[发明专利]一种最大调制圆内无盲区的永磁同步电机相电流重构方法

说明书

本发明属于电机控制技术领域，涉及一种永磁同步电机驱动系统的相电流重构方法，尤其是涉及一种基于母线电流传感器最大调制圆内无盲区的永磁同步电机相电流重构方法。该方法首先提取需要生成的电压矢量的特征：所属扇区、在α‑β坐标系上投影的标幺值；转换电压矢量到扇区Ⅰ；细分扇区Ⅰ；选择区域n对应的基本电压矢量；计算各个矢量的作用时间计算；生成Vsubgt;ref/subgt;’对应的波形；转换为Vsubgt;ref/subgt;对应的PWM波；确定电流采样点位置并获得采样的电流值Isubgt;OSP/subgt;和Isubgt;TSP/subgt;；确定反馈相电流名称及大小。该方法进行相电流重构，当设定合理采样时间(t＜Tsubgt;s/subgt;/8)，可消除最大调制圆内的所有盲区；可以消除分时采样误差；一定程度上减少整个系统的损耗；方法统一，实现简单。

所属技术领域

本发明属于电机控制技术领域，涉及一种永磁同步电机驱动系统的相电流重构方法，尤其是涉及一种基于母线电流传感器最大调制圆内无盲区的永磁同步电机相电流重构方法。

背景技术

在永磁同步电机驱动系统中，相电流重构技术-仅使用一个电流传感器重构三相相电流的技术被广泛采用。利用不同开关状态下电流传感器的采样信息，直接或间接地得到电机的三相电流值。该技术无需相电流传感器，在节省成本和减小体积的同时，还避免了各个相电流传感器之间测量不平衡问题，提高了系统的精度。

但是该方法在实际运用时，输出电压矢量调制区内会产生盲区，并且采样电流的精度也会有所降低。

盲区问题是由最小采样时间(t)的存在造成的。t主要包括：电机电感耗费时间、开关设备的导通延迟时间、同一桥臂中两个开关设备的死区时间、以及达到数模转换器稳态后的额外转换时间。当采样矢量的作用时间小于t时，电压矢量进入盲区，此时，电流传感器无法对电流进行精确采样，三相电流也无法准确重构。很多研究通过修改传统的七段式矢量控制算法消除盲区，主要方法可分成三种：测量矢量注入法、PWM移相法和混合法。测量矢量注入法[相关方法在文献1中有记载，文献1为H.Kim and T.M.Jahns,“Phase currentreconstruction for AC motor drives using a DC link single current sensor andmeasurement voltage vectors,”IEEE Trans.Power Electron.,vol.21,no.5,pp.1413–1419,Sept.2006.(期刊论文)]在传统的控制方法中用三个矢量和为零的有效测量矢量代替原有的部分零矢量，并在测量矢量作用时进行采样。该方法要求有效矢量的作用时间均大于t，因此，导致正常调制区的区域缩小。PWM移相法[相关方法在文献2中有记载，文献2为S.Yang,“Saliency-Basedposition estimation ofpermanent-magnet synchronousmachines using square-wave voltage injection with a single current sensor,”IEEE Trans.Ind.Appl.,vol.51,no.2,pp.1561–1571,Mar./Apr.2015.(期刊论文)]在不改变占空比的情况下移动PWM波，使采样矢量的作用时间大于t。但此方法在某些区域会产生饱和现象，消除效果不佳。为解决测量矢量注入法和PWM移相法的缺陷，混合法[相关方法在文献3中有记载，文献3为J.Lu,X.Zhang,Y.Hu,J.Liu,C.Gan,and Z.Wang, “Independentphase current reconstruction strategy for IPMSM sensorless control withoutusing null switching states,”IEEE Trans.Ind.Electron.,vol.65,no.6,pp.4492–4502,Jun.2018.(期刊论文)]被提出。此方法重新划分扇区，并且用了全新的矢量控制策略进行重构。此方法虽然一定程度上减小了盲区的面积，但是正常调制圆的半径也有所减小，并受t的严格限制。