目前通过热保护算法避免直流电机运行过热烧毁。热保护算法执行的具体过程是：根据直流电机的初始温度，匹配得到直流电机的扭矩系数K和电枢电阻R；根据扭矩系数K和电枢电阻R计算得到直流电机的当前运行电流；根据当前运行电流，匹配得到转子升温系数和定子升温系数，然后通过计算得到直流电机的温度；根据计算得到的温度是否到达阈值，来决定是否对电直流机进行热保护。扭矩系数K和电枢电阻R，与直流电机的转子温度基本呈线性关系。现有技术中，对于扭矩系数K和电枢电阻R的标定，测试条件少，导致扭矩系数K和电枢电阻R标定的不准确。以及现有标定过程中，使转子温度从室温上升至温度阈值，采集这个过程中的数据；将整个温度区间均分为若干个子温度区间，根据每个子温度区间采集的电枢电流、电枢电压和转子转速计算相应子温度区间的扭矩系数K和电枢电阻R。整个标定过程耗时较长。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种直流电机参数标定方法及装置，欲提高直流电机参数标定的准确度，以及减少标定耗时。为了实现上述目的，现提出的方案如下：第一方面，提供一种直流电机参数标定方法，应用于直流电机参数标定系统，所述直流电机参数标定方法包括：在多种不同测试条件下，分别控制直流电机进行相应运行过程，测试条件包括直流电机的转子温度、直流电机的工作电压和直流电机的负载；测试条件由所述直流电机参数标定系统配置，不同测试条件下的所述转子温度、所述工作电压和/或所述负载不同；在直流电机运行过程中，采集直流电机的电枢电流、直流电机的电枢电压以及直流电机的转子转速；根据在各相同转子温度测试条件下采集到的所述电枢电流、所述电枢电压以及所述转子转速，结合电枢电流公式，分别计算得到各相同转子温度测试条件下的扭矩系数和电枢电阻，电枢电流公式为：其中，每一相同转子温度测试条件下的扭矩系数和电枢电阻与该相同转系温度测试条件中的转子温度对应，I为电枢电流，U为电枢电压，ω为转子转速，K为扭矩系数，R为电枢电阻；根据计算得到的不同转子温度对应的扭矩系数和电枢电阻，利用拟合算法得到转子温度与扭矩系数和电枢电阻的关系公式。可选的，所述在多种不同测试条件下，分别控制直流电机进行相应运行过程，具体包括：在多种不同测试条件下，分别控制直流电机运行从第一位置走到第二位置，然后再从第二位置走回第一位置，第一位置到第二位置之间的距离使得直流电机在各种测试条件下的温升小于温升阈值。可选的，在控制直流电机运行从第二位置走回第一位置的步骤后，还包括：对直流电机进行降温处理，以使直流电机的转子温度降低到当前测试条件下的转子温度，然后控制直流电机运行从第一位置走到第二位置，再从第二位置走回第一位置。可选的，所述根据在各相同转子温度测试条件下采集到的所述电枢电流、所述电枢电压以及所述转子转速，结合电枢电流公式，分别计算得到各相同转子温度测试条件下的扭矩系数和电枢电阻，具体包括：根据在各相同转子温度测试条件下采集到的所述电枢电流、所述电枢电压以及所述转子转速，分别利用拟合算法计算得到各相同转子温度测试条件下电枢电流公式中的参数K和R。可选的，所述根据在各相同转子温度测试条件下采集到的所述电枢电流、所述电枢电压以及所述转子转速，结合电枢电流公式，分别计算得到各相同转子温度测试条件下的扭矩系数和电枢电阻，具体包括：对于每个相同转子温度的不同测试条件，分别根据采集到的所述电枢电流、所述电枢电压以及所述转子转速，结合电枢电流公式，计算得到与每个相同转子温度的不同测试条件对应的扭矩系数和电枢电阻；分别计算得到与每个相同转子温度的所有测试条件对应的扭矩系数平均值，并将所述扭矩系数平均值作为与相应的转子温度对应的扭矩系数；分别计算得到与每个相同转子温度的所有测试条件对应的电枢电阻平均值，并将所述电枢电阻平均值作为与相应的转子温度对应的电枢电阻。可选的，所述直流电机参数标定系统包括：工控机、数据采集卡、电源、电机控制器和测试台架，所述测试台架包括：温度控制箱、电流传感器、扭矩传感器、测温仪和制动器；在测试时，直流电机、扭矩传感器、测温仪和制动器设置在温度控制箱内，方法包括；在多种不同测试条件下，分别利用电机控制器控制直流电机进行相应运行过程，测试条件包括直流电机的转子温度、直流电机的工作电压和直流电机的负载；由温度控制箱配置所述转子温度、电源配置所述工作电压、制动器配置所述负载，不同测试条件下的所述转子温度、所述工作电压和/或所述负载不同；在直流电机运行过程中，利用电流传感器采集直流电机的电枢电流，以及利用电机控制器采集直流电机的电枢电压以及直流电机的转子转速；工控机根据在各相同转子温度测试条件下采集到的所述电枢电流、所述电枢电压以及所述转子转速，结合电枢电流公式，分别计算得到各相同转子温度测试条件下的扭矩系数和电枢电阻，电枢电流公式为：其中，每一相同转子温度测试条件下的扭矩系数和电枢电阻与该相同转系温度测试条件中的转子温度对应，I为电枢电流，U为电枢电压，ω为转子转速，K为扭矩系数，R为电枢电阻；工控机根据计算得到的不同转子温度对应的扭矩系数和电枢电阻，利用拟合算法得到转子温度与扭矩系数和电枢电阻的关系公式。第二方面，提供一种直流电机参数标定装置，应用于直流电机参数标定系统，所述直流电机参数标定装置包括：运行控制单元，用于在多种不同测试条件下，分别控制直流电机进行相应运行过程，测试条件包括直流电机的转子温度、直流电机的工作电压和直流电机的负载；测试条件由所述直流电机参数标定系统配置，不同测试条件下的所述转子温度、所述工作电压和/或所述负载不同；数据采集单元，用于在直流电机运行过程中，采集直流电机的电枢电流、直流电机的电枢电压以及直流电机的转子转速；参数计算单元，用于根据在各相同转子温度测试条件下采集到的所述电枢电流、所述电枢电压以及所述转子转速，结合电枢电流公式，分别计算得到各相同转子温度测试条件下的扭矩系数和电枢电阻，电枢电流公式为：其中，每一相同转子温度测试条件下的扭矩系数和电枢电阻与该相同转系温度测试条件中的转子温度对应，I为电枢电流，U为电枢电压，ω为转子转速，K为扭矩系数，R为电枢电阻；拟合单元，用于根据计算得到的不同转子温度对应的扭矩系数和电枢电阻，利用拟合算法得到转子温度与扭矩系数和电枢电阻的关系公式。可选的，所述运行控制单元，具体用于：在多种不同测试条件下，分别控制直流电机运行从第一位置走到第二位置，然后再从第二位置走回第一位置，第一位置到第二位置之间的距离使得直流电机在各种测试条件下的温升小于温升阈值。可选的，所述运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电机参数标定方法，其特征在于，应用于直流电机参数标定系统，所述方法包括：/n在多种不同测试条件下，分别控制直流电机进行相应运行过程，测试条件包括直流电机的转子温度、直流电机的工作电压和直流电机的负载；测试条件由所述直流电机参数标定系统配置，不同测试条件下的所述转子温度、所述工作电压和/或所述负载不同；/n在直流电机运行过程中，采集直流电机的电枢电流、直流电机的电枢电压以及直流电机的转子转速；/n根据在各相同转子温度测试条件下采集到的所述电枢电流、所述电枢电压以及所述转子转速，结合电枢电流公式，分别计算得到各相同转子温度测试条件下的扭矩系数和电枢电阻，电枢电流公式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种直流电机参数标定方法，其特征在于，应用于直流电机参数标定系统，所述方法包括：
在多种不同测试条件下，分别控制直流电机进行相应运行过程，测试条件包括直流电机的转子温度、直流电机的工作电压和直流电机的负载；测试条件由所述直流电机参数标定系统配置，不同测试条件下的所述转子温度、所述工作电压和/或所述负载不同；
在直流电机运行过程中，采集直流电机的电枢电流、直流电机的电枢电压以及直流电机的转子转速；
根据在各相同转子温度测试条件下采集到的所述电枢电流、所述电枢电压以及所述转子转速，结合电枢电流公式，分别计算得到各相同转子温度测试条件下的扭矩系数和电枢电阻，电枢电流公式为：



其中，每一相同转子温度测试条件下的扭矩系数和电枢电阻与该相同转系温度测试条件中的转子温度对应，I为电枢电流，U为电枢电压，ω为转子转速，K为扭矩系数，R为电枢电阻；
根据计算得到的不同转子温度对应的扭矩系数和电枢电阻，利用拟合算法得到转子温度与扭矩系数和电枢电阻的关系公式。


2.根据权利要求1所述的直流电机参数标定方法，其特征在于，所述在多种不同测试条件下，分别控制直流电机进行相应运行过程，具体包括：
在多种不同测试条件下，分别控制直流电机运行从第一位置走到第二位置，然后再从第二位置走回第一位置，第一位置到第二位置之间的距离使得直流电机在各种测试条件下的温升小于温升阈值。


3.根据权利要求2所述的直流电机参数标定方法，其特征在于，在控制直流电机运行从第二位置走回第一位置的步骤后，还包括：
对直流电机进行降温处理，以使直流电机的转子温度降低到当前测试条件下的转子温度，然后控制直流电机运行从第一位置走到第二位置，再从第二位置走回第一位置。


4.根据权利要求1所述的直流电机参数标定方法，其特征在于，所述根据在各相同转子温度测试条件下采集到的所述电枢电流、所述电枢电压以及所述转子转速，结合电枢电流公式，分别计算得到各相同转子温度测试条件下的扭矩系数和电枢电阻，具体包括：
根据在各相同转子温度测试条件下采集到的所述电枢电流、所述电枢电压以及所述转子转速，分别利用拟合算法计算得到各相同转子温度测试条件下电枢电流公式中的参数K和R。


5.根据权利要求1所述的直流电流参数标定方法，其特征在于，所述根据在各相同转子温度测试条件下采集到的所述电枢电流、所述电枢电压以及所述转子转速，结合电枢电流公式，分别计算得到各相同转子温度测试条件下的扭矩系数和电枢电阻，具体包括：
对于每个相同转子温度的不同测试条件，分别根据采集到的所述电枢电流、所述电枢电压以及所述转子转速，结合电枢电流公式，计算得到与每个相同转子温度的不同测试条件对应的扭矩系数和电枢电阻；
分别计算得到与每个相同转子温度的所有测试条件对应的扭矩系数平均值，并将所述扭矩系数平均值作为与相应的转子温度对应的扭矩系数；
分别计算得到与每个相同转子温度的所有测试条件对应的电枢电阻平均值，并将所述电枢电阻平均值作为与相应的转子温度对应的电枢电阻。


6.根据权利要求1至5任一项所述的直流电流参数标定方法，其特征在于，所述直流电机参数标定系统包括：工控机、数据采集卡、电源、电机控制器和测试台架，所述测试台架包括：温度控制箱、电流传感器、扭矩传感器、测温仪和制动器；在测试时，直流电机、扭矩传感器、测温仪和制动器设置在温度控制箱内，方法包括；
在多种不同测试条件下，分别利用电机控制器控...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟钏楠，贾晟，张春慧，李宁，
申请(专利权)人：北京经纬恒润科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11