[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

说明书

本发明公开了一种电动汽车用永磁同步电机的自动标定系统及方法，本系统由被测电机和测功机及对应的电机控制器构成，扭矩速度传感器用于检测被测电机和测功机的扭矩和速度并通过信息发送单元传输至工控机，工控机分别与对应的电机控制器通讯连接。本方法通过工控机自动测量满足电机控制器极限电压和电流的所有电流命令值，记录下各个电流命令值下的定子电压、磁通、扭矩和温度等参数，通过插值拟合的方式找出满足电机控制的最优电流命令值。本系统及方法由于通过实际测量的数据进行标定，不仅精确度高，而且自动化运行，标定速度快，加快的新产品的开发进度，降低研发成本。

技术领域

本发明涉及一种电动汽车用永磁同步电机的自动标定系统及方法。

背景技术

永磁同步电机因其功率密度高、效率高、转速范围宽等优点而广泛应用于新能源电动汽车领域，然而要实现永磁同步电机的这些优点，必须对其进行精确的控制。车用永磁同步电机控制系统的内环为电流环，其从油门踏板或转速环接收扭矩命令，然后将扭矩命令解析成同步旋转坐标系中的电流命令值。目前普遍采用的解析原则是在特定转速下的某个转矩时的定子电流值最小，一般通过在台架上进行标定的方式得到不同转速下各个扭矩命令所对应的电流命令值。

传统的电机标定方法是根据电机控制器的最大电流、最大输出电压以及电机的最大扭矩等参数构造电机的数学模型，然后根据数学模型生成不同转速下各个扭矩对应的电流命令值，将这些电流命令值制成表格后烧录于电机控制器的微处理器中进行实际试验校准；由于电机本身的很多参数是未知量，在构造电机的数学模型时工程师只能根据个人经验设定一个初始值，然后通过实际试验反复进行校准，如此反复，需要花费很长时间，而且精度也不尽如人意，这些都限制了一个电动汽车用永磁同步电机控制系统的新产品的产品化进程和应用。

为了解决传统电机标定方法精度低，标定周期长等问题，本发明提供了一种新型的电机自动标定系统，自动标定台架如图1所示。本发明通过上位机自动测量满足电机控制器极限电压和电流的所有电流命令值，然后记录下各个电流命令值下的定子电压值、定子磁通、扭矩值和温度等参数，通过插值拟合的方式找出满足电机控制的最优电流命令值，该方法因为是通过实际测量的数据进行标定的，不仅精确度高，而且自动化运行，标定速度快，加快的新产品的开发进度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电动汽车用永磁同步电机的自动标定系统及方法，本系统结构简单，方便实现永磁同步电机的自动标定；本方法有效提高标定精度及效率，加快了新产品的开发及应用进程，降低了研发成本。

为解决上述技术问题，本发明电动汽车用永磁同步电机的自动标定系统包括直流电源、被测电机和测功机，所述被测电机和测功机轴连接，本系统还包括第一电机控制器、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和第二电机控制器分别与所述被测电机和测功机电连接并控制被测电机和测功机运行，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。

进一步，所述信息发送单元与工控机之间通过串行接口通讯连接，所述工控机与第一电机控制器和第二电机控制器之间通过CAN通讯接口连接。

一种电动汽车用永磁同步电机的自动标定方法包括如下步骤：

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；