[发明专利]一种电机控制器死区辨识与补偿方法

说明书

本发明属于电机控制技术领域，针对现有死区补偿方法的固有缺陷，提出了一种新的电机控制器死区辨识与补偿方法，该方法作为变流器电流控制的核心，能兼容永磁电机控制器的实施，提高控制器输出电压的正弦度、减小输出电流谐波畸变、减小转矩脉动，能够精确地辨识出包含IGBT导通与关断过程在内的等效死区时间；同时能辨识出包含变流器与定子线圈在内的线路等效电阻，且该阻值的辨识不受死区效应的影响，本发明提出基于辨识结果的死区效应补偿方法，该方法能针对电机控制器所有非线性环节进行补偿，最后本发明针对永磁电机轻载时提出特殊处理方案，使之能可靠实施于永磁电机控制器上。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，涉及一种电机控制器死区辨识与补偿方法。

背景技术

电机控制器使用PWM方式输出电压控制电机电流，为了避免上、下桥臂开关管直通，常常加入死区。然而死区对于输出电压造成谐波畸变，进而影响电流波形与转矩脉动。业界对于死区效应的补偿已有常规方法，具体特点如下：

首先，补偿值为一预先设定的固定值，依据加入的死区时间、所选用开关管的导通与关断延时确定补偿量大小。没有考虑不同IGBT的个体差异，也没有考虑不同驱动电阻下驱动电路的延迟时间；

其次，只针对死区时间进行补偿，没有考虑到IGBT与续流二极管的导通压降对输出电压和电流波形也有非线性影响；

最后，依据三相电流的大小及方向，确定补偿值的大小与符号，该步骤在控制异步电机时能可靠工作，在控制永磁电机时往往在弱载运行时因电流方向判断失误而失效，即传统方法不能兼容永磁电机控制器的实施。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的若干问题，提出了一种电机控制器死区辨识与补偿方法，该方法作为变流器电流控制的核心，能兼容永磁电机控制器的实施，提高控制器输出电压的正弦度、减小电流谐波畸变、减小转矩脉动。

本发明能够精确地辨识出包含IGBT导通与关断过程在内的等效死区时间；本发明能够精确地辨识出IGBT与续流二极管导通压降中的直流初值部分，同时能辨识出包含变流器与定子线圈在内的线路等效电阻，且该阻值的辨识不受死区影响。本发明提出基于辨识结果的死区效应补偿方法，该方法能针对电机控制器所有非线性环节进行补偿，最后本发明针对永磁电机轻载时提出特殊处理方案，使之能可靠实施与永磁电机控制器上。

本发明无需预先知道死区时间、开关管的导通与关断特性，通过下列技术方案实现死区的辨识与补偿，具体步骤如下：

步骤1：设定第一电流目标值I₁，缓慢施加输出电压直至相电流到达目标值，记录施加线电压的平均值为U_AB1；

步骤2：设定第二电流目标值I₂，缓慢施加输出电压直至相电流到达目标值，记录施加线电压的平均值为U_AB2；

步骤3：设定第三电流目标值I₃，缓慢施加输出电压直至相电流到达目标值，记录施加线电压的平均值为U_AB3；

步骤4：设定第四电流目标值I₄，缓慢施加输出电压直至相电流到达目标值，记录施加线电压的平均值为U_AB4；

步骤5：依据步骤1至步骤4的数据辨识出一系列死区效应的相关参数，包括：等效死区时间d_Δ、二极管导通压降初值V_D0、IGBT导通压降初值V_T0、等效线路电阻R_Σ；

步骤6：如果为永磁电机控制器，在其运行时，依据不同负载区域施加不同激励电流；

步骤7：在dq坐标系下对采样电流i_dq进行滤波处理，得到i_dqLpf；