[发明专利]高PWM开关频率下相电流重构误差的抑制方法

说明书

本发明公开了一种高PWM开关频率下相电流重构误差的抑制方法，所述方法步骤如下：一、先将带有通孔的单电流传感器安装在永磁同步电机功率管Q4和Q6之间的支路上，再将功率管Q1和Q3之间的支路打开，将线穿过单电流传感器的通孔再重新连接，此时单电流传感器采样的是两条支路的和电流；二、采用空间矢量脉宽调制算法，在一个PWM周期内，将原本位于两个零电压矢量中间时刻的电流采样点延时一定时间进行采样，根据延时采样得到的采样值利用零电压矢量采样法的基本原理重构出三相绕组电流。本发明采用延时采样法来抑制高PWM开关频率引起的电流重构误差，提高了电流重构精度，改善了永磁同步电机控制系统的性能。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，涉及一种抑制高PWM开关频率下的相电流重构误差的方法。

背景技术

永磁同步电机(PMSM)相比其他电机具有高可靠性、高功率密度、高控制精度等优点，故其在数控机床、机器人伺服控制、电动汽车、军用武器、深水伺服系统以及航空航天等领域得到了飞速的发展。

单电流传感器技术是一种低成本的永磁同步电机驱动技术，其基本原理是采用一个电流传感器重构出电机三相绕组电流，进而实现电机的矢量控制。采用这种技术，驱动器的体积和成本均得以降低，且减少了传感器附加引线，避免了由于电流传感器采样差异所带来的扰动。

然而，随着开关频率的升高，由于最小采样时间的限制，电流重构盲区增大，电机的有效工作区域减小。同理，随着PWM频率的升高，PWM周期持续时间减小，且最小采样时间T_min是一个固定不变的值，所以将会产生一定的相电流重构误差。因此，若能抑制这种由高PWM开关频率引起的电流重构误差，对改善整个电机控制系统的性能具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种高PWM开关频率下相电流重构误差的抑制方法，该方法采用延时采样法来抑制高PWM开关频率引起的电流重构误差，提高了电流重构精度，改善了永磁同步电机控制系统的性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高PWM开关频率下相电流重构误差的抑制方法，包括如下步骤：

一、先将带有通孔的单电流传感器安装在永磁同步电机功率管Q4和Q6之间的支路上，再将功率管Q1和Q3之间的支路打开，将线穿过单电流传感器的通孔再重新连接，此时单电流传感器采样的是两条支路的和电流；

二、采用空间矢量脉宽调制算法，在一个PWM周期内，将原本位于两个零电压矢量中间时刻的电流采样点延时一定时间进行采样，即：首先根据电路参数和PWM频率利用查表的方法得到所需的延时采样时间间隔t_d，然后在PWM中断程序中嵌入定时器中断，定时时长等于t_d，从而使得电流采样点滞后；最后根据延时采样得到的采样值利用零电压矢量采样法的基本原理重构出三相绕组电流。

本发明具有如下优点：

1、本发明提供了一种新型拓扑的单电流传感器技术，与传统方法不同的是，单电流传感器不是安装在直流母线上，而是安装在逆变器的两条支路上，采样两条支路的和电流。电机的控制算法采用空间矢量脉宽调制算法(SVPWM)，在一个PWM周期的两个零电压矢量中间时刻对单电流传感器进行采样，可以得到两个不同相的电流信息，进而重构出电机的三相电流。

2、本发明采用延时采样法来抑制高PWM开关频率引起的电流重构误差，即将原本位于两个零电压矢量中间时刻的电流采样点延时一定时间进行采样，提高了电流重构精度，改善了永磁同步电机控制系统的性能。

附图说明

图1为单电流传感器的安装位置；

图2为单电流传感器的采样点；