一种双电机电流传感器相互校正的拓扑及方法技术

本发明专利技术属于电机控制技术领域，涉及一种双电机驱动系统实现电流传感器校正的拓扑及方法，尤其是涉及一种在无母线电流传感器情况下双电机驱动系统实现多电流传感器相互校正的拓扑及方法。该拓扑结构中每个电机三相绕组线缆分别正向穿过电流传感器的信号检测口，同时，将双电机系统与电源正极相连的总母线正向穿过所有电流传感器的信号检测口。电流传感器校正过程为：计算电机正常驱动时的电流反馈值；生成校正周期的PWM波形以及计算校正时的反馈电流；获取与处理采样数据；求解偏置误差；求解缩放误差校正系数；补偿电流传感器。本发明专利技术改变双电机系统的拓扑结构，从而节省了一个母线电流传感器，节约成本并且可实现各个传感器偏置误差的消除、缩放误差的平衡；此校正方法操作简单，并可根据需求提高校正的精度。并可根据需求提高校正的精度。并可根据需求提高校正的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种双电机电流传感器相互校正的拓扑及方法
所属

[0001]本专利技术属于电机控制
，涉及一种双电机驱动系统实现电流传感器校正的拓扑及方法，尤其是涉及一种在无母线电流传感器情况下双电机驱动系统实现多电流传感器相互校正的拓扑及方法。

技术介绍

[0002]多电机系统包含了一系列可以分担负载转矩的电机子系统。与多个单电机系统相比，多电机系统不仅可以通过公用一些资源降低成本，而且易于通过添加新的驱动器进行扩展。多电机系统广泛应用于一些对速度的同步性、角度的同步性、可靠性或易于扩展性要求比较高的行业中，如造纸厂、纺织工业、钢铁厂等。
[0003]在多电机驱动的过程中，相电流传感器的反馈电流精度直接影响电机的控制与运行。电流传感器由于制作工艺、工作时间、工作环境等因素，在使用时可能产生测量误差，进而导致三相电流不平衡、转矩脉动较大等问题。同时，在多电机驱动系统中，由于电流传感器数量较多，它们之间测量精度不一致也会造成多电机系统的控制效果不佳。为了减小由反馈电流精确度下降造成的影响，多电机系统中的双电机子系统的电流传感器相互校正尤为重要。
[0004]目前对单电机系统中电流传感器的校正的研究较多，如利用转速或位置信号的反馈、利用相电流之间的关系实现误差校正等。这些方法可以实现同一电机子系统内电流传感器的自校正，但无法实现电机组之间电流传感器的相互校正，即无法平衡各个电机组电流传感器之间的缩放误差。为实现多电机系统中电流传感器相互校正，目前主要是利用相互正交的三角载波模拟停机的方法[相关方法在文献1中有记载，文献1为鲁家栋,胡义华,王洁,倪锴.基于斩波周期正交的双电机电流传感器协同系统及校正方法[P].陕西省：CN111313767A,2020
‑
06
‑
19.(专利技术专利)]。此方法可以实现各个电机子系统之间电流传感器采样误差的协同校正，控制及算法简单易实现。但此方法必须利用母线电流传感器实现两个电机子系统相电流传感器的校正，增加了成本。同时，此方法要求校正时两电机的载波正交，并且校正的采样点有一定的限制。

技术实现思路

[0005]专利技术目的
[0006]在一般的拓扑结构中，若要实现双电机子系统相电流传感器的相互校正，必须利用母线电流传感器的测量值对两个子系统的相电流传感器进行相互校正。为节省成本，提高系统的可靠性，在无母线电流传感器情况下，此专利技术针对双电机子系统相电流传感器校正的问题进行研究，实现系统中各个传感器的相互校正。
[0007]技术方案
[0008]参阅图1，所述双电机电流传感器相互校正的拓扑结构，主要包括两台永磁同步电机PMSM1和2、两个逆变器1、2、六个电流传感器A1、B1、C1、A2、B2、C2、双电机系统逆变器的电
源；其特征在于：
[0009]所述逆变器1、2上的三相电压输出接口A、B、C分别与两台永磁同步电机PMSM1和2的三相绕组端子相连；将双电机系统的逆变器挂靠到同一母线上，所述两个逆变器1、2上的电源正负输入接口P、N分别连接此母线的正负极；每个电机三相绕组线缆分别正向穿过电流传感器的信号检测口，同时，将双电机系统与电源正极相连的总母线正向穿过所有电流传感器的信号检测口。
[0010]基于上述拓扑结构的双电机驱动电流反馈以及电流传感器相互校正方法，包括如下步骤：
[0011]步骤一：计算电机正常驱动时的电流反馈值。
[0012]在电机驱动的控制系统中，逆变器的3对桥臂可以产生8个开关状态，分别对应8个电压矢量：V
000
、V
100
、V
110
、V
010
、V
011
、V
001
、V
101
、V
111
。电机正常运行时，采用五段式SVPWM控制策略进行控制(去掉七段式算法中的零矢量V
111
)。此时，按照新的拓扑结构进行电流采样，规定采样点位于每个控制周期起始点，采样得到电流传感器x的测量值：I
x
，(其中x代表传感器名称，x＝{A1，B1，C1，A2，B2，C2})。利用公式(1)得到反馈电流形成闭环控制。
[0013]其中，I
a1
、I
b1
、I
c1
、I
a2
、I
b2
、I
c2
分别为各相相电流的反馈值。
[0014][0015]步骤二：生成校正周期的PWM波形以及计算校正时的反馈电流。
[0016]当系统中的电流传感器需要校正时，需要将一个周期的PWM波形更改为校正波形。校正周期T
s
可分为两部分：在T
s
/2内，电机1产生等时长的非零矢量V
100
，V
010
和V
001
，电机2产生零矢量V
000
；在另T
s
/2内，电机1产生零矢量V
000
，电机2产生等时长的非零矢量V
100
，V
010
和V
001
。为使电机1、2产生对称的校正波形，将一个PWM周期12等分，每段关于校正周期对称的非零矢量的作用时间为T
s
/12，生成如图2所示的PWM波形，其中，S
A1
，S
B1
，S
C1
为电机子系统1的PWM波形，S
A2
，S
B2
，S
C2
为电机子系统2的PWM波形。在校正周期内的反馈电流采样点仍位于此周期的起始点，并通过公式(2)求得。
[0017][0018]步骤三：获取与处理采样数据。
[0019]图2中的S
n
为电流传感器的采样点，其中n代表采样点的序号，n＝{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11}，S
n
位于每段非零矢量作用时的中间时刻，即：校正波形T
s
/24、3T
s
/24、5T
s
/
24、7T
s
/24、9T
s
/24、12T
s
/24、15T
s
/24、17T
s
/24、19T
s
/24、21T
s
/24、23T
s
/24时刻所对应的位置。并将采样数据利用公式(3)进行处理。其中，I
xSn
分别为电流传感器x在S
n
处的采样电流值，其中S
n
为采样点；I
x1
‑
I
x6
为电流传感器x的6个计算值。
[0020][0021]得到36个电流计算数据的名称及编号，如表1和表2所示。其中，i本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双电机电流传感器相互校正的拓扑结构，主要包括两台永磁同步电机PMSM1和2、两个逆变器1、2、六个电流传感器A1、B1、C1、A2、B2、C2、双电机系统逆变器的电源；其特征在于：所述逆变器1、2上的三相电压输出接口A、B、C分别与两台永磁同步电机PMSM1和2的三相绕组端子相连；将双电机系统的逆变器挂靠到同一母线上，所述两个逆变器1、2上的电源正负输入接口P、N分别连接此母线的正负极；每个电机三相绕组线缆分别正向穿过电流传感器的信号检测口，同时，将双电机系统与电源正极相连的总母线正向穿过所有电流传感器的信号检测口。2.基于如权利要求1所述拓扑结构的双电机驱动电流反馈以及电流传感器相互校正方法，包括如下步骤：步骤一：计算电机正常驱动时的电流反馈值；在电机驱动的控制系统中，逆变器的3对桥臂可以产生8个开关状态，分别对应8个电压矢量：V
000
、V
100
、V
110
、V
010
、V
011
、V
001
、V
101
、V
111
；电机正常运行时，采用五段式SVPWM控制策略进行控制；此时，按照新的拓扑结构进行电流采样，规定采样点位于每个控制周期起始点，采样得到电流传感器x的测量值：I
x
，(其中x代表传感器名称，x＝{A1，B1，C1，A2，B2，C2})；利用公式(1)得到反馈电流形成闭环控制；其中，I
a1
、I
b1
、I
c1
、I
a2
、I
b2
、I
c2
分别为各相相电流的反馈值；步骤二：生成校正周期的PWM波形以及计算校正时的反馈电流；当系统中的电流传感器需要校正时，需要将一个周期的PWM波形更改为校正波形；校正周期T
s
可分为两部分：在T
s
/2内，电机1产生等时长的非零矢量V
100
，V
010
和V
001
，电机2产生零矢量V
000
；在另T
s
/2内，电机1产生零矢量V
000
，电机2产生等时长的非零矢量V
100
，V
010
和V
001
；为使电机1、2产生对称的校正波形，将一个PWM周期12等分，每段关于校正周期对称的非零矢量的作用时间为T
s
/12，生成PWM波形，其中，S
A1
，S
B1
，S
C1
为电机子系统1的PWM波形，S
A2
，S
B2
，S
C2
为电机子系统2的PWM波形；在校正周期内的反馈电流采样点仍位于此周期的起始点，并通过公式(2)求得...

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