[发明专利]一种相电流重构技术的直流偏置误差抑制方法

说明书

本发明公开了一种相电流重构技术的直流偏置误差抑制方法，所述方法步骤如下：一、将单电流传感器安装在逆变器的两条支路上，采样两条支路的和电流；二、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，进而重构出电机的三相电流；三、定义Clarke变换中α轴与B相绕组轴线重合，根据Clarke变换将三相电流转换到两相静止坐标系中；四、对带有直流偏置误差的采样结果进行补偿；五、利用陷波滤波器，滤除电流分量中的基波分量，得到估算出的直流偏置误差补偿值，进而实现直流偏置误差的抑制。本发明采用陷波滤波器来抑制直流偏置误差，提高了电流重构精度，改善了永磁同步电机控制系统性能。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，涉及一种抑制传感器采样直流偏置误差的方法。

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。但单电流传感器技术在实际应用时会存在传感器采样直流偏置误差，若不采取抑制措施，会导致相电流重构不准确，进而影响整个电机控制系统的性能，带来不必要的损失。因此，若能抑制传感器采样直流偏置误差，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相电流重构技术的直流偏置误差抑制方法，该方法采用陷波滤波器来抑制直流偏置误差，提高了电流重构精度，改善了永磁同步电机控制系统性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种相电流重构技术的直流偏置误差抑制方法，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周期的两个零电压矢量中间时刻对单电流传感器进行采样，得到两个不同相的电流信息，进而重构出电机的三相电流；

三、定义Clarke变换中α轴与B相绕组轴线重合，根据Clarke变换将三相电流转换到两相静止坐标系中，此时经过新坐标变换之后的电流分量表达式为：

式中，i_a为A相绕组电流，i_b为B相绕组电流，i_c为C相绕组电流，i_off为直流偏置误差，i_sam1为单电流传感器在PWM周期中间时刻的采样值，i_sam2为单电流传感器在PWM周期起始时刻的采样值，i_α’为新坐标变换之后的α轴电流分量，i_β’为新坐标变换之后的β轴电流分量；

四、对带有直流偏置误差的采样结果进行补偿，补偿后用于三相电流重构的采样值为：

i_sam-new＝i_sam-in-i_off-est。

式中，i_off-est为估算出的直流偏置误差补偿值，i_{sam_in}为附加直流偏置误差i_off后的电流采样结果；