[发明专利]一种用于提高转矩加载精度的交流电机控制方法

说明书

本发明公开了一种用于提高转矩加载精度的交流电机控制方法，首先针对电压矢量空间的每一个矢量扇区，建立电机三相绕组电流的极性组合、电机控制电压与基本电压矢量持续作用时间的计算关系。实际控制时，根据控制所需的电机控制电压确定所在的矢量扇区N，进而确定出逆变器的基本电压矢量；依据当前电机定子电流绕组的矢量角，确定电机三相绕组电流的极性组合G；根据矢量扇区N和极性组合G，利用建立的计算关系确定出基本电压矢量持续作用时间，进行基本电压矢量的控制。本发明通过修正逆变器基本电压矢量的作用时间来补偿死区的影响，补偿准确度更高，不存在延时滞后，从而使得转矩加载的精度有所提高。

技术领域

本发明涉及电机加载控制技术领域，尤其涉及一种用于提高转矩加载精度的交流电机控制方法。

背景技术

在对发动机、变速箱等动力或动力传动部件进行性能测试时，通常会采用交流电机对其施加转矩负载以模拟其真实的工作状态。施加到被测试部件上的转矩负载的精度取决于对交流电机的控制精度。交流电机的输出扭矩控制，一般是通过逆变器的矢量控制实现的。

在矢量控制的逆变器中，由于开关管的固有特性，导致器件的开通时间小于关断时间，如果按照器件的理想情况开通和关断开关管，容易发生同相桥臂上下两个互补的开关管同时导通的情况，造成直通短路的现象。为了防止这种情况的发生，实际上是当上下两个互补的开关管其中一只关断后，再经过一段延时时间才使另外一只管子导通，这段延时时间叫做死区时间。由于死区时间的存在，会使逆变器的输出电压与设定值不一致，输出电压往往会产生非线性畸变且含有较多的谐波分量，进而引发电流波形发生畸变和转矩脉动等死区效应，而这种影响尤其在电机低速轻载运行时表现突出，严重影响了交流电机在低速运行时的平稳性，产生扭矩脉动，导致对被测试部件的加载精度降低。

对于死区效应的解决办法是计算补偿电压进行死区补偿。现有补偿方法存在的缺点有：

(1)多数补偿方法都依赖于逆变器实际输出电流的检测，如电流的正负或者大小，但是实际电流值存在很大的噪声干扰，且存在钳位，当电机低速轻载时，现象更为明显。此时，电流的检测值不准确，造成补偿不准确。

(2)加上补偿电压后，可能会改变原有的电压矢量扇区的选择，导致逆变器输出的电压与理想电压存在差异。

(3)现有的补偿技术属于事后补偿，即已经出现电压输出不准确的现象后，再进行补偿，有滞后，实时性不够。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于提高转矩加载精度的交流电机控制方法，通过修正逆变器基本电压矢量的作用时间来补偿死区的影响，补偿准确度更高，不存在延时滞后，从而使得转矩加载的精度有所提高。

该用于提高转矩加载精度的交流电机控制方法，包括如下步骤：

步骤A、针对电压矢量空间的每一个矢量扇区，确定加入死区时间后，电机三相绕组电流的每一种极性组合下，电机控制电压与T₁、T₂的计算关系，其中，T₁和T₂分别为该矢量扇区的2个基本电压矢量在一个PWM周期中的持续作用时间；

步骤B、实际控制时，根据控制所需的电机控制电压u^*_α和u^*_β确定所在的矢量扇区N，进而确定出逆变器的基本电压矢量A和B；

步骤C、依据当前电机定子电流绕组的矢量角，查找逆变器输出电流极性扇区图，确定电机三相绕组电流的极性组合G；

步骤D、根据矢量扇区N和极性组合G，利用步骤A建立的计算关系确定出矢量扇区N的2个基本电压矢量A和B的持续作用时间T₁和T₂；利用持续作用时间T₁和T₂控制基本电压矢量A和B的持续作用时间。