考虑电机反电动势的电压矢量过调制方法技术

一种考虑与电机运行过程的瞬态下电机所加的电压有关的电机反电动势的电压矢量过调制方法，其中在与电机所加的电压有关的反电动势和指令电压之间，对数差最小的电压被选作电机的适用控制电压。因此，由于选择与电机运行的瞬态相应的响应电压时，考虑了电机的动态特性而不同于常规技术，能选择适于电机运行电压。所述，电机的电流控制器和速度控制器能稳定地被操作，有效转矩有可能得到最大限度的利用。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】考虑电机反电动势的电压矢量过调制方法本专利技术涉及与电机所加的电压有关的矢量过调制，更具体地说，涉及考虑电机反电动势的电压矢量过调制方法。微处理机和逻辑电路已变成高度集成化并表现出高性能。随着半导体技术的上述发展，在电源变换装置(如，变换器)中所用的运行性能和控制算法已得到更充分的发展。特别是随着作为电源变换装置核心技术的电流控制和PWM(脉冲宽度调制)的数字化而使它们的性能提高，各种PWM方法近来被应用于工业领域。在PWM方法中，电压利用率高而高次谐波较少的空间矢量PWM方法被积极采用。图1和图2是用来解释常规的电压矢量过调制方法的电压矢量图。如图1所示，为了处理电机运行的瞬态，常规的矢量过调制方法选择具有与指令电压相同的方向，而幅度与从原点“0”到六边形的一个边上的点“a”的距离对应的电压，作为响应该瞬态的电压。另一种方法如图2所示，常规的矢量过调制法选择其幅度与从原点“0”到由指令电压上升缘到六边形的一边的垂足“b”点的距离对应的电压，作为响应该瞬态的电压。这些电压和与即指令电压和反电动势分量相比，它们的幅度和方向与误差和是相对应的。图1和2的情形可用方程1和2表示：T1=TsT1′+T2′T1′]]>T2=TsT1′+T2′T2′]]>[方程1]-->T1=T1′-T1′+T2′-Ts2]]>T2=T2′-T1′+T2′-Ts2]]>[方程2]这里，T1和T2是产生被选作过调制响应电压和所需要的时间；T1’和T2’是产生指令电压所需要的时间；Ts是取样时间。常规的电压矢量过调制方法有简单的算法，所以矢量过调制容易实现，需要的计算较少。但是，在常规的电压矢量过调制方法中，过调制选择的电压的产生是不考虑电机的动态特性的。那就是说，虽然电机的电压是由反电动势和电压和电阻的电压降这些分量构成的，但由于上述方法是在指令电压和六边形侧边之间的边界选择电压，反电动势和电压降分量没有被考虑，所以有误差存在。因此，在瞬态施加于电机的是有关误差的电压，故而使电机控制系统的控制性能降低。为解决上面的问题，本专利技术的目的是提供一种考虑电机反电动势的电压矢量过调制方法，借此有可能由于过调制而在瞬态中获得快的速度和转矩响应特性。相应地，为达到上面的目的，提供了一种考虑与电机运行过程的瞬态下电机所加的电压有关的电机反电动势的电压矢量过调制方法，其中，与电机所加的电压有关的反电动势和指令电压之间，对数差最小的电压，被选作电机的适用控制电压。因此，根据本专利技术，考虑电机的动态特性与常规的技术不同，由于选择与电机运行过程的瞬态相应的响应电压时，所以能选择最适合于电机运行的电压。另外，电机的电流控制器和速度控制器能稳定地被操作，有效转矩有可能得到最大限度的利用。本专利技术的上述目的和优点，通过结合附图对本专利技术的优选实施例的说明，将变得更清楚，附图中：图1是一个电压矢量图，用来解释常规的电压矢量过调制方法；图2是一个电压矢量图，用来解释另一个常规的电压矢量过调制方法：-->图3是一个方框图，表示根据本专利技术的采用考虑电机反电动势的电压矢量过调制方法的一般电机控制系统的结构；图4至7是电压矢量图，用来解释根据本专利技术的考虑电机反电动势的电压矢量过调制方法；和图8分别表示采用通常的电压矢量超调制方法和采用根据本专利技术的电压矢量超调制方法的电机控制系统的速度响应波形。参考图3，根据本专利技术的采用考虑电机反电动势的电压矢量过调制方法的电机控制系统，由对施加于电机的电流进行控制的电流控制器301，和对施加于电机的电压进行调制并输出被调制电压的调制部分311组成。电流控制器301包括比例和积分控制器(PI’s)303和307，以及用于将三相同步轴变换为两相同步轴(轴d和q)的变换矩阵304、309和310。调制部分311对输入电压进行空间矢量脉冲宽度调制，并输出一个选通信号驱动开关部分的晶体管门(未示)。调制部分311设有限制器311a，作为一种限制过调制的电压矢量的选择(或设置)范围的算法。在图3中，参考标号302、306、312和313表示减法器，参考标号305和308表示加法器。根据本专利技术的具有上述结构的电机控制系统，考虑电机反电动势的电压矢量过调制方法，利用电机的反电动势信息实现过调制。那就是在进行与电机运行过程的瞬态下电机所加的电压有关的矢量过调制时，在与电机所加的电压有关的反电动势和指令电压之间，对数差最小的电压，被选作电机的适用控制电压。下面将参考图4至7详细说明上述过程。参考图4，根据本专利技术的电压矢量过调制方法，在根据电机上所加的电压的反电动势和指令电压之间，对数差最小的电压即电压，其幅度相应于原点“0”到六边形的一个边上的“c”的距离，这个电压被选作对瞬态的电压响应。这里，实际确定其幅度相应于从原点“0”到六边形的一个边上的点“c”的距离的电压的方法，如图5和6所示。参考图5，由反电动势分量和与电流误差相应的电压组成的-->指令电压在平面ds-qs上被分成两个电压分量和。这里，为得到处于过调制区域的指令电压和六边形的一个边上的点“c”，坐标轴被从图5的状态旋转一个θ角，如图6所示。因此，新的参考坐标是dt-qt，指令电压和反电动势分量可以用dt-qt平面上的分量代表，它们的关系以方程3表示：Vqt*Vdt*=T(θ)Vqs*Vds*]]>[方程3]这里，T(θ)表示相应于图3参考标号310的变换矩阵，并有θ＝30°+60°(m-1)的关系，m表示扇区数。(有六个编号连续的扇区1至6，相应于六边形被划分为六个三角形时确定的区域。)再有，ΔVqot从图6按下式获得：ΔVqot=13Vdc-Eqt]]>[方程4]因此，从上面所述，在ds-qs平面上被校正的矢量可参考图7的电压矢量图由方程5得出：-V→qdoS*=T-1(θ)Eqt+ΔVqotEdt+ΔVdot]]>[方程5]这里，T-1(θ)表示相应于图3的标号为304和309的逆变换矩阵。图8是一个波形图，分别表示采用通常的电压矢量超调制方法和采用根据本专利技术的电压矢量过调制方法的电机控制系统的速度响应波形。在图8中，当加上1800转/分的阶梯负载时，可以看出，根据本专利技术所得到的速度响应特性ωr2，其优于根据通常技术而得到的速度响应特性ωr1。如上所述，在根据本专利技术的考虑电机反电动势的电压矢量过调制方法中，由于选择与电机运行的过度状态相应的响应电压时，考-->虑了电机的动态特性而不同于常规技术，能选择最适于电机运行电压。所以，电机的电流控制器和速度控制器能稳定地被操作，有效转矩有可能得到最大限度的利用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑与电机运行过程的瞬态下所述电机所加的电压有关的所述电机反电动势的电压矢量过调制方法，其特征在于，其中在与所述电机所加的电压有关的反电动势和指令电压之间，对数差最小的电压被选作所述电机的适用控制电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 1998-7-1 98-264681.一种考虑与电机运行过程的瞬态下所述电机所加的电压有关的所述电机反电动势的电压矢量过调制方法，其特征在于，其中在与所述电机所加的电压有关的反电动势和指令电压之间，对数差最小的电压被选作所述电机的适用控制电压。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中在使用六边形的电压矢量图中，所述反电动势分量和所述指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：石株奇，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]