[發明專利]轉子位置測量結構、電機及提高轉子位置測量精度的方法

在審

• 申請號: 201911402950.6
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN110932483A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 舒杰;郭偉
• 申請（專利權）人: 科博達技術股份有限公司
• 主分類號: H02K11/215
• 分類號: H02K11/215;H02K11/01;H02K11/02;H02P23/14
• 代理公司: 上海華祺知識產權代理事務所 31247
• 代理人: 劉衛宇

本發明公開了一種轉子位置測量結構，包括轉子、磁鐵、轉子位置傳感器和磁屏蔽環。磁鐵安裝在轉子的一端，并跟隨轉子一起轉動；轉子位置傳感器與磁鐵相對設置；磁屏蔽環固定設置于轉子位置傳感器與磁鐵之間，磁屏蔽環的中心通孔正對磁鐵，且中心通孔與磁鐵的形狀和大小一致。本發明還公開了一種電機、以及提高電機的轉子位置測量精度的方法。本發明能夠屏蔽轉子位置測量中的干擾源，修正干擾對測量結果帶來的影響，從而提高了轉子位置測量精度。

技術領域

本發明涉及電機控制技術。

背景技術

目前，弱混合動力汽車是采用混合勵磁爪極電機作為起動發電機，即該電機同時作為啟動電機和發電機使用。通過采用混合勵磁方式，其兼有永磁發電機和電勵磁發電機的優點，可以解決永磁發電機磁場不可調的缺點。當其作為啟動電機時，電機控制中轉子位置的測量精度會影響電機的工作效率和轉矩波動。由于電機控制器是通過位置傳感器感應轉軸端部圓形磁鐵的磁場在轉動過程中的磁場變化來識別轉子的位置，而定子線圈（勵磁電流會有變化）、轉子線圈（勵磁電流的變化、轉子自身的旋轉）、轉子永磁體（轉子旋轉會帶來磁場變化）均會產生變化的外磁場，因而其均會對轉子位置傳感器對磁場的測量產生干擾。此外，位置傳感器的信號輸出還受到電源紋波的影響，電源紋波會在信號輸出中產生噪音。另外，轉軸端部的圓形磁體在安裝過程中也必然會存在一定的位置偏差，這也會導致傳感器感應到的磁場強度信號發生偏差。再者，控制器本身還會受到外界磁場的影響。可見，轉子位置的測量精度會受到電機自身磁場（即前面提及的各種磁場）的干擾、控制器被磁場干擾、電源紋波、圓形磁體的安裝位置偏差等諸多方面的影響。

現有的提高轉子位置測量精度的方案多采用在電機的后端蓋處(即面向PCB板背離磁傳感器的一側)加入磁屏蔽板降低磁場的干擾，但其效果有限，其只是屏蔽了來自磁場對控制器的次要干擾，無法有效的改善前述其它因素的影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種轉子位置測量結構，其能夠減少電機自身磁場對轉子位置傳感器的干擾，提高轉子位置傳感器的測量精度。

本發明所要解決的進一步的技術問題在于提供一種能夠提高電機的轉子位置測量精度的方法。

本發明實施例提供了一種轉子位置測量結構，包括轉子、磁鐵以及轉子位置傳感器，磁鐵安裝在轉子的一端，并跟隨所述轉子一起轉動；轉子位置傳感器與磁鐵相對設置，其特點在于，轉子位置測量結構還包括磁屏蔽環；磁屏蔽環固定設置于轉子位置傳感器與磁鐵之間，磁屏蔽環的中心通孔正對磁鐵，且中心通孔與磁鐵的形狀和大小一致。

本發明還提供了一種提高電機的轉子位置測量精度的方法，該電機具有前述的轉子位置測量結構，該提高電機的轉子位置測量精度的方法包括以下步驟：

a、使電機勻速旋轉；

b、控制器對電機的轉子位置檢測傳感器輸出的反映轉子位置的正弦電壓信號Uy和余弦電壓信號Ux進行采樣，獲得多個采樣點的正弦電壓信號數據和余弦電壓信號數據；

c、對多個采樣點的正弦電壓信號數據與余弦電壓信號數據進行歸一化處理，使正弦電壓信號數據的幅值與余弦電壓信號數據的幅值相等；

d、根據校正后的多個采樣點的正弦電壓信號數據和余弦電壓信號數據通過計算得到多個采樣點的實際測量的轉子角度，建立多個轉子轉動周期的實際測量轉子角度與采樣點的對應關系；

e、將多個轉子轉動周期的實際測量轉子角度與采樣點的對應關系分別與標準的轉子角度與采樣點的對應關系進行比較，獲得多個轉子轉動周期的轉子角度測量誤差與采樣點的對應關系；

f、根據多個轉子轉動周期的轉子角度測量誤差與采樣點的對應關系，獲得轉子角度測量誤差平均值與一個轉子轉動周期內的轉子角度的對應關系；