通過單電阻檢測直流母線電流時(shí)的pwm波形修正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種通過單電阻檢測直流母線電流時(shí)的PWM波形修正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，單電阻電流檢測技術(shù)因其高性價(jià)比得到了快速發(fā)展。通過單電阻檢測直流母線電流時(shí)，只需使用一個(gè)采樣電阻就能實(shí)現(xiàn)對(duì)直流母線電流的檢測，而通過檢測到的直流母線電流，結(jié)合脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulat1n，PWM)模式，就可以重構(gòu)出電機(jī)三相相電流，達(dá)到電機(jī)矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制的電流反饋要求。
[0003]然而通過單電阻檢測直流母線電流的技術(shù)在低調(diào)制區(qū)和不可觀測區(qū)需要對(duì)PWM波形進(jìn)行修正才能準(zhǔn)確地檢測出直流母線電流，而死區(qū)時(shí)間、直流母線電流信號(hào)上升穩(wěn)定時(shí)間和模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣保持時(shí)間決定了 PWM波形修正的最小非零基本矢量工作時(shí)間。在傳統(tǒng)的PWM波形的修正方法中，在高調(diào)制區(qū)的不可觀測區(qū)，如果采用最小相和最大相不變、中間相移相并限幅的方式對(duì)PWM波形進(jìn)行修正，會(huì)使實(shí)際的電壓空間減小很多，而且移相限幅導(dǎo)致的電壓損失會(huì)使輸出電壓產(chǎn)生誤差，影響控制性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。
[0005]為此，本發(fā)明的目的在于提出一種通過單電阻檢測直流母線電流時(shí)的PWM波形修正方法，通過對(duì)輸出的PWM波形的比較點(diǎn)進(jìn)行判斷以對(duì)PWM波形進(jìn)行修正，從而擴(kuò)展了 PWM波形的實(shí)際電壓空間。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種通過單電阻檢測直流母線電流時(shí)的PWM波形修正方法，包括以下步驟:獲取空間矢量脈寬調(diào)制器輸出的PWM波形的最小相比較點(diǎn)時(shí)間t_minp、中間相比較點(diǎn)時(shí)間t_midp和最大相比較點(diǎn)時(shí)間t_maxp ;根據(jù)所述最小相比較點(diǎn)時(shí)間t_minp、所述最大相比較點(diǎn)時(shí)間t_maxp以及預(yù)設(shè)的最小非零基本矢量工作時(shí)間t_min判斷輸入到所述空間矢量脈寬調(diào)制器的電壓矢量的工作區(qū)；如果所述輸入到所述空間矢量脈寬調(diào)制器的電壓矢量工作在低調(diào)制區(qū)，對(duì)所述PWM波形進(jìn)行修正；如果所述輸入到所述空間矢量脈寬調(diào)制器的電壓矢量工作在高調(diào)制區(qū)，則根據(jù)所述最小相比較點(diǎn)時(shí)間t_minp、中間相比較點(diǎn)時(shí)間t_midp和最大相比較點(diǎn)時(shí)間t_maxp進(jìn)一步判斷中間相的相對(duì)位置；當(dāng)所述中間相在左側(cè)時(shí)，根據(jù)所述最小相比較點(diǎn)時(shí)間t_minp、所述中間相比較點(diǎn)時(shí)間t_midp和所述最小非零基本矢量工作時(shí)間t_min判斷是否對(duì)所述PWM波形進(jìn)行修正；當(dāng)所述中間相在右側(cè)時(shí)，根據(jù)所述中間相比較點(diǎn)時(shí)間t_midp、所述最大相比較點(diǎn)時(shí)間t_maxp和所述最小非零基本矢量工作時(shí)間t_min判斷是否對(duì)所述PWM波形進(jìn)行修正。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通過單電阻檢測直流母線電流時(shí)的PWM波形修正方法，首先獲取空間矢量脈寬調(diào)制器輸出的PWM波形的最小相比較點(diǎn)時(shí)間t_minp、中間相比較點(diǎn)時(shí)間t_midp和最大相比較點(diǎn)時(shí)間t_maxp，然后根據(jù)最小相比較點(diǎn)時(shí)間t_minp、最大相比較點(diǎn)時(shí)間t_maxp以及預(yù)設(shè)的最小非零基本矢量工作時(shí)間t_min判斷輸入到空間矢量脈寬調(diào)制器的電壓矢量的工作區(qū)，如果輸入到空間矢量脈寬調(diào)制器的電壓矢量工作在低調(diào)制區(qū)，對(duì)PWM波形進(jìn)行修正；如果輸入到空間矢量脈寬調(diào)制器的電壓矢量工作在高調(diào)制區(qū)，則根據(jù)最小相比較點(diǎn)時(shí)間t_minp、中間相比較點(diǎn)時(shí)間t_midp和最大相比較點(diǎn)時(shí)間t_maxp進(jìn)一步判斷中間相的相對(duì)位置，當(dāng)中間相在左側(cè)時(shí)，根據(jù)最小相比較點(diǎn)時(shí)間t_minp、中間相比較點(diǎn)時(shí)間t_midp和最小非零基本矢量工作時(shí)間t_min判斷是否對(duì)PWM波形進(jìn)行修正；當(dāng)中間相在右側(cè)時(shí)，根據(jù)中間相比較點(diǎn)時(shí)間t_midp、最大相比較點(diǎn)時(shí)間t_maxp和最小非零基本矢量工作時(shí)間t_min判斷是否對(duì)PWM波形進(jìn)行修正。因此，本發(fā)明實(shí)施例的PWM波形修正方法通過對(duì)輸出的PWM波形的最小相比較點(diǎn)時(shí)間、中間相比較點(diǎn)時(shí)間和最大相比較點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行判斷以對(duì)PWM波形進(jìn)行修正，從而擴(kuò)展了 PWM波形的實(shí)際電壓空間，同時(shí)對(duì)PWM波形修正時(shí)產(chǎn)生的電壓損失進(jìn)行了補(bǔ)償，提高了控制性能。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)所述最小相比較點(diǎn)時(shí)間t_minp、所述最大相比較點(diǎn)時(shí)間t_maxp以及預(yù)設(shè)的最小非零基本矢量工作時(shí)間t_min判斷輸入到所述空間矢量脈寬調(diào)制器的電壓矢量的工作區(qū)，具體包括:當(dāng)t_maxp-t_minp ( t_min*2時(shí)，所述輸入到所述空間矢量脈寬調(diào)制器的電壓矢量工作在所述低調(diào)制區(qū)；當(dāng)t_maxp-t_minp > t_min*2時(shí)，所述輸入到所述空間矢量脈寬調(diào)制器的電壓矢量工作在所述高調(diào)制區(qū)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)所述輸入到所述空間矢量脈寬調(diào)制器的電壓矢量工作在所述低調(diào)制區(qū)時(shí)，對(duì)所述PWM波形進(jìn)行修正具體包括:如果t_midp-t_minp < t_min，保持中間相和最大相不變，將最小相左移；如果t_maxp-t_midp < t_min，保持中間相和最小相不變，將最大相右移。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)所述最小相比較點(diǎn)時(shí)間t_minp、中間相比較點(diǎn)時(shí)間t_midp和最大相比較點(diǎn)時(shí)間t_maxp進(jìn)一步判斷中間相的相對(duì)位置，具體包括:當(dāng)t_midp ^ (t_minp+t_maxp)/2 時(shí)，所述中間相在左側(cè)；當(dāng) t_midp > (t_minp+t_maxp)/2 時(shí)，所述中間相在右側(cè)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)所述輸入到所述空間矢量脈寬調(diào)制器的電壓矢量工作在所述高調(diào)制區(qū)且所述中間相在左側(cè)時(shí)，其中，如果t_midp-t_minp ^ t_min，無需對(duì)所述 PWM 波形進(jìn)行修正；如果 t_midp_t_minp < t_min 且 t_midp*2_t_minp ^ t_min，保持最大相和最小相不變，將中間相右移；如果t_midp_t_minp < t_min、t_midp*2_t_minp < t_min且t_midp*2 ^ t_min，保持最大相不變，將中間相右移至端點(diǎn)，并將最小相左移；如果t_midp-t_minp < t_min、t_midp氺2_t_minp < t_min、t_midp氺2 < t_min 且(t_midp+t_minp)*2 ^ t_min，將最大相修正為恒定低電平，并重新計(jì)算所述最小相比較點(diǎn)時(shí)間t_minp和所述中間相比較點(diǎn)時(shí)間t_midp，以及將中間相右移至端點(diǎn)，并將最小相左移；如果t_midp-t_minp < t_min、t_midp氺2_t_minp < t_min、t_midp氺2 < t_min 且(t_midp+t_minp)*2 < t_min，將最大相修正為恒定低電平，并重新計(jì)算所述最小相比較點(diǎn)時(shí)間t_minp和所述中間相比較點(diǎn)時(shí)間t_midp，以及將最小相左移至端點(diǎn)，并將中間相右移以保證t_min及進(jìn)行限幅處理。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)所述輸入到所述空間矢量脈寬調(diào)制器的電壓矢量工作在所述高調(diào)制區(qū)且所述中間相在右側(cè)時(shí)，其中，如果t_maxp-t_midp > t_min，無需對(duì)所述 PWM 波形進(jìn)行修正；如果 t_maxp_t_midp t_min 且 t_midp*2_t_maxp (Ts/2_t_min)，保持最大相和最小相不變，將中間相左移，其中，Ts為所述PWM波形的周期；如果t_maxp-t_midp t_min、t_midp*2_t_maxp > (Ts/2_t_min)且 t_midp*2 (Ts_t_min)，保持最小相不變，將中間相左移至中點(diǎn)，并將最大相右移；如果t_maxp-t_midp ( t_min、t_midp*2_t_maxp > (Ts/2_t_min)、t_midp*2 > (Ts-t_min) ? (t_midp+t_maxp) *2 (Ts氺2_t_min)，將最小相修正為恒定高電平，并重新計(jì)算所述最大相比較點(diǎn)時(shí)間t_maxp和所述中間相比較點(diǎn)時(shí)間t_midp，以及將中間相左移至中點(diǎn)，并將最大相右移；如果t_maxp-t_midp ( t_min、t_midp*2_t_maxp > (Ts/2_t_min)、t_midp*2 > (Ts_t_min)且(t_midp+t_maxp) *2 >(Ts*2-t_min)，將最小相修正為恒定高電平，并重新計(jì)算所述最大相比較點(diǎn)時(shí)間t_maxp和所述中間相比較點(diǎn)時(shí)間t_midp，以及將最大相右移至中點(diǎn)，并將中間相左移以保證t_min及進(jìn)行限幅處理。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述的修正方法還包括:計(jì)算對(duì)所述PWM波形進(jìn)行修正前后的電壓誤差Δ V;在下一 PWM波形的周期根據(jù)所述電壓誤差A(yù)V進(jìn)行電壓補(bǔ)償。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)中間相右移以進(jìn)行限幅處理時(shí)的電壓誤差A(yù)V =[t_min- (t_midp+t_minp) *2] * [V (k+1) -V (k)]，其中，V (k)為所述 PWM 波形的周期中從 t_minp到t_midp時(shí)間段的基本電壓矢量，V (k+1)所述PWM波形的周期中從t_midp到t_maxp時(shí)間段的基本電壓矢量。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)中間相左移以進(jìn)行限幅處理時(shí)的電壓誤差A(yù)V =[(t_midp+t_maxp) *2-(Ts*2_t_min) ] * [V (k) -V (k+1)]，其中，V (k)為所述 PWM 波形的周期中從t_minp到t_midp時(shí)間段的基本電壓矢量，V (k+1)所述PWM波形的周期中從t_midp到t_maxp時(shí)間段的基本電壓矢量，Ts為所述PWM波形的周期。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，(t_midp+t_maxp) = Ts