申请/专利权人：西北工业大学

申请日：2022-08-19

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN115378335B

主分类号：H02P21/22

分类号：H02P21/22;H02P21/14;H02P27/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2022.12.09#实质审查的生效;2022.11.22#公开

摘要：本发明提出了一种基于PWM周期中点采样的电流传感器误差相互校正方法，本方法采用传统的拓扑结构和五段式SVPWM，不需要额外的辅助设备和复杂的观测器，不需要额外设置采样点，仅需在电流闭环所需的PWM周期中点电流采样值中，选取5个采样时刻的特定电流传感器的采样值，避免了单个PWM周期多点采样产生的分时采样误差，提高了误差计算精度；在单个PWM周期中满足单个采样点的采样限制条件即可，拓宽了误差校正方法的适用场景。采用设计的算法，可以计算各个电流传感器的偏移误差和缩放误差补偿系数，进一步减少了控制器的计算量，提高了电机驱动器的性能。

主权项：1.一种基于PWM周期中点采样的电机驱动系统电流传感器误差校正方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1：为了实现电机的高性能矢量控制，多个电流传感器共同组成了电机矢量控制系统的电流检测环节，传统的电流检测拓扑结构中，电流传感器SP设置在直流总线侧、电流传感器SA、SB被设置在逆变器的三相输出端，它们共同为系统的控制器提供电流反馈信号，实现电流的闭环控制，为消除相电流传感器产生的偏移误差和缩放误差对电机驱动系统的不良影响，拟采用传统电流检测拓扑结构，不影响系统正常的电流闭环反馈，采用五段式SVPWM，不使用零矢量V7，利用不同电压矢量作用时刻直流母线电流和相电流的关系实现电流传感器误差的计算；真实的相电流iA、iB、iC按照正弦规律变化，在逆变器功率开关器件的不同开关组合时刻，逆变电路的导通情况会发生改变，通过分析电路的导通情况，可以得到不同电压矢量作用时刻的直流母线电流iP：零矢量V0作用期间iP＝0，有效矢量V1作用期间iP＝iA，有效矢量V2作用期间iP＝-iC，有效矢量V3作用期间iP＝iB，有效矢量V4作用期间iP＝-iA，有效矢量V5作用期间iP＝iC，有效矢量V6作用期间iP＝-iB，步骤2：缩放误差的平衡方法：在工程实际中，要完全消除缩放误差是不符合实际的，通常通过平衡缩放误差的方法，消除其造成的不良影响，缩放误差平衡后，三相电流的真实值相当于都具备近似相等且接近1的增益，若此时的共同增益过大，说明系统发生故障，不在讨论范围内，得到平衡的三相电流，从而消除缩放误差不平衡造成的频率为两倍定子电频率的转矩和转速波动；选取矢量V4作用时刻t4-1，直流母线电流传感器SP、相电流传感器SA的电流采样值为 式中iAt4-1为t4-1时刻的A相电流真实值，kP、fP分别为直流母线电流传感器SP的缩放误差和偏移误差，kA、fA分别为相电流传感器SA的缩放误差和偏移误差；选取矢量V4作用时刻t4-2，直流母线电流传感器SP、相电流传感器SA的电流采样值为 式中iAt4-2为t4-2时刻的A相电流真实值；分别将t4-2时刻、t4-1时刻的直流母线电流传感器SP、相电流传感器SA电流采样值做差可得 将式3中电流变化量的比值记作 选取矢量V6作用时刻t6-1，直流母线电流传感器SP、相电流传感器SB的电流采样值为 式中iBt6-1为t6-1时刻的B相电流真实值，kB、fB分别为相电流传感器SB的缩放误差和偏移误差；选取矢量V6作用时刻t6-2，直流母线电流传感器SP、相电流传感器SB的电流采样值为 式中iBt6-2为t6-2时刻的B相电流真实值；分别将t6-2时刻、t6-1时刻的直流母线电流传感器SP、相电流传感器SB电流采样值做差可得 将式7中电流变化量的比值记作 为实现缩放误差的平衡，需满足式： 式中：mP、mA、mB分别为直流母线电流传感器SP、相电流传感器SA、相电流传感器SB的缩放误差平衡系数，k为缩放误差平衡后的共同增益；求得缩放误差平衡系数为： 由式4、式8和式10可知：选取矢量V4作用时刻t4-1、t4-2相电流传感器SA和直流母线电流传感器SP的电流采样值，选取矢量V6作用时刻t6-1、t6-2相电流传感器SB和直流母线电流传感器SP的电流采样值，三个电流传感器的缩放误差平衡系数即可通过计算得到；步骤3：偏移误差的估计方法：将式4代入式1可得 式11中两式相加可得 将式8代入式5可得 式13中两式相加可得 选取矢量V2作用时刻t2，相电流传感器SA、SB和直流母线电流传感器SP的电流采样值为 式中iAt2、iBt2、iCt2为t2时刻的相电流真实值；结合式4和式8可得 结合基尔霍夫定律iA+iB+iC＝0可得 引入x、y、z 联立式4、式8和式18可得 由式18和式19可知：在系数a、b计算完成的情况下，选取矢量V2作用时刻t2的相电流传感器SA、SB和直流母线电流传感器SP的电流采样值，即可完成偏移误差的计算。

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百度查询： 西北工业大学 基于PWM中点采样的电驱动电流传感器误差校正方法

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