电机标定方法及装置与流程

    专利查询2025-12-25  13


    本发明属于电机,具体涉及一种电机标定方法及装置。


    背景技术:

    1、永磁同步电机是新能源汽车的主要动力执行部件,电机系统效率对整车能耗和续航里程有重要影响。对于现有的车用永磁同步电机控制算法,在电机基速以下一般采用最大转矩电流比控制算法(mtpa),在电机基速以上采用mtpv控制。最大转矩电流比控制又称定子电流最小控制,即在给定转矩情况下,通过最优分配交直轴电流分量,实现定子电流最小,达到单位电流下输出转矩最大。基速以上的mtpv控制一般采用增加负的d轴电流来进一步提升电机转速,同时通过最优分配交直轴电流分量,实现定子电流最小,输出目标转矩。

    2、基速以下的mtpa控制和基速以上的mtpv控制,一般是通过电机标定的方式获得电机性能数据,从而得到最佳的交直轴电流分配。传统的mtpa标定方法是在每一个电流圆上,给定不同的dq电流组合,找出对应电流圆上的最大转矩。传统的mtpv标定方法是在基速以上,每一个转速下,给定不同的满足电压利用率为1的dq电流组合,找出对应转速下最大转矩。上述标定方法需要投入约2周的人力和台架资源,是一项非常消耗时间和资源的工作。


    技术实现思路

    1、本发明针对传统标定方法需要投入较多时间和资源的技术问题,目的在于提供一种电机标定方法及装置。

    2、为了解决前述技术问题,本发明的第一方面提供一种电机标定方法,所述电机标定方法包括:

    3、s1,获取待标定电机的电流扫点数据集(id,iq)以及对应的转矩和dq轴电压,其中id为电机基速以下预设转速的各阶梯的d轴电流,iq为各d轴电流对应的各阶梯的q轴电流;

    4、s2,根据所述电流扫点数据集(id,iq)以及对应的转矩,搜索各电流圆上的第一转矩值,筛选出所有第一转矩值中的最大转矩值,即为mtpa轨迹;

    5、s3,根据所述电流扫点数据集(id,iq)以及对应的dq轴电压,得到各磁链椭圆,搜索各磁链椭圆和最大电流圆的交点,即为弱磁一区轨迹,搜索各磁链椭圆上的第二转矩值,筛选出所有第二转矩值中的最大转矩值,即为弱磁二区轨迹,确定所述弱磁一区轨迹和所述弱磁二区轨迹的交点,将所述弱磁一区轨迹和所述弱磁二区轨迹进行合并,即为mtpv轨迹;

    6、s4,在所述mtpa轨迹和所述mtpv轨迹的包络线内,搜索各磁链椭圆和各转矩值的交点,即为最佳工作点。

    7、可选地,在如前所述的电机标定方法中,在步骤s1中,获取待标定电机的电流扫点数据集(id,iq)以及对应的转矩和dq轴电压,包括:

    8、s11,选择电机基速以下的一个转速作为预设转速,在所述预设转速下,给定一个初始d轴电流id;

    9、s12,q轴电流iq从0开始阶梯给定到最大值,记录每一组(id,iq)对应的转矩和dq轴电压;

    10、s13,从初始d轴电流id阶梯给定新的d轴电流id,重复步骤s12,直至d轴电流id达到最大值,完成第二象限内电流圆内的电流扫点。

    11、可选地,在如前所述的电机标定方法中,步骤s1,采用电机标定用测试台架进行电流扫点,获取待标定电机的电流扫点数据集(id,iq)以及对应的转矩和dq轴电压。

    12、可选地,在如前所述的电机标定方法中,步骤s2,采用全局搜索算法以及二维插值算法得到mtpa轨迹,具体为:

    13、设电流圆is从初始电流圆幅值isref开始阶梯给定到最大电流圆幅值imax,则全局搜索算法中,d轴的x1的搜索范围为(0-(-is)),q轴的x2的搜索范围为(0-is),(x1,x2)在每一轮的电流圆is上;

    14、采用全局搜索算法搜索每一轮电流圆is上所有dq轴电流对应的第一转矩值,筛选出所有第一转矩值中的最大转矩值,即为mtpa轨迹;

    15、在(x1,x2)搜索过程中,若存在所述电流扫点数据集(id,iq)中没有的数据,则通过二维插值算法,利用所述电流扫点数据集(id,iq)以及对应的转矩插值得到对应的第一转矩值。

    16、可选地,在如前所述的电机标定方法中,步骤s3中,采用全局搜索算法以及二维插值算法得到弱磁一区轨迹,具体为:

    17、设磁链椭圆psi从初始磁链椭圆幅值psiref开始阶梯给定到最大磁链椭圆幅值psimax,则全局搜索算法中,d轴的x1的搜索范围为(0-(-imax)),q轴的x2的搜索范围为(0-imax),(x1,x2)在最大电流圆幅值imax上;

    18、采用全局搜索算法搜索最大电流圆上所有dq轴电流对应的磁链值,将所述磁链值与每一轮磁链椭圆psi进行比较,找到差值最小值认为是磁链椭圆psi和最大电流圆的交点,即为弱磁一区轨迹;

    19、在(x1,x2)搜索所述磁链值过程中,若存在所述电流扫点数据集(id,iq)中没有的数据,则通过二维插值算法,利用所述电流扫点数据集(id,iq)以及对应的磁链椭圆插值得到对应的磁链值。

    20、可选地,在如前所述的电机标定方法中,步骤s3中,采用全局搜索算法以及二维插值算法得到弱磁二区轨迹,具体为:

    21、设磁链椭圆psi从初始磁链椭圆幅值psiref开始阶梯给定到最大磁链椭圆幅值psimax,则全局搜索算法中,d轴的x1的搜索范围为(0-(-imax)),q轴的x2的搜索范围为(0-imax),(x1,x2)在每一轮的磁链椭圆psi上;

    22、采用全局搜索算法搜索每一轮磁链椭圆psi上所有dq轴电流对应的第二转矩值,筛选出所有第二转矩值中的最大转矩值,即为弱磁二区轨迹;

    23、在(x1,x2)搜索过程中,若存在所述电流扫点数据集(id,iq)中没有的数据,则通过二维插值算法,利用所述电流扫点数据集(id,iq)以及对应的转矩插值得到对应的第二转矩值。

    24、可选地,在如前所述的电机标定方法中,步骤s3中,将所述弱磁一区轨迹和所述弱磁二区轨迹进行合并,包括:

    25、保留所述交点右侧的所述弱磁一区轨迹,保留所述交点下侧的所述弱磁二区轨迹进行合并。

    26、可选地,在如前所述的电机标定方法中,步骤s4,采用全局搜索算法得到最佳工作点,具体为:

    27、设磁链椭圆psi从初始磁链椭圆幅值psiref开始阶梯给定到最大磁链椭圆幅值psimax,在给定的磁链椭圆psi下,再每一轮给定一个转矩torq,所述转矩torq是从初始转矩torqref开始阶梯给定到最大转矩值torqmax,则全局搜索算法中,d轴的x1的搜索范围为(0-(-imax)),q轴的x2的搜索范围为(0-imax),(x1,x2)在每一轮的磁链椭圆psi上;

    28、采用全局搜索算法搜索每一轮磁链椭圆psi上所有dq轴电流对应的第三转矩值,找到与所有给定转矩torq差值最小的点,认为是磁链椭圆psi与转矩值的交点,即为最佳工作点。

    29、可选地,在如前所述的电机标定方法中,步骤s2至步骤s4在预设的matlab软件中完成,所述matlab软件中预先设置有全局搜索算法以及二维插值算法。

    30、为了解决前述技术问题,本发明的第二方面提供一种电机标定装置,所述电机标定装置包括:

    31、电流扫描模块,用于获取待标定电机的电流扫点数据集(id,iq)以及对应的转矩和dq轴电压,其中id为电机基速以下预设转速的各d轴电流,iq为各d轴电流对应的各阶梯的q轴电流;

    32、查找mtpa轨迹模块,用于根据所述电流扫点数据集(id,iq)以及对应的转矩,搜索各电流圆上的第一转矩值,筛选出所有第一转矩值中的最大转矩值,即为mtpa轨迹;

    33、查找mtpv轨迹模块,用于根据所述电流扫点数据集(id,iq)以及对应的dq轴电压,得到各磁链椭圆,搜索各磁链椭圆和最大电流圆的交点,即为弱磁一区轨迹,搜索各磁链椭圆上的第二转矩值,筛选出所有第二转矩值中的最大转矩值,即为弱磁二区轨迹,确定所述弱磁一区轨迹和所述弱磁二区轨迹的交点,将所述弱磁一区轨迹和所述弱磁二区轨迹进行合并,即为mtpv轨迹;

    34、查找最佳工作点,用于在所述mtpa轨迹和所述mtpv轨迹的包络线内,搜索各磁链椭圆和各转矩值的交点,即为最佳工作点。

    35、本发明的积极进步效果在于:本发明可以快速得到电机控制算法所需要的控制数据,本发明的数据处理精度可以满足实际需求,同时节省了大量的人力和物力资源的投入,很大程度上提高了项目效率。


    技术特征:

    1.一种电机标定方法,其特征在于,所述电机标定方法包括:

    2.如权利要求1所述的电机标定方法,其特征在于,在步骤s1中,获取待标定电机的电流扫点数据集(id,iq)以及对应的转矩和dq轴电压,包括:

    3.如权利要求2所述的电机标定方法,其特征在于,步骤s1,采用电机标定用测试台架进行电流扫点,获取待标定电机的电流扫点数据集(id,iq)以及对应的转矩和dq轴电压。

    4.如权利要求1所述的电机标定方法,其特征在于,步骤s2,采用全局搜索算法以及二维插值算法得到mtpa轨迹,具体为:

    5.如权利要求1所述的电机标定方法,其特征在于,步骤s3中,采用全局搜索算法以及二维插值算法得到弱磁一区轨迹,具体为:

    6.如权利要求1所述的电机标定方法,其特征在于,步骤s3中,采用全局搜索算法以及二维插值算法得到弱磁二区轨迹,具体为:

    7.如权利要求1所述的电机标定方法,其特征在于,步骤s3中,将所述弱磁一区轨迹和所述弱磁二区轨迹进行合并,包括:

    8.如权利要求1所述的电机标定方法,其特征在于,步骤s4,采用全局搜索算法得到最佳工作点,具体为:

    9.如权利要求1至8中任意一项所述的电机标定方法,其特征在于,步骤s2至步骤s4在预设的matlab软件中完成,所述matlab软件中预先设置有全局搜索算法以及二维插值算法。

    10.一种电机标定装置,其特征在于,所述电机标定装置包括:


    技术总结
    本发明属于电机技术领域,具体涉及一种电机标定方法及装置。电机标定方法包括:S1,获取待标定电机的电流扫点数据集以及对应的转矩和dq轴电压;S2,搜索各电流圆上最大转矩值,即为MTPA轨迹;S3,搜索各磁链椭圆和最大电流圆的交点,即为弱磁一区轨迹,搜索各磁链椭圆上的最大转矩值,即为弱磁二区轨迹,确定弱磁一区轨迹和弱磁二区轨迹的交点进行合并,即为MTPV轨迹;S4,在MTPA轨迹和MTPV轨迹的包络线内,搜索各磁链椭圆和各转矩值的交点,即为最佳工作点。本发明可快速得到电机控制算法所需要的控制数据,数据处理精度可以满足实际需求,同时节省了大量的人力和物力资源的投入,很大程度上提高了项目效率。

    技术研发人员:潘森林,高志彪,张晓伟,施海华
    受保护的技术使用者:领科汇智科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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