一种检测相电流的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种检测相电流的方法及装置，根据可测量的线电流和当前电流流向(也即当前的导通状态)实时计算电机内部每相相电流。采用基于精确离散数学模型的算法，当前采样时刻的任一相相电流计算都是基于前一采样时刻相电流和当前采样时刻的线电流，可以有效地提高相电流计算的精度。结合软件线电流采量和电机驱动来实现电机实时相电流计算，通过电机动态过程推导出的计算模型，更好的可以还原电机在换相时电流的动态变化过程。电机在换相时电流的动态变化过程。电机在换相时电流的动态变化过程。

【技术实现步骤摘要】
一种检测相电流的方法及装置


[0001]本专利技术属于电机控制
，特别涉及一种检测相电流的方法及装置。

技术介绍

[0002]图1为无刷直流电机驱动端的电气连接示意图，驱动段由3相6桥臂开关电路组成，通过U/V/W三相与负载连接。通常，通过在相线侧安装电流检测装置可以获取流入或流出电机的三相线电流iu、iv和iw。图2为无刷直流电机作为负载在星型连接下内部定子侧等效电路示意图。图3为无刷直流电机作为负载在三角型连接下内部定子侧等效电路示意图。由于无刷直流电机为感性负载，其每相可等效成电阻和电感的RL串联式电路。在较多的应用场合，如电机热模型计算、电机扭矩估算和电机运行状态合理性诊断中，需要获取电机各相电流值。在星型连接方式下电机电流流向如图2所示，此时电机三相相电流等于三相线电流，通过采集三相线电流即可推得三相相电流值，即：
[0003][0004]在三角形连接方式下电机电流流向如图3所示，此时三相线电流与三相相电流按照不同的电机驱动模式存在不同的数学关系。三相驱动模式下(正弦波调制)，线电流等于相电流的倍。两相驱动模式下(方波调制)，根据基尔霍夫定律，将电路做分压电路处理，可得：
[0005]若U相和V相导通，则有：
[0006][0007]若U相和W相导通，则有：
[0008][0009]若V相和W相导通，则有：
[0010][0011]上述的数学关系只能在稳态和磁路饱和情况下成立，由于电机为感性负载，在电机换相导通的瞬态过程中，因续流或开关管开关造成电流存在波动，此时的相线电流关系不能由上述公式获得。因此，三角形连接的电机常规的相线电流关系只在稳态下适用。然
而，在实际应用时任何基于相电流计算的应用场景需要考虑瞬态阶段，利用传统的技术方案会存在如下不足：首先是三角形连接的电机无法在电机内部每相上安置电流采集装置，因此无法直接测量电机每相相电流。此外，采用线电流重构相电流的方法，基于稳态方程推导出的计算公式存在理论上的误差，特别是在换相期间。
[0012]因此，需要一种精度更高的检测相电流的方法。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的在于提供一种检测相电流的方法及装置，用于解决现有技术中由于无法直接测量相电流和计算的相电流误差较大等问题。
[0014]为了解决上述技术问题，本专利技术的第一方面提出一种检测相电流的方法，应用于三角形接法的电机，所述电机包括U相、V相以及W相，所述U相、所述V相以及所述W相上均连接有一采集部件用于按照Δt周期性的采集线电流大小，包括如下步骤：
[0015]S1：每个所述采集部件分别采集t时刻对应的所述U相、所述V相以及所述W相的实时线电流大小；
[0016]S2：利用所述实时线电流得到所述电机的导通模式；
[0017]S3：根据得到的所述导通模式，利用前一周期t-Δt时刻的相电流、前一周期t-Δt时刻的线电流以及所述实时线电流得到当前时刻的实时相电流，其中t≥Δt。
[0018]可选的，所述U相、所述V相以及所述W相的实时线电流大小分别为i
u
、i
v
以及i
w
，所述S2包括：
[0019]当所述i
u
>0，所述i
v
>0以及所述i
w
＝0时，则所述电机的导通模式为UV导通模式；
[0020]当所述i
u
>0，所述i
v
＝0以及所述i
w
>0时，则所述电机的导通模式为UW导通模式；
[0021]当所述i
u
＝0，所述i
v
>0以及所述i
w
>0时，则所述电机的导通模式为VW导通模式。
[0022]可选的，所述电机内部定子侧的等效电路为一三角形电路，在三角形的每个边上均串联有一大小相等的电阻以及电感，所述电阻大小为R，所述电感大小为L；
[0023]三角形的三个顶点分别连接所述U相、所述V相以及所述W相，所述等效电路的三个侧边分别为第一侧边、第二侧边以及第三侧边，流过所述第一侧边、所述第二侧边以及所述第三侧边的电流为相电流，所述第一侧边、所述第二侧边以及所述第三侧边的电流分别为i
uw
、i
uv
以及i
wv
。
[0024]可选的，所述S3包括：
[0025]当所述电机的导通模式为UV导通模式时，所述i
uw
的计算公式为：
[0026][0027]所述i
uv
的计算公式为：
[0028]i
uv
＝i
u-i
uw
[0029]所述i
wv
的计算公式为：
[0030][0031]其中，i
u1
为所述U相的前一周期t-Δt时刻线电流，i
uw1
为所述第一侧边的前一周期
t-Δt时刻相电流。
[0032]可选的，所述S3还包括：
[0033]当所述电机的导通模式为VW导通模式时，所述i
uw
的计算公式为：
[0034][0035]所述i
uv
的计算公式为：
[0036][0037]所述i
wv
的计算公式为：
[0038][0039]其中，i
v1
为所述V相的前一周期t-Δt时刻线电流，i
uv1
为所述第二侧边的前一周期t-Δt时刻相电流。
[0040]可选的，所述S3还包括：
[0041]当所述电机的导通模式为UW导通模式时，所述i
uw
的计算公式为：
[0042]i
uw
＝i
u-i
uv
[0043]所述i
uv
的计算公式为：
[0044][0045]所述i
wv
的计算公式为：
[0046]i
wv
＝-i
v
+i
uw
。
[0047]可选的，所述采集部件按照采样频率分别采集对应的所述U相、所述V相以及所述W相的线电流大小，所述采样频率等于所述电机的控制信号载波频率的整数倍。
[0048]可选的，所述采集部件为电流传感器。
[0049]可选的，所述电机为无刷直流电机，或永磁同步电机。
[0050]本专利技术的第二方面，提出一种检测相电流的装置，采用如上述特征中中任一所述的一种检测相电流的方法。
[0051]本专利技术提出一种检测相电流的方法及装置，根据可测量的线电流和当前电流流向(也即当前的导通状态)实时计算电机内部每相相电流。采用基于精确离散数学模型的算法，当前采样时刻的任一相相电流计算都是基于前一采样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测相电流的方法，应用于三角形接法的电机，其特征在于，所述电机包括U相、V相以及W相，所述U相、所述V相以及所述W相上均连接有一采集部件用于按照Δt周期性的采集线电流大小，包括如下步骤：S1：每个所述采集部件分别采集t时刻对应的所述U相、所述V相以及所述W相的实时线电流大小；S2：利用所述实时线电流得到所述电机的导通模式；S3：根据得到的所述导通模式，利用前一周期t-Δt时刻的相电流、前一周期t-Δt时刻的线电流以及所述实时线电流得到当前时刻的实时相电流，其中t≥Δt。2.如权利要求1所述的一种检测相电流的方法，其特征在于，所述U相、所述V相以及所述W相的实时线电流大小分别为i
u
、i
v
以及i
w
，所述S2包括：当所述i
u
>0，所述i
v
>0以及所述i
w
＝0时，则所述电机的导通模式为UV导通模式；当所述i
u
>0，所述i
v
＝0以及所述i
w
>0时，则所述电机的导通模式为UW导通模式；当所述i
u
＝0，所述i
v
>0以及所述i
w
>0时，则所述电机的导通模式为VW导通模式。3.如权利要求2所述的一种检测相电流的方法，其特征在于，所述电机内部定子侧的等效电路为一三角形电路，在三角形的每个边上均串联有一大小相等的电阻以及电感，所述电阻大小为R，所述电感大小为L；三角形的三个顶点分别连接所述U相、所述V相以及所述W相，所述等效电路的三个侧边分别为第一侧边、第二侧边以及第三侧边，流过所述第一侧边、所述第二侧边以及所述第三侧边的电流为相电流，所述第一侧边、所述第二侧边以及所述第三侧边的电流分别为i
uw
、i
uv
以及i
wv
。4.如权利要求3所述的一种检测相电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张毅鸣，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：