[发明专利]永磁同步电机驱动系统逆变器非线性补偿方法

说明书

一种永磁同步电机驱动系统逆变器非线性补偿方法，属于电机控制技术领域。本发明针对现有逆变器非线性补偿中，未考虑零轴电压而影响补偿效果的问题。包括：向电机d轴输入给定斜坡电流，采集电机d轴电压给定值和电机d轴电流反馈值，计算获得d轴误差电压和电机d轴电流反馈值的非线性关系；获得不同初始电角度下的零轴电压；通过iPark变换得到三相逆变器非线性误差电压与相电流之间的关系，并转化为连续拟合函数表达式；再将三相逆变器非线性误差电压与相电流之间的关系转换为等效死区时间与相电流之间的关系；再基于等效死区时间三相逆变器进行空间矢量脉宽调制，实现逆变器非线性补偿。本发明可以广泛地应用到各种永磁同步电机控制系统中。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机驱动系统逆变器非线性补偿方法，属于电机控制技术领域。

背景技术

永磁同步电机由于具有功率因数高、效率高和动态性能好等优点，而广泛应用在工业生产、交通、航空航天等领域。随着工业自动化的发展，永磁同步电机的应用需求也日益提升。然而，由于电压型驱动器的非线性特性使其输出电压存在误差，进而会对电机控制效果造成影响，尤其在低速轻载工况下更为显著。为提高电机控制性能，研究具有强通用性且能准确辨识逆变器非线性的自学习与补偿方法十分重要。

目前，逆变器非线性补偿方法大致分为函数描述法、观测器法以及查表法三类：其中函数描述法根据逆变器非线性补偿电压的形式描述为方波函数和梯形函数两种，方波补偿方式忽略了误差电压随电流变化的性质，梯形补偿方式难以考虑小电流区域内误差电压随电流非线性变化的特性；观测器法通过构建逆变器非线性误差电压观测器，在电机运行过程中获取误差电压并对其实时补偿，这种方式的补偿精度依赖于电机参数，参数变化会对补偿的准确性产生较大影响；查表法是在离线情况下将逆变器非线性曲线检测出来，然后在电机运行过程中通过检测电流实时查表获取补偿电压，实现逆变器非线性补偿；查表法是目前较为常用的方式，其存在的问题是，在逆变器非线性检测的过程中未考虑零轴电压的影响，造成逆变器误差电压与电流的关系表格无法准确构建。因此，在逆变器非线性补偿中考虑零轴电压具有重要意义。

发明内容

针对现有逆变器非线性补偿中，未考虑零轴电压而影响补偿效果的问题，本发明提供一种永磁同步电机驱动系统逆变器非线性补偿方法。

本发明的一种永磁同步电机驱动系统逆变器非线性补偿方法，包括：

步骤一：在电机离线工况下，通过电流环闭环向电机d轴输入给定斜坡电流i_dref后，采集电机d轴电压给定值u_dref和电机d轴电流反馈值i_dfdb，计算获得d轴误差电压u_derr和电机d轴电流反馈值i_dfdb的非线性关系；

步骤二：计算不同初始电角度下的零轴电压u₀；

步骤三：结合零轴电压u₀，将d轴误差电压u_derr和电机d轴电流反馈值i_dfdb的非线性关系通过iPark变换转换为三相逆变器非线性误差电压u_abcerr与相电流i_abc之间的关系；

步骤四：采用数据拟合算法，将三相逆变器非线性误差电压u_abcerr与相电流i_abc之间的关系转化为连续拟合函数表达式；

步骤五：根据所述连续拟合函数表达式，将三相逆变器非线性误差电压u_abcerr与相电流i_abc之间的关系转换为等效死区时间T_abc与相电流i_abc之间的关系；再基于等效死区时间T_abc对三相逆变器进行空间矢量脉宽调制，实现逆变器非线性补偿。

根据本发明的永磁同步电机驱动系统逆变器非线性补偿方法，