永磁同步电机标定与控制.pdf

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1、新能源车用永磁同步电机的标定与控制2018年8月19日CONTENTSIdIqMap标定13标定结果的应用电机本体参数获取24温度的影响与补偿1IdIqMap标定电机标定量有哪些？传感器标定旋变零位电机特性•温度特性曲线•软件辨识方法•电流控制IdIqMap低温/高温直流定位•电机外特性•电流传感器脉冲电压定位•温度的影响斜率Sensorless估计直流偏置•母线电压传感器…………………………………………………………1IdIqMap标定Id/Iq控制命令标定(IdIqMap)□电机控制的核心是在直流电压和电压利用率的约束内，尽量输出更大的转矩达到更高的转速。因此需要

2、找到合理的Id/Iq指令组合用于控制，实现预期的性能目标。□可以通过标定不同转速和转矩下的Id/Iq指令，形成二维表格用于控制。○优点：基于电机实际标定数据，精确度高动态响应好○缺点：标定工作量巨大无法应对电机一致性差引起的性能差异Hu,Dakai,andLongyaXu.“CharacterizingthetorquelookuptableofanIPMmachineforautomotiveapplication.”TransportationElectrificationAsia-Pacific(ITECAsia-Pacific),2014IEEEConfer

3、enceandExpo,October30,Model-Based2014.CalibrationToolbox简称为“文献1”1IdIqMap标定标定前的准备工作□标定前的准备工作○电流校准•得到真实的电流；○电压校准•死区补偿---使用命令值代替真实值；•开发电压测量设备，但要注意电压/电流的相位；○定子电阻校准•计算得到准确的电压；•考虑温度的影响；○电流环PI参数调整•保证在测试过程中系统稳定运行；○旋变校准•保证电压/电流的真实性。1IdIqMap标定标定前的准备工作：电流延时时间补偿□FOC控制中，电流反馈需要使用ADC采样，所以对于ADC采样的精度以及

4、同步性要求很高。○ADC采样要尽量和位置采样同步发生，两段程序要尽量在执行时间上靠近；○ADC采样尽量要避开PWM切换的时间点；○在芯片支持的情况下，用于FOC控制的两相要尽量双路同步采样。□Park变换延时：ADC电流采样延时、采样处理电路延时、以及其它环节引起的延时都需要在Park变换时进行角度补偿。○Park变换是针对电流的，因此这个角度补偿会影响扭矩；○在位置上叠加一个补偿量K*SpeedParkResolverPark○使用Iq=0、Id=Const的方法测试不同转速下的偏差量，拟合得到KPark1IdIqMap标定标定前的准备工作：电流延时时间补

5、偿□单片机AD采样延时□相电流滤波(RC)延时□传感器延时□……○经运算后得到的控制电压命令产生新的PWM寄存器比较字只有在下个控制周期才能起作用○控制电压命令对应下个控制周期电压的平均值***unh(1)unh()unh(1)in(2)in(1)in()TTTn-1nn+1AD采样时刻示意图SVPWM和相电流波形1IdIqMap标定标定前的准备工作：死区补偿□在PWM控制中，为了防止逆变器同一桥臂上下两个开关管同时导通，人为地将开关管导通的触发信号延时一段时间，在死区时间内上下两个开关管都处于关断状态。同时，开关管的导通和关断自身也会产生导通和关断延时。逆

6、变器A相电流流向示意图A相桥臂触发信号和输出电压波形1IdIqMap标定标定前的准备工作：死区补偿□一种死区补偿方法：Y.ParkandS.Sul,“Compensationofinverternonlinearitybasedontrapezoidalvoltage,”2012IEEEEnergyConversionCongressandExposition(ECCE),Raleigh,NC,2012,pp.2292-2299.简称“文献2”Estimateddistortionsofaninverteratstandstill(a)outputcurrentan

7、dpredictedvoltagedistortion(V),dis(b)trapezoidalvoltages:current[5A/div],voltage[5V/div],time[10ms/div].1IdIqMap标定标定前的准备工作：主流定位法旋变零位校准□问题：转子磁极与定子U相存在一□直流定位通过向电机施加某个角度的电压或电流矢量，使电机旋转个角度，即转子的初始位置。到该角度。一般可以使U相上桥S1、V相和W相下桥S4、S6开通，向电机施加1-0-0矢量，从而使电机旋转到0角度。○优点：简单方便，定位精度高○缺点：电机需要转动，最好空载1IdIq