CN117077456A - 一种电子水泵用永磁同步电机的温度补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子水泵用永磁同步电机的温度补偿方法，包括以下步骤：获取电子水泵的电阻‑温度变化曲线和电感‑温度变化曲线；根据电子水泵的电阻‑温度变化曲线和电感‑温度变化曲线，按照工程法典型一阶***整定计算电流环电流调节器的比例系数和积分系数，按照永磁同步电机电压方程和磁链方程计算转子磁链和转子位置；按获得的比例系数、积分系数、转子磁链和转子位置，根据温度实时补偿调整电流环调节器和转子位置观测器。本发明的温度补偿方法，使电子水泵不仅能适应恶劣的低温环境，而且在低温或高温时，电子水泵永磁同步电机性能均能保持最优。
Description
技术领域
本发明涉及永磁同步电机，尤其涉及一种电子水泵用永磁同步电机的温度补偿方法。
背景技术
由汽车发动机曲轴带动的机械水泵存在低温启动困难，调速效果差，效率低等问题，影响冷却***性能。电子水泵的驱动方式主要有永磁无刷直流电机（BLDC）和永磁同步电机（PMSM），由于BLDC存在噪声大，效率低、转矩脉动大等缺点，而PMSM具有体积小，噪声小，功率密度大等特点使其在电子水泵电机中占比越来越高。汽车用电子水泵通常需满足-40℃至-60℃的环境温度下保持正常、高效运行。且随着电机不断工作，电机自身温度也在不断变化，电机内部电阻电感参数在动态变化，从而影响电机控制***性能。
目前，永磁同步电机温度补偿方法主要根据电机设计仿真模型，根据理论公式计算电机温度与电机电阻电感参数关系，由于参数理论公式计算与实际应用存在较大误差，实际补偿效果不佳。车用电子水泵电机在低温环境下存在无法正常启动，水泵工作异常等缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电子水泵用永磁同步电机在恶劣的低温环境下能正常启动和工作的温度补偿方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种电子水泵用永磁同步电机的温度补偿方法，包括以下步骤：
101）获取电子水泵的电阻-温度变化曲线和电感-温度变化曲线；
102）根据电子水泵的电阻-温度变化曲线和电感-温度变化曲线，按照工程法典型一阶***整定计算电流环电流调节器的比例系数和积分系数；
103）根据电子水泵的电阻-温度变化曲线和电感-温度变化曲线，按照永磁同步电机电压方程和磁链方程计算转子磁链和转子位置；
104）按步骤102获得的比例系数和积分系数，根据温度实时补偿调整电流环调节器；
105）按步骤103获得的转子磁链和转子位置，根据温度实时补偿调整转子位置观测器。
以上所述的温度补偿方法，步骤101包括以下步骤：
201）将电子水泵放置在温度可调的恒温箱中，在最低测试温度与最高测试温度的区间中，按一定的温度间距确定多个测试温度；
202）恒温箱在每个的测试温度下保持设定的时间后，使用LCR测试仪测量电子水泵电机电阻和电感；
203）将步骤202获得的温度-电阻数据和温度-电感数据分别线性拟合，得到所述的电阻-温度变化曲线和电感-温度变化曲线。
以上所述的温度补偿方法，最低测试温度与最高测试温度的区间为-40℃至60℃，所述的温度间距为10℃；放置到恒温箱中的所述的电子水泵为复数台，在步骤203中的温度-电阻数据为复数台电子水泵温度-电阻数据的平均值，温度-电感数据为复数台电子水泵温度-电感数据的平均值。
以上所述的温度补偿方法，包括校核步骤；将需要校核的电子水泵放置所述的恒温箱中，随机设定复数个恒温箱温度，电子水泵负载保持恒定，记录电子水泵的输出电流值，在不同恒温箱温度下输出电流值保持在设定的误差范围内；否则要从新进行步骤201至203的过程。
本发明的温度补偿方法，使电子水泵不仅能适应恶劣的低温环境，而且在低温或高温时，电子水泵永磁同步电机性能均能保持最优。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例电子水泵用永磁同步电机的温度补偿方法的流程图。
图2是本发明实施例温度补偿方法电流环的等效结构图。
具体实施方式
本发明实施例电子水泵用永磁同步电机的温度补偿方法包括恒温箱环境温度设定模块、LCR测试仪的电阻、电感检测模块、温度电阻电感数据表拟合模块、电流环参数补偿模块、转子磁链/转子位置补偿模块和补偿后不同温度下性能校核模块。
电流环参数直接影响水泵电机动态调节能力，高性能水泵电机需满足在启动过程中能够以最大电流启动，同时在外部扰动时能够快速恢复，加快动态跟踪响应速度，提高***的稳定性。
本发明的温度补偿方法首先将5台电子水泵放置在同一个温度可调的恒温箱中，恒温箱设定的测试温度分别为：-40℃、-30℃、-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃，即设定恒温箱内的测试温度为最低-40℃到最高60℃。
在每个测试温度下保持1个小时左右后，使用LCR测试仪测量5台电子水泵电机电阻和电感。
分别将得到的温度-电阻数据和温度-电感数据线性拟合，得到电阻-温度变化曲线和电感-温度变化曲线。将电阻-温度变化曲线和电感-温度变化曲线对应的数值按照工程法典型一阶***整定计算电流环电流调节器的比例系数kp和积分系数ki。将电阻-温度变化曲线和电感-温度变化曲线对应的数值根据永磁同步电机电压方程和磁链方程计算转子磁链和转子位置。按电流环电流调节器的比例系数kp和积分系数ki，根据温度实时补偿调整电流环调节器。按转子磁链和转子位置，根据温度实时补偿调整转子位置观测器。根据补偿后的电机参数实时计算电流环系数和转子磁链、转子位置，从而实现在不同的温度下，电子水泵永磁同步电机动态和稳态性能最优。
在具体实施过程中，拟合的温度-电阻和温度电感参数根据5台水泵电机检测平均值线性拟合。即，温度-电阻数据为5台电子水泵温度-电阻数据的平均值，温度-电感数据为5台电子水泵温度-电感数据的平均值。
在具体实施过程中，包括性能校核方案，使用补偿后的参数测试水泵电机在不同温度下动态和稳态性能，从而实现不同环境温度下，电子水泵永磁同步电机控制性能最优。校核过程中将需要校核的电子水泵放置所述的恒温箱中，根据随机设恒温箱温度，电子水泵的负载保持恒定，记录电子水泵的输出电流值，要求在不同温度下的输出电流值与额定电流值保持在2%误差范围内，（额定电流值为25℃时，电子水泵带额定负载时的输出电流值）否则重新测试拟合参数，更新温度补偿方案，直到校核通过。
本发明以上实施例电子水泵用永磁同步电机温度补偿方法为电子水泵提供温度补偿功能，该功能可在不同的温度环境下实时检测环境温度去补偿电机参数影响，根据补偿后的电机参数实时计算电流环系数和转子磁链、转子位置，使电子水泵不仅能适应恶劣的低温环境，而且在低温或高温时，电子水泵永磁同步电机性能均能保持最优。
Claims (4)
1.一种电子水泵用永磁同步电机的温度补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
101）获取电子水泵的电阻-温度变化曲线和电感-温度变化曲线；
102）根据电子水泵的电阻-温度变化曲线和电感-温度变化曲线，按照工程法典型一阶***整定计算电流环电流调节器的比例系数和积分系数；
103）根据电子水泵的电阻-温度变化曲线和电感-温度变化曲线，按照永磁同步电机电压方程和磁链方程计算转子磁链和转子位置；
104）按步骤102获得的比例系数和积分系数，根据温度实时补偿调整电流环调节器；
105）按步骤103获得的转子磁链和转子位置，根据温度实时补偿调整转子位置观测器。
2.根据权利要求1所述的温度补偿方法，其特征在于，步骤101包括以下步骤：
201）将电子水泵放置在温度可调的恒温箱中，在最低测试温度与最高测试温度的区间中，按一定的温度间距确定多个测试温度；
202）恒温箱在每个的测试温度下保持设定的时间后，使用LCR测试仪测量电子水泵电机电阻和电感；
203）将步骤202获得的温度-电阻数据和温度-电感数据分别线性拟合，得到所述的电阻-温度变化曲线和电感-温度变化曲线。
3.根据权利要求2所述的温度补偿方法，其特征在于，最低测试温度与最高测试温度的区间为-40℃至60℃，所述的温度间距为10℃；放置到恒温箱中的所述的电子水泵为复数台，在步骤203中的温度-电阻数据为复数台电子水泵温度-电阻数据的平均值，温度-电感数据为复数台电子水泵温度-电感数据的平均值。
4.根据权利要求2所述的温度补偿方法，其特征在于，包括校核步骤；将需要校核的电子水泵放置所述的恒温箱中，随机设定复数个恒温箱温度，电子水泵负载保持恒定，记录电子水泵的输出电流值，在不同恒温箱温度下输出电流值保持在设定的误差范围内；否则要从新进行步骤201至203的过程。
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Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002078169A1 (fr) * | 2001-03-28 | 2002-10-03 | Renault S.A.S. | Procede de determination du couple d'entrainement d'un alternateur |
| CN103391015A (zh) * | 2013-07-02 | 2013-11-13 | 中国西电电气股份有限公司 | 一种变参数pi调节器参数调整方法 |
| US20150318858A1 (en) * | 2014-05-05 | 2015-11-05 | Realtek Semiconductor Corporation | Clock generation circuit and method thereof |
| CN105680751A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-06-15 | 深圳易能电气技术股份有限公司 | 实时读取和发送电机电阻、电感和磁链的方法及*** |
| CN109756166A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-14 | 大连海事大学 | 永磁同步电机双闭环矢量控制pi调节器参数整定方法 |
| CN110176888A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-08-27 | 宁波市镇海雷鸣机械制造有限公司 | 一种永磁同步电机转子位置的误差识别方法 |
| CN110635738A (zh) * | 2019-10-12 | 2019-12-31 | 东南大学 | 一种永磁同步电机定子电阻及电机温度的实时辨识方法 |
| US20200036311A1 (en) * | 2018-07-26 | 2020-01-30 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Assessing wind turbine generator rotor temperature |
| CN111245329A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-05 | 山东省科学院自动化研究所 | 一种永磁同步电机电流环pi调节器参数自整定方法及*** |
| CN111416562A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-07-14 | 河南科技大学 | 一种电机的控制方法及*** |
| CN111817635A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-23 | 宣城恒创科技有限公司 | 一种电动汽车永磁同步电机的参数辨识检测装置及方法 |
| CN113938081A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-01-14 | 上海交通大学 | 基于温度预测的永磁同步电机自适应在线控制方法及*** |
| CN116455284A (zh) * | 2023-06-06 | 2023-07-18 | 西安理工大学 | 多模式调制下永磁同步电机无传感器多参数误差修正策略 |
-
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Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002078169A1 (fr) * | 2001-03-28 | 2002-10-03 | Renault S.A.S. | Procede de determination du couple d'entrainement d'un alternateur |
| CN103391015A (zh) * | 2013-07-02 | 2013-11-13 | 中国西电电气股份有限公司 | 一种变参数pi调节器参数调整方法 |
| US20150318858A1 (en) * | 2014-05-05 | 2015-11-05 | Realtek Semiconductor Corporation | Clock generation circuit and method thereof |
| CN105680751A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-06-15 | 深圳易能电气技术股份有限公司 | 实时读取和发送电机电阻、电感和磁链的方法及*** |
| US20200036311A1 (en) * | 2018-07-26 | 2020-01-30 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Assessing wind turbine generator rotor temperature |
| CN109756166A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-14 | 大连海事大学 | 永磁同步电机双闭环矢量控制pi调节器参数整定方法 |
| CN110176888A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-08-27 | 宁波市镇海雷鸣机械制造有限公司 | 一种永磁同步电机转子位置的误差识别方法 |
| CN110635738A (zh) * | 2019-10-12 | 2019-12-31 | 东南大学 | 一种永磁同步电机定子电阻及电机温度的实时辨识方法 |
| CN111245329A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-05 | 山东省科学院自动化研究所 | 一种永磁同步电机电流环pi调节器参数自整定方法及*** |
| CN111416562A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-07-14 | 河南科技大学 | 一种电机的控制方法及*** |
| CN111817635A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-23 | 宣城恒创科技有限公司 | 一种电动汽车永磁同步电机的参数辨识检测装置及方法 |
| CN113938081A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-01-14 | 上海交通大学 | 基于温度预测的永磁同步电机自适应在线控制方法及*** |
| CN116455284A (zh) * | 2023-06-06 | 2023-07-18 | 西安理工大学 | 多模式调制下永磁同步电机无传感器多参数误差修正策略 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| KAN LIU ET AL: "Online Estimation of Rotor Flux Linkage and Voltage Source Inverter Nonlinearity in Permanent Magnet Synchronous Machine Drives", IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, pages 16 - 18 * |
| 徐彧田: "无位置传感器永磁同步电机电磁参数辨识方法研究", 中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑, pages 042 - 316 * |
| 王康: "嵌入式永磁同步电机无位置传感器控制研究", 中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑, pages 042 - 193 * |
| 秦铭珠: "具有参数辨识功能的永磁同步电机无位置传感器控制", 中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑, pages 042 - 1180 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117077456B (zh) | 2024-05-14 |
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