[發明專利]一種旋轉變壓器輸出信號中周期性誤差的在線補償方法

有效

• 申請號: 201811042405.6
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109245648B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 陳東東;李健;陳俊樺;曲榮海
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/18;H02P21/22
• 代理公司: 42201 華中科技大學專利中心
• 代理人: 李智;曹葆青

本發明公開了一種旋轉變壓器輸出信號中周期性誤差的在線補償方法，屬于永磁電機位置傳感器信號校正領域，方法包括：檢測電機定子三相電流；對三相電流進行克拉克坐標變換，得到可調電流矢量；獲得三相電流的基波電流相位，得到虛擬三相電流，并對虛擬三相電流進行克拉克坐標變換，得到參考電流矢量；計算可調電流矢量與參考電流矢量的叉積；求叉積的絕對值；計算得到用來補償的周期性誤差的的相位和幅值；獲得旋轉變壓器輸出的位置信號θ；將用來補償的周期性誤差與位置信號θ相減，得到補償后的轉子位置。本發明能夠有效地對旋轉變壓器的周期性誤差進行在線補償，從而解決周期性誤差引起的相電流畸變與轉矩脈動問題。

技術領域

本發明屬于永磁電機位置傳感器信號校正領域，更具體地，涉及一種旋轉變壓器輸出信號中周期性誤差的在線補償方法。

背景技術

在電動汽車等工業應用領域，對于永磁電機(Permanent Magnet SynchronousMotor,PMSM)的需求增長迅速。永磁電機的磁場定向控制(Field-oriented Control，FOC)技術性能優異，因而獲得廣泛應用。磁場定向技術需要精確的轉子位置，對位置傳感器提出了較高要求。旋轉變壓器(Resolver)作為一種常見的位置傳感器，魯棒性好，可靠性高，可以抑制共模噪聲，因此被大量使用，特別是在惡劣的工作環境下。

由于旋轉變壓器自身存在非線性特性，其提供給電機的位置信號含有多種誤差。這些位置誤差將引起電流諧波與轉矩脈動，惡化電機的性能。周期性誤差在多種形式的誤差中占主導地位。旋轉變壓器周期性位置誤差的存在使得永磁電機電流控制器中用到的d軸電流、q軸電流與實際值存在偏差，從而導致相電流畸變與轉矩脈動，電流畸變與轉矩脈動還將產生振動噪聲，惡化電機性能。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種旋轉變壓器輸出信號中周期性誤差的在線補償方法，旨在解決由于旋轉變壓器輸出信號中存在周期性誤差引起的相電流畸變與轉矩脈動問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種旋轉變壓器輸出信號中周期性誤差的在線補償方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)檢測電機定子三相電流i_abc；

(2)對所述三相電流i_abc進行克拉克坐標變換，得到可調電流矢量獲得所述三相電流i_abc的基波電流相位，然后根據所述基波電流相位得到虛擬三相電流i'_abc，并對所述虛擬三相電流i'_abc進行克拉克坐標變換，得到參考電流矢量其中，(x₁,y₁)和(x₂,y₂)分別為對應的電流矢量在靜止兩相坐標系下的坐標；

(3)計算得到所述可調電流矢量與所述參考電流矢量的叉積，求叉積的絕對值；

(4)保持用來補償的周期性誤差的幅值為一給定值，以給定時間T為周期，從零開始逐漸增大用來補償的周期性誤差的相位，并計算周期內叉積的絕對值求和的結果；計算該結果在連續兩個周期內的變化量；當前一周期內的變化量為正，后一周期內的變化量為負時，停止增大用來補償的周期性誤差的相位，并記錄當前相位；

(5)保持用來補償的周期性誤差的相位為當前相位不變，以給定時間T為周期，從零開始逐漸增大用來補償的周期性誤差的幅值，并計算周期內叉積的絕對值求和的結果；計算該結果在連續兩個周期內的變化量；當前一周期內的變化量為正，后一周期內的變化量為負時，停止增大用來補償的周期性誤差的幅值，并記錄當前幅值；

(6)結合已記錄的相位和幅值，得到用來補償的周期性誤差；

(7)獲得旋轉變壓器輸出的位置信號θ；將用來補償的周期性誤差與位置信號θ相減，得到補償后的轉子位置，從而實現對旋轉變壓器周期性誤差的在線補償。