[发明专利]单相电流相位控制方法

说明书

单相电流相位控制方法，首先实时测量电机转子角度，并转变为归一化的电气角度；然后利用电流传感器实时采集各相电流，计算每个电气周期内的电流过零点，基于电流过零点与反电动势过零点相位之差最小的原则，并根据过零点前后的电流值与相位值，通过插值方法求得电流的相位，对每相电流相位进行独立相位闭环控制，通过控制电流相位滞后或者超前每相对应的反电动势，也即通过控制反电动势相位与其电流相位之差的正负，进而实现电机的增磁或者弱磁控制。本发明具有结构简单、物理概念清晰等优点，无需实时计算坐标变换，减小的算法复杂度，提高了系统控制动态性能，此外，仅测量电流过零点，提高了测量的鲁棒性，进而提高了系统控制的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，具体而言，涉及单相电流相位控制方法。

背景技术

在三相电机驱动系统中，为了实现对电机的增磁或者弱磁控制，也即控制直轴电枢反应是增磁还是弱磁功能，这就需要实时测量直轴和交轴电流，但是它们又不是可以直接测量的，只能通过CLARK变换和PARK变换，才能获得与电机转速同步旋转的直轴和交轴电流。这种传统方法对电流检测精度、噪声、坐标转换的实时性要求以及处理器的运行速度要求都非常高。另外对应采用独立H桥驱动拓扑结构的电机驱动系统，尤其是多相电机系统来说，坐标转换的计算量会更大，如果还采用这种坐标变换的方式，对电流检测精度、噪声、坐标转换的实时性要求以及处理器的运行速度要求会更高。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种单相电流相位控制方法，不仅结构简单、物理概念清晰、运算速度快，特别适合模块化的多相电机驱动控制系统。

本发明的技术方案是：单相电流相位控制方法，其特征在于通过每相自己的电流传感器，通过测量每个电气周期内的电流过零点就能够测量出电流的相位，进而可以实现每相电流的相位闭环控制，通过控制电流相位滞后或者超前每相对应的反电动势，也即通过控制每相反电动势相位与每相电流相位之差的正负，进而实现电机的增磁或者弱磁控制，步骤如下：

1)实时测量电机转子角度，并根据电机转子的极对数，转变为归一化的电气角度；

2)利用电流传感器实时采集各相电流，计算每个电气周期内的电流过零点；

3)基于电流过零点与反电动势过零点相位之差最小的原则，并根据记录的过零点前后的电流值与相位值，通过插值方法求得每相电流的相位；

4)将期望的相位作为输入量，与每相电流实际的相位做差，输入给相位控制器，求得每相控制电压，然后送给速度控制器，求得电机转速，经过电机得到期望的每相电流相位，从而实现每相电流相位的独立闭环控制。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)具有结构简单、物理概念清晰等优点。

(2)无需实时计算坐标变换，减少了算法复杂度，提高了系统控制动态性能。

(3)只需要测量各相电流过零点，提高了测量的鲁棒性，进而提高了系统控制的鲁棒性。

(4)根据各相绕组相位上的逻辑关系，可以根据某相的电流相位推测出其他相电流相位，进而可以实现各相电流相位检测的相互冗余备份功能，避免了某个电流传感器发生故障引起的系统控制性能下降。

附图说明

图1是本发明方法的流程图；

图2是本发明的相位闭环控制框图；

图3和图4分别是增磁控制和弱磁控制时每相绕组的相量图。

具体实施方式