[发明专利]在永磁同步电机控制过程中对电压矢量进行补偿的方法

说明书

本发明公开了一种在永磁同步电机控制过程中对电压矢量进行补偿的方法，其利用当前电机转子位置θ、当前电流矢量与d轴的夹角和当前电机转速下的补偿角度δ相加得到当前电流矢量角θsubgt;i/subgt;，对电流矢量角进行了补偿，减小了高速时的补偿误差，保证了后续获得的α轴补偿电压、β轴补偿电压更准确；对α轴理论补偿电压与电流矢量角θsubgt;i/subgt;的关系曲线Ⅰ、β轴理论补偿电压与电流矢量角θsubgt;i/subgt;的关系曲线Ⅱ采用斜坡形式的线性化处理，使α轴补偿电压、β轴补偿电压在相电流过零点附近的变化更平缓，将α轴补偿电压、β轴补偿电压用于电压矢量补偿时，减小了电流谐波含量，改善了电流波形。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，具体涉及一种在永磁同步电机控制过程中对电压矢量进行补偿的方法。

背景技术

永磁同步电机具有高功率密度、高效率、高转距电流比、高可靠性等特点，在军民两用装备及生产领域应用广泛，特别是电动汽车领域也对电机系统的动态响应速度、转矩脉动以及稳态误差等关键性能提出了更高的要求。

电动汽车电机控制器的逆变器通常采用三相桥式电压型逆变器，由开关频率大的IGBT功率开关器件组成，具有非理想开关特性。在三相桥式逆变器中，为了防止上、下桥臂短路通常在同一桥臂的上下两个管间设置死区时间，导致逆变器的输出电流和电压波形畸变，造成PMSM电磁转矩脉动较大，影响了系统的运行性能。

CN111224537A公开了一种基于相电流的逆变器死区补偿方法，其通过测量逆变器的死区时间、开通和关断延时、不同电流下的电压损失得到补偿量；根据分段函数计算各相的补偿值，换算成PWM占空比。这种补偿方法需要大量不同的试验来测试电压的损失量，有时还不能精确测量到；另外，其未对电流矢量角进行补偿，高速误差较大，且在确定补偿量时计算量较大。

CN112398394A公开了一种永磁同步电机低转速死区力矩补偿方法，其首先获得永磁同步电机的转子位置角，将转子位置角加上角度90°，得到稳态时电流矢量角度；然后根据确定电流矢量角度与补偿电压分量之间的对应关系，对α-β坐标轴系中的参考电压矢量进行补偿，进而完成对死区力矩的补偿。这种补偿方法中的电流矢量角计算不准确，得到的补偿电压分量为理论值，如以该补偿电压分量进行补充，仍然存在电流波形畸变、电流谐波含量较大的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种在永磁同步电机控制过程中对电压矢量进行补偿的方法，以减小补偿误差，改善电流波形。

本发明所述的在永磁同步电机控制过程中对电压矢量进行补偿的方法，包括：

步骤A：确定当前电流矢量角θ_i；

步骤B：根据当前电流矢量角θ_i确定当前α轴补偿电压ΔV_αcom、当前β轴补偿电压ΔV_βcom；

步骤C：将当前α轴补偿电压ΔV_αcom与当前α轴参考电压相加，得到补偿后的α轴电压矢量u_α；将当前β轴补偿电压ΔV_βcom与当前β轴参考电压相加，得到补偿后的β轴电压矢量u_β。

其中，所述步骤A中确定当前电流矢量角θ_i的方式为：

获取当前d轴实际电流i_d、当前q轴实际电流i_q、当前电机转子位置θ和当前电机转速n；

将当前d轴实际电流i_d与当前q轴实际电流i_q进行低通滤波，得到滤波后的d轴电流i_df和滤波后的q轴电流i_qf；

利用公式：计算得到当前电流矢量与d轴的夹角