本發(fā)明涉及汽車驅(qū)動電機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種集成式油冷電機零位標定方法。

背景技術(shù)：

目前應用于新能源汽車的驅(qū)動電機類型有交流異步感應電機、永磁同步電機、直流電機、直流無刷電機等，其中，永磁同步電機因為具有效率高、功率密度大的特定，使用范圍最為廣泛。

控制永磁同步電機相對復雜，最常用的是矢量控制，即磁場定向控制。這種控制方式，需要準確獲取電機轉(zhuǎn)子的實際角度。實際應用中，電機的角位置傳感器檢測到的轉(zhuǎn)子位置和實際的轉(zhuǎn)子磁場位置之間通常存在著一個偏差，電機的零位標定過程就是要找到這個偏差值。

目前一般采用的零位標定方法，是用一個直流電源給電機的定子繞組通以小于額定電流的直流電，將電機轉(zhuǎn)子定位到一個平衡位置，通常是所受磁場力最小的位置。對于油冷電機，由于存在冷卻油的粘性等因素，電機轉(zhuǎn)子的定位角度容易與理論角度有偏差，從而影響角位置傳感器檢測到的轉(zhuǎn)子位置和實際轉(zhuǎn)子磁場之間相對角度的確定，進而會影響到電機的性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)一種適用于油冷永磁同步電機零位標定的系統(tǒng)和方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：電機零位標定系統(tǒng)，第一直流電源為被測電機供電，所述被測電機的輸出軸與位置傳感器剛性聯(lián)接，所述位置傳感器輸出被測電機的角度信號至信號處理模塊，系統(tǒng)設(shè)有用于驅(qū)動被測電機勻速轉(zhuǎn)動的標準機，所述標準機與被測電機的輸出軸相聯(lián)接，所述標準機的輸出軸上設(shè)有扭矩傳感器，所述扭矩傳感器輸出扭矩信號至信號處理模塊。

所述標準機為標準電機或測功機。

所述標準機經(jīng)驅(qū)動模塊由第二直流電源供電。

所述信號處理模塊輸出信號至數(shù)據(jù)存儲模塊存儲。

所述被測電機為混合動力汽車的動力電機。

基于所述電機零位標定系統(tǒng)的標定方法：

步驟1、第一直流電源給被測電機通2/3額定電流幅值的電流；

步驟2、第二直流電源給驅(qū)動模塊供電，驅(qū)動模塊為標準機輸出三相電流，標準機驅(qū)動被測電機勻速轉(zhuǎn)動；

步驟3、位置傳感器和扭矩傳感器獲取信號，扭矩最大的位置角度記為θ1，與扭矩最大位置相對應的位置角度記為θ2；

步驟4、取θ1和θ2的差值，記為δθ；

步驟5、記電機零位的允許閾值為α，若∣δθ∣≤α，則視為有效，進行下一步；若∣δθ∣≥α，則視為操作有誤，重復步驟1-步驟4，若仍然出現(xiàn)∣δθ∣≥α，則視為被測電機存在問題，判斷為標零失??；

步驟6、δθ計為電機的零位。

重復步驟1-5三次以上，獲取δθ的平均值，記為β，作為電機的零位。

所述步驟1開始前，通過第一直流電源給被測電機通2/3額定電流幅值的電流，待被測電機的轉(zhuǎn)子靜止后，通過外力撥動待被測電機轉(zhuǎn)子軸至另一電角度位置后撤掉外力后，觀察轉(zhuǎn)子是否會重新旋轉(zhuǎn)至首次靜止的位置。

本發(fā)明用于油冷電機的零位標定，特別是可以應用于混合動力汽車集成式油冷電機，不同于傳統(tǒng)零位標定過程將電機轉(zhuǎn)子定位在受力最小的位置，容易導致定位不準確，本發(fā)明模擬電機磁場定向控制實際工作過程，通過識別電機轉(zhuǎn)子受力最大的位置，可避免冷卻油對零位標定精度的影響，實現(xiàn)準確、高效的零位標定。

附圖說明

下面對本發(fā)明說明書中每幅附圖表達的內(nèi)容及圖中的標記作簡要說明：

圖1為電機零位標定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為電機零位標定方法流程圖；

上述圖中的標記均為：1、被測電機；2、位置傳感器；3、扭矩傳感器；4、標準機；5、驅(qū)動模塊；6、信號處理模塊；7、數(shù)據(jù)存儲模塊；8、第一直流電源；9、第二直流電源。

具體實施方式

如圖1所示，電機零位標定系統(tǒng)將標準機4與被測電機1的輸出軸相聯(lián)接，標準機4一般采用標準電機或測功機，電機位置傳感器2與被測電機1軸剛性聯(lián)接，電機位置傳感器2用于輸出電機轉(zhuǎn)子的角度信號，被測電機1和位置傳感器2的聯(lián)接方式和位置角度應和實際安裝情況一致，可以將被測電機1和位置傳感器2按使用需求聯(lián)接牢靠，作為一個整體進行零位標定。

標準機4的輸出軸上設(shè)有扭矩傳感器3，扭矩測量儀用于測量電機軸上的實際扭矩，標準機4用于驅(qū)動被測電機1勻速轉(zhuǎn)動，信號處理模塊6用于接收電機位置傳感器2和扭矩傳感器3反饋的信號并進行處理，數(shù)據(jù)存儲模塊7用于存儲零位信息。

直流電源產(chǎn)生兩相電壓，輸出給被測電機1，轉(zhuǎn)子在定子磁場里受電磁力作用。被測電機1在標準電機/測功機驅(qū)動下勻速旋轉(zhuǎn)。扭矩測量儀和位置傳感器2分別反饋轉(zhuǎn)子軸受力情況和被測電機1轉(zhuǎn)子實際位置信號給信號處理模塊6，信號處理模塊6以扭矩信號的波峰為基準，計算出扭矩信號和位置傳感器2信號的相位差值，并將該值作為電機的零位記錄到數(shù)據(jù)存儲模塊7中。

基于上述電機零位標定系統(tǒng)，如圖2所示標定方法如下：

通過第一直流電源8給被測電機1通2/3額定電流幅值的電流，電流從a相進，b相出，此時，被測電機1定子會產(chǎn)生定向的磁場，被測電機1轉(zhuǎn)子在該磁場力的作用下，沿轉(zhuǎn)子軸心線產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，理論上會旋轉(zhuǎn)至-30°電角度的位置，待轉(zhuǎn)子靜止后，通過外力撥動轉(zhuǎn)子軸至另一角度位置，撤掉外力后，觀察轉(zhuǎn)子是否會重新旋轉(zhuǎn)至首次靜止的位置；

待轉(zhuǎn)子受力平衡后執(zhí)行以下步驟：

步驟1、第一直流電源8繼續(xù)給被測電機1通2/3額定電流幅值的電流；

步驟2、第二直流電源9給驅(qū)動模塊5供電，驅(qū)動模塊5為標準機4輸出三相電流，標準機4采用轉(zhuǎn)速控制模式，驅(qū)動被測電機1勻速轉(zhuǎn)動；；

步驟3、待被測電機1轉(zhuǎn)動平穩(wěn)后，電機位置傳感器2和扭矩測量儀分別采集電機轉(zhuǎn)子的角度信號和轉(zhuǎn)子軸上的扭矩信號，并將上述信號反饋至信號處理模塊6中，信號處理模塊6對電機轉(zhuǎn)子的角度信號和轉(zhuǎn)子軸上的扭矩信號進行處理，轉(zhuǎn)子軸上的扭矩最大的位置，即扭矩信號的波峰，出現(xiàn)的位置角度記為θ1(按扭矩測量儀對正負扭矩的定義不同，扭矩波峰相位會出現(xiàn)在-120°或60°電角度位置)；同時記錄與扭矩信號波峰位置相對應的位置(波谷位置)傳感器信號，該角度記為θ2；

步驟4、取θ1和θ2的差值，記為δθ，即δθ＝θ2-θ1；

步驟5、記電機零位的允許閾值為α，若∣δθ∣≤α，則視為有效，進行下一步；若∣δθ∣≥α，則視為操作有誤，重復步驟1～步驟4，若仍然出現(xiàn)∣δθ∣≥α，則視為被測電機1存在問題，判斷為標零失?。?/p>

步驟6、重復以上步驟3次，取3次δθ的平均值，記為β，作為電機的零位，并記錄到數(shù)據(jù)存儲模塊7中。電機工作時，讀取旋轉(zhuǎn)變壓器信號，并用角度補償值β做校正，實現(xiàn)精確的磁場定向控制。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明揭示了一種電機零位標定系統(tǒng)，第一直流電源為被測電機供電，所述被測電機的輸出軸與位置傳感器剛性聯(lián)接，所述位置傳感器輸出被測電機的角度信號至信號處理模塊，系統(tǒng)設(shè)有用于驅(qū)動被測電機勻速轉(zhuǎn)動的標準機，所述標準機與被測電機的輸出軸相聯(lián)接，所述標準機的輸出軸上設(shè)有扭矩傳感器，所述扭矩傳感器輸出扭矩信號至信號處理模塊。本發(fā)明用于油冷電機的零位標定，特別是可以應用于混合動力汽車集成式油冷電機，不同于傳統(tǒng)零位標定過程將電機轉(zhuǎn)子定位在受力最小的位置，容易導致定位不準確，本發(fā)明模擬電機磁場定向控制實際工作過程，通過識別電機轉(zhuǎn)子受力最大的位置，可避免冷卻油對零位標定精度的影響，實現(xiàn)準確、高效的零位標定。

技術(shù)研發(fā)人員：任宗丹
受保護的技術(shù)使用者：奇瑞汽車股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.21
技術(shù)公布日：2017.09.15