CN114448324B - 一种驱动器泵升电压抑制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明针对电机制动时产生大量能量，导致驱动器直流母线电压泵升的问题，提出了一种新型泵升电压抑制方法。将电机的转速误差e1和母线电线误差e2作为规则设计的输入量，根据制动精度和母线电压设计一种评价规则，得到一个控制量u，根据u的范围来确定K1、K2两个参数，通过这两个参数来调整SVPWM的控制，从而实现泵升电压的抑制。

Description

一种驱动器泵升电压抑制方法
技术领域
本发明属于电机控制领域。
背景技术
目前，交流伺服驱动器一般采用交-直-交的主电路设计方案。在电机过压、过流保护，或遇紧急情况突然刹车时，通常的做法是关闭所有开关管，电机绕组中的剩余能量会不可避免地回馈到母线电容上，造成母线电容电压升高。由于电机再生工况短时间能产生大量的回馈能量，若不及时将能量消耗将导致直流侧稳压电容的泵升电压过高，势必会使整个电机控制系统过压造成损害。尤其是当母线电容容量较小时，这种电压泵升的情况更加明显。
目前，交流伺服驱动器泵升制动能量主要靠制动电阻来泄放处理。能耗制动电路增加了驱动器的体积也增加了电路设计的复杂度。在现有的技术中会采用增大电容、采用四象变频器、增加制动电阻等方法来处理制动产生的能量。这些方法会大大增加设计成本，造成器件损坏，同时会影响整个产品的体积和重量。
发明内容
为解决快速制动时驱动器母线电压泵升带来的器件损害问题，本发明提供一种母线电压泵升抑制的方法。
本发明所述的母线电压泵升抑制方法，它包括以下步骤：
步骤一：根据制动时输入的转速误差和母线电压误差，制定相关评价规则；
步骤二：根据评价规则得到的控制量u，设定两个参数K1、K2，分别对应矢量作用时间的系数和插入零矢量的系数，建立u与K1、K2的相关函数，得到K1、K2的值。
本发明所述的泵升电压抑制方法，无需增加硬件设施，而是在SVPWM控制前改变矢量作用时间和零矢量插入个数；同时增加了转速误差和母线电压误差的反馈，在保证抑制泵升电压效果的同时兼顾制动效果。该方法通过软件的形式实现，易于修改和移植，能够减少驱动器体积和设计成本。
附图说明
图1是本发明的泵升抑制方法实现框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实现过程作进一步的解释说明。
本发明所述的泵升抑制方法实现框图见图1，包括以下步骤：
步骤一：根据制动时输入的转速误差和母线电压误差，制定相关评价规则；
优选的，步骤一中将电机的转速误差e1和母线电压误差e2分为划分为五个集合，控制量u分为五个集合。将转速误差e1划分为五个集合，负大、负小、零、正小、正大；母线电线误差e2划分为负大、负小、零、正小、正大；控制量u划分为负大、负小、零、正小、正大。其中e1的范围取[-a，a]，e2的范围取[-b，b]，u的范围取[-c，c]，a、b、c为正整数。制定规则为：
(1)若e1负大，则u负大；
(2)若e1负小，则u负小；
(3)若e1为零，则u为零；
(4)若e1正小，e2负大或者负小或者零或者正小，则u为正小；
(5)若e1正小，e2正大，则u为正大；
(6)若e1正大，e2负大或者负小或者零或者正小，则u为正小；
(7)若e1正大，e2正大，则u为正大；
根据制定的规则求出e与u对应的关系矩阵集合R，得到u＝e·R，最终解算出u的值。
步骤二：根据评价规则得到的控制量u，设定两个参数K1、K2，分别对应矢量作用时间的系数和插入零矢量的系数，建立u与K1、K2的相关函数，得到K1、K2的值。
优选的，步骤二中K1、K2可分别对应矢量作用时间的系数和插入零矢量的系数，当K1增大时对应SVPWM控制中的矢量作用时间增大；当K2增大时，对应SVPWM控制中的插入零矢量个数比例增加。当u<0时，K1＝1+u/c，K2＝1；当u为零时，K1＝1，K2＝1；当0<u<c/2时，K1＝1，K2＝1+u/c；当c/2≤u<c时，K1＝1+u/c，K2＝1+u/c。将求出的K1、K2系数作用于SVPWM的控制中去，实现泵升电压的抑制。

Claims (2)

1.一种驱动器泵升电压抑制方法，其特征在于：
步骤一：根据制动时输入的转速误差e1和母线电压误差e2，将两个误差以及控制量u分别划分为负大、负小、零、正小、正大五个集合；设定矩阵集合R，集合R为e与u对应的关系矩阵，根据u＝e·R解算出u的值；
步骤二：根据评价规则得到的控制量u，设定两个参数K1、K2，分别对应矢量作用时间的系数和插入零矢量的个数，建立u与K1、K2的相关函数，得到K1、K2的值；当K1增大时对应SVPWM控制中的矢量作用时间增大；当K2增大时，对应SVPWM控制中的插入零矢量个数比例增加；当u<0时，K1＝1+u/c，K2＝1；当u为零时，K1＝1，K2＝1；当0<u<c/2时，K1＝1，K2＝1+u/c；当c/2≤u<c时，K1＝1+u/c，K2＝1+u/c。
2.根据权利要求1所述的一种驱动器泵升电压抑制方法，其特征在于：
所述步骤一中制定评价规则是根据输入的转速误差和母线电压误差，将转速误差e1划分为五个集合，分别为负大、负小、零、正小、正大；母线电线误差e2划分为五个集合，分别为负大、负小、零、正小、正大；控制量u划分为五个集合，分别为负大、负小、零、正小、正大；其中e1的范围取[-a，a]，e2的范围取[-b，b]，u的范围取[-c，c]，其中a、b、c为正整数；根据控制精度要求和电压限幅要求设定规则，求得u的结果。
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