一种旋转变压器输出信号直流偏置误差补偿方法技术

本发明专利技术涉及一种旋转变压器输出信号直流偏置误差补偿方法，旋转变压器连接有内置式永磁同步电机，方法包括以下步骤：电流采集步骤：采集内置式永磁同步电机的三相电流，对该三相电流进行3/2变换，获取q轴反馈电流；直流偏置误差提取步骤：将q轴反馈电流输入预设的直流偏置误差提取模块中，获取直流偏置误差；误差补偿步骤：采用直流偏置误差对旋转变压器的输出信号进行补偿；直流偏置误差提取模块，根据q轴反馈电流中的频率为电机电频率的正弦余弦波动项的幅值，提取直流偏置误差。与现有技术相比，本发明专利技术提升了旋变软解码方案中转子位置估算的精确性，提升了电机转矩输出品质。提升了电机转矩输出品质。提升了电机转矩输出品质。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转变压器输出信号直流偏置误差补偿方法


[0001]本专利技术涉及旋转变压器控制领域，尤其是涉及一种旋转变压器输出信号直流偏置误差补偿方法。

技术介绍

[0002]内置式永磁同步电机具有效率高、功率密度高、结构简单紧凑等优点，随着电力电子器件的发展，被广泛应用于电动汽车、新能源发电以及工业伺服驱动等领域。在使用磁场定向控制的内置式永磁同步电机系统中，因控制方法需要，通常使用位置传感器来实时采集电机转子位置信号，常用的位置传感器有光电编码器、旋转变压器等。
[0003]旋转变压器作为一种位置及速度传感器具有鲁棒性高、运行安全可靠等优点，近年来被广泛应用于电动汽车等电机控制领域。一般来说，使用旋转变压器进行转子位置及速度提取可以采用硬件解码方式和软件解码方式两种，两种方式原理相似，即旋转变压器包含一个输入的正弦形式的激励信号和两个包含转子绝对位置的正弦形式输出信号，通过旋变数字转换器(Resolver-to-digital Converter)转换成数字信号，并提取位置及速度信息。
[0004]由于硬件解码芯片成本高昂，使用软件解码方案提取转子位置及速度信息越来越普遍，在对旋转变压器进行软件解码过程中，由于外部电路、AD采样及旋变本身影响，采样得到的旋变输出信号会存在直流偏置误差。而旋变输出信号中的直流偏置误差会对软件解码得到的转子位置造成影响，使d-q轴电流中存在一个与电频率相同频率的波动，从而导致电机转矩出现波动，影响电机转矩输出特性，降低系统运行效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在外部电路及采样等原因导致的旋转变压器输出信号中包含的直流偏置对转子位置的影响的缺陷而提供一种旋转变压器输出信号直流偏置误差补偿方法。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种旋转变压器输出信号直流偏置误差补偿方法，所述旋转变压器连接有内置式永磁同步电机，所述方法包括以下步骤：
[0008]电流采集步骤：采集所述内置式永磁同步电机的三相电流，对该三相电流进行3/2变换，获取q轴反馈电流；
[0009]直流偏置误差提取步骤：将所述q轴反馈电流输入预设的直流偏置误差提取模块中，获取直流偏置误差；
[0010]误差补偿步骤：采用所述直流偏置误差对所述旋转变压器的输出信号进行补偿；
[0011]所述直流偏置误差提取模块，从所述q轴反馈电流中提取频率为电机电频率的正弦余弦波动项，从而计算所述直流偏置误差。
[0012]进一步地，所述直流偏置误差提取模块设有相位延迟补偿单元和分量提取单元，
[0013]所述相位延迟补偿单元用于求取所述正弦余弦波动项的相位延迟量；
[0014]所述分量提取单元根据所述相位延迟量，从所述正弦余弦波动项中提取正弦波动分量的幅值和余弦波动分量的幅值。
[0015]进一步地，所述相位延迟补偿单元中的相位延迟量的计算表达式为：
[0016]θ
delay
＝θ
delay1
+θ
delay2
[0017][0018]式中，θ
delay
为相位延迟补偿单元中的相位延迟量，θ
delay1
为q轴反馈电流的相位延迟分量，θ
delay2
为带通滤波器的相位延迟分量，P为电机极对数，ω
cc
为电流环带宽，n为电机转速。
[0019]进一步地，所述分量提取单元将所述正弦余弦波动项的幅值与0做差，然后分别输入预设的第一积分器和第二积分器中，基于所述相位延迟量控制所述第一积分器和第二积分器的开启和关闭，得到正弦波动分量的幅值和余弦波动分量的幅值。
[0020]进一步地，所述正弦余弦波动项的横坐标对应电机转子位置，该电机转子位置的取值在0至2pi范围以内，通过所述相位延迟量对所述电机转子位置进行相位补偿；
[0021]所述第一积分器在所述相位补偿后的电机转子位置位于0至pi之间时开启，在其余情况关闭，所述第一积分器用于求取所述正弦余弦波动项中正弦波动分量的定积分，得到所述正弦波动分量的幅值。
[0022]进一步地，所述正弦余弦波动项的横坐标对应电机转子位置，该电机转子位置的取值在0至2pi范围以内，通过所述相位延迟量对所述电机转子位置进行相位补偿；
[0023]所述第二积分器在所述相位补偿后的电机转子位置位于pi/2至3pi/2之间时开启，在其余情况关闭，所述第二积分器用于求取所述正弦余弦波动项中余弦波动分量的定积分，得到所述余弦波动分量的幅值。
[0024]进一步地，所述正弦波动分量的幅值和余弦波动分量的幅值对应所述旋转变压器输出信号中的正弦信号和余弦信号的直流偏置，根据所述正弦波动分量的幅值和余弦波动分量的幅值，对所述旋转变压器输出信号中的正弦信号和余弦信号进行直流偏置补偿，获取补偿后的旋转变压器输出信号。
[0025]进一步地，所述直流偏置误差提取模块采用带通滤波器提取所述q轴反馈电流中的频率为电机电频率的正弦余弦波动项。
[0026]进一步地，所述带通滤波器为中心频率为电频率的有限冲击响应带通滤波器。
[0027]进一步地，所述旋转变压器输出信号直流偏置误差补偿方法用于使用软解码方案的内置式永磁同步电机控制系统中。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0029](1)本专利技术对旋转变压器的d-q轴电流的直流偏置误差进行分析，通过提取q轴反馈电流的中的频率为电机电频率的正弦余弦波动项的幅值，得到直流偏置误差的大小，从而对所述旋转变压器的输出信号进行补偿，以此提升了旋变软解码方案中转子位置估算的精确性，提升了电机转矩输出品质。
[0030](2)本专利技术考虑到q轴电流波动项中的误差频率与电机转速有关，因此实际转子位置与q轴波动项之间存在相位延迟，该相位延迟随速度提升而增加；因此设置了相位延迟补
偿单元，并且同时考虑q轴电流波动频率及电流闭环带宽和带通滤波器进行相位延迟补偿，有利于提取出准确的旋变误差信息。
附图说明
[0031]图1为本专利技术方法应用于内置式永磁同步电机系统的整体原理图；
[0032]图2为本专利技术直流偏置误差提取模块的部分原理图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0034]实施例1
[0035]本实施例提供一种旋转变压器输出信号直流偏置误差补偿方法，用于使用软解码方案的内置式永磁同步电机控制系统中，旋转变压器连接有内置式永磁同步电机，方法包括以下步骤：
[0036]电流采集步骤：采集内置式永磁同步电机的三相电流，对该三相电流进行3/2变换，获取q轴反馈电流；
[0037]直流偏置误差提取步骤：将q轴反馈电流输入预设的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转变压器输出信号直流偏置误差补偿方法，所述旋转变压器连接有内置式永磁同步电机，其特征在于，所述方法包括以下步骤：电流采集步骤：采集所述内置式永磁同步电机的三相电流，对该三相电流进行3/2变换，获取q轴反馈电流；直流偏置误差提取步骤：将所述q轴反馈电流输入预设的直流偏置误差提取模块中，获取直流偏置误差；误差补偿步骤：采用所述直流偏置误差对所述旋转变压器的输出信号进行补偿；所述直流偏置误差提取模块从所述q轴反馈电流中提取频率为电机电频率的正弦余弦波动项，从而计算所述直流偏置误差。2.根据权利要求1所述的一种旋转变压器输出信号直流偏置误差补偿方法，其特征在于，所述直流偏置误差提取模块设有相位延迟补偿单元和分量提取单元，所述相位延迟补偿单元用于求取所述正弦余弦波动项的相位延迟量；所述分量提取单元根据所述相位延迟量，从所述正弦余弦波动项中提取正弦波动分量的幅值和余弦波动分量的幅值。3.根据权利要求2所述的一种旋转变压器输出信号直流偏置误差补偿方法，其特征在于，所述相位延迟补偿单元中的相位延迟量的计算表达式为：θ
delay
＝θ
delay1
+θ
delay2
式中，θ
delay
为相位延迟补偿单元中的相位延迟量，θ
delay1
为q轴反馈电流的相位延迟分量，θ
delay2
为带通滤波器的相位延迟分量，P为电机极对数，ω
cc
为电流环带宽，n为电机转速。4.根据权利要求2所述的一种旋转变压器输出信号直流偏置误差补偿方法，其特征在于，所述分量提取单元将所述正弦余弦波动项的幅值与0做差，然后分别输入预设的第一积分器和第二积分器中，基于所述相位延迟量控制所述第一积分器和第二积分器的开启和关...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翀元，张冀，陈雷，张舟云，
申请(专利权)人：上海电驱动股份有限公司上海汽车电驱动工程技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：