一种电机标定方法及上位机转让专利
申请号 : CN201910730396.8
文献号 : CN110429885B
文献日 : 2021-06-11
发明人 : 宋程楠 , 周鹏 , 陈文杰
申请人 : 阳光电源股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种电机标定方法,其特征在于,包括:确定目标转速,其中,所述目标转速为多个待标定转速中的一个;
获取当前标定过程中与所述目标转速对应的标定电流数组,其中,所述标定电流数组中包括一d轴电流值,以及一q轴电流值;
发送所述标定电流数组至电机控制器,以使所述电机控制器按照所述标定电流数组控制电机运转并反馈与所述电机的实际转速相对应的电压反馈值;
若所述电压反馈值大于预设电压阈值,按照第一预设算法修正所述标定电流数组,得到修正后的标定电流数组;
发送所述修正后的标定电流数组至所述电机控制器,以使所述电机控制器按照所述修正后的标定电流数组控制所述电机运转并反馈所述电压反馈值;
若所述电压反馈值未处于预设偏差范围内,返回执行所述按照第一预设算法修正所述标定电流数组步骤,直至所述电压反馈值处于所述预设偏差范围内;
若所述电压反馈值不大于所述预设电压阈值,或,所述电压反馈值处于所述预设偏差范围内,获取所述电机运转时的预设标定参量。
2.根据权利要求1所述的电机标定方法,其特征在于,在对所述目标转速进行首次标定时,所述获取当前标定过程中与所述目标转速对应的标定电流数组,包括:若上一待标定转速的标定过程中首个标定电流数组经过修正,将上一待标定转速的标定过程中修正后的首个标定电流数组作为当前标定过程中所述目标转速对应的标定电流数组;
若上一待标定转速的标定过程中首个标定电流数组未经修正,将预设MTPA电流数组集合中对应电流幅值最小的电流数组作为当前标定过程中所述目标转速对应的标定电流数组。
3.根据权利要求1所述的电机标定方法,其特征在于,在对所述目标转速进行首次标定时,所述获取当前标定过程中与所述目标转速对应的标定电流数组,包括:获取当前标定过程中用户输入的与所述目标转速对应的标定电流数组。
4.根据权利要求3所述的电机标定方法,其特征在于,在对所述目标转速进行首次标定时,在所述发送所述标定电流数组至电机控制器之前,所述方法还包括:若所述用户输入的与所述目标转速对应的标定电流数组的d轴电流值的绝对值大于预设电流阈值,按照第二预设算法修正所述用户输入的与所述目标转速对应的标定电流数组,以使所述电机控制器按照修正后的标定电流数组控制所述电机运行时,所述电机正常运行。
5.根据权利要求4所述的电机标定方法,其特征在于,所述按照第二预设算法修正所述用户输入的与所述目标转速对应的标定电流数组,包括:将所述用户输入的与所述目标转速对应的标定电流数组的d轴电流值刷新为所述d轴电流值与预设修正量的差值;
将所述用户输入的与所述目标转速对应的标定电流数组的q轴电流值刷新为零值。
6.根据权利要求2所述的电机标定方法,其特征在于,在对所述目标转速进行非首次标定时,所述获取当前标定过程中与所述目标转速对应的标定电流数组,包括:根据所述目标转速的上一标定电流数组以及预设MTPA电流数组集合,确定当前标定过程中,与所述目标转速对应的标定电流数组。
7.根据权利要求2所述的电机标定方法,其特征在于,获取所述预设MTPA电流数组集合的过程包括:
控制所述电机以基准转速转动,其中,所述基准转速不大于所述电机的额定转速;
按照预设电流步长将所述电机的峰值电流划分为多个标定电流值;
针对每一标定电流值,向所述电机施加该标定电流值,并按照预设角度步长调整所述标定电流值的相位角;
针对每一所述标定电流值,确定所述电机输出最大扭矩值时的相位角为标定相位角;
根据各所述标定电流值以及与各所述标定电流值对应的标定相位角,计算各所述标定电流值对应的标定电流数组,得到所述预设MTPA电流数组集合。
8.根据权利要求1‑7任一项所述的电机标定方法,其特征在于,所述预设标定参量至少包括所述电压反馈值、所述目标转速、所述电压反馈值处于所述预设偏差范围内时对应的标定电流数组中的一个。
9.根据权利要求1‑7任一项所述的电机标定方法,其特征在于,在当前标定过程中,所述方法还包括:
获取预设监测对象的温度反馈值;
若任一所述预设监测对象的温度反馈值不满足对应的预设温度范围时,执行预设回温控制。
10.根据权利要求9所述的电机标定方法,其特征在于,所述执行预设回温控制包括:存储当前标定过程所采用的标定电流数组;
发送回温电流数组至所述电机控制器,以使所述电机控制器按照所述回温电流数组控制所述电机运转;其中,所述回温电流数组的d轴电流值为所述目标转速首次标定时对应的d轴电流值,所述回温电流数组的q轴电流值为零值。
11.根据权利要求10所述的电机标定方法,其特征在于,在所述获取预设监测对象的温度反馈值之后,所述方法还包括:若全部所述预设监测对象的温度均处于对应的预设温度范围内,发送所述当前标定过程中所采用的标定电流数组至所述电机控制器,以恢复标定过程。
12.根据权利要求9所述的电机标定方法,其特征在于,在当前标定过程中,所述方法还包括:
获取用户发送的暂停指令;
响应所述暂停指令,暂停与所述电机控制器的信息交互,并存储获取所述暂停指令时对应的标定电流数组。
13.根据权利要求12所述的电机标定方法,其特征在于,在响应所述暂停指令过程中,所述方法还包括:
获取用户发送的继续标定指令;
响应所述继续标定指令,继续执行暂停标定时对应的操作。
14.根据权利要求13所述的电机标定方法,其特征在于,所述继续执行暂停标定时对应的操作,包括:
若正在执行所述预设回温控制,显示确认信息,其中,所述确认信息用于表征当前正在执行所述预设回温控制;
若获取到第一控制指令,退出所述预设回温控制,继续执行暂停标定时对应的操作;
若获取到第二控制指令,继续执行所述预设回温控制,直至全部所述预设监测对象的温度均处于对应的预设温度范围内,继续执行暂停标定时对应的操作。
15.根据权利要求1‑7任一项所述的电机标定方法,其特征在于,所述确定目标转速,包括:
获取重新标定指令;
响应所述重新标定指令,按照预设规则从多个待标定转速中确定一所述待标定转速为目标转速。
16.一种上位机,其特征在于,包括存储器和处理器;所述存储器存储有适于所述处理器执行的程序,以实现权利要求1至15任一项所述的电机标定方法。
说明书 :
一种电机标定方法及上位机
技术领域
背景技术
(Maximum Torque Per Ampere,最大转矩电流比)工作区间实现的恒转矩区标定以及弱磁
区标定,分别得到恒转矩区“转矩转速‑‑电流”查找表和弱磁区的“转矩转速‑‑电流”查找
表,通过线性插值方法生成最终的“转矩转速‑‑电流”查找表。
要求。
发明内容
电流数组;
流数组。
数组,以使所述电机控制器按照修正后的标定电流数组控制所述电机运行时,所述电机正
常运行。
定电流数组中的一个。
应的d轴电流值,所述回温电流数组的q轴电流值为零值。
设电压阈值,则说明电机运行于弱磁区,在通过对标定电流数组的不断修正,最终使电压反
馈值处于预设偏差范围内后,获取电机运转时的预设标定参量,完成弱磁区标定,相应的,
如果电机按照未经修正的标定电流数组运行时,电压反馈值不大于预设电压阈值,则可以
直接进行恒转矩区标定,获取电机按照未经修正的标定电流数组运行时的预设标定参量,
与现有技术中单纯按照目标转速与电机额定转速的大小关系进行简单划分的方法相比,本
发明提供的电机标定方法对目标转速的实际标定过程进行判断,准确识别目标转速所处的
标定区域,有助于提高电机的标定精度,满足实际应用中对于电机标定精度的要求。
附图说明
发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以
根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例,都属于本申请保护的范围。
标定方法,也可以应用于网络侧的服务器。
的过程中,都是以MTPA曲线数据为基础进行的。但现有技术中对于MTPA曲线数据的获取过
程,还大都局限于由标定工程师手动下发控制指令,同时由人工比对多个参数并手动记录
多组数据,工作强度大,而且标定过程中容易出错。
础数据使用。可选的,参见图1,图1是本发明实施例提供的一种获取MTPA电流数组集合方法
的流程图,该流程可以包括:
的重要特征参量,控制电机在额定转速下运行时所获取的相应参数更具代表性,因此,可选
的,可以选用额定转速作为基准转速。
之后,即完成全电流范围MTPA电流数组集合的获取过程。
存储的划分后的多个标定电流值即可。当然,也可以在标定过程开始后,对电机的峰值电流
进行实时的划分,每完成一个标定电流值的标定,按照预设电流步长确定下一标定电流值,
直至标定电流值达到电机的峰值电流,完成全电流范围的标定。
多,所得MTPA电流数组的数量也就越多,相应的,获得最终结果的耗时也就越长;相反的,标
定电流值的数量越少,整个过程耗时将缩短,但所得电流数组的详尽程度将受到影响,对于
电机在恒转矩区的性能描述的准确性也将有所影响。
度步长调整当前标定电流值的相位角。
矩值,确定输出最大扭矩值时的相位角为标定相位角,进而可以得到标定电流值‑标定相位
角数据对。
得的电机扭矩值小于前一相位角时电机输出的电机扭矩值,即电机扭矩值出现下降的情
况,那么当前相位角的前一相位角即可确定为最大扭矩值对应的标定相位角。其二是,相位
角从最小值至最大值按照预设角度步长变化的过程中,一直没有出现电机扭矩值下降的情
况,那么可以将最大相位角对应的扭矩值确定为最大扭矩值,同时,将最大相位角确定为标
定相位角。
流值的形式表示。具体的,针对每一标定电流值,与其对应的横轴分量,即为d轴电流值,与
其对应的纵轴分量,即为q轴电流值。那么,标定电流数组中存储的即为d轴电流值‑q轴电流
值数据对。
图。图中所示的同一横坐标对应的Id和Iq值,即为与标定电流值对应的d轴电流值‑q轴电流
值数据对。
取电机运行在对应标定电流数组时所对应的运行参量。
可以包括:
个。
行本发明实施例所提供的标定方法。
包括一d轴电流值,以及一q轴电流值。需要说明的是,对于标定电流数组具体包括的数据,
可以是预设MTPA电流数组集合中已有的电流数组,在某些情况下,也可以是该集合以外的
其他电流数组,比如,由用户直接输入的标定电流数组等。
接将上一待标定转速的标定过程中修正后的首个标定电流数组作为当前标定过程中目标
转速对应的标定电流数组。这样设置的原因在于,在全转速范围的标定过程中,待标定转速
往往是由小到大逐渐升高的,如果目标转速的上一待标定转速的首个标定电流数组即经过
修正,则说明上一待标定转速在全电流范围内均处于弱磁区标定,那么在目标转速的首次
标定过程中,即需要参考上一待标定转速的修正后的首个标定电流数组进行取值,防止目
标转速的首次标定出现失控现象。
电流数组处于弱磁区的情况,对目标转速的标定过程是没有影响的,可以不与考虑。
中对应电流幅值最小的电流数组作为当前标定过程中目标转速对应的标定电流数组。可以
想到的是,如果预设MTPA电流数组集合中的各电流数组是按照对应的电流幅值由小到大排
列的,电流幅值最小的电流数组即为预设MTPA电流数组集合中的第一个电流数组。
标转速对应的标定电流数组。
组集合中的所有电流数组是按照对应电流幅值由小到大排列的,那么当前标定过程所对使
用的标定电流数组即为该集合中,与上一标定电流数组相邻的,大于该上一标定电流数组
对应电流幅值的电流数组(一般情况下,标定过程都是按照电流幅值由小到大进行的),即
按照预设MTPA电流数组集合中各电流数组的排列顺序依次进行。
运转,并反馈与电机的实际转速相对应的电压反馈值。
标定过程中实现对电机的过温保护,此处暂不详述。
定电流数组的d轴电流值的绝对值与预设电流阈值的大小关系,对电机的可能运行状态进
行初步判断,即初步判断电机在按照标定电流数组进行首次标定时,是处于恒转矩区还是
弱磁区,进而根据初步判定结果,执行不同的标定流程。
的d轴电流值的绝对值大于预设MTPA电流数组集合中第一个电流数组中d轴电流的绝对值,
则可以直接判定如果不对当前的首次标定电流数组进行修正,则电机将无法正常运行。如
前所述,此处述及的判定方法,同样适合于用户手动输入的与目标转速对应的标定电流数
组。
值,同时,将q轴电流值刷新为零值,最终得到修正后的首次标定使用的标定电流数组。其
中,预设修正量,可以根据历史数据或试验数据给定,本发明对此不做限定。在得到按照第
二预设算法修正后的标定电流数组后,即可将该修正后的标定电流数组作为目标转速首次
标定所使用的标定电流数组,发送至电机控制器,使得电机控制器按照该标定电流数组控
制电机运转,并执行后续标定步骤。
电压反馈值不大于预设电压阈值,说明电机仍处于恒转矩区,不需对标定电流数组进行修
正。需要说明的是,对于任一标定电流数组,只有在该标定电流数组首次发送至电机控制器
时,才根据电机控制器反馈的电压反馈值与预设电压阈值的大小关系,判断是否对首次发
送的标定电流数组进行修正。而对于后续修正后的标定电流数组,对于电机控制器反馈的
电压反馈值的考核,将主要基于预设偏差范围进行,具体考核过程在下述步骤中详述。
在电流极限圆之上。因此,如果电压反馈值大于预设电压阈值,需要按照第一预设算法修正
标定电流数组,得到修正后的标定电流数组。
电压反馈值与预设电压阈值的差值,以及当前标定所使用的d轴电流值作为PI控制器的输
入,经过PI控制器的调节后,将PI控制器的输出作为修正后的d轴电流值;相应的,对于q轴
电流值,则需要将电机实际运行中的电压反馈值与预设电压阈值的差值,以及当前标定所
使用的q轴电流值作为PI控制器的输入,经过PI控制器的调节后,得到修正后的q轴电流值。
程,可以参照步骤S220执行,此处不再赘述。
执行步骤S270;如果电压反馈值未处于预设偏差范围内,则返回执行步骤S240,再次对标定
电流数组进行修正,直至电压反馈值处于预设偏差范围内。
值可以根据对标定数据的精度要求的不同进行灵活调整,本发明实施例对预设标定范围的
具体设定不做限定。需要说明的是,前述预设电压阈值为标幺值,相应的,电压反馈值同样
需要以标幺值表示,即电压反馈值为电压实际值与基准值(196.3V)的比值。
电压反馈值不够准确,不够真实,导致对于标定电流数组的修正次数过多,或者,经过多次
修正后,仍然不能使电压反馈值处于预设偏差范围内。针对这种可能情况,本发明实施例提
供一种是否对标定电流数组进行修正的判定方法。具体的,在将标定电流数组下发至电机
控制器之后,按照预设周期采集电机控制器反馈的电压反馈值,并针对每一次采集得到的
电压反馈值,判断该电压反馈值是否处于预设偏差范围内,统计电压反馈值未处于预设偏
差范围内的次数,得到第一累计次数,同时,统计电压反馈值处于预设偏差范围内的次数,
得到第二累计次数。当第一累计次数达到第一次数阈值时,最终判定电压反馈值未处于预
设偏差范围内,执行一次修正操作;当第二累计次数达到第二次数阈值时,最终判定电压反
馈值处于预设偏差范围内,执行后续操作。可以想到的是,由于判定电压反馈值处于预设偏
差范围时,将执行步骤S270,即获取电机运转时的预设标定参量,这一判定结果对于后续标
定结果影响较大,因此,第二次数阈值的取值应大于第一次数阈值的取值。
后的标定电流数组运行时的预设标定参量。
压反馈值大于预设电压阈值,则说明该标定电流数组处于弱磁区,然后按照第一预设算法
修正标定电流数组,并按照修正后的标定电流数组控制电机运行,然后判定电压反馈值是
否处于预设偏差范围内,如果电机按照修正后的标定电流数组运行时的电压反馈值仍未处
于预设偏差范围内,则返回继续对标定电流数组进行修正,如此往复,直至电压反馈值处于
预设偏差范围内时,才获取电机运转时的预设标定参量,完成弱磁区标定,相应的,如果电
机按照未经修正的标定电流数组首次运行时,电压反馈值即不大于预设电压阈值,则可以
直接进行恒转矩区标定,获取电机按照未经修正的标定电流数组运行时的预设标定参量。
与现有技术中单纯按照目标转速与电机额定转速的大小关系进行简单划分的方法相比,本
发明提供的电机标定方法对目标转速的实际标定过程进行判断,准确识别目标转速所处的
标定区域,有助于提高电机的标定精度,满足实际应用中对于电机标定精度的要求。
转速,以及每一待标定转速所对应的全电流范围,获取每一种情况下的预设标定参量,才能
最终获得标定所需的全部数据。并在得到全部数据后,基于现有技术中的线性插值法,最终
生成所需的“转矩转速‑‑电流”查找表。
的回温控制方法。
对于获取温度反馈值的具体方式不做限定。
进而降低电机的温度。其中,本发明实施例提供的回温电流数组的d轴电流值为目标转速首
次标定时对应的d轴电流值,回温电流数组的q轴电流值为零值。当然,能够保证电机在目标
转速下稳定运行,即电压反馈值不大于预设电压阈值的其他电流数组同样是可选的,在不
超出本发明核心思想范围的前提下,同样属于本发明申请保护的范围。
控制,发送当前标定过程中所采用的标定电流数组至电机控制器,以恢复标定过程。
温控制方法,在发生出现温度过高的问题后,降低电机的运行电流至初始值,从而可以在更
短的时间内降低温度,并在温度恢复正常后,自行恢复标定过程,进一步缩短整个标定过程
的耗时。
干预或控制,难以介入整个标定过程。针对现有技术中存在的不足,本发明实施例在上述标
定及回温控制方法的基础上,还允许标定人员对整个标定过程进行适当控制,以提高标定
过程的可控性。
停止对于电机输出扭矩的获取,尽管电机的输出扭矩不是由电机控制器反馈,而是由上位
机直接获取得到的。并且,即使此时上位机正在进行预设回温控制,在收到用户发送的暂停
指令后,同样需要暂停预设回温控制,不再进行任何相关操作,将标定过程的控制权全部提
供给用户。
的正在执行的预设回温控制,继续进行标定。
于对应的预设温度范围内,退出预设回温控制,继续执行暂停标定时对应的操作。
的重新标定指令,在完成一个待标定转速的标定过程后,按照预设规则从多个待标定转速
中确定一待标定转速为目标转速,以此类推,直至遍历所有划分得到的待标定转速。
线400;
然,图5所示的处理器100、通信接口200、存储器300和通信总线400所示的通信连接示意仅
是可选的;
路。
言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明
即可。
员,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明
技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离
本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同
变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。