[發明專利]一種無位置傳感器控制的電流誤差系統及在線校正方法

有效

• 申請號: 202010091471.3
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111211723B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 魯家棟;胡義華;王潔;倪鍇
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P23/14
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

1.一種無位置傳感器控制的電流誤差系統，其特征在于：

所述無位置傳感器控制的電流誤差系統，在沒有安裝位置傳感器的三相電機驅動器中，逆變器由直流母線電壓供電，將逆變器三相橋臂中點分別與電機三相繞組相連，將電機三相繞組分別正向穿過三相電流傳感器信號采集口，將逆變器B、C兩相橋臂下支路輸入線纜正向穿過A相電流傳感器信號采集口，將逆變器A、C兩相橋臂下支路輸入線纜正向穿過B相電流傳感器信號采集口，將逆變器A、B兩相橋臂下支路輸入線纜正向穿過C相電流傳感器信號采集口，利用三相電流傳感器在某個零電壓矢量作用下讀數值的不同，分別估算出電流傳感器的偏置誤差，再利用其他基本電壓矢量作用下的電流值，估算出電流傳感器的增益誤差，從而保障驅動系統電機電流信號的正常反饋，并保障無位置傳感器估算的精度。

2.一種利用權利要求1所述無位置傳感器控制的電流誤差系統的在線校正方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟1：考慮三相電流傳感器偏置誤差和增益誤差的影響，i_AM、i_BM、i_CM分別為公式(1)所示：

其中，i_AM、i_BM、i_CM分別為三個電流傳感器的電流采樣值，i_A、i_B、i_C分別為A、B、C三相電流真實值，i_AL、i_BL、i_CL分別為A、B、C相橋臂下支路電流，f_A、f_B、f_C分別是A相電流傳感器、B相電流傳感器、C相電流傳感器的偏置誤差，k_A、k_B、k_C分別是A相電流傳感器、B相電流傳感器、C相電流傳感器的增益誤差；

步驟2：依據逆變器不同開關狀態下的電路拓撲，結合公式(1)得到三相電流采樣值與兩個零電壓矢量之間的關系，如公式(2)至公式(4)所示：

在開關周期的兩端V₀作用下分別進行電流采樣，得到每相2個電流值，然后利用平均值算法計算得到i_{AM_0}、i_{BM_0}、i_{CM_0}的值，如公式(4)所示，三個電流值的大小直接就是三相電流傳感器的偏置誤差值；

在開關周期的中間V₇作用下進行電流采樣，得到每相1個電流值i_{AM_7}、i_{BM_7}、i_{CM_7}；

其中，i_{AM_0}、i_{BM_0}、i_{CM_0}分別表示在零電壓矢量V₀作用下三個電流傳感器的采樣值，i_{AM_7}、i_{BM_7}、i_{CM_7}分別表示在零電壓矢量V₇作用下三個電流傳感器的采樣值，i_{AM_0_1}、i_{BM_0_1}、i_{CM_0_1}分別表示在逆變器每個開關周期開始時零電壓矢量V₀作用下三個電流傳感器的采樣值，i_{AM_0_2}、i_{BM_0_2}、i_{CM_0_2}分別表示在逆變器每個開關周期結束時零電壓矢量V₀作用下三個電流傳感器的采樣值；

步驟3：因為三相電機三相繞組電流值為零，即i_A+i_B+i_C＝0，在公式(2)中，偏置誤差由i_{AM_0}、i_{BM_0}、i_{CM_0}分別直接得到；

當基本電壓矢量V₂作用時，A、B兩相電流傳感器電流值為公式(5)所示，其中，i_{AM_2}、i_{BM_2}分別表示電壓矢量V₂作用下A、B兩相電流傳感器的采樣值；

利用公式(5)中的每一項分別減去公式(3)的前兩項，得到公式(6)：

由公式(6)得到k_A和k_B的關系為公式(7)所示：

當某個開關周期中包含基本電壓矢量V₂時，A相、B相兩個電流傳感器在V₂作用狀態下進行采樣，得到i_{AM_2}、i_{BM_2}；當某個開關周期中包含基本電壓矢量V₆時，A相、C相兩個電流傳感器在V₆作用狀態下進行采樣，得到i_{AM_6}、i_{CM_6}；

當基本電壓矢量V₆作用時，A、C兩相電流傳感器電流值為公式(8)所示，其中，i_{AM_6}、i_{BM_6}分別表示電壓矢量V₆作用下A、C兩相電流傳感器的采樣值；

利用公式(8)中每一項分別減去公式(3)的第一、三項，得到公式(9)：

由公式(9)得到k_A和k_C的關系為公式(10)所示：

由公式(7)和公式(10)得到三相電流傳感器增益誤差的關系為公式(11)所示：

k_A:k_B:k_C＝(Δi_{AM_2}·Δi_{AM_6}):(Δi_{AM_6}·Δi_{BM_2}):(Δi_{AM_2}·Δi_{BM_6}) (11)

假設三相電流傳感器增益誤差補償系數分別為x、y、z，則其需要滿足公式(12)、公式(13)的要求；

得到x、y、z的大小為公式(14)：

最終，利用公式(12)與公式(14)，將每相電流傳感器的檢測值乘以公式(14)中對應的補償系數，將每相電流傳感器的增益誤差予以消除。