[发明专利]永磁同步电机的单电阻电流重构方法及装置

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机的单电阻电流重构方法及装置，装置组成包括直流电源、三相逆变器、永磁同步电机、A/D转换器、电流观测器和采样电阻。所述方法是，使用PWM移相法对永磁同步电机的非观测区的电流进行重构；在使用PWM移相法后，对仍存在只可测得一相电流的部分非观测区构建电流观测器，通过单相电流来估算三相电流，实现了相电流的精确重构。本发明具有可行性和实用价值，适用于任何三相平衡的电机驱动系统。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种永磁同步电机的单电阻电流重构方法及装置。

背景技术

近年来，永磁同步电机因具有效率高、功率密度大、控制性能好等特点而被广泛运用于各个领域，但其高成本的控制系统制约了其应用。单电阻电流重构技术可以很好的降低成本，提高效率，缩小体积。因此，如何在永磁同步电机控制系统中使用单电阻进行电流重构成为国内外研究的必然选择。

关于单电阻电流重构很多文章都有阐述，在此就不多累述。而单电阻电流重构的难点除了对非观测区进行PWM移相补偿，还有一个就是当补偿后仍存在只可采样单相电流而无法进行电流重构的处理，前者诸多文献亦有说明，而后者未见有相关文献的阐述。

发明内容

本发明的目的是为了克服在非观测区进行PWM移相法后仍存在只可采样单相电流而无法进行电流重构的问题，提供一种永磁同步电机的单电阻电流重构方法及装置，其可实现相电流的精确重构，以达到进一步增强控制效果。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种永磁同步电机的单电阻电流重构方法及装置，包括直流电源、三相逆变器、永磁同步电机、A/D转换器、电流观测器和采样电阻，所述直流电源通过采样电阻与三相逆变器相连，所述三相逆变器与永磁同步电机相连，所述A/D转换器采集采样电阻两端的电压值，所述A/D转换器的输出端与所述电流观测器连接，所述电流观测器估算三相电流。

一种永磁同步电机的单电阻电流重构方法，使用PWM移相法对永磁同步电机的非观测区的电流进行重构，对仍存在只可测得单独一相电流的部分非观测区构建一电流观测器，所述电流观测器通过单相电流来估算三相电流实现相电流重构。

优选的，三相电流重构方法包括以下步骤：

步骤一、电压矢量持续作用时间T_S小于采样所需最短时间T_min时，进行PWM移相获得足够的采样时间；

步骤二、使用PWM移相法后，如果仍只采样得到单相电流，则在坐标系α-β下的构建电流观测器来重构三相电流。

优选的，所述电流观测器构建过程包括以下步骤：

S1.判断此次采样获得的为哪一相电流，判断过程如式(1)所示：

其中，F1、F2、F3、F4、F5、F6表示三相逆变器中六个MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的开关信号，AA、BB、CC表示不同的变量，AA、BB、CC＝1分别表示此次采样得到的对应为A、B、C相电流；

S2.通过构建电流观测器，使用单相电流估算出三相电流，具体包括以下步骤：

S21.在α-β坐标系下的电流观测器状态方程为：

理想状态下：

其中，ω为电机转速，在一个PWM周期内假设ω不变；

S22.通过Clark反变换分别得到A、B、C三相坐标系下的电流观测器，如式(4)所示：