[发明专利]电动汽车用永磁同步电机的自动标定系统及方法

权利要求书

1.一种电动汽车用永磁同步电机的自动标定方法，构建自动标定系统，该系统包括直流电源、被测电机、测功机、第一电机控制器、第二电机控制器、扭矩速度传感器、信息发送单元和工控机，所述被测电机和测功机轴连接，所述直流电源分别与所述第一电机控制器和第二电机控制器电连接以提供直流电压，所述第一电机控制器与所述被测电机电连接并控制被测电机运行，所述第二电机控制器与所述测功机电连接并控制测功机运行，所述扭矩速度传感器分别与所述被测电机和测功机机械连接以采集扭矩和速度信息，所述信息发送单元分别与所述扭矩速度传感器和工控机电连接以将采集的扭矩和速度信息传输至所述工控机，所述工控机分别与所述第一电机控制器和第二电机控制器电连接以发送指令和接受反馈信息，其特征在于本方法包括如下步骤：

步骤一、对第一电机控制器进行电流校准，保证电流准确性，第一电机控制器进行死区补偿和旋变偏移量校准，测量被测电机定子电阻Rs，以保证标定的精确度；

步骤二、工控机向第二电机控制器发送速度指令，使测功机旋转在一个设定转速，测功机拖动被测电机一起旋转，并保证设定转速下测功机和被测电机不进入弱磁区；

步骤三、工控机向第一电机控制器发送运行电流指令，并设定最大电流I_max、间隔电流I_step、最大扭矩T_{e_max}、间隔时间△T；

步骤四、令电流指令从0开始按-I_step步长增加，每次增加，令从0开始按设定的间隔时间△T定时按间隔电流I_step增加，直至遍历所有可测的电流点，记录每次可测电流点的电流指令输出电压指令输出扭矩T_e、被测电机定子温度Temp和电机转速ω_e，其中T_e为扭矩速度传感器检测的扭矩值；

步骤五、当增加至-I_max或增加至I_max、或T_e≥T_{e_max}时结束，并且命令快速下降至0；

步骤六、将每次记录的T_e、Temp、ω_e形成数据表格，根据数据表格计算同步旋转坐标系DQ轴定子磁通λ_d、λ_q，

R_s(T)＝R_s[1+0.00393(T-T₀)] (2)

其中：R_s(T)为被测电机定子电阻Rs的温度补偿电阻，T₀为初始测量定子电阻时的定子温度值，T为实时定子温度值；

步骤七、将计算出的定子磁通λ_d、λ_q并入数据表格，形成永磁同步电机全状态数据表并存储；

步骤八、根据全状态数据表中的T_e建立最大扭矩电流比曲线，由T_e拟合成一个三维曲面，根据拟合后的三者关系，以设定的扭矩步长为间隔建立等扭矩曲线，然后找出每条等扭矩曲线上最小的点将这些点连接起来形成最大扭矩电流比曲线，同时记录这些点，形成一个最优转矩控制MTPA表格；

步骤九、根据全状态数据表中的λ_d、λ_q拟合得到和的关系曲面，固定一个转速点ω_e，扭矩命令以设定的扭矩步长从0开始递增，直到该转速点ω_e下允许的最大扭矩值；通过MTPA表格得到该扭矩命令所对应的点，以通过查找和关系曲面得到(λ_d,λ_q)，并通过下式得到定子电压：

步骤十、如果满足则该扭矩命令所对应的点可以在该转速点ω_e下运行；否则，以定步长使得递减得到查找由T_e拟合的三维曲面得到以新的重复步骤九，直至满足为止；如果当时依然无法成立，则当前转速点ω_e无法运行到此扭矩命令其中u_smax和i_smax分别为电机运行的极限电压和极限电流；

步骤十一、以定步长增大转速ω_e，重复步骤九，直到遍历所有转速ω_e下的所有扭矩命令并且以扭矩步长为列间隔、速度步长为行间隔记录下所有满足条件的生成电机控制需要的表格；

步骤十二、根据表格，实现永磁同步电机的最优电流控制，提高电机控制系统的效率。

2.根据权利要求1所述的电动汽车用永磁同步电机的自动标定方法，其特征在于：步骤五中命令快速下降的命令更新时间为工控机与第一电机控制器的通讯周期，命令更新步长为I_step。