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【科研進展】山東先進院提出一種用于電動汽車電機控制器的角度位置補償方法

時間：2021-04-01 來源：

目前，國內大多數電動汽車采用的是功耗較低但制造成本相對較高的永磁同步電機，如比亞迪、北汽新能源、吉利汽車等。其中，車輛的舒適性一定程度上受到電機扭矩波動的影響，而電機扭矩的精度則依賴于位置傳感器的信號質量。

△ 電動汽車橫剖面

為此，山東先進院電動汽車研究中心提出了一種用于電動汽車的車載高速永磁同步電機的針對位置傳感器的角度補償方法。中心副主任邵壯介紹，該方法可以提高位置精度，保證電機扭矩精度，從而進一步提高車輛的穩定性和舒適性。

位置傳感器的偏差通常出現在哪些方面？

“一種是在實際電機生產過程中，安裝位置傳感器時會產生偏差，這種偏差一般在測試臺架上通過微調來進行校正?！鄙蹓呀榻B，“另外一類偏差是在實際電機控制器中因角度解碼芯片產生延遲，以及程序算法帶來的延時所導致的。這類偏差在電機高速運行時表現明顯，需要考慮從控制算法、芯片運算能力等方面綜合補償該角度值?！?/span>

△ 永磁同步電機結構示意圖

基于以上偏差現象，邵壯團隊通過分析電機物理模型，深度剖析了永磁同步電機的控制算法原理，對PWM（脈沖寬度調制）的中斷時序圖進行細化拆分，分析出了實際芯片的運行時序，通過5個步驟，找到了PWM信號的真實執行時間點，進而總結并提出了轉子角度補償的具體實施方法，可以另轉子位置傳感器的讀取數據更精確。

△ PWM（脈沖寬度調制）

據介紹，現在通常的電機控制程序中并沒有對因芯片采樣導致的角度誤差進行補償。本方法中，芯片傳遞給逆變單元的控制指令中的位置信息是當前的實際位置，不再是上一個半PWM周期采集到的位置，從而得到更高的控制精度。

經過實際測試，利用此角度補償方法，電機在不同轉速、扭矩運行區間內，其扭矩精度均得到了一定程度上的改善。尤其是在電機高轉速情況下，采用該補償方法后電機的扭矩平順性更好，增強了電機運行時的動態性能和穩定性，從而可以提高車輛的穩定性和舒適性。

來源：山東中科先進技術研究院

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