[发明专利]永磁电机周期滞后补偿与三相通电六拍控制装置及方法

权利要求书

1.一种永磁电机周期滞后补偿与三相通电六拍控制装置，包括IGBT逆变桥、电流传感器、永磁同步电机、控制器和动力电池包，其特征在于该装置还包括防抖动电机霍尔位置传感器，防抖动电机霍尔位置传感器放入永磁同步电机的轴端面上，且与轴不接触，IGBT逆变桥的输入端与动力电池包的输出相连；IGBT逆变桥的输出端与永磁同步电机的三相输入端U、V、W相连；永磁同步电机内的防抖动电机霍尔位置传感器的输出信号与控制器相连；在永磁同步电机与IGBT逆变桥之间的U、V相电缆上均安装有电流传感器，控制器的输入端同时与两个电流传感器、动力电池包连接，控制器的输出端连接IGBT逆变桥；

结合三相通电的六拍控制策略、及电机定子电流预测补偿方式提高电机的负载能力及避免控制的滞后性，在T₁周期的计算过程中预测下一周期的电流，并作为反馈量参与计算；

所述电机定子电流预测补偿控制的具体预测过程是：

5.1根据电机的PI控制参数和电机参数列出PI控制器方程和电机电压方程为式(3-1)，

式中U_d、U_q为电机d轴与q轴的电压，L_d、L_q分别为电机d轴与q轴的电感，i_d、i_q分别为电机d轴与q轴的电流，e_d(t)和e_q(t)分别为d轴与q轴的随时间变换的控制误差，K_p、K_i分别为PI控制器的比例系数和积分比例系数，R为电机内阻，ω_e为电机的电角速度，ψ_f为电机的转子磁链；t表示时间；

5.2根据公式(3-1)中的四个式子联立求解得到公式(3-2)，

对公式(3-2)用微分定义分解实现PI运算离散化，得到公式(3-3)

式中T_PWM为PWM控制信号的时间周期，e_d(k)和e_q(k)分别为d轴和q轴上第k个周期与上个周期k-1之间的误差；e_d(k-1)、e_q(k-1)分别为d轴和q轴上第k-1个周期与上个周期k-2之间的误差；

5.3将公式(3-3)中的Δi_q，Δi_d用于补偿，可得

其中i_d，i_q为电机的d轴，q轴的电流，i′_d(k)和i′_q(k)为d轴PI控制器和q轴PI控制器的第k个周期的反馈量。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述的防抖动电机霍尔位置传感器，包括两组对称布置的120度霍尔位置传感器及一个六路施密特触发反相器；第一组120度霍尔位置传感器的三个输出分别记为A1、B1、C1，第二组120度霍尔位置传感器的三个输出分别记为A2、B2、C2，记六路施密特触发反相器的输入为1A、2A、3A、4A、5A、6A,输出为1Y、2Y、3Y、4Y、5Y、6Y；第一组霍尔位置传感器的输出A1与第二组霍尔传感器的输出A2分别连接两个限流电阻，再将两个限流电阻连接于一点后，再连接到六路施密特触发反相器的输入1A上，再将1Y连接到4A上，然后将4Y的输出作为霍尔信号A；第一组霍尔位置传感器的输出B1与第二组霍尔传感器的输出B2分别连接两个限流电阻，再将两个限流电阻连接于一点后，再连接到六路施密特触发反相器的输入2A上，再将2Y连接到5A上，然后将5Y的输出作为霍尔信号B；第一组霍尔位置传感器的输出C1与第二组霍尔传感器的输出C2分别连接两个限流电阻，再将两个限流电阻连接于一点后，再连接到六路施密特触发反相器的输入3A上，再将3Y连接到6A上，然后将6Y的输出作为霍尔信号C；上述所有的限流电阻阻值均相等。