基于母线电流传感器的相电流重构方法VIP专享VIP免费

第!"卷#第$期%&&’年!!月#电#机#与#控#制#学#报()(*+,-*#./*0-1(2#/13#*41+,4)#5678!"168$169:%&&’######基于母线电流传感器的相电流重构方法顾义坤，#倪风雷，#杨大鹏，#党进，#刘宏（哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室，黑龙江哈尔滨!;&&&!）摘#要：针对使用三相电压源型逆变器的直流母线电流传感器信息，重构电机相电流方法中存在非可测量区域的问题，在分析相电流重构基本原则和现有脉冲宽度调制（<=.）信号修整方法的基础上，提出了通过平移桥臂开关状态波形来修整<=.信号的方法，该方法不增加功率器件的开关损耗，且满足非零电压空间矢量最小作用时间的要求。应用空间电压矢量分析方法证明了修整后的<=.信号在一个开关周期内不改变参考电压的幅值及相位，从而保证了电机相电流具有低的谐波畸变率。以交流永磁电机驱动系统为例进行了实验研究，结果表明采用该方法在稳态和瞬态的情况下都能够精确重构电机相电流。关键词：电压源逆变器；电流重构；母线电流传感器；电压空间矢量；交流永磁电机中图分类号：+."&!:%文献标志码：/文章编号：!&&>?@@’A（%&&’）&$?&B!!?&$!"#$%&$’(")*"+,(-.$/0++$1’+$/"1.’+0/’2"10.213-.213%$4567218/0++$1’.$1."+CDEFGHIJ，#1-KLJMG7LF，#E/1C3NGOLJM，#3/1CPFJ，#)-D06JM（2QNQLHLR7NS6TNQ6TR6UT6S6QFVWNJXWRWQLY，0NTSFJ-JWQFQIQL6U+LVZJ676MR，0NTSFJ!;&&&!，*ZFJN）9:.’+-/’：+ZLTLNTLW6YLFYYLNWITNS7LTLMF6JWFJQZL967QNML9LVQ6TO7NJL[ZF7LTLV6JWQTIVQFJMY6Q6TOZNWLVITTLJQWUT6YQZLFJU6TYNQF6J6UNWFJM7LXVG7FJHVITTLJQWLJW6TFJQZL"GOZNWL967QNMLW6ITVLFJ9LTQGLT:/UQLTZN9FJMNJN7R\LXQZLOTFJVFO7L6UOZNWLVITTLJQTLV6JWQTIVQF6J，NW[L77NWW6YLL]FWQLJQOI7WL[FXQZY6XI7NQF6J（<=.）WFMJN7Y6XFUFVNQF6JNOOT6NVZLW，QZFWONOLTOTLWLJQLXNJ69L7<=.WFMJN7WY6XGFUFVNQF6JYLQZ6XSRY69FJMQZLW[FQVZFJMWQNQL[N9LU6TY6UQZLFJ9LTQLT’W"7LMWN76JMQZLN]FW:+ZLYLQZG6XYLQQZLTL^ILWQ6UYFJFYIYNOO7RFJMQFYL6UNVQF9L967QNMLWONVL9LVQ6TW，NJXQZLFJ9LTQLT76WWLW[LTLIJN7QLTLXV6YONTFW6J[FQZQTNXFQF6JN7WQTNQLMR:DWFJMWONVL9LVQ6TNJN7RWFWYLQZ6X，FQ[NWTL9LN7LXQZNQ，NUQLTY6XFUFVNQF6J，QZLTLULTLJVL967QNML9LVQ6TWYNFJQNFJFQWNYO7FQIXLNJX6TFLJQNQF6JFJN<=.W[FQVGZFJMFJQLT9N7，W6QZNQQZL[N9LU6TYXFWQ6TQF6J6UQZLOZNWLVITTLJQVNIWLXSRY6XFUFVNQF6J[NW^IFQL76[:(]OLTFYLJQN7TLWI7QW6SQNFJLXUT6YQZLQLWQXTF9LWRWQLYIWFJMNOLTYNJLJQYNMJLQNVY6Q6TWZ6[QZNQQZLTLV6JWQTIVQLXOZNWLVITTLJQUNFQZUI77RTLOTLWLJQWQZLNVQIN76JLXITFJMS6QZWQLNXRWQNQLNJXQTNJWFLJQV6JGXFQF6JW:;$<="+).：967QNMLW6ITVLFJ9LTQLT；VITTLJQTLV6JWQTIVQF6J；XVG7FJHVITTLJQWLJW6T；967QNMLWONVL9LVQ6T；OLTYNJLJQYNMJLQNVY6Q6T收稿日期：%&&’?&"?!B基金项目：国家高技术研究发展计划（%&&$//&@_%%B）作者简介：顾义坤（!’B!—），女，博士研究生，主要研究方向为空间机器人技术，智能机器人关节；倪风雷（!’>;—），男，博士，主要研究方向为空间机器人关节驱动与控制；杨大鹏（!’B%—），男，博士研究生，主要研究方向为生物信号控制；党#进（!’B&—），男，博士研究生，主要研究方向为机器人柔性关节控制；刘#宏（!’$$—），男，教授，博士生导师，主要研究方向为仿人型灵巧手、空间机器人技术。!"引"言在高性能的交流电机伺服驱动系统中，常需要对电机的相电流进行闭环控制，以获得高精确度的三相正弦波电流，进而保证快速、准确的电磁转矩控制。获得相电流最基本的方法是直接测量法，然而其成本较高，体积较大。近年来，国内外学者致力于研究通过直流母线电流检测获得相电流［!"!#］，这项技术只需要一个母线电流传感器即可，在减少传感器数量的同时降低了成本，缩小了体积，最重要的是消除了由于电机三相线上的电流传感器增益不相等造成的压降不均衡。目前关于这一技术的算法可以分为两类：相电流重构算法和状态观测算法。相电流重构算法的核心是修整$%&，信号的波形［’"(］，以便能够精确的测量相电流。状态观测算法则引入了基于模型的状态观测器实现对相电...