[发明专利]一种具备电流误差校正能力的三相电机驱动器及校正方法

说明书

本发明提供了一种具备电流误差校正能力的三相电机驱动器，在三相电机驱动器中，逆变器由直流母线电压供电，将逆变器三相桥臂中点分别与电机三相绕组相连，将电机A、B、C三相绕组输入线缆分别正向穿过A、B、C三相电流传感器信号采集口，另外，将逆变器C相桥臂下支路输入线缆也分别正向穿过A、B、C三相电流传感器信号采集口，利用三相电流传感器在离线状态下的采样值估计并消除偏置误差，并利用三相电流传感器在正常运行工况下两个零电压矢量作用下的采样值估计三相电流传感器的增益误差关系，对增益误差进行消除。本发明电流传感器误差估计所需信号采样、记录次数极少，误差估计计算量忽略不计，对系统正常运行控制没有影响。

技术领域

本发明涉及电机驱动器领域，尤其是一种三相电机驱动器及校正方法。

背景技术

现代电力电子变换技术的快速发展极大的促进了交流电机系统的整体性能，当前三相交流电机驱动器需要安装若干高精度电流传感器来实现三相电流的闭环控制，从而保障系统正常、高效运行。然而，在一个实际的控制器中，由于各个器件实际参数与设计参数不完全一致、各相之间的不对称、以及运行环境恶劣、驱动器自身老化等综合因素，最终导致这些电流传感器的精度往往会受到各种各样的挑战，出现电流采样过程中难以避免的偏置误差和增益误差。为了解决上述问题，现有技术主要是采用线下估计的方法对偏置误差进行消除，然而这种方案却难以估计电流传感器的增益误差。另一类方案主要是利用控制系统的控制变量来实现电流传感器误差的估计，然而这一类方案需要将整个控制系统作为其电流传感器误差估计的回路，因此，其具有一定局限性[相关内容在文献1-3中有记载，其中，文献1为Younghoon Cho,Thomas LaBella,Jih-Sheng Lai,A three-phase currentreconstruction strategy with online current offset compensation using asingle current sensor,IEEE Transactions on Industrial Electronics,vol.59,no.7,pp.2924-2933,Jul.2012.(期刊论文)，文献2为Kwang-Woon Lee,Sang-Il Kim,Dynamic performance improvement of a current offset error compensator incurrent vector-controlled SPMSM drives,IEEE Transactions on IndustrialElectronics,vol.66,no.9,pp.6727-6736,Sep.,2019.(期刊论文)，文献3为NegesseBelete Belayneh,Chang-Hwan Park,Jang-Mok Kim,Compensation of arm currentsensor errors in modular multilevel converter,IEEE Transactions on IndustryApplications,vol.55,no.5,pp.5005-5012,Sep./Oct.2019.(期刊论文)]。其主要局限性表现为：首先，由于电流传感器误差估计回路长，硬件构成种类复杂、数量繁多，因此，电流传感器误差估计耗时长、精度易受其他因素影响，如负载波动、负载类型、系统参数变化、运行工况等。其次，由于这一类方案需要利用大量观测器、数字滤波器等复杂算法参与运算，因此其计算量通常很大，这会给系统带来极大的运算负担。最后，这一类方案的适用性不强，尤其是这一类方案本身缺陷导致的针对惯性负载的有效性大大降低，因为惯性负载面临电流传感器误差的表现形式通常为不可测量的转矩脉动分量，而不是可测的转速波动。针对上述问题考虑，电流传感器误差校正策略应当具有估计速度快、计算负担小、适用性强等特点。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种具备电流误差校正能力的三相电机驱动器及校正方法，该驱动器不仅具备正常驱动器所必备的正常功能，且针对常规运行控制不需要做更改，并且仅通过额外增加线下估计和一次在线电流采样过程即可实现电流传感器误差的高精度估计。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：