[发明专利]基于自生探测信号电机群电流传感器协同系统及校正方法

权利要求书

1.一种基于自生探测信号电机群电流传感器协同系统，其特征在于：

所述基于自生探测信号电机群电流传感器协同系统，在多个电机子系统组成的电机群控制系统中，将每个电机子系统的逆变器输入电源端子，按照电压、功率等级分别接在不同的或者同一个电源输入端口，将每个电机子系统的逆变器三相桥臂中点分别与对应电机三相绕组相连，每个电机三相绕组线缆分别正向穿过其电流传感器信号检测口，另外，从第2个电机子系统开始依次将每个电机子系统的逆变器输入电源正端线缆正向穿过前一个电机子系统的三相电流传感器测量孔，将第1个电机系统的逆变器输入电源负端线缆正向穿过最后一个电机子系统的三相电流传感器测量孔，利用各个相邻电机子系统之间的关联性，基于自生探测信号的相邻电机子系统逆变器斩波周期正交的特性，最终实现电机群多电机子系统电流传感器误差的协同校正。

2.一种利用权利要求1所述一种基于自生探测信号电机群电流传感器协同系统的校正方法，其特征在于包括下述步骤：

步骤1：考虑相电流传感器的采样误差，电机群的四个电机子系统中，电流传感器的采样值用公式(1)表示：

其中，i_XM1、i_XM2、i_XM3、i_XM4分别表示电机组1、电机组2、电机组3、电机组4的X相电流检测值，X＝A，B，C表示三相绕组，k_X1、k_X2、k_X3、k_X4与f_X1、f_X2、f_X3、f_X4分别表示电机组1、电机组2、电机组3、电机组4的A、B、C三相电流传感器增益误差和偏置误差，i_X1、i_X2、i_X3、i_X4分别表示电机组1、电机组2、电机组3、电机组4的X的相电流真实值，i_P1、i_P2、i_P3、i_P4分别表示逆变器1、逆变器2、逆变器3、逆变器4的正端子正向输入电流；

将电机群相邻电机子系统之间的斩波周期做正交化处理，也就是电机子系统1的斩波周期与电机子系统3的斩波周期同相位，并且超前电机子系统2与电机子系统4的斩波周期T_s/4，其对应关系如表1所示：

表1

用于电机群电流反馈控制的信号，对于任何一个电机子系统，都是位于其斩波周期的T_s/4和3T_s/4处，由表1可知，此时该电机子系统中引入的探测电流值正好为零，检测得到的电流就是其子系统本身的三相电流；在每一个电机子系统中，对其三相电流传感器测量孔引入另外一个相邻的电机子系统的逆变器输入电源正端线缆，首先对电机子系统1进行分析；

步骤2：电机子系统1探测信号分析

内部三个电流传感器检测的信号仅仅与i_A1、i_B1、i_C1还有i_P2有关，因此，针对电机子系统1探测电流的分析仅仅分析电机子系统1和电机子系统2；

每当电机子系统1的逆变器1斩波周期处于T_s/4时，电机子系统2的逆变器2斩波周期都处于每个周期开始位置0，每当电机子系统1的逆变器1斩波周期处于T_s/2时，电机子系统2的逆变器2斩波周期都处于T_s/4，每当电机子系统1的逆变器1斩波周期处于3T_s/4时，电机子系统2的逆变器2斩波周期都处于T_s/2；三个电流采样点t₁、t₂、t₃就是当电机子系统1的逆变器1斩波周期分别处于T_s/4、T_s/2、3T_s/4时设定的；

利用三个电流采样点，对电机子系统1的三相电流传感器进行采样，得到9个电流值，如公式(2)、公式(3)、公式(4)所示；

所述三个电流采样点设置方法为：在t₂点处，电机子系统2的逆变器输出电压矢量与其基本电压矢量V₁'、V₃'、V₅'中的一个的相位差不大于10°，其中，V₁'、V₃'、V₅'为电机子系统2中的逆变器基本电压矢量；

在此时，对应三个电流采样点，三个电流传感器的采样值如公式(2)～公式(4)所示，其中电流检测值的下标_t₁、_t₂、_t₃代表在t₁、t₂、t₃三个电流采样点处的电流值；

由于电机控制中存在的逆变器斩波效应，以斩波周期一半的t₂采样点为中心的对称的t₁、t₃采样点的电流值的平均值约等于斩波周期一半处的值，如公式(5)所示：

定义变量Δi_AM1、Δi_BM1、Δi_CM1，如公式(6)所示，并由公式(2)～公式(5)得到：

利用得到的9个电流值，通过公式(6)求得三个定义变量Δi_AM1、Δi_BM1、Δi_CM1的值，电机子系统1三相电流传感器增益误差的比例关系是三个变量值的比例关系，如公式(7)所示：

k_A1:k_B1:k_C1＝Δi_AM1:Δi_BM1:Δi_CM1 (7)

与t₁、t₂、t₃三个电流采样点的选取方法相同，另外选取三个新的电流采样点t₁'、t₂'、t₃'，三个新选取的电流采样点需要满足电机子系统2的A相电流值与之前三个电流采样点处的值不相等；在新选取的三个电流采样点处，电机子系统1的三个电流采样值用公式(8)～公式(11)表示：

另外，在电流采样点t₂、t₂'处，电机子系统2的三个电流采样值如公式(12)、公式(13)所示：

由公式(6)得到公式(14)：

类似的利用三个新电流采样点处的电流值得到公式(15)，其中Δi_AM1'、Δi_BM1'、Δi_CM1'为三个定义变量；

结合公式(12)～公式(15)得到公式(16)～公式(17)：

依据公式(16)、公式(17)得到电机子系统2相电流传感器的偏置误差为公式(18)所示：

电机子系统1与电机子系统2的三相电流传感器增益误差的比例关系如公式(19)所示：

通过对电机子系统1探测信号进行分析，得到的误差参数信息如表2电机子系统1所示：

表2

步骤3：其余电机子系统探测信号分析；

对其余三个电机子系统进行分析，得到表2所示的其余误差信息；至此，电机群各个电机子系统的偏置误差均已获得，子系统内部增益误差关系也可以得到，各系统之间的增益误差关系也可以顺利求得；最终完成电机群各电机子系统相电流传感器误差协同校正，步骤为：以任意一个电流传感器为基准，依据增益误差的比例关系依次对其余传感器的检测值进行反比例运算即可消除增益误差。