带有电流传感器偏移校正的电动机控制系统技术方案

一种带有电流传感器偏移校正的电动机控制系统(10)包括三个电流传感器(14)和控制器(16)。所述三个电流传感器(14)中的每一个被用于检测通过Y连接电动机(12)的三个绕组中的一个的电流。所述控制器(16)与三个电流传感器(14)通信。所述控制器(16)周期性地记录当可变电流流过所述三个绕组的每一个时由每个电流传感器指示的感测电流的测量值，确定由多个所述测量值指示的旋转向量(28)的x偏移量(24)和y偏移量(26)，并且基于所述x偏移量(24)和所述y偏移量(26)来确定所述三个电流传感器(14)中的每一个电流传感器的偏移电流(18)。 1

Motor control system with offset correction of current sensor

A motor control system (10) with offset correction of current sensors comprises three current sensors (14) and a controller (16). Each of the three current sensors (14) is used to detect the current of one of the three windings connected by the Y to the motor (12). The controller (16) communicates with the three current sensors (14). The controller (16) periodically records the measured current measured by each current sensor when the variable current flows through each of the three windings, and determines the X offset (24) and the Y offset (26) of the rotation vector (28) indicated by a plurality of measured values, and based on the X offset (24) and the Y offset (26). To determine the offset current (18) of each current sensor in the three current sensors (14). One

【技术实现步骤摘要】
带有电流传感器偏移校正的电动机控制系统
本公开大体涉及电动机控制系统，且更具体地涉及一种系统，其周期性地记录当可变电流流过三个电动机绕组中的每一个时由三个电流传感器指示的感测电流的测量值，确定由多个测量值指示的旋转向量的x偏移量和y偏移量，并且基于x偏移量和y偏移量确定三个电流传感器中的每一个电流传感器的偏移电流。
技术介绍
在用于电动车辆牵引驱动的AC电动机控制应用中，期望将扭矩精确度维持在严格的容差带内，例如+/-5％。然而，扭矩通常不是直接测量的量。替代地，它是从测得的相电流信号和估计的电动机参数导出的预测的量。因此，具有精确的电流测量和估计的电动机参数对于维持严格的扭矩要求是有利的。已知经济型电流传感器具有需要被校正以维持准确度的DC偏移偏置。该校正通常在没有电动机电流流动的关闭状态期间被执行。然而，如果在操作期间存在DC偏移特性的漂移，则该漂移将不会被检测到，因此不会被补偿。
技术实现思路
所需要的是一种装置或方法，其中可在三相电机内部有自由电流循环而没有应用任何调节时检测DC偏移。根据一个实施例，提供了一种带有电流传感器偏移校正的电动机控制系统。该系统包括三个电流传感器和控制器。三个电流传感器中的每一个被用于检测通过Y连接电动机的三个绕组中的一个的电流。控制器与三个电流传感器通信。控制器周期性地记录当可变电流流过三个绕组的每一个时由每个电流传感器指示的感测电流的测量值，确定由多个测量值指示的旋转向量的x偏移量和y偏移量，并且基于x偏移量和y偏移量来确定三个电流传感器中的每一个电流传感器的偏移电流。阅读优选实施例的下列详细描述并参考各个附图，进一步的特征和优点将更加显而易见，优选实施例只是作为非限制性示例给出的。附图说明现在将参考各个附图通过示例的方式来描述本专利技术，其中：图1是根据一个实施例的电动机控制系统的示图；图2A是根据一个实施例的没有电流传感器DC偏移效应的旋转电流向量的概念性图示；图2B是根据一个实施例的包括电流传感器DC偏移效应的旋转电流向量的概念性图示；图3是根据一个实施例的由图1的系统将电流传感器数据投影到正交坐标系上的概念性图示；图4是根据一个实施例的用于图1的系统中的控制器的示图；以及图5是根据一个实施例的由图1的系统所使用的方法的流程图。具体实施方式图1示出了电动机控制系统10(以下称为系统10)的非限制性示例。系统10提供电流传感器直流(DC)偏移校正，并且在电流流过电动机12时这样做。系统10包括三个电流传感器14。三个电流传感器14中的每一个被用于检测通过电动机12的三个绕组之一的电流，该电动机12被表征为Y连接的电动机并且有时称为交流(AC)电动机。如本领域技术人员所理解的，交流电被用于操作电动机12，其中交流电通常为正弦波形式。本文所描述的系统10优于现有的电动机控制系统，现有的电动机控制系统只能当没有电流流过被控制的电动机的绕组时确定电流传感器的偏移电流18，即DC偏移电流。优点被实现，因为电流传感器的偏移电流18可随时间变化并随温度变化。本文所描述的系统10能够在电动机12正被操作时(即，当电流流过电动机12时)监控三个电流传感器14中每一个电流传感器的偏移电流18的特性，这可能导致三个电流传感器14的操作温度的改变。系统10包括与三个电流传感器14通信的控制器16。控制器16可包括诸如微处理器的处理器(未具体示出)或其它控制电路，诸如模拟和/或数字控制电路，包括应当为本领域技术人员熟知的用于处理数据的专用集成电路(ASIC)。控制器16可包括用以存储一个或多个例程、阈值和所捕捉的数据的存储器(未具体示出)，包括非易失性存储器，诸如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。一个或多个例程可以由处理器执行，以基于由控制器16从三个电流传感器14接收到的信号，执行用于确定三个电流传感器14的偏移电流18的特性的步骤，如此处所描述的。为了确定三个电流传感器14的偏移电流18的特性，控制器16周期性地记录当可变电流流过电动机12的三个绕组中的每一个时由每个电流传感器指示的感测电流的测量值。控制器16可配备有用于捕获或采样由三个电流传感器14输出的模拟信号22(Ia_s_an,Ib_s_an,Ic_s_an)的模数转换器(A2D，图4)。如本文所使用的术语“周期性地记录”意味着随时间记录模拟信号22的多个测量值，通常以恒定的或稳定的采样频率或采样速率，然而这不是必须的。如本领域技术人员所理解的，采样频率大体上大于驱动频率20是优选的。作为示例而非限制，电动机12的驱动频率20的合适的值为100Hz，并且采样频率的合适的值为1500Hz。一旦收集模拟信号22的足够数量的采样，例如十三个(由实证测试确定)，控制器16便确定由多个测量值指示的旋转向量28的x偏移量24(图2B)和y偏移量26，并且基于x偏移量24和y偏移量26确定三个电流传感器14中每一个电流传感器的偏移电流18。注意到，旋转向量28的原点32可被用于确定x偏移量24和y偏移量26，并且x偏移量24和y偏移量26的值可被用于确定三个电流传感器14中每一个电流传感器的偏移电流18。稍后将更详细地描述用于确定三个电流传感器14中每一个电流传感器的偏移电流18的算法或过程或数学模型的细节。一旦三个电流传感器14中每一个电流传感器的偏移电流18已知，则通过简单地将“测得的电动机电流”(由模拟信号22指示)和三个电流传感器14中每一个电流传感器的偏移电流18相加(或相减)来确定每个相或绕组的“实际电动机电流”。可观察到，即使当偏移电流18是众所周知的时，因为它们是在无噪声的实验室环境中被确定的，所以由模拟信号22指示的绕组电流的和也不总是加起来为零，这表明在电动机12中可能存在某种形式的电流泄漏，和/或在电流传感器14之间可能存在增益差。这样，控制器也可被配置成基于多个测量值确定泄漏电流30，并且进一步基于x偏移量24、y偏移量26和泄漏电流30确定三个电流传感器14中每一个电流传感器的偏移电流18。现在将描述算法的细节,以一些回顾开始。利用典型的交流电流，三个电流传感器14将各自检测到本质上为正弦的信号。在这个情况下来自单独的传感器的DC偏移的直接测量值是不期望的，因为它需要大量的滤波来消除基频。因此，DC偏移的提取将会太慢。代替从单独的相位测量中观察问题，发现在平衡三相电机中的所有相电流的线性组合与具有大小I的旋转电流向量(旋转向量28)表现相似，如图2A和2B所示。通常，旋转向量28不是可以直接被测量的量。代替地，由A2D测量相A、B、和C的电流测量。根据A2D测量，控制器16执行信号处理以将来自A、B和C的电流测量转换为正交轴(例如X-Y轴)。旋转向量28由此可以被构造。注意到旋转向量28具有相对恒定的大小。如果存在来自单独的相电流(A-B-C)的偏移电流的可观的值，则它将改变旋转向量28的原点32的相对位置，但大小将保持恒定，如图2B所示。如图2B所示的偏移也是通常恒定的量，至少在短时间区间(例如小于一分钟)内恒定。系统10提供一种跟踪图2B中的电流向量的方式，使得三个电流传感器14中每一个电流传感器的偏移电流18可被确定。图2B的目的是为了示出存在恒定大小的在空间中旋转的电流向量I(旋转向量2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.带有电流传感器偏移校正的电动机控制系统(10)，所述系统(10)包括：

【技术特征摘要】
2016.12.07 US 15/371,5981.带有电流传感器偏移校正的电动机控制系统(10)，所述系统(10)包括：三个电流传感器(14)，其中所述三个电流传感器(14)中的每一个被用于检测通过Y连接电动机(12)的三个绕组中的一个的电流；以及控制器(16)，所述控制器(16)与所述三个电流传感器(14)通信，其中所述控制器(16)周期性地记录当可变电流流过所述三个绕组的每一个时由每个电流传感器指示的感测电...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·苏吉亚托，
申请(专利权)人：德尔福技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US