本发明专利技术公开了一种基于电流观测器的永磁同步电机死区补偿方法，包括根据永磁同步电机参考系模型的d轴和q轴等效电路，分析永磁同步电机的定子电压状态；使用定子前馈电压控制，将同步参考系电流转换为同一平面中的去耦电压；设计电流观测器，基于交流驱动器的磁场定向控制中的电压基准进行死区补偿；将补偿后的电压变换后输入到空间矢量脉宽调制模块，后经过脉冲发生器产生的脉冲作用于电压逆变器从而控制电机。本发明专利技术不需要查找表和坐标变换，不需要相位中的电流方向和死区周期的计算，并且有可能扩展到其他电机类型，因此可以容易地在实时低成本交流驱动器中实现。在实时低成本交流驱动器中实现。在实时低成本交流驱动器中实现。
【技术实现步骤摘要】
一种基于电流观测器的永磁同步电机死区补偿方法及装置
[0001]本专利技术涉及驱动系统
，特别是一种基于电流观测器的永磁同步电机死区补偿方法及装置。
技术介绍
[0002]在驱动系统中，由于电压压降、电流失真、转矩脉动和额外的谐波产生是不可避免的，从而产生了死区效应。传统的自适应系统死区补偿方法，对计算要求高，需要永磁同步电机的相电流方向。此外，该方法需要参考电机模型，因此受参数变化的影响，很难扩展到不同类型电机。传统扰动观测器补偿方案需要坐标变换、电流方向信息和计算死区，很难在交流驱动器中实现。
技术实现思路
[0003]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0004]鉴于上述和/或现有的扰动观测器补偿方案中存在的问题，提出了本专利技术。
[0005]因此，本专利技术所要解决的问题在于传统扰动观测器补偿方案需要坐标变换、电流方向信息和计算死区，很难在交流驱动器中实现。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于电流观测器的永磁同步电机死区补偿方法，其包括，
[0008]根据永磁同步电机参考系模型的d轴和q轴等效电路，分析永磁同步电机的定子电压状态；
[0009]使用定子前馈电压控制，将同步参考系电流转换为同一平面中的去耦电压；
[0010]设计电流观测器，基于交流驱动器的磁场定向控制中的电压基准进行死区补偿。
[0011]作为本专利技术所述基于电流观测器的永磁同步电机死区补偿方法的一种优选方案，其中：所述根据永磁同步电机参考系模型的d轴和q轴等效电路，分析永磁同步电机的定子电压状态包括，
[0012][0013][0014]其中v
d
，v
q
，i
d
，i
q
分别是d、q轴定子平面中的电压和电流；R
s
是电阻；L
q
和L
d
是定子中的q和d轴电感；ω
e
是转子角速度，λ
f
是转子磁链；对于表面贴装永磁同步电机，L
d
＝L
q
＝L，其中L是表面贴装永磁同步电机的定子电感；
[0015]稳态电机模型中，稳态的d、q轴电压表示为：
[0016]v
d
＝i
d
R
s
‑
ω
e
L
q
i
q
[0017]v
q
＝i
q
R
s
+(ω
e
L
d
i
d
+ω
e
λ
f
)。
[0018]作为本专利技术所述基于电流观测器的永磁同步电机死区补偿方法的一种优选方案，其中：所述使用定子前馈电压控制，将同步参考系电流转换为同一平面中的去耦电压包括，
[0019]使用所述稳态电机模型计算定子电压参考值；
[0020]q轴上的电流控制器输出，即产生转矩的定子电压分量，与定子q轴电压解耦计算单元相结合：
[0021][0022]d轴上的电流控制器输出，即产生磁通的定子电压分量，被添加到d轴计算单元中的定子电压解耦：
[0023][0024]作为本专利技术所述基于电流观测器的永磁同步电机死区补偿方法的一种优选方案，其中：所述设计电流观测器，基于交流驱动器的磁场定向控制中的电压基准进行死区补偿包括，
[0025]通过测量相电流，并将d、q轴上的死区补偿参考电压与测量的d、q轴电压相加，来补偿d、q参考电压值。
[0026]作为本专利技术所述基于电流观测器的永磁同步电机死区补偿方法的一种优选方案，其中：所述通过测量相电流，并将d、q轴上的死区补偿参考电压与测量的d、q轴电压相加，来补偿d、q参考电压值包括，
[0027]通过永磁同步电机的全阶状态观测器估计得到d、q轴电流；
[0028]通过估计的d、q轴电流使用电机模型转换为电压值；
[0029]通过估计电流和测量的d、q轴电流之间的差来计算死区参考电压值；
[0030]通过将d轴和q轴死区参考电压分别与测量的d轴和q轴电压相加，获得参考端子电压。
[0031]作为本专利技术所述基于电流观测器的永磁同步电机死区补偿方法的一种优选方案，其中：所述通过永磁同步电机的全阶状态观测器估计得到d、q轴电流包括，
[0032]d、q轴的估计电流的状态空间表示为：
[0033][0034]其中，A是系统矩阵，B是输入矩阵，C是输出增益矩阵，G是观测器的增益矩阵，可表示为：
[0035][0036]其中，ω0表示观测器带宽，ξ表示阻尼系数。
[0037]作为本专利技术所述基于电流观测器的永磁同步电机死区补偿方法的一种优选方案，其中：所述通过估计电流和测量的d、q轴电流之间的差来计算死区参考电压值包括，
[0038]d轴和q轴估计电流最终可以在s域中以扩展微分的形式表示为：
[0039][0040][0041]从实际电流和中减去估计的d、q轴电流和然后用于前馈电压估计器模型，因此，d、q轴死区参考电压值的推导如下：
[0042][0043][0044]通过将d轴和q轴死区参考电压分别与测量的d轴和q轴电压相加，获得参考端子电压：
[0045][0046][0047]第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于电流观测器的永磁同步电机死区补偿系统，其包括：
[0048]定子电压分析模块，用于根据永磁同步电机参考系模型的d轴和q轴等效电路，分析永磁同步电机的定子电压状态；
[0049]前馈电压控制模块，用于使用定子前馈电压控制，将同步参考系电流转换为同一平面中的去耦电压；
[0050]死区补偿模块，用于设计电流观测器，基于交流驱动器的磁场定向控制中的电压基准进行死区补偿；
[0051]电机控制模块，用于将补偿后的电压变换后输入到空间矢量脉宽调制模块，后经过脉冲发生器产生的脉冲作用于电压逆变器从而控制电机。
[0052]第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的任一步骤。
[0053]第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的任一步骤。
[0054]本专利技术有益效果为：提出了一种新的简单、在线的永磁同步电机死区补偿框架，由电流观测器和前馈死区电压估计两部分组成。不需要查表和坐标变换，可以减少由于查表时忽略中间值引发的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于电流观测器的永磁同步电机死区补偿方法，其特征在于：包括，根据永磁同步电机参考系模型的d轴和q轴等效电路，分析永磁同步电机的定子电压状态；使用定子前馈电压控制，将同步参考系电流转换为同一平面中的去耦电压；设计电流观测器，基于交流驱动器的磁场定向控制中的电压基准进行死区补偿；将补偿后的电压变换后输入到空间矢量脉宽调制模块，经过脉冲发生器产生的脉冲作用于电压逆变器从而控制电机。2.如权利要求1所述的基于电流观测器的永磁同步电机死区补偿方法，其特征在于：所述根据永磁同步电机参考系模型的d轴和q轴等效电路，分析永磁同步电机的定子电压状态包括，包括，其中v
d
,v
q
,i
d
,i
q
分别是d、q轴定子平面中的电压和电流；R
s
是电阻；L
q
和L
d
是定子中的q和d轴电感；ω
e
是转子角速度，λ
f
是转子磁链；对于表面贴装永磁同步电机，L
d
＝L
q
＝L，其中L是表面贴装永磁同步电机的定子电感；稳态电机模型中，稳态的d、q轴电压表示为：v
d
＝i
d
R
s
‑
ω
e
L
q
i
q
v
q
＝i
q
R
s
+(ω
e
L
d
i
d
+ω
e
λ
f
)。3.如权利要求2所述的基于电流观测器的永磁同步电机死区补偿方法，其特征在于：所述使用定子前馈电压控制，将同步参考系电流转换为同一平面中的去耦电压包括，使用所述稳态电机模型计算定子电压参考值；q轴上的电流控制器输出，即产生转矩的定子电压分量，与定子q轴电压解耦计算单元相结合：d轴上的电流控制器输出，即产生磁通的定子电压分量，被添加到d轴计算单元中的定子电压解耦：4.如权利要求3所述的基于电流观测器的永磁同步电机死区补偿方法，其特征在于：所述设计电流观测器，基于交流驱动器的磁场定向控制中的电压基准进行死区补偿包括，通过测量相电流，并将d、q轴上的死区补偿参考电压与测量的...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘星，廖振伟，潘明章，卢钦强，王硕，李智，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。