一种永磁同步电驱系统过调制区相电流重构方法

本发明属于电驱系统控制，涉及一种永磁同步电驱系统过调制区相电流重构方法。

背景技术：

1、相电流重构技术需要在某些特定电压矢量进行采样获得电流，但大部分重构策略都未考虑到电机处于过调制比区域的情况。对于基于直流母线采样的相电流重构技术，当参考电压矢量进入过调制区域时，用以采样获得电流的有效电压矢量持续时间不足以满足采样要求，而有效电压矢量的构建通常都需要牺牲零矢量的持续时间，在过调制区域，零电压矢量持续时间过短甚至不存在，无法实现相电流重构。对于基于多支路采样拓扑的相电流重构技术，则是通过零电压矢量完成采样，在过调制区域同样无法获取电流信息。因此，实现过调制区域的相电流重构，提高电机的运行范围，是相电流重构技术的另一大研究重点。

2、现有研究中，大多采用修改逆变器拓扑方式实现过调制区域的电流重构。其中一种方法将电流传感安装在a、b相上桥臂之间，提出一种基于单支路采样的混合矢量插入法，该方法能够实现高、过调制比区的电流重构。另一种方法使用电流传感同时测量上下桥臂支路电流，在过调制区域，通过对插入的零电压矢量进行采样获取电流信息。然而，上述方法均需要对逆变器拓扑进行修改，增加了控制器成本，改变了svpwm的对称性，引入额外的谐波，并且使相电流重构技术中的采样电流分配策略更加复杂，不适用于工程应用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种永磁同步电驱系统过调制区相电流重构方法，根据调制系数对过调制区域进行划分，在过调制1、2区采用不同的控制算法。采用一种“盲区避让”策略，通过将参考电压矢量轨迹限制于重构盲区边界外，避开无法在过调制区域内构建有效电压矢量的问题。在过调制区域的重构盲区边界上，采用一种单相零脉冲插入法实现相电流重构。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种永磁同步电驱系统过调制区相电流重构方法，包括以下步骤：

4、s1：计算各扇区的参考电压矢量；

5、s2：计算各扇区的调制系数；

6、s3：计算最小采样时间与pwm周期的比值λ；

7、s4：根据调制系数确定过调制算法。

8、进一步，步骤s1中，在svpwm的调制过程中，参考电压矢量由对应扇区的有效电压矢量和零电压矢量等效合成：

9、

10、其中ux和uy分别为对应扇区的两个有效电压矢量，tx和ty分别为ux和uy的作用时间，ts表示控制周期。

11、进一步，步骤s2中，通过下式计算调制系数：

12、

13、其中udc表示直流母线电压。

14、进一步，步骤s4中，根据调制系数确定过调制算法，具体包括：

15、当调制系数0.9069≤mi≤0.952，为过调制1区；当调制系数mi≥0.952时，为过调制2区；

16、对于过调制1区，设能够正常合成的参考电压矢量与六个有效电压矢量的夹角为α，设参考电压矢量的幅值为|uref|，其与α有如下关系：

17、

18、设参考电压矢量相角为θ，实际电压矢量uref表达式如下式所示：

19、

20、对于过调制2区，参考电压矢量轨迹表达式如下式所示：

21、

22、本发明的有益效果在于：

23、(1)本发明保持了pwm的对称性，不引入额外的谐波，实现了过调制区域的电流重构。

24、(2)本发明不需要增加新的硬件，节约硬件成本。控制算法易实现，适用性强。

25、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种永磁同步电驱系统过调制区相电流重构方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的永磁同步电驱系统过调制区相电流重构方法，其特征在于：步骤s1中，在svpwm的调制过程中，参考电压矢量由对应扇区的有效电压矢量和零电压矢量等效合成：

3.根据权利要求1所述的永磁同步电驱系统过调制区相电流重构方法，其特征在于：步骤s2中，通过下式计算调制系数：

4.根据权利要求1所述的永磁同步电驱系统过调制区相电流重构方法，其特征在于：步骤s4中，根据调制系数确定过调制算法，具体包括：

技术总结
本发明涉及一种永磁同步电驱系统过调制区相电流重构方法，属于电驱系统控制技术领域，包括以下步骤：S1：计算各扇区的参考电压矢量；S2：计算各扇区的调制系数；S3：计算最小采样时间与PWM周期的比值λ；S4：根据调制系数确定过调制算法。(1)本发明保持了PWM的对称性，不引入额外的谐波，实现了过调制区域的电流重构。(2)本发明不需要增加新的硬件，节约硬件成本。控制算法易实现，适用性强。

技术研发人员：陈思宇,李辉,向学位,姚然
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/7/9