[发明专利]一种车用永磁同步电机零位偏差辨识方法及系统

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机零位偏差辨识方法及系统，方法为设置多组不同的电压控制角，并同时进行d轴电流的采集，比较每个控制角下d轴电流的最大值，将d轴电流的最大值所对应的电压控制角作为永磁同步电机的参考初始角，而后以参考初始角为电压控制角，进行参考初始角角度的修正，修正后得到永磁同步电机的初始角，以永磁同步电机的初始角与编码器表征的电角度作差得到辨识零位角，将辨识零位角与设置的电机零位角进行比较，输出相应保护策略或进行零位角修正，系统包括电压控制器和永磁同步电机，有辨识精度高、辨识耗时短、辨识条件宽泛的特点。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机，具体涉及一种永磁同步电机零位偏差辨识方法及系统。

背景技术

永磁同步电机较其它电机具有效率高、功率密度大和转矩脉动小的优点。所以电动汽车领域多采用永磁同步电机进行驱动，永磁同步电机在运转时需要编码器得到电机转子的位置，由于电机的零位与编码器的零位一般不能对齐，所以在电机控制器中需要设置零位角，用以将从编码器读取的角度换算成电机控制时的同步电角度。而车辆在运行过程中电机定子或编码器会产生位移动，导致设置的零位角和实际的零位角偏差变大，零位角变大会引起永磁同步电机偏离最佳工作曲线运行，扭矩出现偏差，进而引起车辆加速无力或加速过猛，严重时会引起电机的非法加速或高速失控，影响行车安全和司乘人员的安全。

现有技术中的零位偏差辨识方法具有精度低，辨识耗时长，需要额外增加硬件电路如电压采样电路和过零检测电路等，而且辨识条件严格，需要电机自由转动，所以零位偏差不能提前辨识，不能提前发现风险。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种车用永磁同步电机零位偏差辨识方法及系统，具有辨识精度高和辨识时间短的特点。

一种永磁同步电机零位偏差辨识方法，包括如下步骤：

步骤一：电机控制器在永磁同步电机的d轴施加幅值不为零的电压，在q轴施加幅值为零的电压，设置多组不同的角度为电压控制角，同时采集不同角度下的d轴电流值，所述d轴为永磁同步电机参考同步旋转坐标系的d轴，所述q轴正方向由d轴逆时针旋转90度得到，所述电压控制角为永磁同步电机参考同步旋转坐标系的d轴与A相线圈法线的夹角；

步骤二：电机控制器根据采集到的d轴电流值，判断永磁同步电机是否缺相，若缺相，则输出缺相故障，若不缺相，则根据采集到的d轴电流值确定参考初始角；

步骤三：电机控制器以参考初始角作为电压控制角的参考，电压控制角根据采集到的d轴电流变化趋势在参考初始角的基础上进行微调，进行参考初始角修正处理，得到初始角θ，同时获取与初始角θ相对应的编码器第一表征角度Theta1；

步骤四：电机控制器以初始角θ为依据进行辨识，确认转子N极的位置，得到表征转子N极的位置辨识初始角S，同时读取编码器的AD值，得到与辨识初始角S对应的编码器的表征电角度SAD；

步骤五：判断编码器第一表征角度Theta1与辨识初始角S对应的编码器的表征电角度SAD的差值是否超过角度阈值，若超过，则辨识出错，未超过，则转入步骤六；

步骤六：将辨识初始角S与辨识初始角S对应的编码器的表征电角度SAD作差得到电机辨识零位角；

步骤七：将电机辨识零位角与设置的电机零位角比较，根据相应的保护策略输出相应的故障标志，或进行零位角修正处理。

步骤一中，d轴电压幅值按照调制度0.8设定；采集d轴电流值的采样点为开关周期的中点或开关周期的结束点，所述开关周期为逆变器控制IGBT功率管导通和截止的时间之和。

设置多组不同的角度为电压控制角的方法为，从0°开始，以180°/N的角度间隔设置成N组电压控制角，所述每一组电压控制角中包括一对电压控制角，每一对电压控制角的角度之差为180°。

步骤二中，判断永磁同步电机是否缺相以及确定参考零位角包括如下步骤：