一種永磁同步電機單電阻電流重構方法及重構系統技術方案

本發明專利技術涉及一種永磁同步電機單電阻電流重構方法及系統，在所述永磁同步電機啟動后，運用CSVPWM調制方式運行，判斷電機工作狀態是否進入高電壓調制區的移位飽和區；若進入飽和區，則將空間矢量PWM由CSVPWM改為DSVPWM，并對相鄰電壓矢量的作用時間進行限制。與現有技術相比，本發明專利技術即能節約成本又能達到與雙電流傳感器相媲美的永磁同步電機控制效果。

【技術實現步驟摘要】
一種永磁同步電機單電阻電流重構方法及重構系統
本專利技術涉及交流電機控制領域，尤其是涉及一種與PWM控制方式相結合的永磁同步電機單電阻電流重構方法及重構系統。
技術介紹
在交流電機矢量控制策略中，相電流采樣性能是一個重要的指標，相電流采樣的質量直接影響電機最終的控制效果。較為常見的電流采樣方式有兩種：1.使用霍爾傳感器對兩相電流進行采樣，根據其中兩相電流計算出第三相電流2.利用母線單電阻采樣電流重構出電機三相電流。霍爾傳感器雙相電流采樣雖然相電流還原準確度高，但其體積比較大、成本也較高，在對成本要求高的應用場合并不適合。因此如何低成本地獲得好的電流采樣效果成為關鍵問題，而母線單電阻采樣電流重構方案剛好可以解決這一問題。關于單電阻采樣電流重構很多文章都有闡述，在此就不多累述。而單電阻采樣電流重構的難點除了扇區過渡的不可觀測區還有一個就是高電壓調制區的移位飽和區的不可觀測區的處理，前者諸多文獻亦有說明，只是未盡詳細；而后者則未見有相關文獻的闡述。而后者的處理需要與空間矢量PWM控制方式相結合方能達到電流重構效果及電機的輸出能力與雙電流傳感器方案基本一致的效果，而忽略該點勢必對電機控制效果造成影響。
技術實現思路
本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種永磁同步電機單電阻電流重構方法及重構系統，以達到即能節約成本又能達到與雙電流傳感器相媲美的永磁同步電機控制效果。本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現：一種永磁同步電機單電阻電流重構方法，其特征在于，在所述永磁同步電機啟動后，運用CSVPWM調制方式運行，判斷電機工作狀態是否進入高電壓調制區的移位飽和區；若進入飽和區，則將空間矢量PWM由CSVPWM改為DSVPWM，并對相鄰電壓矢量的作用時間進行限制。該方法具體為：步驟1，高電壓調制區的移位飽和區的計算；步驟2，高電壓調制區的移位飽和區的判斷，若進入飽和區，執行步驟3)：步驟3，空間矢量PWM調制方式轉換，將空間矢量PWM調制方式由初始的CSVPWM模式(連續空間矢量PWM模式)切換到DSVPWM模式(非連續空間矢量PWM模式)；步驟4，DSVPWM模式下根據最小電流采樣窗口進行電壓輸出限制。所述的高電壓調制區的移位飽和區的計算具體為：PWM移位方式采用兩路PWM可同時分別左移和右移的極限情況下，然后根據電流最小采樣窗口來確定移位飽和區的臨界值。所述的高電壓調制區的移位飽和區的判斷具體為：將最大占空比的PWM輸出與移位飽和區的臨界值進行對比，從而確定電機工作狀態是否進入高電壓調制去的移位飽和區。一種永磁同步電機單電阻電流重構系統，其特征在于，包括依次連接的高電壓調制區的移位飽和區的計算模塊、高電壓調制區的移位飽和區的判斷模塊、空間矢量PWM調制方式轉換模塊和DSVPWM模式下根據最小電流采樣窗口進行電壓輸出限制模塊；所述的高電壓調制區的移位飽和區的計算模塊，用于計算電機輸出電壓移位飽和區的臨界值；所述的高電壓調制區的移位飽和區的判斷模塊，用于判斷電機輸出電壓是否達到移位飽和區；所述的空間矢量PWM調制方式轉換模塊，用于將電機PWM調試方式由CSVPWM切換到DSVPWM調試模式；所述的DSVPWM模式下根據最小電流采樣窗口進行電壓輸出限制模塊，用于對相鄰電壓矢量的作用時間進行限值，以保證電流重構在整個電壓工作區間的有效性。與現有技術相比，本專利技術一種與PWM控制方式相結合的永磁同步電機單電阻電流重構技術，其通過判斷電機輸出電壓是否達到CSVPWM移位飽和區，若達到CSVPWM移位飽和區，則將這時的CSVPWM控制模式切換到DSVPWM模式，然后根據最小電流采樣窗口進行電壓輸出限制。按照這樣方法設計的永磁同步電機單電阻電流采樣重構系統，即能保證幾乎在全電壓范圍對三相電流進行高質量的重構，又能最大限度地保證電機的最大輸出能力和控制效果。附圖說明圖1顯示為本專利技術實施例公開重構方法的流程示意圖；圖2顯示為本專利技術實施例公開的電流重構質量效果圖。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術的一部分實施例，而不是全部實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應屬于本專利技術保護的范圍。本實施例公開了一種與PWM控制方式相結合的永磁同步電機單電阻電流重構方法，如圖1所示，包括：步驟S11，高電壓調制區的移位飽和區的計算：PWM移位方式采用兩路PWM可同時分別左移和右移的極限情況下，然后根據電流最小采樣窗口(需考慮PWM死區時間、電流采樣及AD轉換和保持時間、IGBT驅動電路延時時間等)來確定移位飽和區的臨界值。步驟S12，高電壓調制區的移位飽和區的判斷：最大占空比的PWM輸出與移位飽和區的臨界值進行對比，從而確定電機工作狀態是否進入高電壓調制去的移位飽和區。步驟S13，空間矢量PWM調制方式轉換：將空間矢量PWM調制方式由初始的CSVPWM模式切換到DSVPWM模式。步驟S14，DSVPWM模式下根據最小電流采樣窗口進行電壓輸出限制：可根據最小電流采樣窗口和PWM死區的大小進行確定是否需要改限值。若PWM斬波周期為50us，最小電流采樣窗口設定為5us，PWM死區設定為0.5us；若電機控制全電壓范圍均采用CSVPWM控制方式，則電機最大輸出電壓只能達到線性調制區的76％，若在高電壓調制比時切換到DSVPWM，則電機最大輸出電壓可達到線性調制區的100％，即采用后者能提高單電阻電流重構方案下電機的最大輸出能力。如圖2所示，永磁同步電機單電阻電流重構系統，包括依次連接的高電壓調制區的移位飽和區的計算模塊110、高電壓調制區的移位飽和區的判斷模塊120、空間矢量PWM調制方式轉換模塊130和DSVPWM模式下根據最小電流采樣窗口進行電壓輸出限制模塊140；所述的高電壓調制區的移位飽和區的計算模塊110，用于計算電機輸出電壓移位飽和區的臨界值；所述的高電壓調制區的移位飽和區的判斷模塊120，用于判斷電機輸出電壓是否達到移位飽和區；所述的空間矢量PWM調制方式轉換模塊130，用于將電機PWM調試方式由CSVPWM切換到DSVPWM調試模式；所述的DSVPWM模式下根據最小電流采樣窗口進行電壓輸出限制模塊140，用于對相鄰電壓矢量的作用時間進行限值，以保證電流重構在整個電壓工作區間的有效性。需要指出的是，上述方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實現時可以合并為一個步驟或者對某些步驟進行拆分，分解為多個步驟，只要包含相同的邏輯關系，都在本專利的保護范圍內；對算法中或者流程中添加無關緊要的修改或者引入無關緊要的設計，但不改變其算法和流程的核心設計都在該專利的保護范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種永磁同步電機單電阻電流重構方法，其特征在于，在所述永磁同步電機啟動后，運用CSVPWM調制方式運行，判斷電機工作狀態是否進入高電壓調制區的移位飽和區；若進入飽和區，則將空間矢量PWM由CSVPWM改為DSVPWM，并對相鄰電壓矢量的作用時間進行限制。

【技術特征摘要】
1.一種永磁同步電機單電阻電流重構方法，其特征在于，在所述永磁同步電機啟動后，運用CSVPWM調制方式運行，判斷電機工作狀態是否進入高電壓調制區的移位飽和區；若進入飽和區，則將空間矢量PWM由CSVPWM改為DSVPWM，并對相鄰電壓矢量的作用時間進行限制。2.根據權利要求1所述的一種永磁同步電機單電阻電流重構方法，其特征在于，該方法具體為：步驟1，高電壓調制區的移位飽和區的計算；步驟2，高電壓調制區的移位飽和區的判斷，若進入飽和區，執行步驟3)：步驟3，空間矢量PWM調制方式轉換，將空間矢量PWM調制方式由初始的CSVPWM模式切換到DSVPWM模式；步驟4，DSVPWM模式下根據最小電流采樣窗口進行電壓輸出限制。3.根據權利要求2所述的一種永磁同步電機單電阻電流重構方法，其特征在于，所述的高電壓調制區的移位飽和區的計算具體為：PWM移位方式采用兩路PWM可同時分別左移和右移的極限情況下，然后根據電流最小采樣窗口來確定移位飽和區的臨界值。4.根據權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭冬霞，趙立成，杜春洋，
申請(專利權)人：上海航天汽車機電股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海,31