CN111398812A - 电机载波频率标定系统、方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电机载波频率标定系统、方法和装置。该系统包括测功机、计算机设备、噪声检测装置和功率分析装置；计算机设备用于向电机控制器发送载波频率值，并向测功机发送给定转速值；测功机用于按照给定转速值控制待标定电机的转速，并向计算机设备返回待标定电机的实际扭矩值和实际转速值；噪声检测装置和功率分析装置分别用于获取并向计算机设备传输电机噪声值和输入功率值；计算机设备还用于根据实际扭矩值、实际转速值以及输入功率值确定出系统效率值，根据载波频率值以及电机噪声值，标定出给定转速值对应的目标载波频率值。采用本系统能够提升标定效率以及标定结果准确性。

Description

电机载波频率标定系统、方法和装置

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，特别是涉及一种电机载波频率标定系统、方法和装置。

背景技术

新能源汽车对驱动系统的效率要求非常高。新能源汽车电驱动系统效率由电机效率和控制器效率两部分组成。为满足用户需求，在电机产生的转矩和转速一定的情况下，电机控制的PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制) 载波频率对系统效率影响很大。对控制器来说，PWM载波频率越大，控制器开关次数越多，开关损耗越大，控制器效率越低；对电机来说，PWM载波频率越大，三相交流电的谐波成分越少，谐波损耗越小，电机效率越高。采用合适的载波频率，兼顾电机谐波损耗和控制器开关损耗，才可以提高系统的效率。

选择合适的载波频率的方式目前主要是仿真和人工测量两种方式。仿真方式是通过建立电机和控制器的仿真模型，通过虚拟给定不同的载波频率，找到系统效率最优的载波频率，仿真的方法存在仿真模型与实际系统的偏差，导致仿真结果并不准确。人工测量方式，测量工作量大，耗时长，使得载波频率标定效率低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提升标定效率以及标定结果的准确性的电机载波频率标定系统、方法和装置。

第一方面，提供一种电机载波频率标定系统，该系统包括测功机、计算机设备、噪声检测装置以及功率分析装置；计算机设备分别与测功机、噪声检测装置以及功率分析装置相连；

计算机设备，用于向驱动待标定电机的电机控制器发送载频指令，并向测功机发送转速指令，载频指令用于给定电机控制器的载波频率值；

测功机，用于按照转速指令携带的给定转速值控制待标定电机的转速，并向计算机设备返回待标定电机的实际扭矩值和实际转速值；

噪声检测装置，设置在待标定电机的周围，用于检测待标定电机的电机噪声值，并将电机噪声值传输给计算机设备；

功率分析装置，用于获取电机控制器的输入功率值，并将输入功率值传输给计算机设备；

计算机设备还用于根据实际扭矩值、实际转速值、以及输入功率值确定系统效率值，根据系统效率值以及电机噪声值，进行给定转速值对应的目标载波频率值的标定。

结合第一方面，在第一方面的一种可能实现方式中，上述的计算机设备还用于向电机控制器发送电流指令，电流指令用于给定电机控制器的控制电流值；上述的计算机设备在固定控制电流值下，改变载波频率值的大小，根据各载波频率值对应的实际扭矩值、实际转速值以及输入功率值，确定出各载波频率值对应的系统效率值，根据各载波频率值对应的系统效率值以及各载波频率值对应的电机噪声值，标定出给定转速值对应的目标载波频率值。

结合第一方面或上述某些可能的实现方式，上述的噪声检测装置用于检测待标定电机的多个测试点的噪声值，将多个测试点的噪声值中的最大值作为电机噪声值。

结合第一方面或上述某些可能的实现方式，在第一方面的一种可能实现方式中，上述的目标载波频率值为电机噪声值满足预设条件且系统效率值最大的载波频率值。

结合第一方面或上述某些可能的实现方式，在第一方面的一种可能实现方式中，上述的电机噪声值满足预设条件指电机噪声值小于预设噪声阈值。

结合第一方面或上述某些可能的实现方式，在第一方面的一种可能实现方式中，上述的计算机设备还用于改变给定转速值的大小，以标定出不同给定转速值对应的目标载波频率值。

结合第一方面或上述某些可能的实现方式，在第一方面的一种可能实现方式中，上述的计算机设备还用于根据不同给定转速值对应的目标载波频率值，确定给定转速值与目标载波频率值的映射关系，映射关系用于待标定电机的载波频率值的控制。

结合第一方面或上述某些可能的实现方式，在第一方面的一种可能实现方式中，上述的系统还包括电机控制器，电机控制器与待标定电机通过三相线连接，电机控制器还与待标定电机的旋转变压器相连。

结合第一方面或上述某些可能的实现方式，在第一方面的一种可能实现方式中，上述的系统还包括电源装置，电源装置用于与电机控制器相连，用于给电机控制器提供驱动待标定电机所需的电压。

结合第一方面或上述某些可能的实现方式，在第一方面的一种可能实现方式中，上述的待标定电机为永磁同步电机。

第二方面，提供一种电机载波频率标定方法，该方法包括：

给定用于控制待标定电机转速的给定转速值，并在固定电机控制器的控制电流值的控制电流值下，改变电机控制器的载波频率值的大小；

获取各载波频率值对应的系统效率值以及电机噪声值，系统效率值为待标定电机和电机控制器的总效率值；

根据各系统效率值以及各电机噪声值，标定出待标定电机的给定转速值对应的目标载波频率值。

结合第二方面，在第二方面的一种可能实现方式中，获取各载波频率值对应的系统效率值以及电机噪声值，包括：

在电机控制器被给定各载波频率值时，分别获取电机控制器的输入功率值、待标定电机的实际转速值和待标定电机的实际扭矩值；

根据各实际转速值和各实际扭矩值，分别确定待标定电机的各输出功率值；

根据各输入功率值以及各输出功率值，分别确定各载波频率值对应的系统效率值；

和/或

获取设置在待标定电机附近的噪声检测装置检测到的噪声值；

根据噪声检测装置检测到的噪声值，确定电机噪声值。

结合第二方面或上述某些可能的实现方式，在第二方面的一种可能实现方式中，上述的给定用于控制待标定电机的转速的给定转速值，包括：

向与待标定电机同轴相连的测功机发送转速指令，转速指令用于指示测功机按照转速指令携带的给定转速值带动待标定电机旋转；

上述的方法还包括：获取测功机返回的待标定电机的各实际转速值和各实际扭矩值。

结合第二方面或上述某些可能的实现方式，在第二方面的一种可能实现方式中，上述的电机噪声值根据待标定电机的多个测试点的噪声值确定，多个测试点的噪声值由设置在待标定电机的周围的噪声检测装置检测得到。

结合第二方面或上述某些可能的实现方式，在第二方面的一种可能实现方式中，上述的多个测试点的噪声值中的最大值作为电机噪声值。

结合第二方面或上述某些可能的实现方式，在第二方面的一种可能实现方式中，上述的目标载波频率值为电机噪声值满足预设条件且系统效率值最大的载波频率值。

结合第二方面或上述某些可能的实现方式，在第二方面的一种可能实现方式中，上述的电机噪声值满足预设条件值指电机噪声值小于预设噪声阈值。

结合第二方面或上述某些可能的实现方式，在第二方面的一种可能实现方式中，上述的方法还包括：改变给定转速值的大小，以标定出不同给定转速值对应的目标载波频率值。

结合第二方面或上述某些可能的实现方式，在第二方面的一种可能实现方式中，上述的方法还包括：根据不同给定转速值对应的目标载波频率值，确定给定转速值与目标载波频率值的映射关系，映射关系用于待标定电机的载波频率值的控制。

结合第二方面或上述某些可能的实现方式，在第二方面的一种可能实现方式中，上述的待标定电机为永磁同步电机。

第三方面，提供一种电机载波频率标定装置，该装置包括：

参量控制模块，用于给定用于控制待标定电机的转速的给定转速值，并改变用于驱动待标定电机的电机控制器给定的载波频率值的大小；

数据获取模块，用于获取各载波频率值对应的系统效率值以及电机噪声值，系统效率值为待标定电机和电机控制器的总效率值；

频率标定模块，用于根据各系统效率值以及各电机噪声值，标定出待标定电机的给定转速值对应的目标载波频率值。

上述电机载波频率标定系统、方法和装置，其为待标定电机标定出目标载波频率值兼顾了电机噪声以及系统效率两方面因素，可以在保证电机噪声满足相应要求的前提下，找到在相应的给定转速值时，系统效率满足相应要求(例如系统效率值最大)的载波频率值，即目标载波频率值。由于系统效率值以及电机噪声值是根据实际的电机和控制器的相关参数得到，且由于采用计算机设备进行电机转速值、载波频率值的给定，计算机设备可以对各种所需数据进行记录，既简化了工况，提升了标定效率，又可以提升标定结果的准确性。

附图说明

图1为一个实施例中电机载波频率标定系统的结构框图；

图2为一个实施例中测功机的结构框图；

图3为一个实施例中计算机设备的结构框图；

图4为一个实施例中电机载波频率标定方法的流程示意图；

图5为一个实施例中系统效率值获取步骤的流程示意图；

图6为一个实施例中电机噪声值获取步骤的流程示意图；

图7为一个实施例中电机载波频率标定装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供一种电机载波频率标定系统，图1中示出了该系统所包括的测功机11、计算机设备12、噪声检测装置13、功率分析装置14、电机控制器15以及电源16，还示出了待标定电机10，以便展示电机载波频率标定系统与待标定电机10的连接关系。

其中，测功机11又可以称为测功机台架，与待标定电机10同轴相连，测功机11带动待标定电机10旋转。测功机11还与计算机设备12相连，测功机 11可以接收计算机设备12发出的相应指令(如转矩指令和转速指令)，并向计算机设备12反馈相应采集数据(如待标定电机10的扭矩值和转速值)。如图2 所示，测功机11可以包括测功机电机21，变频柜22，扭矩传感器23以及转速传感器24；测功机电机21分别连接变频柜22，扭矩传感器23以及转速传感器 24。其中，变频柜22用于拖动测功机电机21，测功机电机21具有或者连接传动轴，该传动轴上设置有扭矩传感器23和转速传感器24，扭矩传感器23用于采集待标定电机10的实际扭矩值，转速传感器24用于采集待标定电机10的实际转速值。需要说明的是，图2中仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请实施例的测功机的限定，测功机可以包括比图2中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

电机控制器15，与计算机设备12相连，接收计算机设备12发出的载频指令和电流指令。电机控制器15还与电源16相连，获取驱动待标定电机10所需电压。电机控制器15还与待标定电机10的旋转变压器相连，旋转变压器用于获取待标定电机10的转子位置。电机控制器15还与待标定电机10三相线相连，提供驱动待标定电机10所需的三相电流，并测量待标定电机10三相电流值大小。

待标定电机10，与测功机11同轴相连，通过测功机11旋转带动待标定电机10旋转。待标定电机10还与电机控制器15三相线相连，接收电机控制器输出的三相电流。

计算机设备12，与测功机11相连，计算机设备12发送转速指令到测功机 11控制测功机11旋转。计算机设备12还接收测功机11输出的实际扭矩值和实际转速值，该实际扭矩值和该实际转速值分别为扭矩传感器23和转速传感器24 的检测值，根据该实际扭矩值和该实际转速值计算功率，此功率记为输出功率值P_m，具体地，可以根据P_m＝T*n/9550计算输出功率P_m，其中，P_m、T和n分别表示输出功率值、该实际扭矩值和该实际转速值。计算机设备12还与电机控制器15相连，向电机控制器15发送载频指令和电流指令。计算机设备12还与功率分析装置14相连，接收功率分析装置14发送的功率值。

其中，计算机设备12具体可以是上位机，其内部结构图可以如图3所示。该计算机设备12包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

电源16，包括电池包，该电源16与电机控制器15相连，用于给电机控制器15提供驱动待标定电机10所需的电压。其中，电源16可以从电机载波频率标定系统拆卸，从而电机载波频率标定系统可以和不同的电池包一起使用。

噪声检测装置13，放置于待标定电机10周围，用于测试待标定电机10的噪声。可以根据待标定电机10轴中心高度和待标定电机10长度不同，选择不同的测试面。具体的安装要求可见GB/T10069.1-2006。以轴中心为225毫米及以下或长度小于1米为例。测试面采用半球测试面，测试半径为1米测点为五点。在待标定电机10前后左右四个相互垂直的方向上及待标定电机10电机中心上方配置，四周测点的高度为0.25米，上方测试点高度为距离反射地面1米。

功率分析装置14，包括功率分析仪，与电源16相连，采集正负母线的电压值和电流值。通过功率分析仪采集的电压值和电流值用于计算功率，此功率记为输入功率值P_n，可以根据P_n＝U*I计算该输出功率，其中，P_n、U和I分别表示输入功率值、母线电压值和母线电流值。

需要说明的是，图1示出的是电机载波频率标定系统的一个较佳示例的结构示意图，根据不同的考虑因素，在具体实现本发明的电机载波频率标定系统时，可以包含图1中所示的全部，也可以只包含图1中所示的其中一部分，以下针对其中的几个电机载波频率标定系统的具体实施例进行详细说明。

在其中一个实施例中，提供一种电机载波频率标定系统，该系统可以包括图1中的测功机11、计算机设备12、噪声检测装置13以及功率分析装置14；该计算机设备12分别与测功机11、噪声检测装置13以及功率分析装置14相连。其中，该计算机设备12可以通过有线或者无线的方式连接该测功机11、该噪声检测装置12以及该功率分析装置14。

该计算机设备12，用于向驱动待标定电机10的电机控制器15发送载频指令，载频指令用于给定电机控制器15的载波频率值，其中，待标定电机10可以为永磁同步电机，或者其他采用PWM控制算法的电机。该计算机设备12还用于向测功机11发送转速指令，该测功机11，用于按照该转速指令携带的给定转速值控制待标定电机的转速，并向计算机设备12返回待标定电机10的实际扭矩值和实际转速值。该噪声检测装置13，设置在待标定电机的周围，用于检测待标定电机10的电机噪声值，并将该电机噪声值传输给计算机设备12。该功率分析装置14，用于获取电机控制器15的输入功率值，并将输入功率值传输给该计算机设备12。

该计算机设备12还用于根据实际扭矩值、实际转速值、以及输入功率值确定系统效率值，根据系统效率值以及电机噪声值，进行给定转速值对应的目标载波频率值的标定。

在其中一个实施例中，计算机设备12还可以用于向电机控制器发送电流指令，该电流指令用于给定电机控制器15的控制电流值；该计算机设备可以在固定控制电流值下，改变载波频率值的大小，根据各载波频率值对应的实际扭矩值、实际转速值以及输入功率值，确定出各载波频率值对应的系统效率值，根据各载波频率值对应的系统效率值以及各载波频率值对应的电机噪声值，标定出给定转速值对应的目标载波频率值。

具体地，可以首先固定控制电流值和给定转速值的大小，按照第一固定步长逐一增大或者减小载波频率值的大小，以给定不同的载波频率值，如此，可以得到各载波频率值对应的实际扭矩值、实际转速值、输入功率值以及电机噪声值。其中，受限于待标定电机10和电机控制器15，载波频率值会存在一个上限值和下限值，该上限值要求不超出电机控制器15所能承受的最大载波频率值，该下限值要求能够保证电机控制器15正常启动，该下限值也可以取0，该载波频率值需要在该上限值和下限值之间改变。需要说明的，也可以不固定步长的增大或者减小载波频率值的大小，载波频率值的大小也不限于逐渐增大或者逐渐减小式的改变方式，第一固定步长的大小可以根据实际需要情况设定，可以是固定值，也可以是可调数值。其次，可以根据P_mi＝T_i*n_i/9550计算输出功率，确定各载波频率值对应的输出功率值，其中，P_mi、T_i和n_i分别指第i个载波频率值对应的输出功率值、实际扭矩值和实际转速值，i＝1，2，3，…，m，m指载波频率值的总个数。可以根据η_i＝P_mi/P_ni*100％，确定各载波频率值对应的系统效率值，其中，η_i和P_ni分别表示i个载波频率值对应的系统效率值和输入功率值。最后，根据各载波频率值对应的系统效率值以及电机噪声值，筛选出目标载波频率值，将该目标载波频率值标定为当前的给定转速值对应的载波频率值。

在其中一个实施例中，该目标载波频率值为电机噪音值满足预设条件且系统效率值最大的载波频率值，具体地，可以先根据各载波频率值对应的电机噪声值，筛选出电机噪声值满足预设条件的各载波频率值，再根据各载波频率值对应的系统效率值从已筛选出的各载波频率值中，确定出最大的系统效率值对应的载波频率值，最后，将该最大的系统效率值对应的载波频率值作为给定转速值对应的目标载波频率值。其中，电机噪声值满足预设条件一般指电机噪声值小于预设噪声阈值。预设噪声阈值的大小可以根据相应标准(例如，国家标准或企业标准)确定，例如，该预设噪声阈值可以为91dB(分贝)，但预设噪声阈值的大小不限于此。

上述实施例的电机载波频率标定系统，由于各系统效率值以及各电机噪声值是根据实际的电机和控制器的相关参数得到，且由于采用计算机设备进行电机转速值、载波频率值的给定，计算机设备可以对各种数据进行记录，既简化了工况，提升了标定效率，又提升了标定结果的准确性。同时，由于为待标定电机标定出目标载波频率值兼顾了电机噪声以及系统效率两方面因素，可以在保证电机噪声满足相应要求的前提下，找到在相应的给定转速值时，系统效率满足相应要求(例如系统效率值最大)的载波频率值，即目标载波频率值。

在其中一个实施例中，噪声检测装置13可以检测待标定电机10的多个测试点的噪声值，将多个测试点的噪声值中的最大值作为电机噪声值。具体地，可以同时或者不同时地检测同一条件下的该多个测试点的噪声值，这里，同一条件可以指给定转速值、给定的载波频率值，以及给定的控制电流值等都相同。多个测试点指待标定电机10周围的多个不同用于测试电机噪声的位置点。

该噪声检测装置13可以是分贝测试仪，该分贝测试仪可以是声级计、频率分析仪、实时分析仪、声强分析仪、噪声级分析仪、噪声剂量计或者自动记录仪等仪器。可以根据待标定电机10的轴高度中心以及待标定电机10的长度选择不同测试面，上述的多个测试点是该测试面上不同位置点。具体的安装要求可见GB/T10069.1-2006。以轴中心高度为225毫米及以下或长度小于1米为例。测试面可以采用半球测试面，测试半径为1米测点为五个点。在永磁同步电机前后左右四个相互垂直的方向上及永磁同步电机电机中心上方配置，四周测点的高度为0.25米，上方测试点高度为据反射地面1米。预设噪声阈值的大小可以根据GB/T10069.3-2006确定。

在其中一个实施例中，计算机设备12还可以用于改变给定转速值的大小，以标定出不同给定转速值对应的目标载波频率值。

具体地，计算机设备12可以按照第二固定步长逐一增加或者减小给定转速值的大小，在每一给定转速值的情况下，按照上述实施例的方式确定出对应的目标载波频率值，如此可以标定出不同给定转速值对应的目标载波频率值。需要说明的，也可以不固定步长的增加或者减小给定转速值的大小，给定转速值的大小也不限于逐渐增大或者逐渐减小式的改变，第二固定步长的大小可以根据实际情况设定，可以是固定值，也可以是可调数值。

进一步地，计算机设备12还可以根据不同给定转速值对应的目标载波频率值，确定给定转速值与目标载波频率值的映射关系，该映射关系用于待标定电机10的载波频率值的控制。该映射关系可以是离散数据之间的对应关系，还可以通过插值的方式得到更为细致的对应关系。

具体地，计算机设备12对测功机11进行转速给定，并按一定步长(如第二固定步长)逐一改变给定转速值，例如，从最高转速逐次下降，直至转速为零。在测功机11工作在某一给定转速值时，计算机设备12对电机控制器15载波频率进行载波频率值给定，并按一定步长(如第一固定步长)从最高载波频率值逐一减小给定的载波频率值，直至设定的最低频率值为止，同时把该给定转速值下各载波频率值对应的系统效率值以及电机噪声值记录下来，在保证电机噪声值满足国家标准或企业标准的前提下，找到该给定转速值下对应的系统效率值最高的载波频率值，即目标载波频率值，如此可以得到各给定转速值对应的目标载波频率值，进而得到述给定转速值与目标载波频率值的映射关系。

本实施例的方案，通过标定不同给定转速值下的载波频率值，通过所得到的映射关系可以实现对待标定电机10的可变控制，可以避免所有转速值下都使用单一载波频率带来的额外损耗。

在其中一个实施例中，如图1所示，电机载波频率标定系统不但包括测功机11、计算机设备12、噪声检测装置13以及功率分析装置14，还可以包括电机控制器15，该电机控制器15还与待标定电机10的旋转变压器相连，且该电机控制器还与待标定电机10三相线相连。该电机控制器15用于提供待标定电机10所需的三相电流，并测量待标定电机10三相电流值大小。其中，旋转变压器获取待标定电机10的转子位置信息，电机控制器15解算旋转变压器的信号获取该转子位置信息，该转子位置信息用于电机控制器15采集转速和给定固定电流。其中，电机控制器15可以从电机载波频率标定系统拆卸，从而电机载波频率标定系统可以和不同的电机控制器一起使用。

在其中一个实施例中，如图1所示，电机载波频率标定系统还可以包括电源装置16，电源装置16用于与电机控制器15相连，用于给电机控制器15提供驱动待标定电机10所需的电压。其中，功率分析装置14与该电源装置16相连，以采集正负母线的电压值和电流值，进而得到上述的输入功率值。电源装置16 可以包括电池包，电源16可以从电机载波频率标定系统拆卸，从而电机载波频率标定系统可以和不同的电池包一起使用。

在一个实施例中，如图4所示，提供一种电机载波频率标定方法，以该方法应用于图3中的计算机设备为例进行说明，包括以下步骤：

步骤402，给定用于控制待标定电机转速的给定转速值，并在固定电机控制器的控制电流值的控制电流值下，改变电机控制器的载波频率值的大小。

步骤404，获取各载波频率值对应的系统效率值以及电机噪声值，系统效率值为待标定电机和电机控制器的总效率值。

步骤406，根据各系统效率值以及各电机噪声值，标定出待标定电机的给定转速值对应的目标载波频率值。

这里，该目标载波频率值一般选择电机噪声值满足预设条件且系统效率值最大的载波频率。其中，该电机噪声值满足预设条件值一般指电机噪声值小于预设噪声阈值。

上述实施例的电机载波频率标定方法，由于各系统效率值以及各电机噪声值是根据实际的电机和控制器的相关参数得到，且由于采用计算机设备进行电机转速值、载波频率值的给定，计算机设备可以对各种数据进行记录，，既简化了工况，提升了标定效率，又提升了标定结果的准确性。同时，由于为待标定电机标定出目标载波频率值兼顾了电机噪声以及系统效率两方面因素，可以在保证电机噪声满足相应要求的前提下，找到在相应的给定转速值时，系统效率满足相应要求(例如系统效率值最大)的载波频率值，即目标载波频率值。

在其中一个实施例中，如图5所示，各载波频率值对应的系统效率值的获取步骤，可以包括如下步骤：

步骤502，分别在电机控制器被给定各载波频率值时，获取电机控制器的输入功率值、待标定电机的实际转速值和待标定电机的实际扭矩值；

在其中一个实施例中，上述的给定用于控制待标定电机的转速的给定转速值，可以包括步骤：向与待标定电机同轴相连的测功机发送转速指令，转速指令用于指示测功机按照转速指令携带的给定转速值带动待标定电机旋转；该电机载波频率标定方法还可以包括步骤：获取待标定电机返回的待标定电机的各实际转速值和各实际扭矩值。

步骤504，根据各实际转速值和各实际扭矩值，分别确定待标定电机的各输出功率值；

具体地，可以根据P_mi＝T_i*n_i/9550计算输出功率，确定各载波频率值对应的输出功率值。

步骤506，根据各输入功率值以及各输出功率值，分别确定各载波频率值对应的系统效率值。

具体地，可以根据η_i＝P_mi/P_ni*100％，确定各载波频率值对应的系统效率值。

在其中一个实施例中，如图6所示，各载波频率值对应的电机噪声值的获取步骤，可以包括如下步骤：

步骤602，获取设置在待标定电机附近的噪声检测装置检测到的噪声值；

步骤604，根据噪声检测装置检测到的噪声值，确定电机噪声值。

在其中一个实施例中，电机噪声值可以根据待标定电机的多个测试点的噪声值确定，该多个测试点的噪声值由设置在待标定电机的周围的噪声检测装置检测得到。一般地，是该多个测试点的噪声值中的最大值作为电机噪声值。

如此，可以尽可能的保证电机噪声值尽可能的满足相应要求，进一步提升所确定出的目标载波频率值的准确性。

在其中一个实施例中，电机载波频率标定方法还可以包括步骤：改变给定转速值的大小，以标定出不同给定转速值对应的目标载波频率值。进一步地，该电机载波频率标定方法还可以包括步骤：根据不同给定转速值对应的目标载波频率值，确定给定转速值与目标载波频率值的映射关系，映射关系用于待标定电机的载波频率值的控制。

关于电机载波频率标定方法的具体限定可以参见上文中对于电机载波频率标定系统的限定，在此不再赘述。

在其中一个实施例中，以待标定电机是永磁同步电机为例进行说明，但这不构成对本申请方案的限定。

步骤1：按照系统连接图安装设备；

1.1安装永磁同步电机，永磁同步电机的旋转轴与测功机11的传动轴同轴相连。通过计算机设备12控制测功机旋转带动永磁同步电机旋转。

1.2永磁同步电机的三相线与电机控制器15的三相线连接，旋转变压器信号线与电机控制器15连接。旋转变压器采集的转子位置通过旋转变压器信号线传输给电机控制器15。

1.3电机控制器15通过三相线与永磁同步电机连接。电机控制器15与电源的正负母线连接，获取驱动永磁同步电机所需的高压电。电机控制器15还与旋转变压器信号线连接，接收旋转变压器采集的永磁同步电机转子的位置信号。与计算机设备12通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)线连接，电机控制器15接收计算机设备12发出的载频指令和电流指令。

1.4电源的正负母线与电机控制器15的正负母线连接，提供电机控制器15 驱动永磁同步电机所需要的高压电。

1.5功率分析装置14与电机包的正负母线连接。采集电池包正负母线的电压和电流，并通过功率分析装置14采集的电压值和电流值计算功率。与上位机连接，将计算的功率值传输给上位机。

1.6上位机连接测功机台架，上位机发送转速指令到测功机台架，上位机接收测功机台架发送的实际扭矩值和转速值。与电机控制器连接，上位机发送电流指令和载频指令到电机控制器。与功率分析装置14连接，接收功率分析装置 14计算的功率值。

1.7噪声检测装置按照国家标准要求放置在永磁同步电机附近。根据永磁同步电机轴中心高度和永磁同步电机长度不同，可选择不同的测试面。具体的安装要求可见GB/T10069.1-2006。

步骤2：根据永磁同步电机最高转速，将永磁同步电机转速等分为若干等份。

本实施例以最高转速5000转为例，转速等分为10份为例，则第一个转速点为500转，第二个转速点为1000转，第三个转速点为1000转，以此类推。

步骤3：根据最高载频，将载频等分为若干等份。

本实施例以最高载频为10k、载频等分为10份为例，则第一个载频点为10k, 第二个载频点为9k，第三个载频点为8k，以此类推。

步骤4：开启测功机11拖动永磁同步电机旋转，根据等分的第一个转速点给定转速。

步骤5：通过计算机设备12，对电机控制器15给定Id和Iq。(Id和Iq为电机给定的控制电流，本实施例为根据永磁同步电机外特性，各转速下外特性转矩对应的电流值)。计算机设备12开始以最高载波频率值给定至电机控制器15，计算机设备12计算该载波频率值对应的电机系统效率(详细计算步骤如 5.1-5.3)，然后按设定步长降低载波频率值，再计算该载波频率值对应的系统效率值，一直给到最低载波频率值。此外，在开始以最高载波频率值给定至电机控制器15直到给定最低载波频率值期间，计算机设备12还获取噪声检测装置获得的电机噪声值。计算机设备12选取在该转速点内最高系统效率值时的载波频率值，若该载波频率值对应的电机噪声值小于预设的噪声阈值，则将最高系统效率值所对应的载频点(载波频率值)、转速点(给定转速值)记录保存，反之，判断次高系统效率值(除最高系统效率值以外最高的系统效率值)所对应的电机噪声值是否小于预设的噪声阈值，若是，则将次高系统效率值所对应的载频点(载波频率值)、转速点(给定转速值)记录保存，若否，继续判断第三高系统效率值(除最高系统效率值和次高系统效率值以外最高的系统效率值) 所对应的电机噪声值是否小于预设的噪声阈值，以此类推。同时，噪声阈值应当满足国家标准或企业标准，例如，本实施例中，该噪声阈值为91dB为标准，但不局限于此数值。

5.1功率分析装置14所采集到的母线电压值和母线电流值，通过功率分析装置14计算功率，将计算出的数据传输到计算机设备12。此功率记输入功率为 P_n计算公式为：P_n＝U*I。

5.2测功机11将扭矩传感器采集的扭矩值和转速传感器所采集到的转速值传输到计算机设备12上。计算机设备12机根据公式计算出实际输出功率。计算公式为：P_m＝T*n/9550。

5.3计算机设备12将接收到的功率分析装置14发送的功率值和计算机设备 12计算的功率值，计算系统效率值，系统效率值记为η，计算公式为：η＝ P_m/P_n*100％。最后，确定电机噪声值满足预设条件且系统效率值最大的载波频率值，将该载波频率值与当前的给定转速值建立对应关系。

步骤6计算机设备12将测功机11的给定转速值降低一个转速步长，重复步骤5，直至转速为零。

应该理解的是，虽然图4-6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图4-6中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图7所示，提供了一种电机载波频率标定装置，包括：参量控制模块702、数据获取模块704和频率标定模块706，其中：

参量控制模块702，用于给定用于控制待标定电机的转速的给定转速值，并改变用于驱动待标定电机的电机控制器给定的载波频率值的大小；

数据获取模块704，用于获取各载波频率值对应的系统效率值以及电机噪声值，系统效率值为待标定电机和电机控制器的总效率值；

频率标定模块706，用于根据各系统效率值以及各电机噪声值，标定出待标定电机的给定转速值对应的目标载波频率值。

在其中一个实施例中，数据获取模块704在电机控制器被给定各载波频率值时，分别获取电机控制器的输入功率值、待标定电机的实际转速值和待标定电机的实际扭矩值，根据各实际转速值和各实际扭矩值，分别确定待标定电机的各输出功率值，根据各输入功率值以及各输出功率值，分别确定各载波频率值对应的系统效率值；和/或，获取设置在待标定电机附近的噪声检测装置检测到的噪声值，根据噪声检测装置检测到的噪声值，确定电机噪声值。

在其中一个实施例中，参量控制模块702可以向与待标定电机同轴相连的测功机发送转速指令，转速指令用于指示测功机按照转速指令携带的给定转速值带动待标定电机旋转；数据获取模块704可以获取测功机返回的待标定电机的各实际转速值和各实际扭矩值。

在其中一个实施例中，上述的电机噪声值根据待标定电机的多个测试点的噪声值确定，多个测试点的噪声值由设置在待标定电机的周围的噪声检测装置检测得到。

在其中一个实施例中，上述的多个测试点的噪声值中的最大值作为电机噪声值。

在其中一个实施例中，上述的目标载波频率值为电机噪声值满足预设条件且系统效率值最大的载波频率值。

在其中一个实施例中，上述的电机噪声值满足预设条件值指电机噪声值小于预设噪声阈值；

在其中一个实施例中，上述的待标定电机为永磁同步电机。

在其中一个实施例中，参量控制模块702还用于改变给定转速值的大小，以标定出不同给定转速值对应的目标载波频率值。

在其中一个实施例中，频率标定模块706还用于根据不同给定转速值对应的目标载波频率值，确定给定转速值与目标载波频率值的映射关系，该映射关系用于待标定电机的载波频率值的控制。

关于电机载波频率标定装置的具体限定可以参见上文中对于电机载波频率标定方法的限定，在此不再赘述。上述电机载波频率标定装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，如图3所示，该计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任意一个实施例的电机载波频率标定方法的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任意一个实施例的电机载波频率标定方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程 ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限， RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步 DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM (ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus) 直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电机载波频率标定系统，其特征在于，所述系统包括测功机、计算机设备、噪声检测装置以及功率分析装置；所述计算机设备分别与所述测功机、所述噪声检测装置以及所述功率分析装置相连；

所述计算机设备，用于向驱动待标定电机的电机控制器发送载频指令，并向所述测功机发送转速指令，所述载频指令用于给定所述电机控制器的载波频率值；

所述测功机，用于按照所述转速指令携带的给定转速值控制所述待标定电机的转速，并向所述计算机设备返回所述待标定电机的实际扭矩值和实际转速值；

所述噪声检测装置，设置在所述待标定电机的周围，用于检测所述待标定电机的电机噪声值，并将所述电机噪声值传输给所述计算机设备；

所述功率分析装置，用于获取所述电机控制器的输入功率值，并将所述输入功率值传输给所述计算机设备；

所述计算机设备还用于根据所述实际扭矩值、所述实际转速值、所述以及输入功率值确定系统效率值，根据所述系统效率值以及所述电机噪声值，进行所述给定转速值对应的目标载波频率值的标定。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计算机设备还用于向所述电机控制器发送电流指令，所述电流指令用于给定所述电机控制器的控制电流值；所述计算机设备在固定所述控制电流值下，改变所述载波频率值的大小，根据各所述载波频率值对应的所述实际扭矩值、所述实际转速值以及所述输入功率值，确定出各所述载波频率值对应的所述系统效率值，根据各所述载波频率值对应的所述系统效率值以及各所述载波频率值对应的所述电机噪声值，标定出所述给定转速值对应的目标载波频率值；

优选的，所述噪声检测装置用于检测所述待标定电机的多个测试点的噪声值，将所述多个测试点的噪声值中的最大值作为所述电机噪声值；

优选的，所述目标载波频率值为电机噪声值满足预设条件且系统效率值最大的载波频率值；

优选的，所述电机噪声值满足预设条件指所述电机噪声值小于预设噪声阈值。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述计算机设备还用于改变所述给定转速值的大小，以标定出不同给定转速值对应的目标载波频率值；

优选的，所述计算机设备还用于根据不同给定转速值对应的目标载波频率值，确定所述给定转速值与所述目标载波频率值的映射关系，所述映射关系用于所述待标定电机的载波频率值的控制。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括所述电机控制器，所述电机控制器与所述待标定电机通过三相线连接，所述电机控制器还与所述待标定电机的旋转变压器相连；

优选的，所述系统还包括电源装置，所述电源装置用于与所述电机控制器相连，用于给所述电机控制器提供驱动所述待标定电机所需的电压；

优选的，所述待标定电机为永磁同步电机。

5.一种电机载波频率标定方法，其特征在于，所述方法包括：

给定用于控制待标定电机转速的给定转速值，并在固定电机控制器的控制电流值的控制电流值下，改变所述电机控制器的载波频率值的大小；

获取各所述载波频率值对应的系统效率值以及电机噪声值，所述系统效率值为所述待标定电机和所述电机控制器的总效率值；

根据各所述系统效率值以及各所述电机噪声值，标定出所述待标定电机的所述给定转速值对应的目标载波频率值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取各所述载波频率值对应的系统效率值以及电机噪声值，包括：

分别在所述电机控制器被给定各所述载波频率值时，获取所述电机控制器的输入功率值、所述待标定电机的实际转速值和所述待标定电机的实际扭矩值；

根据各所述实际转速值和各实际扭矩值，分别确定所述待标定电机的各输出功率值；

根据各所述输入功率值以及各输出功率值，分别确定各所述载波频率值对应的系统效率值；

和/或

获取设置在所述待标定电机附近的噪声检测装置检测到的噪声值；

根据所述噪声检测装置检测到的噪声值，确定所述电机噪声值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述给定用于控制待标定电机的转速的给定转速值，包括：

向与所述待标定电机同轴相连的测功机发送转速指令，所述转速指令用于指示所述测功机按照所述转速指令携带的所述给定转速值带动所述待标定电机旋转；

所述方法还包括：获取所述测功机返回的所述待标定电机的各实际转速值和各实际扭矩值。

8.根据权利要求5至7任意一项所述的方法，其特征在于，所述电机噪声值根据所述待标定电机的多个测试点的噪声值确定，所述多个测试点的噪声值由设置在所述待标定电机的周围的噪声检测装置检测得到；优选的，所述多个测试点的噪声值中的最大值作为所述电机噪声值；

优选的，所述目标载波频率值为电机噪声值满足预设条件且系统效率值最大的载波频率值；

优选的，所述电机噪声值满足预设条件值指所述电机噪声值小于预设噪声阈值；

优选的，所述待标定电机为永磁同步电机。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：改变所述给定转速值的大小，以标定出不同给定转速值对应的目标载波频率值；

优选的，所述方法还包括：根据不同给定转速值对应的目标载波频率值，确定所述给定转速值与所述目标载波频率值的映射关系，所述映射关系用于所述待标定电机的载波频率值的控制。

10.一种电机载波频率标定装置，其特征在于，所述装置包括：

参量控制模块，用于给定用于控制待标定电机的转速的给定转速值，并改变用于驱动所述待标定电机的电机控制器给定的载波频率值的大小；

数据获取模块，用于获取各所述载波频率值对应的系统效率值以及电机噪声值，所述系统效率值为所述待标定电机和所述电机控制器的总效率值；

频率标定模块，用于根据各所述系统效率值以及各所述电机噪声值，标定出所述待标定电机的所述给定转速值对应的目标载波频率值。

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