[发明专利]一种永磁同步电机霍尔传感器的容错控制方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机霍尔传感器的容错控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：在恒速运行的假设下，利用补偿霍尔传感器信号的间隔关系式，推导出霍尔传感器相对误差补偿角度；

步骤二：使用逆变器的上二极管执行续流操作时，利用相电流、反电动势和直流母线电压的关系式推导出电机的电压方程式；

步骤三：对电压方程式进行积分，并利用反电动势的积分方程，获得电机的换相时间；

步骤四：使用逆变器的下二极管执行续流操作时，通过直流母线电压和中线电压获取电压方程式，并整合获取换相时间；

步骤五：通过获取的电机两种工作状态的换相时间，推导电机换相的最佳提前时间以及最佳超前角；

步骤六：结合霍尔传感器相对误差补偿角度以及最佳超前角，总结出换相的最佳提前角，在电机运行过程中，将安装位置错误的霍尔传感器换相时间进行校正；

在恒速运行的假设下，补偿霍尔传感器信号的间隔表示为：

其中Δφ'12，Δφ'23和Δφ'31是补偿霍尔传感器信号的间隔，Δφ12，Δφ23和Δφ31是实际霍尔传感器的间隔，φ1，φ2和φ3是霍尔传感器信号的位置误差。

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机霍尔传感器的容错控制方法，其特征在于：所述步骤一中永磁同步电机的三相霍尔传感器会将永磁同步电机的一个一个电周期分为六个区域，六个区域等间隔60个电角度，然而，由于霍尔传感器不对齐，实际传感器信号的组合被不规则地重复；假设电机恒速运行，可以推导出霍尔传感器相对误差补偿角度为：

。

3.根据权利要求2所述的一种永磁同步电机霍尔传感器的容错控制方法，其特征在于：所述步骤二中当使用逆变器的上二极管执行续流操作时，反电动势为正弦波，相电流之和为零，忽略电阻分量，通过等效电路中直流母线电压的表达式可以获得u相和v相电压之间的关系式，结合上式，电压方程可以写为：。

4.根据权利要求3所述的一种永磁同步电机霍尔传感器的容错控制方法，其特征在于：所述步骤三中考虑到逆变器是基于脉宽调制方法操作的，步骤二中的电压方程式是基于瞬时时间模型的电压等式，故将电压方程式进行积分变换并结合等效电路图得到：，其中L是相电感，i_u，i_v和i_w是相电流，V_dc是输入电压，e_u，e_v和e_w是反电动势，D是占空比，结合反电动势的积分方程，可以得出换向时间t₂-t₁为：，为了获得最佳的超前角，结合步骤二和步骤3的关系式，推导出I₃与I₂的关系式，带入得到换相时间为：。

5.根据权利要求4所述的一种永磁同步电机霍尔传感器的容错控制方法，其特征在于：所述骤四中根据步骤二的电压方程式与直流母线电压的关系可以将直流母线电压重写为：，从上式可以得出相位u和相位v之间的关系为：，利用中线电压和u相v相电压的关系式，整合得到电机的换相时间为：。

6.根据权利要求5所述的一种永磁同步电机霍尔传感器的容错控制方法，其特征在于：所述步骤五中考虑到反电动势在步骤三和步骤四的符号不同，换相时间可以总结为：，

最佳提前时间为换相时间的一半，将其转换为弧度表达式，最终得到最佳超前角为：

；其中其中f是电角频率，它是电角周期的倒数。

7.根据权利要求6所述的一种永磁同步电机霍尔传感器的容错控制方法，其特征在于：所述步骤六中获取换相的最佳提前角，具体方法如下：结合步骤一中霍尔传感器相对误差补偿角度以及步骤五中的最佳超前角，得到换相的最佳提前角，通过引用得到的最佳提前角。