[发明专利]电流传感器误差补偿

说明书

技术领域

本发明涉及电动机的控制，特别是涉及电动机中的电流的测量和基于电流测量的电动机的控制。

背景技术

用于电气致动器的闭环电流控制器一般采取图1所示的形式，在该形式中，通过使用矢量控制，向电动机的各相位绕组施加电压并且测量得到产生的电流。测量的电流然后被一般为PI的控制器使用，以控制为请求的目标电流。也需要给予电动机的电气位置的信号，使得可在正确的时间在正确的相位上施加电压。在图1的系统中，示出位置传感器，但是，本发明同样适用于从其它的传感器测量估计位置信号的没有位置传感器的系统。

由于电流传感器的不准确和限制，测量过程可将不存在于被测量的电流中的谐波引入电流传感器的输出信号中。电流控制器然后对于传感器输出中的这些谐波起反应以尝试去除它们，但是，通过从电流传感器给予平滑的输出的电流控制器去除它们导致实际的电流包含这些谐波。

根据这些不希望的谐波的频率和振幅，由电动机产生的扭矩可劣化，使得谐波可能导致扭矩波纹和/或声学噪声。

电流测量

一般使用两种相位电流测量方法。

1.相位电流传感器，其中，在相位中的每一个中放置电流测量装置。（对于三相位系统，由于可从2个测量的相位计算第3相位，因此，可以只测量2个相位）

2.单个电流传感器，其中，在PWM占空循环中的特定点上测量在DC链接中流动的电流，以允许计算3个相位中的电流。

根据使用的相位电流测量方法，引入的谐波将是不同的。本发明适用于由测量不准确引入的任何谐波。

电流测量误差的影响

从标准控制理论，畸变对于任何闭环系统中的反馈测量信号的影响是公知的。以下对于电动机电流控制器的情况明确描述该影响。

如图2所示，电流测量上的畸变表现为电流反馈路径上的未知的扰动。扰动将对于来自传感器的‘测量电流’信号添加谐波。如果这些扰动谐波落入电流控制器的带宽内，那么，为了消除它们，电流控制器将用于通过调制控制（电压要求）拒绝它们。即使在测量的相位电流信号中不再存在谐波，该调制也将导致谐波出现于实际的相位电流上。这将在电动机输出轴上导致不希望的扭矩波纹。

发明内容

本发明提供一种用于电动机的控制系统，该系统包括：被配置为产生指示电动机中的电流的电流感测输出的电流感测装置；被配置为接收电流感测输出并输出指示向电动机施加的电压的电压要求的电流控制装置；和电流感测校正装置。校正装置可被配置为监视电压要求。校正装置可被配置为通过任何适当的装置测量电流感测输出中的畸变，并例如通过产生校正信号校正畸变。校正信号可被配置为校正电流感测输出。

畸变可以是可以是电动机速度的一个或更多个谐波并因此可随电动机速度改变的一个或更多个特定的频率，或者可以是与电动机速度无关的固定频率。

电动机可具有静止绕组和关于绕组旋转的转子的电动机。电流感测装置可包含被配置为测量电动机绕组中的电流的电流传感器。电流可被测量为绕组的参照系中的两个分量。电流感测装置可包含被配置为将测量的电流变换成例如作为扭矩产生和非扭矩产生分量的转子的参照系的变换装置。

电流控制装置可被配置为输出电压要求，以限定可以是绕组的参照系并被定义为例如α和β分量的静止的参照系中或可以为转子的参照系并被定义为例如D和Q轴分量的旋转参照系中的要求电压。

校正装置可被配置为识别具有等于可以是谐波畸变的畸变的频率的要求的电压的分量，并测量该分量的大小和相位以测量谐波畸变。

校正装置可被配置为例如通过使用频率变换，变换要求的电压使得识别的分量变为DC分量，并测量DC分量的大小。校正装置可被配置为产生校正信号，以减少识别的分量。

校正装置可被配置为组合校正信号与电流感测输出，以产生校正的电流感测输出。作为替代方案，电流感测装置可包含电流传感器，并且，校正装置可被配置为向电流传感器输入校正信号以调整电流传感器的参数。

控制系统可被配置为校正畸变的多个分量。例如，畸变的分量可以是具有不同的频率和/或不同的符号的谐波。

附图说明

现在参照附图仅作为例子描述本发明的优选实施例。

图1是用于电动机的已知的闭环电流控制系统的框图；

图2是表示电流测量误差如何影响图1的系统的示图；

图3是根据本发明的实施例的用于电动机的闭环电流控制系统的示图；

图4是图3的系统的同步滤波器形成部分的示图；

图5是与图4类似但具有另一滤波器部件的滤波器配置的示图；