[发明专利]一种交流电机矢量控制电流信号误差补偿方法

说明书

技术领域

本发明属于交流电机矢量控制方法，具体涉及一种交流电机矢量控制电流信号误差补偿方法。

背景技术

随着电机技术、现代电力电子技术、微电子技术、控制技术及计算机技术的快速发展，交流电机传动控制系统逐步取代了直流电机传动控制系统，并为模拟成熟的直流电机控制策略，交流电机矢量控制应运而生。矢量控制采用转子参考坐标系进行d、q轴解耦，使得交流电机电枢磁场与转子励磁磁场间成90°恒定不变，具有转矩控制的线性特性，电流利用率高，尤其适合高精度电力传动系统的需求。在交流电机矢量控制技术中，信号采样、调理、传输过程会不可避免地产生不同程度的信号失真现象，当电机高转速运行时，运用这些失真的信号进行电机控制会严重影响电机控制精度，甚至会造成系统振荡。

目前现有的交流电机控制中更多是考虑对PWM死区时间的补偿技术，未涉及具体控制系统内环中各信号的误差及其补偿方法，导致高性能电机控制系统或高速电机控制系统动态性能较差，因此需要对各信号的误差进行有效补偿。

作为相关的已有技术，中国专利CN101350586A，名称为“全数字交流电机控制中时间延迟补偿方法及其控制装置”中公开了如下所述的方法，即通过增加数字时间延迟补偿模块，结合电机转速，为同步/固定坐标变换器补偿一定相位角，以求克服一些对电机控制性能要求很高或者有高速运行要求的控制中会存在动态性能差以及电流调节器不稳定的问题。

CN101350586A所述的方法只对同步/固定坐标变换器涉及到的电机转子位置进行补偿，没有考虑到电流控制环中固定/同步坐标变换器中转子位置的误差，且并未对信号幅值误差进行补偿，这样势必导致电流控制环解算出的直轴电流i_d、交轴电流i_q与理想反馈交、直轴电流间存在误差，影响电机控制性能。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种交流电机矢量控制电流信号误差补偿方法，目的在于提供一种对交流电机矢量控制中电流信号经采样、调理、传输后与理想电流信号间存在的误差进行补偿的方法。

技术方案

一种交流电机矢量控制电流信号误差补偿方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：对采样得到的交流电机相电流的幅值进行补偿，其中：I为实际检测电流进行幅值；A(ω)为补偿系数；

所述A(ω)等于采样时选用的低通滤波器的幅频特性；

步骤2：对幅值补偿后的相电流进行相位补偿，得到补偿后的d-q坐标系下相电流的相位角θ′=Δθ+θ，其中：Δθ为相电流相位滞后角，Δθ=Δθ₁+Δθ₂；Δθ₁为相电流采样固有延迟时间t₁、CPLD读取片外AD延迟时间t₂、传输延迟时间t₃造成的相位滞后角；Δθ₂为Δθ₁与滤波器对相电流进行调理过程造成的相位滞后Δθ₂；

所述Δθ₁＝ω_r(t₁+t₂+t₃)，t₁为相电流采样固有延迟时间，t₂为CPLD读取片外AD延迟时间，t₃为传输的延迟时间，ω_r为电机实际运行时的转速；

所述Δθ₂等于采样时选用的低通滤波器的相频特性；

步骤3：得到补偿后的三相电流合成矢量i'_s=I′e^jθ′；

步骤4：将d-q坐标系旋转Δθ角度，得到d-q的虚拟坐标系d'-q'，在d'-q'坐标系对幅值补偿后的相位滞后的三相电流合成矢量i'_s进行三角分解，分解后得到补偿后的交直轴电流i'_q和i'_d。

有益效果

本发明提出的一种交流电机矢量控制电流信号误差补偿方法，通过对电流信号采样、调理、传输过程的误差进行补偿，保证了参与闭环控制运算的i_d、i_q参数的准确性。

与现有技术相比，该方法的有益效果在于：