電機foc控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法，首先判斷a、b、c三相電流方向；其次根據(jù)a、b、c三相的電流方向的不同，在a、b、c三相的上橋臂或下橋臂分別插入2個死區(qū)時間；當(dāng)電流方向為正方向時，上橋臂按照計算得到的脈寬時間執(zhí)行通斷操作，在上橋臂不插入死區(qū)時間，在下橋臂插入兩個死區(qū)時間；當(dāng)電流方向為負方向時，下橋臂按照計算得到的脈寬時間執(zhí)行通斷操作，在下橋臂不插入死區(qū)時間，在上橋臂插入兩個死區(qū)時間。通過這種方法，可有效解決現(xiàn)有技術(shù)中死區(qū)效應(yīng)的消除不夠準(zhǔn)確及成本過高的技術(shù)問題。
【專利說明】
電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電機控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及電機控制系統(tǒng)中FOC算法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電機使用于吸塵器、洗衣機、廚房器具、電動車等各個領(lǐng)域中，F(xiàn)OC(場定向控制)算法逐漸替換原先的六步換相算法。FOC(field-oriented control)為磁場導(dǎo)向控制，又稱為矢量控制(vector control)，是一種利用變頻器(VFD)控制三相交流馬達的技術(shù)，利用調(diào)整變頻器的輸出頻率、輸出電壓的大小及角度，來控制馬達的輸出。其特性是可以個別控制馬達的的磁場及轉(zhuǎn)矩，類似他激式直流馬達的特性。由于處理時會將三相輸出電流及電壓以矢量來表不，因此稱為矢量控制。
[0003]達姆施塔特工業(yè)大學(xué)的K.Hasse及西門子公司的F.Blaschke分別在1968年及1970年代初期提出矢量控制的概念。Hasse提出的是間接矢量控制，Blaschke提出的是直接矢量控制。布倫瑞克工業(yè)大學(xué)的維爾納.萊昂哈德(Leonhard further)進一步開發(fā)磁場導(dǎo)向控制的控術(shù)，因此交流馬達驅(qū)動器開始有機會取代直流馬達驅(qū)動器。
[0004]當(dāng)時微處理器尚未商品化，但已經(jīng)出現(xiàn)泛用的交流馬達驅(qū)動器。當(dāng)時相較于直流馬達驅(qū)動器，交流馬達驅(qū)動器的成本高、架構(gòu)復(fù)雜，而且不易維護。而當(dāng)時的矢量控制需要許多傳感器及放大器等元件，因此無法將矢量控制應(yīng)用在交流馬達驅(qū)動器中。
[0005]派克變換一直被用在同步馬達及感應(yīng)馬達的分析及研究，是了解磁場導(dǎo)向控制最需要知道的概念。這個概念是羅伯特.派克(Robert Park)在1929年的論文中提出的。派克變換被列為二十世紀發(fā)表電力電子相關(guān)論文中，第二重要的論文。派克變換的重要性是可以將馬達有關(guān)的微分方程，由變系數(shù)微分方程變成“時不變”系數(shù)的微分方程。矢量控制可以適用在交流感應(yīng)馬達及直流無刷馬達，早期開發(fā)的目的為了高性能的馬達應(yīng)用，可以在整個頻率范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)、馬達零速時可以輸出額定轉(zhuǎn)矩、且可以快速的加減速。不過相較于直流馬達，矢量控制可配合交流馬達使用，馬達體積小，成本及能耗都較低，因此開始受到產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。矢量控制除了用在高性能的馬達應(yīng)用場合外，也已用在一些家電中。
[0006]FOC算法增加了能量使用效率，穩(wěn)定性以及轉(zhuǎn)速范圍，降低了電機運轉(zhuǎn)時的噪音。但是在FOC算法中，為了防止同一橋臂的兩個導(dǎo)通管同時導(dǎo)通(圖1中的a、b、c三相)，必須在兩個PffM信號之間插入數(shù)個微秒的死區(qū)(圖2中的Tdt)。死區(qū)時間會導(dǎo)致基波電壓降低、電流弦波畸變、轉(zhuǎn)矩波動電機不穩(wěn)等死區(qū)效應(yīng)。
[0007]為了解決死區(qū)時間導(dǎo)致的基波電壓降低、電流弦波畸變、轉(zhuǎn)矩波動電機不穩(wěn)等死區(qū)效應(yīng)問題，現(xiàn)今已有許多技術(shù)人員提出了各種補償方法，來解決這一問題。不過現(xiàn)今這一問題的解決方法，大多可以分為兩類，一是基于時間或平均電壓的補償方法，
[0008]現(xiàn)有技術(shù)中中國發(fā)明專利CN201110173719.1公開了一種雙電平逆變器死區(qū)效應(yīng)仿真建模裝置及其方法，包括開關(guān)函數(shù)建模、逆變橋模塊和開關(guān)管、續(xù)流二極管與直流環(huán)電流模塊，開關(guān)函數(shù)模塊的輸入為開關(guān)的門極觸發(fā)脈沖，開關(guān)函數(shù)分別于逆變橋模塊，以及開關(guān)管、續(xù)流二極管與直流環(huán)電流模塊相連，逆變橋模塊輸出逆變器各相的電壓，開關(guān)管、續(xù)流二級管與直流環(huán)電流模塊輸出逆變器各相的電流。而預(yù)測電流法能夠較為精確的計算出補償電壓，但是該方法必須根據(jù)某一次的采樣電流，結(jié)合電機數(shù)學(xué)模型和下一次的期望電流計算出補償電壓，這對處理器的運算速度和ADC(模數(shù)變換器)的采樣速度有較高的要求，增加了產(chǎn)品成本。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)中中國發(fā)明CN201210207837.7公開了一種逆變器死區(qū)補償系統(tǒng)及方法，包括三相鎖相環(huán)、第一旋轉(zhuǎn)變換單元、低通濾波單元、反向變換單元;所述三相鎖相環(huán)，用于對輸入到電機三相電流進行處理獲得電流角頻率及選轉(zhuǎn)角;所述第一旋轉(zhuǎn)變換單元，用于按照所述選轉(zhuǎn)角對電流進行選轉(zhuǎn)變換獲得D軸和Q軸電流分量;所述低通濾波單元，用于對所述D軸和Q軸電流分量分別進行低通濾波;反向變換單元用于，用于對低通濾波后的D軸和Q軸電流分量進行反向變換，所述反向變換后的電流直接用于死區(qū)補償中電流過零點判斷。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)中中國發(fā)明0吧01410318983.3公開了一種變頻器4￥?麗波形死區(qū)補償方法，包括確定AVPWM八個基本電壓空間矢量的大小和位置;確定電流的方向；將死區(qū)影響全部集中在上橋或者下橋，通過計算電流極性將死區(qū)分為需要補償和不需要補償兩部分，利用續(xù)流二極管提前或者延時死區(qū)時間，關(guān)斷或打開IFBT模塊，實現(xiàn)死區(qū)補償。上述時間或平均電壓的補償方法雖簡單易行，但是由于電流極性的檢測非常重要，一旦檢測錯誤，就會造成更大的誤差;另外負載不同也會影響補償電壓，這一方法并沒有考慮這一情況，因此補償不夠精確。也就無法徹底解決死區(qū)時間導(dǎo)致的基波電壓降低、電流弦波畸變、轉(zhuǎn)矩波動電機不穩(wěn)等死區(qū)效應(yīng)問題。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)中，理想情況為Q1、Q2兩個導(dǎo)通管完全互補，實際情況為導(dǎo)通管打開和關(guān)閉都有一定的時間Ton和Toff，以及為了避免兩管同時導(dǎo)通而增加的死區(qū)時間Tdt。兩者理想情況與實際情況相差(Tdt+Ton-Toff)，只需要根據(jù)極性加減(Tdt+Ton-Toff)即可。使用平均電壓方法計算時，需要增大或減小α軸的電壓分量(圖3)，而改變電壓就是增大或減小PWM(脈沖寬度調(diào)制)脈寬，計算得到的結(jié)果實際與通過時間補償?shù)挠嬎憬Y(jié)果相同。這樣就可以解決死區(qū)時間導(dǎo)致的基波電壓降低、電流弦波畸變、轉(zhuǎn)矩波動電機不穩(wěn)定等死區(qū)效應(yīng)問題。
[0012]本發(fā)明通過分析死區(qū)效應(yīng)的起因，提供了一種全新的消除死區(qū)效應(yīng)的方法，該方法間接消除了死區(qū)效應(yīng)的影響，對死區(qū)效應(yīng)的消除更為準(zhǔn)確；消除了平均電壓補償法不夠精確的缺陷；與預(yù)測電流法相比，這種方法簡單，無需太多處理器運算性能，也無需高性能的ADC (模數(shù)變換器)，因此更加簡單、實用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明提供了一種全新的電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法，解決了以往電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)消除不夠準(zhǔn)確及對設(shè)備性能要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本大的問題。
[0014]本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案是:
[0015]第一步:判斷電流方向；電流方向的判斷通過采樣的a、b、c相電流計算得出，即通過雙電阻測電流法得到ia和ib，采樣電流ia和ib經(jīng)過Clarke(克拉克)變換得到2軸靜止坐標(biāo)系的電流ia和?β;再經(jīng)過Park(帕克)變換得到2軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的id和iq; id和iq通過一個低通濾波器濾除高次諧波;得到的兩個電流值用來判斷電流的極性，最終確定電流的正負方向。明確三相的電流極性后即可計算出每一相的PffM脈寬。
[00? 0]第二步:根據(jù)a、b、c三相電流方向的不同，在a、b、c三項電路的上橋臂和下橋臂分別插入2個死區(qū)時間；當(dāng)電流方向為正方向時，上橋臂按照計算得到的脈寬時間執(zhí)行通斷操作，在上橋臂不插入死區(qū)時間，在下橋臂插入兩個死區(qū)時間；當(dāng)電流方向為負方向時，下橋臂按照計算得到的脈寬時間執(zhí)行通斷操作，在下橋臂不插入死區(qū)時間，在上橋臂插入兩個死區(qū)時間。
[0017]在本發(fā)明中電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法對于a相，當(dāng)電流矢量位于O到π/2、3π/2到2π時，在下橋臂插入2個死區(qū)時間。
[0018]在本發(fā)明中消除FOC算法中死區(qū)效應(yīng)的方法中對于其第二步中的a相，電流矢量位于π/2到3π/2時，在上橋臂插入2個死區(qū)時間。
[0019]在本發(fā)明中電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法對于b相，電流矢量位于V6到7π/6時，在下橋臂插入2個死區(qū)時間。
[0020]在本發(fā)明中電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法對于b相，電流矢量位于O到j(luò)t/6、7JT/6到2JT時，在上橋臂插入2個死區(qū)時間。
[0021]在本發(fā)明中電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法對于c相，電流矢量位于5π/6到11π/6時，在下橋臂插入2個死區(qū)時間；
[0022]在本發(fā)明中電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法對于c相，電流矢量位于O到5JT/6、ΙΙπ/6到2JT時，在上橋臂插入2個死區(qū)時間。
[0023]在本發(fā)明中電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法，當(dāng)在下橋臂插入死區(qū)時間時，低電平區(qū)域兩側(cè)各插入一個死區(qū)時間。
[0024]在本發(fā)明中電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法當(dāng)在上橋臂插入死區(qū)時間時，高電平區(qū)域兩側(cè)各插入一個死區(qū)時間。
[0025]本發(fā)明提供了一種全新的消除死區(qū)效應(yīng)的方法，該方法間接消除了死區(qū)效應(yīng)的影響，對死區(qū)效應(yīng)的消除更為準(zhǔn)確;消除了平均電壓補償法不夠精確的缺陷;與預(yù)測電流法相比，這種方法簡單，無需太多處理器運算性能，也無需高性能的ADC(模數(shù)變換器)，因此更加簡單、實用。
【附圖說明】
[0026]圖1:現(xiàn)有技術(shù)中三相電機電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2:三相電機中的死區(qū)效應(yīng)示意圖；
[0028]圖3:空間電壓矢量示意圖；
[0029]圖4:三相電機整體電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5:三相電機控制部分電路圖；
[0031]圖6:三相電機驅(qū)動部分電路圖；
[0032]圖7:F0C算法總體方框圖；
[0033]圖8:三相電路a相電路結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖9:正電流方向插入死區(qū)時間示意圖；
[0035]圖10:負電流方向插入死區(qū)時間示意圖；
【具體實施方式】
[0036]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其他方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。
[0037]實施例1:
[0038]本發(fā)明中電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法具體為，先進行電流方向的判斷即通過雙電阻測電流法，經(jīng)過ADC得到兩相電流，經(jīng)過如圖7，中FOC算法將采樣得到的兩相電流經(jīng)過Clarke(克拉克)變換得到ia和沾，再經(jīng)過Park(帕克)變換得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的id和iqdd和iq通過一個低通濾波器濾除高次諧波，最后得到的兩個電流值最終得到電流的極性。明確兩相電流的極性后即可計算出每一相的PWM脈寬。
[0039]首先我們對兩相電流中的各相電路進行分析。如圖4，理想情況下，Ql和Q2不會同一時間導(dǎo)通，但是由于導(dǎo)通管的開啟和關(guān)閉需要一定的時間，因此必須在Q1、Q2變化時插入幾個微秒的死區(qū)時間。在死區(qū)時間中，Ql和Q2都處于關(guān)斷狀態(tài)，這時如果有電流流過，必定是流經(jīng)上橋臂Ql中的二極管或下橋臂Q2的二極管。當(dāng)電流方向為正時，電流流過下橋臂的二極管，死區(qū)箝位電壓為-Udc/2，當(dāng)電流方向為負時，電流流過上橋臂的二極管，死區(qū)箝位電壓為Udc/2。非導(dǎo)通時間為(Tdt+Ton-Toff)，周期為T，假設(shè)某一時間的理想電壓為U，那么當(dāng)電流為正時，真正的電壓為U_(Tdt+Ton-Toff )/T*Udc，當(dāng)電流為負時，真正的電壓為U+(Tdt+Ton-Toff )/T*Udc。誤差電壓即為死區(qū)效應(yīng)的原因。
[0040]在本實施例的各相中，當(dāng)電流方向為正方向時，若導(dǎo)通管Ql打開，電流從電源流出，流經(jīng)導(dǎo)通管Q1，然后流向電機，若導(dǎo)通管Ql關(guān)閉時，電流通過導(dǎo)通管Q2的二極管，在這段時間內(nèi)，導(dǎo)通管Ql的開關(guān)可以通斷而對電機沒有影響；當(dāng)電流方向為負方向時，如果導(dǎo)通管Q2打開，電流從電源流出，再流經(jīng)導(dǎo)通管Q2，如果導(dǎo)通管Q2關(guān)閉了，電流流經(jīng)導(dǎo)通管Ql的二極管，在這段時間內(nèi)，導(dǎo)通管Ql的開關(guān)可以通斷而對電機沒有影響。因此根據(jù)電流方向的不同，控制上下橋臂的通斷即可。在每一個周期中，當(dāng)電流方向為正，上橋臂按照計算得到的時間進行控制，對下橋臂插入2個死區(qū)，見圖5;當(dāng)電流方向為負，下橋臂按照計算得到的時間進行控制，對上橋臂插入2個死區(qū)，見圖6。
[0041 ]如圖8、9、10所述a相中當(dāng)電流方向為正方向，導(dǎo)通管Ql關(guān)閉，電流通過Q2的二極管，導(dǎo)通管Ql的開關(guān)的開啟關(guān)閉對電機沒有影響，此時上橋臂按照計算得到的脈寬時間執(zhí)行通斷操作，在上橋臂不插入死區(qū)時間，在下橋臂插入2個死區(qū)時間，通過這一方法來避免死區(qū)效應(yīng)的產(chǎn)生。當(dāng)電流為負方向，導(dǎo)通管Q2關(guān)閉，電流流經(jīng)導(dǎo)通管Ql的二極管，在這段時間內(nèi)，導(dǎo)通管Q2的開關(guān)可以通斷而對電機沒有影響，此時下橋臂按照計算得到的脈寬時間執(zhí)行通斷操作，在下橋臂不插入死區(qū)時間，在上橋臂插入兩個死區(qū)時間。通過這種方法來避免死區(qū)效應(yīng)的產(chǎn)生。
[0042]所述b相中當(dāng)電流方向為正方向，導(dǎo)通管Q3關(guān)閉，電流通過Q4的二極管，導(dǎo)通管Q3的開關(guān)的開啟關(guān)閉對電機沒有影響，此時上橋臂按照計算得到的脈寬時間執(zhí)行通斷操作，在上橋臂不插入死區(qū)時間，在下橋臂插入2個死區(qū)時間，通過這一方法來避免死區(qū)效應(yīng)的產(chǎn)生。當(dāng)電流為負方向，導(dǎo)通管Q4關(guān)閉，電流流經(jīng)導(dǎo)通管Q3的二極管，在這段時間內(nèi)，導(dǎo)通管Q4的開關(guān)可以通斷而對電機沒有影響，此時下橋臂按照計算得到的脈寬時間執(zhí)行通斷操作，在下橋臂不插入死區(qū)時間，在上橋臂插入兩個死區(qū)時間。通過這種方法來避免死區(qū)效應(yīng)的產(chǎn)生。
[0043]所述c相中當(dāng)電流方向為正方向，導(dǎo)通管Q5關(guān)閉，電流通過Q6的二極管，導(dǎo)通管Q5的開關(guān)的開啟關(guān)閉對電機沒有影響，此時上橋臂按照計算得到的脈寬時間執(zhí)行通斷操作，在上橋臂不插入死區(qū)時間，在下橋臂插入2個死區(qū)時間，通過這一方法來避免死區(qū)效應(yīng)的產(chǎn)生。當(dāng)電流為負方向，導(dǎo)通管Q6關(guān)閉，電流流經(jīng)導(dǎo)通管Q5的二極管，在這段時間內(nèi)，導(dǎo)通管Q6的開關(guān)可以通斷而對電機沒有影響，此時下橋臂按照計算得到的脈寬時間執(zhí)行通斷操作，在下橋臂不插入死區(qū)時間，在上橋臂插入兩個死區(qū)時間。通過這種方法來避免死區(qū)效應(yīng)的產(chǎn)生。
[0044]這里的反饋電路分為兩個小的子反饋電路，其直接與ADC電路相連接，用于獲取反饋電流和轉(zhuǎn)子位置，再計算出當(dāng)前PWM的占空比，從而形成閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)，動態(tài)調(diào)節(jié)電壓矢量，使電機穩(wěn)定轉(zhuǎn)動。
[0045]本發(fā)明中還涉及一種具體的實現(xiàn)FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法的電機控制系統(tǒng)，總體結(jié)構(gòu)包括32位微控制器和電機驅(qū)動電路，其中32位微控制器包括32位CPU內(nèi)核、12bit精度ADC、串口UART、3組6路PWM、位置傳感器接口，其中ADC連接到電流反饋電路，PffM連接到三相逆變器，位置傳感器接口連接到電機中的位置傳感器。其中所述電機驅(qū)動電路反饋信息給微控制器，而微控制器通過PWM驅(qū)動來控制電機驅(qū)動電路。如圖5，控制系統(tǒng)以32位M⑶為主，共有3個作用:1、輸出6路PffM控制MOS管的導(dǎo)通與關(guān)閉；2、使用ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換)采樣三相中2相的反饋電流，同時獲取電機轉(zhuǎn)子位置，再通過如圖7，所述的FOC算法，計算出當(dāng)前電壓矢量，進而計算出PTOI的占空比動態(tài)調(diào)整電壓矢量，保證電機持續(xù)穩(wěn)定轉(zhuǎn)動;3、使用UART與電腦或其他終端通訊，接收終端的指令以及發(fā)送電機狀態(tài)給終端。
[0046]如圖6，電機驅(qū)動系統(tǒng)包括I個三相逆變器和電流反饋電路，這里的三相逆變器，根據(jù)控制部分的PWM來導(dǎo)通或關(guān)閉MOS管，形成三相交流電來驅(qū)動電機;所述三相逆變器包括6個P麗和六個二極MOS管組成a、b、c三相電路，所述a相電路包括Q1、Q2、P麗1H、P麗1L;所述b相電路包括Q3、Q4、PWM2H、PWM2L，其中PWM2H用于控制Q3的通斷，P麗2L用來控制Q4的通斷；所述c相電路包括Q5、Q6、PWM3H、PWM3L，其中P麗3H用于控制Q5的通斷，PWM3L用來控制Q6的通斷；
[0047]如圖8、9、10所述a相中當(dāng)電流方向為正方向，導(dǎo)通管Ql關(guān)閉，電流通過Q2的二極管，導(dǎo)通管Ql的開關(guān)的開啟關(guān)閉對電機沒有影響，此時在上橋臂按照計算得到的脈寬控制通斷時間，下橋臂插入2個死區(qū)時間，通過這一方法來避免死區(qū)效應(yīng)的產(chǎn)生。當(dāng)電流為負方向，導(dǎo)通管Q2關(guān)閉，電流流經(jīng)導(dǎo)通管Ql的二極管，在這段時間內(nèi)，導(dǎo)通管Q2的開關(guān)可以通斷而對電機沒有影響，此時在下橋臂按照計算得到的時間控制通道時間，在上橋臂插入2個死區(qū)時間，通過這種方法來避免死區(qū)效應(yīng)的產(chǎn)生。
[0048]所述b相中當(dāng)電流方向為正方向，導(dǎo)通管Q3關(guān)閉，電流通過Q4的二極管，導(dǎo)通管Q3的開關(guān)的開啟關(guān)閉對電機沒有影響，此時在上橋臂按照計算得到的脈寬控制通斷時間，下橋臂插入2個死區(qū)時間，通過這一方法來避免死區(qū)效應(yīng)的產(chǎn)生。當(dāng)電流為負方向，導(dǎo)通管Q4關(guān)閉，電流流經(jīng)導(dǎo)通管Q3的二極管，在這段時間內(nèi)，導(dǎo)通管Q4的開關(guān)可以通斷而對電機沒有影響，此時在下橋臂按照計算得到的時間控制通道時間，在上橋臂插入2個死區(qū)時間，通過這種方法來避免死區(qū)效應(yīng)的產(chǎn)生。
[0049]所述c相中當(dāng)電流方向為正方向，導(dǎo)通管Q5關(guān)閉，電流通過Q6的二極管，導(dǎo)通管Q5的開關(guān)的開啟關(guān)閉對電機沒有影響，此時在上橋臂按照計算得到的脈寬控制通斷時間，下橋臂插入2個死區(qū)時間，通過這一方法來避免死區(qū)效應(yīng)的產(chǎn)生。當(dāng)電流為負方向，導(dǎo)通管Q6關(guān)閉，電流流經(jīng)導(dǎo)通管Q5的二極管，在這段時間內(nèi)，導(dǎo)通管Q6的開關(guān)可以通斷而對電機沒有影響，此時在下橋臂按照計算得到的時間控制通道時間，在上橋臂插入2個死區(qū)時間，通過這種方法來避免死區(qū)效應(yīng)的產(chǎn)生。
[0050]這里的反饋電路分為兩個小的子反饋電路，其直接與ADC電路相連接，用于獲取反饋電流和轉(zhuǎn)子位置，再計算出當(dāng)前PWM的占空比，從而形成閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)，動態(tài)調(diào)節(jié)電壓矢量，使電機穩(wěn)定轉(zhuǎn)動。
[0051 ]本發(fā)明中a、b、c三相的電流方向與死區(qū)位置對應(yīng)關(guān)系如下:
[0052]對于a相，當(dāng)電流矢量位于O到V2、3V2到2JT時，在下橋臂插入2個死區(qū)；當(dāng)電流矢量位于V2到3 V2時，在上橋臂插入2個死區(qū)。
[0053]對于b相，當(dāng)電流矢量位于V6到7JT/6時，在下橋臂插入2個死區(qū)；當(dāng)電流矢量位于O至IJjt/6、7V6到2jt時，在上橋臂插入2個死區(qū)。
[0054]對于c相，電流矢量位于5JT/6到11V6時，在下橋臂插入2個死區(qū)；電流矢量位于O到5JT/6、I Ijt/6到2JT時，在上橋臂插入2個死區(qū)。
【主權(quán)項】
1.一種電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法，其特征在于:第一步:判斷a、b、c三相電流方向；第二步:根據(jù)a、b、c三相的電流方向的不同，在a、b、c三相的上橋臂或下橋臂分別插入2個死區(qū)時間；當(dāng)電流方向為正方向時，上橋臂按照計算得到的脈寬時間執(zhí)行通斷操作，在上橋臂不插入死區(qū)時間，在下橋臂插入兩個死區(qū)時間；當(dāng)電流方向為負方向時，下橋臂按照計算得到的脈寬時間執(zhí)行通斷操作，在下橋臂不插入死區(qū)時間，在上橋臂插入兩個死區(qū)時間。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法，其特征在于:所述第一步中判斷電流方向的方法為:(I)通過ADC采樣得到a、b、c電流；(2)經(jīng)過FOC算法得到id和iq; (3)經(jīng)過一個低通濾波器濾除高次諧波，獲得較為平緩的電流波形；(4)計算出矢量電流的角度，從而得到三相電流的正負方向。3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法，其特征在于:所述第二步中對于a相，電流矢量位于O到V2、3V2到2π時，在下橋臂插入2個死區(qū)時間。4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法，其特征在于:所述第二步中對于a相，電流矢量位于V2到3V2時，在上橋臂插入2個死區(qū)時間。5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法，其特征在于:所述第二步中對于b相，電流矢量位于V6到7V6時，在下橋臂插入2個死區(qū)時間。6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法，其特征在于:所述第二步中對于b相，電流矢量位于O到V6、7V6到2π時，在上橋臂插入2個死區(qū)時間。7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法，其特征在于:對于c相，電流矢量位于5 V6到11V6時，在下橋臂插入2個死區(qū)時間。8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法，其特征在于:對于c相，電流矢量位于O到5V6、11V6到2JT時，在上橋臂插入2個死區(qū)時間。9.根據(jù)權(quán)利要求3、5、7中任一所述的電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法，其特征在于:當(dāng)在下橋臂插入死區(qū)時間時，在低電平區(qū)域兩側(cè)各插入一個死區(qū)時間。10.根據(jù)權(quán)利要求4、6、8任一所述的電機FOC控制運算方法中死區(qū)效應(yīng)的消除方法，其特征在于:當(dāng)在上橋臂插入死區(qū)時間時，在高電平區(qū)域兩側(cè)各插入一個死區(qū)時間。
【文檔編號】H02P21/00GK105897098SQ201610421509
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月14日
【發(fā)明人】陳冬冬, 周毅, 賈金輝, 孫進軍
【申請人】蘇州微控智芯半導(dǎo)體科技有限公司