确定转子位置偏差对扭矩的影响的方法、位置角设计方法与流程

本发明涉及电机领域，更具体而言，本发明涉及一种用于确定转子位置角偏差对电机扭矩的影响的方法，以及一种电机转子位置角的设计方法。

背景技术：

1、永磁同步电机(简称为“pmsm”)由于具有结构简单、运行可靠、体积小、质量轻、损耗小、效率高等优点而被广泛运用到新能源车辆领域。在新能源车辆中，电机控制对车辆行驶性能的影响至关重要，如果电机控制不合适，会导致车辆行驶不够平稳，或者出现动力电池过放等问题。

2、在电机控制过程中，转子位置角设计是其中至关重要的环节，电机的转子位置偏差会导致电机控制结果出现偏差，从而影响电机、乃至整车的工作安全性。此外，转子位置角设计不合理还会导致电机控制效率过低、动力电池得不到充分利用等问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，根据本发明的第一方面，提出了一种用于确定转子位置角偏差对电机扭矩的影响的方法，其中，该方法包括如下步骤：

2、设定电机的扭矩指令值tcmd、转子位置角θr以及转子位置角偏差δθ；

3、基于电机的扭矩指令值tcmd确定电机在所述转子位置角θr下的直轴电流指令值idref和交轴电流指令值iqref；

4、基于电机的直轴电流指令值idref和交轴电流指令值iqref计算在所述转子位置角偏差δθ下电机的直轴电流实际值idreal和交轴电流实际值iqreal；

5、基于电机的直轴电流实际值idreal和交轴电流实际值iqreal确定电机的扭矩实际值tdev；以及

6、计算在所述转子位置角偏差δθ下扭矩指令值tcmd与扭矩实际值tdev之间的扭矩偏差。

7、其中，基于电机的直轴电流实际值idreal和交轴电流实际值iqreal确定电机的扭矩实际值tdev的步骤包括：

8、将所述直轴电流实际值idreal和交轴电流实际值iqreal代入至预先标定好的电机模型中，以确定对应的电机参数ld，lq，ψ；和

9、基于所确定的电机参数利用下述公式计算电机的扭矩实际值tdev：

10、tdev＝1.5*iqref*[ψ+(ld-lq)*idref]，

11、其中，ld为电机直轴电感，lq为电机交轴电感，ψ为电机磁链。

12、其中，所述直轴电流实际值idreal和所述交轴电流实际值iqreal基于下述公式来确定：

13、

14、其中，在计算直轴电流实际值idreal和交轴电流实际值iqreal的过程中，使用到电机的直轴电流指令值idref和交轴电流指令值iqref与电机的三相相电流ia,ib,ic之间的转换关系。

15、其中，所述直轴电流指令值idref和交轴电流指令值iqref与电机的三相相电流ia,ib,ic之间的转换关系为：

16、

17、其中，所述直轴电流指令值idref和交轴电流指令值iqref是通过将所述扭矩指令值tcmd作为输入代入至预先确定的查找表而获得的。

18、其中，所述电机的扭矩指令值tcmd、转子位置角θr以及转子位置角偏差δθ由用户根据电机型号人为地设定。

19、其中，所述电机为永磁同步电机。

20、其中，所述电机的转子位置角θr和转子位置角偏差δθ由用户根据电机型号人为地设定。

21、根据本发明的第二方面，还提供了一种电机转子位置角的设计方法，其中，该设计方法包括如下步骤：

22、设定多个不同的转子位置角偏差；

23、利用如上所述的方法来确定电机在每个转子位置角偏差下所对应的电机扭矩偏差；以及

24、基于电机在每个转子位置角偏差下所对应的电机扭矩偏差来设计电机转子的位置角。

25、根据本发明的电机扭矩控制方法能够实现的有益效果包括：

26、-借助该方法可确定转子位置角偏差对电机扭矩的影响，进而指导转子位置角的相关设计，实现电机制造成本与转子设计精度之间的平衡；和

27、-基于转子位置角偏差对电机扭矩的影响，可在电机控制策略中实施相应的应对方案，确保了整车工作的稳定性和安全性。

技术特征：

1.一种用于确定转子位置角偏差对电机扭矩的影响的方法，其中，该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于电机的直轴电流实际值idreal和交轴电流实际值iqreal确定电机的扭矩实际值tdev的步骤包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述直轴电流实际值idreal和所述交轴电流实际值iqreal基于下述公式来确定：

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在计算直轴电流实际值idreal和交轴电流实际值iqreal的过程中，使用到电机的直轴电流指令值idref和交轴电流指令值iqref与电机的三相相电流ia，ib，ic之间的转换关系。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述直轴电流指令值idref和交轴电流指令值iqref与电机的三相相电流ia，ib，ic之间的转换关系为：

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述直轴电流指令值idref和交轴电流指令值iqref是通过将所述扭矩指令值tcmd作为输入代入至预先确定的查找表而获得的。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述电机的扭矩指令值tcmd、转子位置角θr以及转子位置角偏差δθ由用户根据电机型号人为地设定。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述电机为永磁同步电机。

9.一种电机转子位置角的设计方法，其中，该设计方法包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及一种用于确定转子位置角偏差对电机扭矩的影响的方法。该方法包括如下步骤：设定电机的扭矩指令值T<subgt;cmd</subgt;、转子位置角θ<subgt;r</subgt;以及转子位置角偏差Δθ；基于电机的扭矩指令值T<subgt;cmd</subgt;确定电机在所述转子位置角θ<subgt;r</subgt;下的直轴电流指令值i<subgt;dref</subgt;和交轴电流指令值i<subgt;qref</subgt;；基于电机的直轴电流指令值i<subgt;dref</subgt;和交轴电流指令值i<subgt;qref</subgt;计算在所述转子位置角偏差Δθ下电机的直轴电流实际值i<subgt;dreal</subgt;和交轴电流实际值i<subgt;qreal</subgt;；基于电机的直轴电流实际值i<subgt;dreal</subgt;和交轴电流实际值i<subgt;qreal</subgt;确定电机的扭矩实际值T<subgt;dev</subgt;；计算扭矩指令值T<subgt;cmd</subgt;与扭矩实际值T<subgt;dev</subgt;之间的扭矩偏差。本发明还涉及一种电机转子位置角的设计方法。

技术研发人员：王秀锐,郑继宇
受保护的技术使用者：纬湃汽车电子（天津）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19