[发明专利]用于诊断电机旋转变压器偏移的方法

说明书

一种用于诊断电机旋转变压器偏移的方法，其包括：获取旋转变压器的预定偏移；在第一瞬态下，将励磁电流供应到电机的相位，以确定将探测励磁电流注入到电机最小磁阻的轴线d上，轴线d的位置确定为旋转变压器预定偏移的函数；在第二和第三瞬态下，将励磁电流供应到电机的相位，以确定将探测励磁电流注入到电机轴线d上，轴线d的位置确定为旋转变压器的偏移的函数，该偏移相对于预定偏移以超过或不足预定偏移的方式改变预定的偏差量。如果在第一瞬态下在轴线d上建立的电流高于在第二或第三瞬态下在轴线d上建立的电流，或者如果在第一瞬态下在轴线q上建立的电流低于在第二或第三瞬态下在轴线q上建立的电流，则诊断旋转变压器的偏移的正确性。

技术领域

本发明通常涉及电机，以及具体地涉及用于识别电机中转子和定子相互定位的诊断方法，所述电机具体是具有内部磁铁的无刷电动马达，诸如像用于车辆的驱动马达。

更具体地，本发明涉及用于诊断电机旋转变压器偏移的方法。

背景技术

电机，诸如用于电动或混合动力车辆的电动起动马达或驱动马达，通常装备有用于检测角位置的装置或适于确定电机旋转轴和静止部之间的相互角位置的旋转变压器，相互角位置对应于转子和定子之间的相互角位置。

关于转子和定子之间角位置的信息在电机控制方面是不可缺少的，从而用于控制马达的包括用于产生马达励磁电流的逆变电路的单元能够控制以正确的方式将电流注入马达内，控制马达在所需方向上旋转。

旋转变压器是角位置的模拟变换器，其包括与转子或与电机旋转轴相关联的移动部件以及与定子或电机的另外静止部分相关联的固定部件。该旋转变压器包括正弦励磁电流(具有高于角速度的角频率ω)流动通过其的励磁绕组和电相位正交的两个固定绕组(刚性地附连到固定部件)。励磁绕组可刚性地附连到移动部件，或者如果移动部件具有至少一对磁极，则励磁绕组也可容纳在固定部件上。

旋转变压器的操作原理如下：设置成旋转的移动部件在固定绕组中诱导包括两个分量的电动势：由于励磁电压Vr上的变化导致的变压器型起源的第一分量，和由于移动部件相对于固定绕组的相对运动导致的第二分量，该电动势正比于由移动部件的位置相对于预定基准所确定的角度θ的正弦或余弦。当励磁绕组或移动部件的特定磁极与两个固定绕组之一对准时选择θ＝0，用于固定绕组端部处的电压信号V_s1和V_s2的表达式分别为：

V_r(t)＝V_Rsin(ωt)

v_s1＝V_R·sin(ω·t)·cos(θ)

v_s2＝V_R·sin(ω·t)·sin(θ)

移动部件角位置的正弦和余弦利用在绕组励磁上存在的角频率ω在幅度上调制载波(carrier)。从固定绕组端部处的电压信号V_s1和V_s2，通过解调制，能够得到角度θ的估计值。

在电动马达的生产线中，旋转变压器的移动部件和固定部件在随机的未确定的位置下稳定地附连到电机，或作为替代方案，如果用于旋转变压器相对于马达定子进行装配的控制程序在接近标称值的位置下设置，考虑到装配公差，由此在旋转变压器的基准位置和电动马达最小磁阻的基准位置之间建立偏差，通常已知为旋转变压器的偏移。

该位置在电动马达的装配线结束时进行测量，并作为旋转变压器的预定偏移存储在马达控制单元内的存储器中。

用于校准旋转变压器偏移的方法从美国2014/015457已知。

在电动马达的正常操作中，控制单元基于旋转变压器获知旋转变压器偏移的输出信号能够确定马达的正确角位置(定子和转子之间的相互角位置)。