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专利号: 2018104957299
申请人: 江西理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种永磁同步电机矢量控制死区补偿方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)永磁同步电机三相电流计算;

2)永磁同步电机电角度 预测;

3)电流过零点判断:

4)电机死区补偿值计算。

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机矢量控制死区补偿方法,其特征在于,所述步骤1)具体为:步骤11:坐标变换,由三相电流ia,b,c变换到静止坐标两相电流iα,β,再由静止坐标变换到旋转坐标id,q。

其中,θ为电机电角度;

步骤12:自适应滤波,把正弦变化的三相交流信号通过上述式(1)转化成两项直流信号后,采用自适应滤波器,分离出检测信号的直流分量,具体实现如下:其中,ω为权系数,id,q为三相电流在两项旋转坐标下的电流值;

权系数ω采用以下的迭代修正算法:

ω(t)=ω(t-1)+2γe(t-1)id,q(t-1)    (3)其中,γ为学习系数,e(t-1)为t-1时刻的信号误差,定义如下:其中, 为旋转坐标下的两相电流设定信号;

根据上述式(2)、(3)和(4),则可以得出旋转坐标下经过自适应滤波后的直流分量步骤13:坐标变换,把上述经过滤波后的直流分量 映射到两相静止坐标,然后再变换到原来的三相电流值,具体变换矩阵如下:

3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机矢量控制死区补偿方法,其特征在于,所述步骤2)具体为:步骤21:计算电角速度,根据安装伺服电机的编码器可以检测到伺服电机的实时运行角度θ,则可以根据下式计算伺服电机的角速度:其中,T为采样周期,Δθ为采样周期的电机角度变化值;

根据下式,则可以计算出伺服电机的电角速度ve其中,p是电机极对数;

步骤22:计算电角加速度,再根据下式计算出电机角加速度a:然后,对上式进而低通滤波,得到滤波后的电角加速度 具体方法如下:其中,0<ω<1为滤波系数;

步骤23:预测下一个周期的电角度 根据下式进行预算:

4.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机矢量控制死区补偿方法,其特征在于,所述步骤3)具体为:根据权利要求3的式(10),则可建立如下的过零点判据1:当电机顺时针旋转时,有:

如果 且 则A相电流由正向负过零点;

如果θ(t)<π且 则A相电流由负向正过零点;

如果 且 则B相电流由正向负过零点;

如果 且 则B相电流由负向正过零点;

如果 且 则C相电流由正向负过零点;

如果 且 则C相电流由负向正过零点;

当电机逆时针旋转时,有

如果 且 则A相电流由负向正过零点;

如果θ(t)<π且 则A相电流由正向负过零点;

如果 且 则B相电流由负向正过零点;

如果 且 则B相电流由正向负过零点;

如果 且 则C相电流由负向正过零点;

如果 且 则C相电流由正向负过零点;

根据上述式(5),可以得出以下判据2:如果 则A相电流在零点附近;

如果 则B相电流在零点附近;

如果 则C相电流在零点附近;

其中,δ为零点电流误差阀值;

只要当前采样周期的三相电流以及电角度同时满足上述判据1和判据2,则认为当前周期为死区补偿时间。

5.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机矢量控制死区补偿方法,其特征在于,所述步骤4)具体为:三相电流的补偿是通过对应的相电压进行补偿,三相电的补偿电压的具体计算如下:其中,X=>A,B,C为电机三相电,且Te=Td+To+Tf,Td为逆变的死区时间,To为导通时间,Tf为关断时间,Ts为采样时间,udc为直流母线电压。

6.一种永磁同步电机矢量控制死区补偿系统,其特征在于,包括:

1)永磁同步电机三相电流计算部:实现对三相电流的采集以及对应坐标的变换、滤波以及坐标反变换,具体为把含有噪声的三相交流信号经过矢量变换成两相直流信号,并对直流信号进行滤波;然后,把干净的两相直流信号经过坐标反变换成对应的三相交流信号,最终获得相对比较干净的三相交流信号;

2)永磁同步电机电角度预测部:通过电机自带的编码器,检测出当前采样周期的电角度,并根据对应时间间隔的电角度变化,计算出对应的电角速度,进而计算出电角加速度,并进行低通滤波处理后,用于预测下一个采样周期的电角度;

3)电机电流过零点判断部:通过对比当前电角度和下一个周期的预测电角度以及三相电流在当前采样周期的电流值是否小于设定阀值,进而判断出当前是否是死区补偿时间;

4)死区补偿电压计算部:根据判断的电流过零点时的死区补偿时间以及电流大小,实施对应电压的补偿。