本發(fā)明涉及電機(jī)控制
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及永磁同步電機(jī)母線電流采集
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體是指一種用于永磁同步電機(jī)的無三相電流傳感器的過調(diào)制控制方法。
背景技術(shù)：
：定子三相電流檢測是否準(zhǔn)確對實際電機(jī)控制具有較大的影響，通常使用霍爾電流傳感器對三相電流進(jìn)行采樣，雖然電流傳感器使用方便，精度較高，但成本較高,電路體積大。在低功率永磁同步電機(jī)控制中，對成本的限制較為嚴(yán)格，因此有些方法是在逆變電路三個下橋臂分別安裝一個采樣電阻，然而這樣雖然成本較低，但是需要在零矢量的時候?qū)﹄娏鬟M(jìn)行采樣，不適合無零矢量的調(diào)制方法，且三電阻需要較大的PCB(PrintedCircuitBoard，印刷電路板)布板面積并造成一定的電路損耗。為了解決這些問題并進(jìn)一步降低成本，目前提出了采用單電阻母線電流采樣的方法，然后重構(gòu)出定子三相電流。單電阻電流采樣即只在母線上串聯(lián)單個電阻，根據(jù)SVPWM(SpaceVectorPulseWidthModulation，空間矢量脈寬調(diào)制)的波形在載波周期的不同時刻對單電阻進(jìn)行采樣并根據(jù)采樣值進(jìn)行相電流重構(gòu)從而得到該載波周期中三相電流的真實值。要實現(xiàn)單電阻電流采樣主要需要解決三個關(guān)鍵技術(shù)點：不可觀測區(qū)的PWM信號改變、采樣時間點計算、極高調(diào)制比情況下的電流測量。目前常見的單電阻采樣的方法主要是針對前兩點，通過移相的方法對不可觀測區(qū)域的母線電流進(jìn)行采樣。單電阻采樣基本原理是指只利用一個采樣電阻得到電機(jī)三相電流的原理。該原理利用一個PWM周期的開關(guān)組合關(guān)系判斷母線上測量得到的母線電流與三相電流的關(guān)系。以Ⅵ扇區(qū)為例，在該扇區(qū)對應(yīng)的PWM波形如圖1所示。在電機(jī)中規(guī)定電流流入為正，流出為負(fù)。當(dāng)基本電壓矢量為100時，A相流入，B、C相流出，此時母線電流大小與A相電流大小相等，方向相反；當(dāng)基本電壓矢量為101時，A、C相流入，B相流出，此時母線電流大小與B相電流大小相等，方向相反。因此，在1個PWM周期內(nèi)的兩個基本電壓矢量的作用時間內(nèi)對母線測的電流進(jìn)行采樣就可以得到三相電流(如圖1)。通常是對PWM的左半周期的兩個基本電壓矢量時間點進(jìn)行采樣，第三相電流可以通過公式IA+IB+IC＝0得到。當(dāng)然，基本電壓矢量與電流的對應(yīng)關(guān)系前提是電壓與電流的相位差足夠小。上面僅分析了Ⅵ扇區(qū)的電流重構(gòu)關(guān)系。表1給出了各個扇區(qū)下母線電流與各相電流的關(guān)系：表1扇區(qū)第一次采樣的母線電流第二次采樣的母線電流ⅠIA-ICⅡIB-ICⅢIB-IAⅣIC-IAⅤIC-IBⅥIA-IB在圖1中，兩次ADC(Analog-to-DigitalConverter，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器)采樣分別在T1和T2時間段內(nèi)實現(xiàn)，但如果T1很小或T2很小，或者兩者都很小的情況下，ADC不足以采樣出母線電流，這種情況下多發(fā)生在低調(diào)制比、扇區(qū)邊界的時候。利用隨機(jī)PWM的原理，在不改變目標(biāo)電壓矢量的時候，通過改變?nèi)郟WM波形構(gòu)造出足夠的T1和T2時間。具體的原則為：當(dāng)T1(默認(rèn)為較大相與中間相的時間差)或者T2(默認(rèn)為較小相與中間相的時間差)的時間不足時，較大相左移，較小相左移。當(dāng)調(diào)制比較低時，三相PWM波形應(yīng)該都接近50％，這導(dǎo)致T1和T2的時間不足以完成各自時間段內(nèi)的ADC采樣。為了實現(xiàn)ADC采樣，將對較大項左移，較小項右移，如圖2所示，在進(jìn)行左移和右移后，目標(biāo)矢量并未發(fā)生變化。當(dāng)處于扇區(qū)邊界的時候，其中一相采樣時間較長，而另一相采樣時間較短，不足以采樣出母線電流，此時需要將該相進(jìn)行移動，以第一扇區(qū)邊界為例，如圖3所示。以上就是目前常用的單電阻母線電流采樣原理。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種能夠不依靠三相電流傳感器實現(xiàn)調(diào)制比過高時正確采集母線電流的用于永磁同步電機(jī)的無三相電流傳感器的過調(diào)制控制方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具有如下構(gòu)成：該用于永磁同步電機(jī)的無三相電流傳感器的過調(diào)制控制方法，包括以下步驟：(1)根據(jù)參考電壓計算作用時間T'；(2)判斷T'是否小于如果是，則繼續(xù)步驟(3)，否則，B相不移動，A相左移，C相右移，其中為單電阻采樣的最小采樣時間；(3)判斷參考電壓靠近所在扇區(qū)的上邊界還是下邊界，如果參考電壓靠近所在扇區(qū)的上邊界，繼續(xù)步驟(4)，如果參考電壓靠近所在扇區(qū)的下邊界，繼續(xù)步驟(5)；(4)令將A相左移至邊界，B相右移；(5)令將C相右移至邊界，B相左移。較佳地，所述的步驟(1)還包括以下步驟：(1-1)根據(jù)參考電壓計算當(dāng)前扇區(qū)相鄰兩相的作用時間T1和T2；(1-2)根據(jù)T1和T2計算零矢量作用時間：T0＝T-T1-T2，其中，T為PWM周期。(1-3)設(shè)單電阻采樣的最小采樣時間為Tmin，作用時間為T'根據(jù)以下公式計算作用時間：T′=(T04+(T1,T2)min2).]]>采用了該發(fā)明中的用于永磁同步電機(jī)的無三相電流傳感器的過調(diào)制控制方法，在參考電壓進(jìn)入非觀測區(qū)域時，能準(zhǔn)確完成單電阻采樣，并且在修改參考電壓的同時，三相都進(jìn)行移動，這樣可以使參考電壓的修改量達(dá)到最小，具有廣泛的引用范圍。附圖說明圖1為現(xiàn)有技術(shù)的ADC采樣點及時序圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)的低調(diào)制比時的PWM移位波形圖。圖3為現(xiàn)有技術(shù)的扇區(qū)邊界時的PWM移位波形圖。圖4為本發(fā)明的永磁同步電機(jī)的無三相電流傳感器的過調(diào)制控制方法的過調(diào)制時的無效區(qū)域示意圖。圖5為本發(fā)明的永磁同步電機(jī)的無三相電流傳感器的過調(diào)制控制方法的參考電壓靠近上邊界的波形圖。圖6為本發(fā)明的永磁同步電機(jī)的無三相電流傳感器的過調(diào)制控制方法的參考電壓靠近下邊界的波形圖。圖7為本發(fā)明的永磁同步電機(jī)的無三相電流傳感器的過調(diào)制控制方法的單電阻采樣原理示意圖。具體實施方式為了能夠更清楚地描述本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實施例來進(jìn)行進(jìn)一步的描述。在一種優(yōu)選的實施方式中，該用于永磁同步電機(jī)的無三相電流傳感器的過調(diào)制控制方法，包括以下步驟：(1)根據(jù)參考電壓計算作用時間T'；(2)判斷T'是否小于如果是，則繼續(xù)步驟(3)，否則，B相不移動，A相左移，C相右移，其中為單電阻采樣的最小采樣時間；(3)判斷參考電壓靠近所在扇區(qū)的上邊界還是下邊界，如果參考電壓靠近所在扇區(qū)的上邊界，繼續(xù)步驟(4)，如果參考電壓靠近所在扇區(qū)的下邊界，繼續(xù)步驟(5)；(4)令將A相左移至邊界，B相右移；(5)令將C相右移至邊界，B相左移。在一種較佳的實施方式中，所述的步驟(1)還包括以下步驟：(1-1)根據(jù)參考電壓計算當(dāng)前扇區(qū)相鄰兩相的作用時間T1和T2；(1-2)根據(jù)T1和T2計算零矢量作用時間：T0＝T-T1-T2，其中，T為PWM周期。(1-3)設(shè)單電阻采樣的最小采樣時間為Tmin，作用時間為T'根據(jù)以下公式計算作用時間：T′=(T04+(T1,T2)min2).]]>在SVPWM控制中，要輸出所需要的參考電壓，是通過將其在扇區(qū)內(nèi)進(jìn)行分解，由所在扇區(qū)的兩個單位矢量電壓表示，每個單位矢量作用時間的不同就構(gòu)成了大小和方向不同的參考電壓，最終根據(jù)作用時間的長短控制IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，絕緣柵雙極型晶體管)導(dǎo)通時間的長短，該時間長短的調(diào)節(jié)是通過算法計算的，即根據(jù)參考電壓矢量計算出來的。過調(diào)制時，隨著調(diào)制比的增高，參考電壓矢量的幅值逐漸增大，調(diào)制后的矢量越來越接近六個單位有效矢量，零矢量作用時間變短，參考電壓矢量進(jìn)入無效區(qū)域，如圖4中的陰影所示，這時通過單純的移相的方法是是不能夠滿足電流重構(gòu)的采樣要求的，即無論如何進(jìn)行移相都達(dá)不到最小采樣時間的需求。為了解決這一問題，可以通過修改參考電壓矢量的方法可以實現(xiàn)，下面進(jìn)行具體的分析。在一種具體的實施方式中，根據(jù)參考電壓計算出當(dāng)前扇區(qū)相鄰兩相的作用時間T1和T2，同時零矢量作用時間T0＝T-T1-T2。假設(shè)單電阻采樣的最小采樣時間為Tmin，那么如果作用時間滿足即在PWM邊界內(nèi)無論如何進(jìn)行移相都不能得到有效的采樣時間，這時參考電壓靠近扇區(qū)邊界。以第一扇區(qū)為例，當(dāng)靠近扇區(qū)上邊界時，如圖5所示；當(dāng)靠近扇區(qū)下邊界時，如圖6所示。例如圖5中，A相左移至邊界處，B相右移至邊界處，此時100的采樣時間仍舊小于最小采樣時間Tmin，無法進(jìn)行有效的采樣，此時就需要修改單位矢量的作用時間來進(jìn)行調(diào)整了。由以上分析可知，無論如何進(jìn)行移相都不能保證足夠的采樣的時間，因此本專利提出了修改單位矢量作用時間(即修改參考電壓)的辦法進(jìn)行調(diào)整，為了盡量減小修改單位矢量作用時間所帶來的影響，需要保證修改的差值盡可能的小。因此提出了三相進(jìn)行移動和修改單位矢量作用時間相結(jié)合的辦法進(jìn)行調(diào)整，以實現(xiàn)最小的修改滿足需求。具體為當(dāng)出現(xiàn)圖5的情況時，令同時A相左移至邊界，B相右移；當(dāng)出現(xiàn)圖6的情況時，令同時C相右移至邊界，B相左移。這樣即可實現(xiàn)最小程度的作用時間的修改，本專利的母線電流單電阻采樣的原理圖如圖7所示。采用了該發(fā)明中的用于永磁同步電機(jī)的無三相電流傳感器的過調(diào)制控制方法，在參考電壓進(jìn)入非觀測區(qū)域時，能準(zhǔn)確完成單電阻采樣，并且在修改參考電壓的同時，三相都進(jìn)行移動，這樣可以使參考電壓的修改量達(dá)到最小，具有廣泛的應(yīng)用范圍。在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。當(dāng)前第1頁1 2 3