導讀：本期文章主要介紹電機控制中的電壓重構。重構的電壓用于磁鏈估計等模塊必須的輸入，對整體控制而言，顯得尤為重要。

一、引言

一般情況下，在實際應用中不用電壓霍爾采樣電壓，而是直接利用電流內環的調節器輸出，通過坐標變換得出電機的相電壓，或者通過PWM波占空比和母線電壓來估算相電壓。估算電壓代替采樣電壓，一方面取消了電壓采樣電路和電壓霍爾，降低了硬件成本；另一方面避免了低速時電壓過低并受干擾影響造成的采樣電壓不準確，影響低速控制性能；另外避免了電壓采樣電路和電壓霍爾的硬件故障的影響，提高了系統的穩定性。但是估算電壓存在估計準確性問題，如果單純地只通過每相在各個時刻的PWM波占空比和母線電壓來估算得到的各相當前時刻的端電壓，其幅值和相位與真實值存在較大誤差。造成誤差的主要原因有：

1、死區的影響：

為了避免逆變器上下橋臂同時導通，設定了死區時間，造成了PWM波占空比發生變化；

2、IGBT導通和關斷延遲影響：

IGBT硬件本身的開通延遲和關斷延遲造成了PWM波占空比發生變化；

3、管壓降影響：

IGBT導通管壓降和續流二極管管壓降造成了PWM波幅值發生變化。

二、分清端電壓、相電壓、線電壓

圖2-1 三相逆變橋與電機連接示意圖

三、相電壓估算

?3.2 仿真驗證分析

圖3-1 電壓重構仿真系統

圖3-2 三相端電壓的仿真波形

圖3-3 三相相電壓的仿真波形

由圖3-2和圖3-3可知，三相端電壓為馬鞍波，三相相電壓為正弦波。

四、總結

4.1 為什么要進行電壓重構

三相感應電機的磁場定向是矢量控制FOC的關鍵問題，只有準確地觀測和運算出轉子磁鏈的位置和幅值，才能將定子電流變換到沿轉子磁場定向的旋轉坐標系上，從而實現對轉子磁鏈的矢量控制。

在進行轉子磁鏈觀測和電機轉速估計時，都需要用到輸出電壓，由于電壓傳感器元件成本高，因此大多采用直流母線電壓和開關管狀態重構輸出電壓技術。但是由于死區時間和開關管非線性因素的影響，從而導致輸出電壓估計不準。