專利名稱：一種永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)占空比的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)占空比的控制方法，屬于電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
交流伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)單元一般使用三相全橋電壓型逆變器。因?yàn)橛糜诿}寬調(diào)制逆變器ー個(gè)橋臂的兩個(gè)功率開關(guān)在理想情況下總是互補(bǔ)地導(dǎo)通和關(guān)斷。實(shí)際上功率管的導(dǎo)通和關(guān)斷需要一定的時(shí)間，關(guān)斷時(shí)間比導(dǎo)通時(shí)間長，并且其開關(guān)時(shí)間不可控。如果直接加互補(bǔ)的控制信號(hào)，必然會(huì)導(dǎo)致直流母線的直通，燒毀功率元件。因此，給功率元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)要加入一定的延遲時(shí)間，使同一橋臂的開關(guān)管工作時(shí)，形成一段同時(shí)關(guān)閉的死區(qū)。以保證同一橋臂的兩個(gè)開關(guān)管總是先關(guān)后通，防止了全橋逆變器的直通現(xiàn)象
發(fā)明內(nèi)容
·本發(fā)明的目的是提出一種永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)占空比的控制方法，基于位置檢測(cè)的隨動(dòng)開關(guān)死區(qū)補(bǔ)償方法，利用位置檢測(cè)單元的信息提高控制器開關(guān)死區(qū)補(bǔ)償?shù)男Ч?，以有效提高永磁同步電機(jī)電流的正弦度，從而降低噪聲。本發(fā)明提出的永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)占空比的控制方法，有兩種不同的方案，第一種方案包括以下步驟(I)設(shè)驅(qū)動(dòng)永磁電機(jī)的逆變器的直流母線電壓幅值為Vd，電流流出逆變器的方向?yàn)檎颍?dāng)電流流經(jīng)逆變器上開關(guān)管G時(shí)，逆變器中ー組上、下開關(guān)管的中點(diǎn)a的電壓為
ヱ，則上開關(guān)管れ關(guān)斷，下開關(guān)管「導(dǎo)通；當(dāng)處于上開關(guān)管、下開關(guān)管同時(shí)關(guān)斷的死區(qū)時(shí)間
Tdl吋，則下開關(guān)管的體ニ極管導(dǎo)通續(xù)流，將中點(diǎn)a點(diǎn)電壓鉗位在-(2)永磁同步電機(jī)的特性和永磁同步電機(jī)磁極的角度與三相定子電流的相位關(guān)系，對(duì)永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)占空比進(jìn)行如下控制當(dāng)磁極角度為0〈 9〈31/3時(shí)，三相定子電流中山>0，丨)3〈0，れ>0，則向永磁同步電機(jī)三相定子中A、C相的相電壓中補(bǔ)償正向電壓Vramp,向B相補(bǔ)償反向電壓Vramp ；當(dāng)磁極角度為/3< Θ <2 Ji /3時(shí)，三相定子電流中，ia>0, ib〈0，ic〈0，則向永磁同步電機(jī)三相定子中A相的相電壓中補(bǔ)償正向電壓V_p，向B、C相的相電壓中補(bǔ)償反向電壓
^comp 當(dāng)磁極角度為2 Ji/3〈 Θ〈 Ji時(shí)，三相定子電流中山>0，ひ0，丨?！?，則向永磁同步電機(jī)三相定子中Α、Β相的相電壓中補(bǔ)償正向電壓V_p，向C相的相電壓中補(bǔ)償反向電壓V_p ；當(dāng)磁極角度為Θ〈か/^時(shí)’三相定子電流中山肌^爪れ肌則向永磁同步電機(jī)三相定子中B相的相電壓中補(bǔ)償正向電壓V_p，向A、C相的相電壓中補(bǔ)償反向電壓V_p ；當(dāng)磁極角度為4 JI/3〈 Θ <5 JI /3時(shí)，三相定子電流中，ia〈0，ib>0,れ>0，則向永磁同步電機(jī)三相定子中B、C相補(bǔ)償正向電壓V_p，向A相的相電壓中補(bǔ)償反向電壓Vranip ；當(dāng)磁極角度為5 Ji/3く Θ <2 Ji時(shí)，三相定子電流中，ia〈0，ib〈0，ic>0，則向永磁同步電機(jī)三相定子中C相補(bǔ)償正向電壓Vramp,向A、B相的相電壓中補(bǔ)償反向電壓Vramp ；上述補(bǔ)償電壓的計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1.一種永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)占空比的控制方法，其特征在于該方法包括以下步驟 (1-1)設(shè)驅(qū)動(dòng)永磁電機(jī)的逆變器的直流母線電壓幅值為vd，電流流出逆變器的方向?yàn)檎颍?dāng)電流流經(jīng)逆變器上開關(guān)管”時(shí)，逆變器中一組上、下開關(guān)管的中點(diǎn)a的電壓為4，a2>則上開關(guān)管ra+關(guān)斷，下開關(guān)管ra-導(dǎo)通；當(dāng)處于上開關(guān)管、下開關(guān)管同時(shí)關(guān)斷的死區(qū)時(shí)間Tdl時(shí)，則下開關(guān)管r的體二極管D-導(dǎo)通續(xù)流，將中點(diǎn)a點(diǎn)電壓鉗位在-I: aaL (1-2)永磁同步電機(jī)的特性和永磁同步電機(jī)磁極的角度與三相定子電流的相位關(guān)系，對(duì)永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)占空比進(jìn)行如下控制 當(dāng)磁極角度為0〈 0〈 /3時(shí)，三相定子電流中，ia>0，ib〈0，ie>0，則向永磁同步電機(jī)三相定子中A、C相的相電壓中補(bǔ)償正向電壓Vramp,向B相補(bǔ)償反向電壓Vramp ； 當(dāng)磁極角度為冗/3〈 9 ^^!/^時(shí)’三相定子電流中山汛“⑶丄嘰則向永磁同步電機(jī)三相定子中A相的相電壓中補(bǔ)償正向電壓V_p，向B、C相的相電壓中補(bǔ)償反向電壓Vranip ；當(dāng)磁極角度為2 /3〈 0 <ji時(shí)，三相定子電流中山>0丄>0，1。〈0，則向永磁同步電機(jī)三相定子中A、B相的相電壓中補(bǔ)償正向電壓Vconip,向C相的相電壓中補(bǔ)償反向電壓Vranip ；當(dāng)磁極角度為9〈“/^時(shí)’三相定子電流中山⑶丄爪^肌則向永磁同步電機(jī)三相定子中B相的相電壓中補(bǔ)償正向電壓V_p，向A、C相的相電壓中補(bǔ)償反向電壓Vranip ；當(dāng)磁極角度為4 /3〈 9 <5 Ji /3時(shí)，三相定子電流中，ia〈0，ib>0, ie>0，則向永磁同步電機(jī)三相定子中B、C相補(bǔ)償正向電壓Vcomp,向A相的相電壓中補(bǔ)償反向電壓Vcomp ； 當(dāng)磁極角度為5 /3〈 0 <2 時(shí)，三相定子電流中，ia〈0，ib〈0，ie>0，則向永磁同步電機(jī)三相定子中C相補(bǔ)償正向電壓VMmp,向A、B相的相電壓中補(bǔ)償反向電壓Vcomp ； 上述補(bǔ)償電壓的計(jì)算公式為
2.一種永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)占空比的控制方法，其特征在于該方法包括以下步驟 (2-1)設(shè)驅(qū)動(dòng)永磁電機(jī)的逆變器的直流母線電壓幅值為Vd，電流流出逆變器的方向?yàn)檎?，?dāng)電流流經(jīng)逆變器上開關(guān)管P時(shí)，逆變器中一組上、下開關(guān)管的中點(diǎn)a的電壓為4，K2則上開關(guān)管I+關(guān)斷，下開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)處于上開關(guān)管、下開關(guān)管同時(shí)關(guān)斷的死區(qū)時(shí)間Tdl時(shí)，則下開關(guān)管的體二極管D-導(dǎo)通續(xù)流，將中點(diǎn)a點(diǎn)電壓鉗位在 (2-2)永磁同步電機(jī)的特性和永磁同步電機(jī)磁極的角度與三相定子電流的相位關(guān)系，對(duì)永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)占空比進(jìn)行如下控制 在磁極角度0〈 0〈 狀態(tài)下，當(dāng)ia>0時(shí)，向永磁同步電機(jī)三相定子中的A相補(bǔ)償正向電壓；當(dāng)ia〈0時(shí)，向A相補(bǔ)償反向電壓Vramp ； 在磁極角度2 /3〈 0〈5 /3狀態(tài)下，當(dāng)ib>0時(shí)，向永磁同步電機(jī)三相定子中B相補(bǔ)償正向電壓Vepmp ;當(dāng)ib〈0時(shí)，向B相補(bǔ)償反向電壓Vramp ；在磁極角度-2 /3〈 0〈 /3狀態(tài)下，當(dāng)1。>0時(shí)，向永磁同步電機(jī)三相定子中C相補(bǔ)償正向電壓v_p ；當(dāng);1。〈0時(shí)，向C相補(bǔ)償反向電壓Vramp ； 其中，補(bǔ)償電壓的幅值計(jì)算公式為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)占空比的控制方法，屬于電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。通過計(jì)算永磁同步電機(jī)逆變器直流母線電壓幅值與開關(guān)管的不同開關(guān)時(shí)序，進(jìn)一步計(jì)算不同占空比下的開關(guān)管上的電壓。同時(shí)，根據(jù)永磁同步電機(jī)的特性和永磁同步電機(jī)磁極的角度與三相定子電流的相位關(guān)系，對(duì)永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)占空比進(jìn)行控制。在永磁同步電機(jī)不同的磁極角度下，計(jì)算三相定子電流的方向，根據(jù)電機(jī)的電流方向，向三相定子中的相電壓中補(bǔ)償電壓。本發(fā)明方法降低了開關(guān)死區(qū)對(duì)負(fù)載系統(tǒng)工作性能的影響和電流檢測(cè)精度的限制誤差，并可以提高永磁同步電機(jī)電流的正弦度，從而降低系統(tǒng)噪聲，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行效果。
文檔編號(hào)H02P6/10GK102684581SQ20121018104
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者張?jiān)? 高強(qiáng) 申請(qǐng)人:杭州萬工科技有限公司