[发明专利]转子位置测量结构、电机及提高转子位置测量精度的方法

说明书

本发明公开了一种转子位置测量结构，包括转子、磁铁、转子位置传感器和磁屏蔽环。磁铁安装在转子的一端，并跟随转子一起转动；转子位置传感器与磁铁相对设置；磁屏蔽环固定设置于转子位置传感器与磁铁之间，磁屏蔽环的中心通孔正对磁铁，且中心通孔与磁铁的形状和大小一致。本发明还公开了一种电机、以及提高电机的转子位置测量精度的方法。本发明能够屏蔽转子位置测量中的干扰源，修正干扰对测量结果带来的影响，从而提高了转子位置测量精度。

技术领域

本发明涉及电机控制技术。

背景技术

目前，弱混合动力汽车是采用混合励磁爪极电机作为起动发电机，即该电机同时作为启动电机和发电机使用。通过采用混合励磁方式，其兼有永磁发电机和电励磁发电机的优点，可以解决永磁发电机磁场不可调的缺点。当其作为启动电机时，电机控制中转子位置的测量精度会影响电机的工作效率和转矩波动。由于电机控制器是通过位置传感器感应转轴端部圆形磁铁的磁场在转动过程中的磁场变化来识别转子的位置，而定子线圈（励磁电流会有变化）、转子线圈（励磁电流的变化、转子自身的旋转）、转子永磁体（转子旋转会带来磁场变化）均会产生变化的外磁场，因而其均会对转子位置传感器对磁场的测量产生干扰。此外，位置传感器的信号输出还受到电源纹波的影响，电源纹波会在信号输出中产生噪音。另外，转轴端部的圆形磁体在安装过程中也必然会存在一定的位置偏差，这也会导致传感器感应到的磁场强度信号发生偏差。再者，控制器本身还会受到外界磁场的影响。可见，转子位置的测量精度会受到电机自身磁场（即前面提及的各种磁场）的干扰、控制器被磁场干扰、电源纹波、圆形磁体的安装位置偏差等诸多方面的影响。

现有的提高转子位置测量精度的方案多采用在电机的后端盖处(即面向PCB板背离磁传感器的一侧)加入磁屏蔽板降低磁场的干扰，但其效果有限，其只是屏蔽了来自磁场对控制器的次要干扰，无法有效的改善前述其它因素的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种转子位置测量结构，其能够减少电机自身磁场对转子位置传感器的干扰，提高转子位置传感器的测量精度。

本发明所要解决的进一步的技术问题在于提供一种能够提高电机的转子位置测量精度的方法。

本发明实施例提供了一种转子位置测量结构，包括转子、磁铁以及转子位置传感器，磁铁安装在转子的一端，并跟随所述转子一起转动；转子位置传感器与磁铁相对设置，其特点在于，转子位置测量结构还包括磁屏蔽环；磁屏蔽环固定设置于转子位置传感器与磁铁之间，磁屏蔽环的中心通孔正对磁铁，且中心通孔与磁铁的形状和大小一致。

本发明还提供了一种提高电机的转子位置测量精度的方法，该电机具有前述的转子位置测量结构，该提高电机的转子位置测量精度的方法包括以下步骤：

a、使电机匀速旋转；

b、控制器对电机的转子位置检测传感器输出的反映转子位置的正弦电压信号Uy和余弦电压信号Ux进行采样，获得多个采样点的正弦电压信号数据和余弦电压信号数据；

c、对多个采样点的正弦电压信号数据与余弦电压信号数据进行归一化处理，使正弦电压信号数据的幅值与余弦电压信号数据的幅值相等；

d、根据校正后的多个采样点的正弦电压信号数据和余弦电压信号数据通过计算得到多个采样点的实际测量的转子角度，建立多个转子转动周期的实际测量转子角度与采样点的对应关系；

e、将多个转子转动周期的实际测量转子角度与采样点的对应关系分别与标准的转子角度与采样点的对应关系进行比较，获得多个转子转动周期的转子角度测量误差与采样点的对应关系；

f、根据多个转子转动周期的转子角度测量误差与采样点的对应关系，获得转子角度测量误差平均值与一个转子转动周期内的转子角度的对应关系；