通过单电阻检测直流母线电流时的pwm波形修正方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种通过单电阻检测直流母线电流时的PWM波形修正方法。
【背景技术】
[0002]目前，单电阻电流检测技术因其高性价比得到了快速发展。通过单电阻检测直流母线电流时，只需使用一个采样电阻就能实现对直流母线电流的检测，而通过检测到的直流母线电流，结合脉宽调制(Pulse Width Modulat1n，PWM)模式，就可以重构出电机三相相电流，达到电机矢量控制和直接转矩控制的电流反馈要求。
[0003]然而通过单电阻检测直流母线电流的技术在低调制区和不可观测区需要对PWM波形进行修正才能准确地检测出直流母线电流，而死区时间、直流母线电流信号上升稳定时间和模数转换器采样保持时间决定了 PWM波形修正的最小非零基本矢量工作时间。在传统的PWM波形的修正方法中，在高调制区的不可观测区，如果采用最小相和最大相不变、中间相移相并限幅的方式对PWM波形进行修正，会使实际的电压空间减小很多，而且移相限幅导致的电压损失会使输出电压产生误差，影响控制性能。
【发明内容】
[0004]本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。
[0005]为此，本发明的目的在于提出一种通过单电阻检测直流母线电流时的PWM波形修正方法，通过对输出的PWM波形的比较点进行判断以对PWM波形进行修正，从而扩展了 PWM波形的实际电压空间。
[0006]为达到上述目的，本发明实施例提出了一种通过单电阻检测直流母线电流时的PWM波形修正方法，包括以下步骤:获取空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形的最小相比较点时间t_minp、中间相比较点时间t_midp和最大相比较点时间t_maxp ;根据所述最小相比较点时间t_minp、所述最大相比较点时间t_maxp以及预设的最小非零基本矢量工作时间t_min判断输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量的工作区；如果所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在低调制区，对所述PWM波形进行修正；如果所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在高调制区，则根据所述最小相比较点时间t_minp、中间相比较点时间t_midp和最大相比较点时间t_maxp进一步判断中间相的相对位置；当所述中间相在左侧时，根据所述最小相比较点时间t_minp、所述中间相比较点时间t_midp和所述最小非零基本矢量工作时间t_min判断是否对所述PWM波形进行修正；当所述中间相在右侧时，根据所述中间相比较点时间t_midp、所述最大相比较点时间t_maxp和所述最小非零基本矢量工作时间t_min判断是否对所述PWM波形进行修正。
[0007]根据本发明实施例的通过单电阻检测直流母线电流时的PWM波形修正方法，首先获取空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形的最小相比较点时间t_minp、中间相比较点时间t_midp和最大相比较点时间t_maxp，然后根据最小相比较点时间t_minp、最大相比较点时间t_maxp以及预设的最小非零基本矢量工作时间t_min判断输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量的工作区，如果输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在低调制区，对PWM波形进行修正；如果输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在高调制区，则根据最小相比较点时间t_minp、中间相比较点时间t_midp和最大相比较点时间t_maxp进一步判断中间相的相对位置，当中间相在左侧时，根据最小相比较点时间t_minp、中间相比较点时间t_midp和最小非零基本矢量工作时间t_min判断是否对PWM波形进行修正；当中间相在右侧时，根据中间相比较点时间t_midp、最大相比较点时间t_maxp和最小非零基本矢量工作时间t_min判断是否对PWM波形进行修正。因此，本发明实施例的PWM波形修正方法通过对输出的PWM波形的最小相比较点时间、中间相比较点时间和最大相比较点时间进行判断以对PWM波形进行修正，从而扩展了 PWM波形的实际电压空间，同时对PWM波形修正时产生的电压损失进行了补偿，提高了控制性能。
[0008]根据本发明的一个实施例，根据所述最小相比较点时间t_minp、所述最大相比较点时间t_maxp以及预设的最小非零基本矢量工作时间t_min判断输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量的工作区，具体包括:当t_maxp-t_minp ( t_min*2时，所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在所述低调制区；当t_maxp-t_minp > t_min*2时，所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在所述高调制区。
[0009]根据本发明的一个实施例，当所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在所述低调制区时，对所述PWM波形进行修正具体包括:如果t_midp-t_minp < t_min，保持中间相和最大相不变，将最小相左移；如果t_maxp-t_midp < t_min，保持中间相和最小相不变，将最大相右移。
[0010]根据本发明的一个实施例，根据所述最小相比较点时间t_minp、中间相比较点时间t_midp和最大相比较点时间t_maxp进一步判断中间相的相对位置，具体包括:当t_midp ^ (t_minp+t_maxp)/2 时，所述中间相在左侧；当 t_midp > (t_minp+t_maxp)/2 时，所述中间相在右侧。
[0011]根据本发明的一个实施例，当所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在所述高调制区且所述中间相在左侧时，其中，如果t_midp-t_minp ^ t_min，无需对所述 PWM 波形进行修正；如果 t_midp_t_minp < t_min 且 t_midp*2_t_minp ^ t_min，保持最大相和最小相不变，将中间相右移；如果t_midp_t_minp < t_min、t_midp*2_t_minp < t_min且t_midp*2 ^ t_min，保持最大相不变，将中间相右移至端点，并将最小相左移；如果t_midp-t_minp < t_min、t_midp氺2_t_minp < t_min、t_midp氺2 < t_min 且(t_midp+t_minp)*2 ^ t_min，将最大相修正为恒定低电平，并重新计算所述最小相比较点时间t_minp和所述中间相比较点时间t_midp，以及将中间相右移至端点，并将最小相左移；如果t_midp-t_minp < t_min、t_midp氺2_t_minp < t_min、t_midp氺2 < t_min 且(t_midp+t_minp)*2 < t_min，将最大相修正为恒定低电平，并重新计算所述最小相比较点时间t_minp和所述中间相比较点时间t_midp，以及将最小相左移至端点，并将中间相右移以保证t_min及进行限幅处理。
[0012]根据本发明的一个实施例，当所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在所述高调制区且所述中间相在右侧时，其中，如果t_maxp-t_midp > t_min，无需对所述 PWM 波形进行修正；如果 t_maxp_t_midp t_min 且 t_midp*2_t_maxp (Ts/2_t_min)，保持最大相和最小相不变，将中间相左移，其中，Ts为所述PWM波形的周期；如果t_maxp-t_midp t_min、t_midp*2_t_maxp > (Ts/2_t_min)且 t_midp*2 (Ts_t_min)，保持最小相不变，将中间相左移至中点，并将最大相右移；如果t_maxp-t_midp ( t_min、t_midp*2_t_maxp > (Ts/2_t_min)、t_midp*2 > (Ts-t_min) ? (t_midp+t_maxp) *2 (Ts氺2_t_min)，将最小相修正为恒定高电平，并重新计算所述最大相比较点时间t_maxp和所述中间相比较点时间t_midp，以及将中间相左移至中点，并将最大相右移；如果t_maxp-t_midp ( t_min、t_midp*2_t_maxp > (Ts/2_t_min)、t_midp*2 > (Ts_t_min)且(t_midp+t_maxp) *2 >(Ts*2-t_min)，将最小相修正为恒定高电平，并重新计算所述最大相比较点时间t_maxp和所述中间相比较点时间t_midp，以及将最大相右移至中点，并将中间相左移以保证t_min及进行限幅处理。
[0013]根据本发明的一个实施例，上述的修正方法还包括:计算对所述PWM波形进行修正前后的电压误差Δ V;在下一 PWM波形的周期根据所述电压误差AV进行电压补偿。
[0014]根据本发明的一个实施例，对中间相右移以进行限幅处理时的电压误差AV =[t_min- (t_midp+t_minp) *2] * [V (k+1) -V (k)]，其中，V (k)为所述 PWM 波形的周期中从 t_minp到t_midp时间段的基本电压矢量，V (k+1)所述PWM波形的周期中从t_midp到t_maxp时间段的基本电压矢量。
[0015]根据本发明的一个实施例，对中间相左移以进行限幅处理时的电压误差AV =[(t_midp+t_maxp) *2-(Ts*2_t_min) ] * [V (k) -V (k+1)]，其中，V (k)为所述 PWM 波形的周期中从t_minp到t_midp时间段的基本电压矢量，V (k+1)所述PWM波形的周期中从t_midp到t_maxp时间段的基本电压矢量，Ts为所述PWM波形的周期。
[0016]根据本发明的一个实施例，(t_midp+t_maxp) = Ts