[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

本發明公開了一種永磁同步電機的單電阻電流重構方法及裝置，裝置組成包括直流電源、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。所述方法是，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；在使用PWM移相法后，對仍存在只可測得一相電流的部分非觀測區構建電流觀測器，通過單相電流來估算三相電流，實現了相電流的精確重構。本發明具有可行性和實用價值，適用于任何三相平衡的電機驅動系統。

技術領域

本發明涉及電機控制技術領域，具體涉及一種永磁同步電機的單電阻電流重構方法及裝置。

背景技術

近年來，永磁同步電機因具有效率高、功率密度大、控制性能好等特點而被廣泛運用于各個領域，但其高成本的控制系統制約了其應用。單電阻電流重構技術可以很好的降低成本，提高效率，縮小體積。因此，如何在永磁同步電機控制系統中使用單電阻進行電流重構成為國內外研究的必然選擇。

關于單電阻電流重構很多文章都有闡述，在此就不多累述。而單電阻電流重構的難點除了對非觀測區進行PWM移相補償，還有一個就是當補償后仍存在只可采樣單相電流而無法進行電流重構的處理，前者諸多文獻亦有說明，而后者未見有相關文獻的闡述。

發明內容

本發明的目的是為了克服在非觀測區進行PWM移相法后仍存在只可采樣單相電流而無法進行電流重構的問題，提供一種永磁同步電機的單電阻電流重構方法及裝置，其可實現相電流的精確重構，以達到進一步增強控制效果。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種永磁同步電機的單電阻電流重構方法及裝置，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。

一種永磁同步電機的單電阻電流重構方法，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。

優選的，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。

優選的，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：