本發(fā)明屬于永磁同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的無(wú)傳感器技術(shù)中的死區(qū)補(bǔ)償領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、五相永磁同步電機(jī)具有功率密度高、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。適用于電動(dòng)汽車、航空航天、船舶推進(jìn)等對(duì)可靠性和扭矩要求較高的領(lǐng)域。為了提高電壓利用率和容錯(cuò)能力，雙逆變器供電的永磁同步電動(dòng)機(jī)被廣泛應(yīng)用。根據(jù)雙逆變器是否接入同一電源的類型，開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可分為兩類：直流母線共用的雙逆變器和直流母線隔離的雙逆變器。與采用兩個(gè)隔離直流母線的逆變器拓?fù)湎啾?，采用共直流母線的雙逆變器拓?fù)渚哂畜w積小、成本低的優(yōu)點(diǎn)，但其變壓器體積大。因此，雙逆變器共直流母線供電的開(kāi)路繞組五相永磁同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景。

2、然而，在共直流母線的雙逆變器拓?fù)渲校嬖诹阈蚵窂?，使得系統(tǒng)中的零序電壓(zsv)產(chǎn)生零序電流(zsc)，該電流會(huì)降低系統(tǒng)效率并導(dǎo)致額外的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。其中，反電動(dòng)勢(shì)中的零序分量、死區(qū)效應(yīng)和反電動(dòng)勢(shì)的零序分量是引起zsv的主要原因。因此，為了提高系統(tǒng)的性能，必須對(duì)零序電流進(jìn)行抑制。為了進(jìn)一步提高傳統(tǒng)永磁同步電機(jī)的容錯(cuò)能力，無(wú)傳感器控制技術(shù)已經(jīng)被用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，避免了機(jī)械傳感器的缺點(diǎn)，基于零序反電動(dòng)勢(shì)的無(wú)傳感器控制框圖如圖1所示，傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)序列如圖2所示。對(duì)于此類方法，由于死區(qū)效應(yīng)影響，零序控制器輸出的零序電壓包含死區(qū)效應(yīng)所產(chǎn)生的零序電壓，對(duì)于估計(jì)轉(zhuǎn)子位置造成影響，同時(shí)由于dq軸電流大小影響，對(duì)轉(zhuǎn)子位置估計(jì)誤差進(jìn)一步增加。因此如何簡(jiǎn)單有效的避免死區(qū)效應(yīng)等因素造成位置估算影響，成為五相開(kāi)繞組永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器技術(shù)應(yīng)用亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于永磁同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的無(wú)傳感器技術(shù)由于存在死區(qū)效應(yīng)影響，造成轉(zhuǎn)子位置估計(jì)誤差進(jìn)一步增加的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器的死區(qū)補(bǔ)償方法。

2、五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器的死區(qū)補(bǔ)償方法，該方法基于雙逆變器共直流母線供電的五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，該方法包括如下步驟：

3、根據(jù)當(dāng)前控制周期下雙逆變器的各相橋臂所在支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間，獲得驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的死區(qū)總持續(xù)時(shí)間t，將死區(qū)總持續(xù)時(shí)間t劃分為第一持續(xù)時(shí)間和第二持續(xù)時(shí)間td_l；

4、根據(jù)當(dāng)前控制周期下五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)的各相繞組的零序電流的電流方向，重新布設(shè)五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)的各相繞組所連接的雙逆變器上的相應(yīng)支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間，且該重新布設(shè)的雙逆變器上的相應(yīng)支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間為td_s或td_l，使得驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由死區(qū)總持續(xù)時(shí)間t產(chǎn)生的零序電壓zsv為0，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)死區(qū)補(bǔ)償。

5、優(yōu)選的是，td_s+td_l＝t，且

6、優(yōu)選的是，根據(jù)當(dāng)前控制周期下五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)的各相繞組的零序電流的電流方向，重新布設(shè)五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)的各相繞組所連接的雙逆變器上的相應(yīng)支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間的實(shí)現(xiàn)方式包括：

7、各相繞組的零序電流的瞬時(shí)值與參考值0進(jìn)行比較，當(dāng)比較結(jié)果大于0時(shí)，則判定流經(jīng)該相繞組的零序電流為正電流，當(dāng)比較結(jié)果小于0時(shí)，則判定流經(jīng)該相繞組的零序電流為負(fù)電流；

8、當(dāng)檢測(cè)到五相開(kāi)路繞組中存在三個(gè)正電流和兩個(gè)負(fù)電流時(shí)，將td_s作為具有正電流的繞組所連接的雙逆變器上的相應(yīng)支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間，td_l作為具有負(fù)電流的繞組所連接的雙逆變器上的相應(yīng)支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間；

9、當(dāng)檢測(cè)到五相開(kāi)路繞組中存在三個(gè)負(fù)電流和兩個(gè)正電流時(shí)，將td_s作為具有負(fù)電流的繞組所連接的雙逆變器上的相應(yīng)支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間，td_l作為具有正電流的繞組所連接的雙逆變器上的相應(yīng)支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間。

10、優(yōu)選的是，

11、

12、其中，ucmv1和ucmv2分別為雙逆變器中第一、二個(gè)逆變器的共模電壓，udc為母線電壓，ts為開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)周期，tda為a相繞組所連接的第一個(gè)逆變器的相應(yīng)橋臂所在支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間，tdb為b相繞組所連接的第一個(gè)逆變器的相應(yīng)橋臂所在支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間，tdc為c相繞組所連接的第一個(gè)逆變器的相應(yīng)橋臂所在支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間，tdd為d相繞組所連接的第一個(gè)逆變器的相應(yīng)橋臂所在支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間，tde為e相繞組所連接的第一個(gè)逆變器的相應(yīng)橋臂所在支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間，tda'為a相繞組所連接的第二個(gè)逆變器的相應(yīng)橋臂所在支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間，tdb'為b相繞組所連接的第二個(gè)逆變器的相應(yīng)橋臂所在支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間，tdc'為c相繞組所連接的第一個(gè)逆變器的相應(yīng)橋臂所在支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間，tdd'為d相繞組所連接的第二個(gè)逆變器的相應(yīng)橋臂所在支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間，tde'為e相繞組所連接的第二個(gè)逆變器的相應(yīng)橋臂所在支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間。

13、一種計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)設(shè)備，所述存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器的死區(qū)補(bǔ)償方法。

14、一種五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器的死區(qū)補(bǔ)償裝置，包括存儲(chǔ)設(shè)備、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)設(shè)備中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)所述五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器的死區(qū)補(bǔ)償方法。

15、本發(fā)明的有益效果：

16、本發(fā)明監(jiān)控五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)的各相繞組的零序電流的電流方向，根據(jù)電流方向?qū)τ谙鄳?yīng)位置重新布置死區(qū)時(shí)間，進(jìn)而可使得零序控制器輸出的零序參考電壓中無(wú)需包含死區(qū)部分所產(chǎn)生的零序分量來(lái)抑制死區(qū)持續(xù)時(shí)間所生成的零序電壓，避免零序參考電壓所產(chǎn)生的零序分量對(duì)后續(xù)轉(zhuǎn)子位置估計(jì)的影響。通過(guò)本發(fā)明對(duì)死區(qū)進(jìn)行補(bǔ)償，消除了由于死區(qū)存在對(duì)位置估計(jì)得負(fù)面影響，提高了轉(zhuǎn)子位置估計(jì)精度。

技術(shù)特征：

1.五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器的死區(qū)補(bǔ)償方法，該方法基于雙逆變器共直流母線供電的五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其特征在于，該方法包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器的死區(qū)補(bǔ)償方法，其特征在于，td_s+td_l＝t，且

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器的死區(qū)補(bǔ)償方法，其特征在于，根據(jù)當(dāng)前控制周期下五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)的各相繞組的零序電流的電流方向，重新布設(shè)五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)的各相繞組所連接的雙逆變器上的相應(yīng)支路的死區(qū)持續(xù)時(shí)間的實(shí)現(xiàn)方式包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器的死區(qū)補(bǔ)償方法，其特征在于，

5.一種計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)設(shè)備，所述存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至4任一所述方法。

6.一種五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器的死區(qū)補(bǔ)償裝置，包括存儲(chǔ)設(shè)備、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)設(shè)備中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)如權(quán)利要求1至4任一所述方法。

技術(shù)總結(jié)
五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器的死區(qū)補(bǔ)償方法，屬于永磁同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的無(wú)傳感器技術(shù)中的死區(qū)補(bǔ)償。解決了現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于永磁同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的無(wú)傳感器技術(shù)由于存在死區(qū)效應(yīng)影響，造成轉(zhuǎn)子位置估計(jì)誤差進(jìn)一步增加的問(wèn)題。本發(fā)明監(jiān)控五相開(kāi)路繞組永磁同步電機(jī)的各相繞組的零序電流的電流方向，根據(jù)電流方向?qū)τ谙鄳?yīng)位置重新布置死區(qū)時(shí)間，進(jìn)而可使得零序控制器輸出的零序參考電壓不包含死區(qū)部分所產(chǎn)生的零序分量，避免了零序參考電壓所產(chǎn)生的零序分量對(duì)后續(xù)轉(zhuǎn)子位置估計(jì)的影響。本發(fā)明主要用于死區(qū)補(bǔ)償。

技術(shù)研發(fā)人員：姜春陽(yáng),王英杰,劉一琦,紀(jì)玉亮,姚婷婷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東北林業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/5