[发明专利]基于软件死区补偿的矢量控制器

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制领域，尤指基于软件死区补偿的矢量控制器。

背景技术

空间电压矢量脉宽调制器SVPWM采用的是一种新型的PWM控制方案，他具有直流电压利用率高、谐波损失少、转矩脉动低的特点，并且易于由数字信号处理器即DSP实现高精度的波形控制。因此，在高性能电机调速控制系统中得到广泛应用。在IGBT驱动H桥电路对永磁同步电机PMSM进行驱动控制时，为了防止IGBT驱动H桥的同一桥臂的上下两个IGBT开关管直接导通造成短路，需要设置死区时间对IGBT进行必要的保护。同时，由于开关器件的非理想特性，导致输出电流波形产生畸变，造成永磁同步电机PMSM在低速轻载时容易出现转矩脉动，甚至引起电机振荡等不良后果。

因此，本发明致力于改进现有技术中矢量控制器的不足，研究了通过软件算法实现IGBT死区时间补偿的矢量控制器，通过实时采集电机转子的转角位置，计算IGBT的死区时间补偿量，实现IGBT死区时间补偿功能，减小电机控制器输出电流波形的畸变，提高电机控制的稳定性与可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供基于软件死区补偿的矢量控制器，通过位置传感器获得转子位置信息，进而得到电压空间矢量所在区域和电流流向，确定IGBT的死区时间补偿量，避免电流过零点检测的误差导致补偿方向的错误，避免引起电流过零点附近“电流箝位”现象。

本发明提供的技术方案如下：

基于软件死区补偿的矢量控制器，所述矢量控制器包括，数字信号处理器DSP、永磁同步电机PMSM、旋转变压器、转角位置解码器和IGBT驱动H桥，所述DSP包括软件死区时间补偿和空间电压矢量脉宽调制器SVPWM；其中，所述IGBT驱动H桥与所述永磁同步电机PMSM连接以对所述永磁同步电机PMSM进行驱动控制；所述旋转变压器与所述永磁同步电机PMSM连接以实时检测所述永磁同步电机PMSM转子的转角位置；所述转角位置解码器与所述旋转变压器连接以解码所述转角位置，解码后的转角位置为数字信号；所述DSP与所述转角位置解码器连接以接收所述解码后的转角位置；所述DSP的软件死区时间补偿算法基于所述解码后的转角位置确定所述IGBT驱动H桥的死区时间补偿量；所述空间电压矢量脉宽调制器SVPWM产生的驱动信号控制所述IGBT驱动H桥的开通关断,实现对电机的驱动。

进一步地，所述矢量控制器还包括隔离电路，处于所述SVPWM和所述IGBT驱动H桥之间并分别连接所述SVPWM和所述IGBT驱动H桥。

进一步地，所述矢量控制器还包括电源电路，分别为所述DSP和所述IGBT驱动H桥供电。

进一步地，所述DSP还包括CAN通信接口，用于与外部通信设备连接以实现基于CAN总线的数据通信。

进一步地，所述DSP为Texas Instruments德州仪器公司的TMS320F28232芯片。

进一步地，所述DSP包含软件死区补偿算法，用于所述IGBT驱动H桥开通关断的死区时间的补偿。

进一步地，所述软件死区补偿算法通过分析理想驱动信号与加入死区时间的实际驱动信号之间的差异，增加或减少驱动信号的开通关断时间，实现死区时间补偿，提高控制的稳定性。

进一步地，所述软件死区补偿算法通过位置传感器获得转子位置信息，进而得到电压空间矢量所在区域和电流流向，确定IGBT的死区时间补偿量，避免电流过零点检测的误差导致补偿方向的错误，避免引起电流过零点附近“电流箝位”现象。

进一步地，所述软件死区补偿算法根据位置传感器获取转子位置信息，并根据电机三相电流的实际方向将转子位置角度划分为六个分区，分别实现在六个分区内不同的死区时间补偿。

本发明的技术效果在于：

本发明基于软件死区补偿的矢量控制器，通过实时采集永磁同步电机PMSM转子位置的方式，通过软件的方式对IGBT驱动H桥上下桥臂设置的死区时间进行补偿，减小电机控制器输出电流波形的畸变，保障了电机的有效运行，提高了电机控制的稳定性与可靠性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明矢量控制器的结构示意图；

图2为本发明矢量控制器的IGBT驱动H桥上下管理想的开关驱动信号和实际开关驱动信号的示意图；

图3为本发明的软件流程图。

附图标号说明：