[發明專利]永磁同步電機的單電阻電流重構方法及裝置

在審

• 申請號: 201810801816.2
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN108900123A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 魏海峰
• 申請（專利權）人: 魏海峰
• 主分類號: H02P6/28
• 分類號: H02P6/28;H02P21/22;H02P27/08
• 代理公司: 常州市權航專利代理有限公司 32280
• 代理人: 袁興隆

1.一種永磁同步電機的單電阻電流重構裝置，其特征在于：包括直流電源、三相逆變器、永磁同步電機、A/D轉換器、電流觀測器和采樣電阻，所述直流電源通過采樣電阻與三相逆變器相連，所述三相逆變器與永磁同步電機相連，所述A/D轉換器采集采樣電阻兩端的電壓值，所述A/D轉換器的輸出端與所述電流觀測器連接，所述電流觀測器估算三相電流。

2.一種永磁同步電機的單電阻電流重構方法，其特征在于：使用PWM移相法對永磁同步電機的非觀測區的電流進行重構，對仍存在只可測得單獨一相電流的部分非觀測區構建一電流觀測器，所述電流觀測器通過單相電流來估算三相電流實現相電流重構。

3.根據權利要求2所述的永磁同步電機的單電阻電流重構方法，其特征在于，三相電流重構方法包括以下步驟：

步驟一、電壓矢量持續作用時間T_S小于采樣所需最短時間T_min時，進行PWM移相獲得足夠的采樣時間；

步驟二、使用PWM移相法后，如果仍只采樣得到單相電流，則在坐標系α-β下的構建電流觀測器來重構三相電流。

4.根據權利要求3所述的永磁同步電機的單電阻電流重構方法，其特征在于，所述電流觀測器構建過程包括以下步驟：

S1.判斷此次采樣獲得的為哪一相電流，判斷過程如式(1)所示：

其中，F1、F2、F3、F4、F5、F6表示三相逆變器中六個MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6對應的開關信號，AA、BB、CC表示不同的變量，AA、BB、CC＝1分別表示此次采樣得到的對應為A、B、C相電流；

S2.通過構建電流觀測器，使用單相電流估算出三相電流，具體包括以下步驟：

S21.在α-β坐標系下的電流觀測器狀態方程為：

理想狀態下：

其中，ω為電機轉速，在一個PWM周期內假設ω不變；

S22.通過Clark反變換分別得到A、B、C三相坐標系下的電流觀測器，如式(4)所示：

S23.對在α-β坐標系下的電流觀測器的誤差進行誤差補償，補償過程如下式所示：

其中，為的估計值，d₁、d₂為反饋系數，a_i＝a_A、B、C，i＝1,2,3，根據功率不變等效原則，a_A為[1 0]，a_B為a_C為將通過公式(5)經過誤差補償后得到的反饋到公式(4)中即可得到三相電流值，完成三相電流重構。

5.根據權利要求4所述的永磁同步電機的單電阻電流重構方法，其特征在于，當采樣獲得A相電流時，所述電流觀測器構建步驟包括：

①構建電流觀測方程如式(6)所示：

②誤差向量為：

③構建狀態觀測器的過程中，對公式(7)求導，使得誤差向量服從如下方程：

E′＝A₁E (9)

其中，A₁為系數矩陣，根據f(s)＝|sI-A₁|，得特征方程為：

s²+d₁s+d₂ω+ω²＝0 (10)

選擇觀測極點為s₁＝s₂＝-3ω，ω＝1，代入公式(10)，得

求解公式(11)得到觀測器反饋系數為：

④當采樣獲得B相電流時，B相誤差向量服從如下方程：

觀測器的反饋系數為：

⑤當采樣獲得C相電流時，同理得到C相的反饋系數為：

將得到的反饋系數d₁、d₂，誤差向量e₁、e₂，以及單相電流測量值，代入式(5)對觀測器誤差進行誤差補償，將根據式(5)得到的經過誤差補償的電流估算代入式(4)分別得到A、B、C三相坐標系下的電流，完成重構。