[发明专利]永磁同步电机驱动系统的三相电流重构方法

说明书

本发明的永磁同步电机驱动系统的三相电流重构方法涉及一种使用单电流传感器采样的三相电流重构方法，目的是为了克服现有单电阻采样电流重构技术中采用移相补偿方式存在重构精度低的问题，方法包括如下步骤：通过构建期望信号方程，得到期望电流信号；从母线电流信息中提取出三相电流信息；通过滑模观测器观测得到A相电流期望值、B相电流期望值和C相电流期望值；再得到A相电流误差、B相电流误差和C相电流误差；由误差修正期望电流信号，得到观测值；将观测值进行Clark变换，得到实际的电机三相电流值。

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电机三相电流的测量方法，具体涉及一种使用单电流传感器采样的三相电流重构方法。

背景技术

单电流传感器采样三相电流重构技术在电机驱动系统中得到了广泛应用。单电流传感器的工作原理为通过串联在直流母线上的电流传感器，得到母线电流信息，从母线电流信息中通过适当的算法提取电机三相电流信息并通过算法进行重构。一般为了节省成本，直流母线电流传感器选择阻值较小的水泥电阻。与传统的三电阻采样技术相比，单电阻采样电流重构技术省略了两相电流传感器，可进一步节省成本和减小体积，并且能够避免由于传感器增益不同造成的采样误差。在智能功率模块发展迅速的今天，单电阻采样也比三电阻采样更加适合于电机驱动系统中。

然而单电阻采样电流重构技术存在一定的问题。当电压矢量作用时间小于最小采样时间时，MCU无法对电流进行精确采样，导致重构出来的相电流存在精度误差。已有较多的研究针对该问题进行研究，其中最广泛的解决方法为移相补偿方法，通过对逆变器的驱动PWM信号进行平移的方式增加采样时间至最小采样时间，从而使MCU能够进行正常采样。但是在电机运行至高速状态下时，采用移相补偿的方式存在如何采样也无法达到最小采样时间的时刻。并且在实际应用中，移相补偿方式存在着扇区边界判断不准确的问题，当电机运行至扇区边界时由于电流出现震荡导致扇区判断算法失效，出现扇区回调现象导致采样精度降低。因此，研究新型的单电流传感器的永磁同步电机驱动系统三相电流重构方法具有重要的理论和实际意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有单电阻采样电流重构技术中采用移相补偿方式存在重构精度低的问题，提供了一种永磁同步电机驱动系统的三相电流重构方法。

本发明的永磁同步电机驱动系统的三相电流重构方法，方法包括如下步骤：

步骤一、通过构建期望信号方程，得到α轴电流的期望电流信号、以及β轴电流的期望电流信号；

步骤二、通过单电流传感器采集母线电流信息，从母线电流信息中提取出三相电流信息，三相电流信息包括A相电流实际值、B相电流实际值和C相电流实际值；

步骤三、通过滑模观测器观测得到A相电流期望值、B相电流期望值和C相电流期望值；

将A相电流期望值与A相电流实际值进行比较，得到A相电流误差；将B相电流期望值与B相电流实际值进行比较，得到B相电流误差；将C相电流期望值与C相电流实际值进行比较，得到C相电流误差；

由A相电流误差、B相电流误差和C相电流误差修正α轴电流的期望电流信号和β轴电流的期望电流信号，得到α轴电流的观测值和β轴电流的观测值；

步骤四、将α轴电流的观测值和β轴电流的观测值进行Clark变换，得到实际的电机三相电流值。

本发明的有益效果是：

1、避免了在电机运行至高速状态下时，即使采用移相补偿的方式也无法达到最小采样时间的时刻所造成的精度低的缺陷，使得重构电流信号失真相对较少；

2、避免了采用移相补偿方式重构电流存在着扇区边界判断不准确，导致采样精度降低的缺陷，能够较为精确地重构电机相电流信息。

附图说明

图1为采用了本发明三相电流重构方法的永磁同步电机矢量控制系统框图；