[发明专利]一种基于非对称脉宽调制的方波电压注入方法

摘要

本发明涉及一种基于非对称脉宽调制的方波电压注入方法，针对低开关频率下传统正弦电压注入法存在的高频响应电流畸变、载波次谐波倍频和边带谐波低次化等问题，提出一种基于非对称空间矢量脉宽调制来实现方波电压注入的无位置传感器控制方法：选择方波电压作为注入谐波，免除位置估计环节大量滤波器的使用，简化高频信号处理过程；采用非对称空间矢量脉宽调制(ASVM)方法，消除低阶边带谐波和基带谐波，减少高频响应电流信号重叠。实验结果表明，基于ASVM的方波电压注入法在低开关频率下有效降低了高频响应电流中的无效谐波成分干扰，提高了转子位置估计性能。

主权项

1.一种基于非对称脉宽调制的方波电压注入方法，其特征在于步骤如下：/n步骤1：在电机静止时向估计d轴注入方波电压信号，通过PI电流调节器输出交直轴电压U_d和U_q；/n所述方波电压信号为：/n式中，符号“∧”代表对应量的估计值，U_h为注入方波电压的幅值，注入频率ω_h设置为开关频率的一半；/n步骤2：电机起动后，通过BPF滤波来获取α、β轴高频响应电流：/n /n /n式中，i_α、i_β为实际的α、β轴电流，为滤波后的α、β轴高频响应电流；/n步骤3：计算α、β轴高频响应电流的包络线I_cos、I_sin：/n /n /n式中，θ_r为真实转子位置，为位置观测单元估计出的转子位置，Δi_αh和Δi_βh为相邻两个采样点的高频响应电流差值；L_dh和L_qh为高频下电机d、q轴电感；/n步骤4：获取估计位置和估计转速：/n转子位置估算值/n转速估算值/n式中，作为位置观测单元的输入，K_p、K_i和K_d分别为位置观测单元的设计参数；/n所述其中：/n所述其中：a＜0，J为电机转动惯量；/n步骤5：估算的转子位置参与坐标变换，获取α、β轴电压：/n /n式中，以u_α、u_β作为脉冲生成环节的输入，通过空间矢量脉宽调制方式获取三相调制波信号u_A,u_B,u_C：/n其中：/n步骤6：在一个载波周期T_s的1/4和3/4处对叠加方波信号后的三相调制波u_A,u_B,u_C分别进行两次采样，记前、后半周期的采样值分别为u_A1,u_B1,u_C1,u_A2,u_B2,u_C2；/n步骤7：计算等效调制信号u_AM,u_BM,u_CM：/n在前半周期为：/n在后半周期为：/n步骤8：计算IGBT各桥臂开关状态：/nu_AM>u_c,S_A＝0/nu_AM≤u_c,S_A＝1/nu_BM>u_c,S_B＝0/nu_BM≤u_c,S_B＝1/nu_BM>u_c,S_B＝0/nu_BM≤u_c,S_B＝1/n式中，S_A,S_B,S_C为各相桥臂的开关动作，其为1时表示相应桥臂上桥臂IGBT开通，下桥臂IGBT关断，0表示其关断，相应下桥臂开通，u_c为载波。/n