一种双电机群相电流传感器误差协同系统及校正方法技术方案

本发明专利技术提供了一种双电机群相电流传感器误差协同系统及校正方法，将两个电机子系统的逆变器输入电源端分别接在各自的或者同一个电源端口，将两个电机子系统的逆变器三相桥臂中点分别与对应电机三相绕组相连，每个电机三相绕组线缆分别正向穿过其电流传感器信号检测口，另外，将电机子系统1的逆变器1输入电源负端线缆反向穿过电机子系统2的三相电流传感器测量孔，将电机子系统2的逆变器2输入电源正端线缆正向穿过电机子系统1的三相电流传感器测量孔，实现双电机子系统六个电流传感器误差的协同校正。本发明专利技术控制算法简单易实现，实现多电机子系统相电流传感器误差协同校正，不依赖其他系统传感器，没有制约要求，适用性更强。

Error coordination system and correction method of two motor group phase current sensor

【技术实现步骤摘要】
一种双电机群相电流传感器误差协同系统及校正方法
本专利技术涉及电机群控制领域，尤其是一种双电机群体协同控制方法。
技术介绍
随着工业应用的未来需求发展，电机群控制成为了电机系统控制领域的重要研究方向之一，特别是多电机协同控制及相关问题。电机群多电机协同控制面临的一个重要挑战就是各个电机子系统反馈变量的误差问题。在一个双电机子系统组成的电机群控制系统中，各个子系统的相电流传感器采样误差将会造成其子系统三相电流不对称、电机输出转矩脉动增加并产生转速波动。而多个电机子系统传感器精度的不一致也会导致整个电机群控制无法达到理想的控制效果。目前，针对电机相电流采样误差校正相关问题，采用的较为常见的方法是系统变量观测法，利用转速或位置反馈信号，结合复杂控制算法最终实现相电流传感器的误差估计与校正[相关方法在文献1-3中有记载，其中，文献1为HaoYan,YongxiangXu,WeiduoZhao,HeZhang,ChrisGerada,"DCdrifterrormitigationmethodforthree-phasecurrentreconstructionwithsinglehallcurrentsensor,"IEEETransactionsonMagnetics,vol.55,no.2,pp.8100604,Feb.2019.(期刊论文)，文献2为QuocNamTrinh,PengWang,YiTang,LeongHaiKoh,FookHoongChoo,"CompensationofDCoffsetandscalingerrorsinvoltageandcurrentmeasurementsofthree-phaseAC/DCconverters,"IEEETransactionsonPowerElectronics,vol.33,no.6,pp.5401-5414,Jun.2018.(期刊论文)，文献3为Kwang-WoonLee,Sang-IlKim,"Dynamicperformanceimprovementofacurrentoffseterrorcompensatorincurrentvector-controlledSPMSMdrives,"IEEETransactionsonIndustrialElectronics,vol.66,no.9,pp.6727-6736,Sep.,2019.(期刊论文)]。然而，针对双电机子系统组成的电机群控制系统，这些方法受限于其校正原理，将面临一些难以解决的问题。首先，这一类方法在实现各个单电机子系统相电流传感器误差校正的基础上，无法实现电机群系统中多电机子系统之间的误差协同校正。其次，这一类校正方法所需计算量很大，不仅给系统带来额外计算负担，而且可能影响系统其它复杂运算功能的实现。最后，由于这一类方法依赖系统速度信号的特点，其动态工况下的校正效果，以及校正稳定性都会受到制约。因此，针对电机群系统协同控制，尤其是多电机电流分配或协同控制系统的应用环境，电流传感器误差校正问题，特别是电流传感器误差系统校正问题的研究十分有必要。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种双电机群相电流传感器误差协同系统及校正方法。为了解决电机群控制，尤其是针对双电机协同控制领域面临的电流采样误差无法协同消除的问题，本专利技术将电机群中两个电机子系统的输入电源线缆分别穿过另一个电机电机子系统的三相电流传感器测量孔，通过两个电机子系统斩波周期正交的特性，对其电流值进行观测，利用双电机子系统共六个电流传感器测量值之间的相互关联性，实现各个电机子系统之间的误差协同校正，最终保证电机群系统控制的精准控制，并且所需计算量小，实施方法简单。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双电机群相电流传感器误差协同系统，在双电机子系统组成的电机群控制系统中，将两个电机子系统的逆变器输入电源端分别接在各自的或者同一个电源端口，将两个电机子系统的逆变器三相桥臂中点分别与对应电机三相绕组相连，每个电机三相绕组线缆分别正向穿过其电流传感器信号检测口，另外，将电机子系统1的逆变器1输入电源负端线缆反向穿过电机子系统2的三相电流传感器测量孔，将电机子系统2的逆变器2输入电源正端线缆正向穿过电机子系统1的三相电流传感器测量孔，利用六个相电流传感器测量量之间的关联性，最终实现双电机子系统六个电流传感器误差的协同校正。本专利技术还提供涉及双电机群相电流传感器误差协同系统的校正方法，具体步骤如下：步骤1：考虑相电流传感器采样误差，电机群的双电机子系统中，六个电流传感器的采样值可用公式(1)、公式(2)表示：其中iAM1、iBM1、iCM1分别表示电机组1的A、B、C三相电流检测值，iAM2、iBM2、iCM2分别表示电机组2的A、B、C三相电流检测值，kA1、kB1、kC1与fA1、fB1、fC1分别表示电机组1的A、B、C三相电流传感器增益误差和偏置误差，kA2、kB2、kC2与fA2、fB2、fC2分别表示电机组2的A、B、C三相电流传感器增益误差和偏置误差；步骤2：将双电机子系统的逆变器斩波周期进行正交化处理，也就是电机子系统1的逆变器1斩波周期超前电机子系统2的逆变器2斩波周期Ts/4。可以看出，每当电机子系统1的逆变器1斩波周期处于Ts/4时，电机子系统2的逆变器2斩波周期都处于每个周期开始位置0，每当电机子系统1的逆变器1斩波周期处于Ts/2时，电机子系统2的逆变器2斩波周期都处于Ts/4，每当电机子系统1的逆变器1斩波周期处于3Ts/4时，电机子系统2的逆变器2斩波周期都处于Ts/2。图2中给出的三个电流采样点t1、t2、t3就是当电机子系统1的逆变器1斩波周期分别处于Ts/4、Ts/2、3Ts/4时设定的；依据七段式SVPWM调制方法，当逆变器2的斩波周期均处于0或者Ts/2周期时，其作用的基本电压矢量为零电压矢量，也就是V0或者V7，而此时该逆变器2的输入电流值，也就是iP2等于0；因此，依据公式(1)可知，t1、t3两个电流采样点处电机子系统1的三个电流采样值正好等于其对应相电流值，用于正常电机子系统1的电流反馈控制；同理，当电机子系统2的逆变器2分别处于其斩波周期的Ts/4、3Ts/4时，对应的两个电流采样点处的三个电流采样值正好等于其对应相电流值，用于正常电机子系统2的电流反馈控制；所述三个电流采样点设置方法为：在图2的t2点处，电机子系统2的逆变器输出电压矢量与其基本电压矢量V1'、V3'、V5'中的一个的相角差不大于10°；在此时，对应三个电流采样点，六个电流传感器的采样值如公式(3)～公式(5)所示，其中电流检测值的下标_t1、_t2、_t3代表在t1、t2、t3三个电流采样点处的电流值。由于电机控制中存在的逆变器斩波效应，以斩波周期一半(t2采样点)为中心的对称点处(t1、t3采样点)的电流值的平均值等于斩波周期一半处的值，如公式(6)所示：定义变量ΔiAM1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双电机群相电流传感器误差协同系统，其特征在于：/n所述双电机群相电流传感器误差协同系统，在双电机子系统组成的电机群控制系统中，将两个电机子系统的逆变器输入电源端分别接在各自的或者同一个电源端口，将两个电机子系统的逆变器三相桥臂中点分别与对应电机三相绕组相连，每个电机三相绕组线缆分别正向穿过其电流传感器信号检测口，另外，将电机子系统1的逆变器1输入电源负端线缆反向穿过电机子系统2的三相电流传感器测量孔，将电机子系统2的逆变器2输入电源正端线缆正向穿过电机子系统1的三相电流传感器测量孔，利用六个相电流传感器测量量之间的关联性，最终实现双电机子系统六个电流传感器误差的协同校正。/n

【技术特征摘要】
1.一种双电机群相电流传感器误差协同系统，其特征在于：
所述双电机群相电流传感器误差协同系统，在双电机子系统组成的电机群控制系统中，将两个电机子系统的逆变器输入电源端分别接在各自的或者同一个电源端口，将两个电机子系统的逆变器三相桥臂中点分别与对应电机三相绕组相连，每个电机三相绕组线缆分别正向穿过其电流传感器信号检测口，另外，将电机子系统1的逆变器1输入电源负端线缆反向穿过电机子系统2的三相电流传感器测量孔，将电机子系统2的逆变器2输入电源正端线缆正向穿过电机子系统1的三相电流传感器测量孔，利用六个相电流传感器测量量之间的关联性，最终实现双电机子系统六个电流传感器误差的协同校正。


2.一种利用权利要求1所述双电机群相电流传感器误差协同系统的校正方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤1：考虑相电流传感器采样误差，电机群的双电机子系统中，六个电流传感器的采样值可用公式(1)、公式(2)表示：






其中iAM1、iBM1、iCM1分别表示电机组1的A、B、C三相电流检测值，iAM2、iBM2、iCM2分别表示电机组2的A、B、C三相电流检测值，kA1、kB1、kC1与fA1、fB1、fC1分别表示电机组1的A、B、C三相电流传感器增益误差和偏置误差，kA2、kB2、kC2与fA2、fB2、fC2分别表示电机组2的A、B、C三相电流传感器增益误差和偏置误差；
步骤2：将双电机子系统的逆变器斩波周期进行正交化处理，也就是电机子系统1的逆变器1斩波周期超前电机子系统2的逆变器2斩波周期Ts/4；可以看出，每当电机子系统1的逆变器1斩波周期处于Ts/4时，电机子系统2的逆变器2斩波周期都处于每个周期开始位置0，每当电机子系统1的逆变器1斩波周期处于Ts/2时，电机子系统2的逆变器2斩波周期都处于Ts/4，每当电机子系统1的逆变器1斩波周期处于3Ts/4时，电机子系统2的逆变器2斩波周期都处于Ts/2；三个电流采样点t1、t2、t3就是当电机子系统1的逆变器1斩波周期分别处于Ts/4、Ts/2、3Ts/4时设定的；
依据七段式SVPWM调制方法，当逆变器2的斩波周期均处于0或者Ts/2周期时，其作用的基本电压矢量为零电压矢量，也就是V0或者V7，而此时该逆变器2的输入电流值，也就是iP2等于0；因此，依据公式(1)可知，t1、t3两个电流采样点处电机子系统1的三个电流采样值正好等于其对应相电流值，用于正常电机子系统1的电流反馈控制；同理，当电机子系统2的逆变器2分别处于其斩波周期的Ts/4、3Ts/4时，对应的两个电流采样点处的三个电流采样值正好等于其对应相电流值，用于正常电机子系统2的电流反馈控制；
所述三个电流采样点设置方法为：在t2点处，电机子系统2的逆变器输出电压矢量与其基本电压矢量V1'、V3'、V5'中的一个的相角差不大于10°；
在此时，对应三个电流采样点，六个电流传感器的采样值如公式(3)～公式(5)所示，其中电流检测值的下标_t1、_t2、_t3代表在t1、t2、t3三个电流采样点处的电流值：








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【专利技术属性】
技术研发人员：鲁家栋，胡义华，王洁，倪锴，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61