采用空间矢量脉宽调制的电机控制方法及其控制器

摘要

一种采用空间矢量脉宽调制电机控制方法及其控制器，该方法是，在逆变桥处于V0状态期间采集串联于逆变桥下桥臂电子开关中的电流检测模块的输出信号，当输出空间矢量PWM信号的V0电压矢量时间t0out大于V0电压矢量时间最小值t0min时，控制触发电流采样的起始时刻，使采样过程处于V0期间，使采样到的电流信号Ia和Ib与电机相电流成比例关系；在部分调制周期，当V0时间小于t0min时，控制V7时间t7out小于V0时间t0out，以补偿V0时间，使其大于t0min，使有效电压矢量时间t1out和t2out相对增长，从而提高电机加速度和最高速度。使应用该方法的电机控制器，具有较低的电流检测硬件成本，并能稳定检测电机的相电流，同时尽量减小或消除因电流采样而对电机加速度和最高速度的影响。

主权项

一种采用空间矢量脉宽调制的电机控制方法，包括核心控制模块(1)、连接所述核心控制模块(1)的逆变桥(2)和连接逆变桥(2)的电机(5)，所述核心控制模块(1)包括第一比较器、第二比较器、第三比较器，所述逆变桥(2)包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂包括第一电子开关(2a)、第二电子开关(2b)、第三电子开关(2c)，所述下桥臂包括第四电子开关(2d)、第五电子开关(2e)、第六电子开关(2f)；本方法首先进行电流采样步骤：在逆变桥(2)处于V0状态期间采集串联于逆变桥(2)下桥臂的第四电子开关(2d)、第五电子开关(2e)中的第一电流检测模块(3)和第二电流检测模块(4)的输出信号，并分别输出第一电流检测模块(3)和第二电流检测模块(4)电流信号Ia和Ib，电流信号Ia和Ib与电机(5)相电流Iu和Iv成比例关系，采集时间长度为tad，所述V0状态是逆变桥(2)上桥臂电子开关全关、下桥臂电子开关全开的状态；其次进行电流控制步骤：所述核心控制模块(1)接收电流信号Ia和Ib，经过Clark和Park变换，和预设于核心控制模块(1)的电流给定值Iqref、Idref做比较，并分别输出Alpha轴电压指令Usαref和Beta轴电压给定值Usβref；其特征在于：其还包括脉宽调制步骤，所述核心控制模块(1)接收电压给定值Usαref和Usβref，输出空间矢量PWM信号，所述PWM信号驱动逆变桥(2)的第一电子开关(2a)、第二电子开关(2b)、第三电子开关(2c)、第四电子开关(2d)、第五电子开关(2e)、第六电子开关(2f)；PWM周期内V0电压矢量时间t0out大于V0电压矢量时间最小值t0min，V0电压矢量对应一PWM周期内逆变桥(2)上桥臂第一电子开关(2a)、第二电子开关(2b)、第三电子开关(2c)全关、下桥臂第四电子开关(2d)、第五电子开关(2e)、第六电子开关(2f)全开状态；控制触发电流采样的起始时刻，使采样过程始终处于V0电压矢量状态期间，并使采样到的电流信号Ia和Ib与电机(5)相电流Iu和Iv成比例关系；在部分调制周期内，控制V7电压矢量时间t7out小于V0电压矢量时间t0out，使有效电压矢量V1’和V2’的时间t1out和t2out增长，从而提高电机(5)加速度和最高速度，所述V7电压矢量对应一PWM周期内逆变桥(2)上桥臂第一电子 开关(2a)、第二电子开关(2b)、第三电子开关(2c)全开、下桥臂第四电子开关(2d)、第五电子开关(2e)、第六电子开关(2f)全关状态。