一种单母线电流检测方法、装置、电机控制器及存储介质制造方法及图纸

本申请适用于电机技术领域，提供一种单母线电流检测方法、装置、电机控制器及存储介质，在半载波周期内，基于abc相比较值按照数值降序后获得uvw相比较值，根据uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向，确定母线电流的最小采样时刻和最小有效矢量持续时间，在最小采样时刻采样母线电流并持续最小有效矢量持续时间，通过在进行单母线电流检测时，考虑电流的流向与死区效应对母线电流变化的影响，进而优化计算出母线电流的最小采样时刻和最小有效矢量持续时间，可以在保证母线电流采样准确性的基础上动态优化最小有效矢量持续时间，降低电流谐波。波。波。

【技术实现步骤摘要】
一种单母线电流检测方法、装置、电机控制器及存储介质


[0001]本申请属于电机
，尤其涉及一种单母线电流检测方法、装置、电机控制器及存储介质。

技术介绍

[0002]单母线电流检测技术是一种降低电流传感器成本的技术。单母线电流检测仅仅通过检测电机控制器中直流母线上的母线电流大小，并根据逆变器的三相桥臂的开关管的开关状态确定母线电流与电机的相电流的相关关系，进而估计出电机的相电流大小。单母线电流检测方法仅需要一个电流传感器，成本大幅降低，因此广泛应用于如空调的压缩机、风机、洗衣机的电机等成本敏感行业。
[0003]单母线电流检测方法存在固有缺陷，即仅当施加至电机的电压矢量为有效电压矢量时才能将母线上的电流与电机的相电流进行对应。电机相电流的重构过程中，需要连续采集两次母线电流，以转换成两相电流并推算出第三相电流。在空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)方法中，母线电流检测可以在SVPWM的两个有效电压矢量的持续时间内采样，进而推算出当前载波周期内的相电流大小。
[0004]不同电压矢量间的切换决定了开关管的开关动作的变化。由于硬件电路的杂散参数的影响，母线电流在电压矢量切换阶段将产生一段时间内的振荡。如果母线电流检测发生于振荡期间，将影响母线电流检测的准确性。为了提高母线电流检测准确性，需要在开关动作发生后延时一段时间，待电流振荡消失后再进行母线电流采样动作。母线电流采样所需的延时操作对有效矢量的持续时间提出了要求。在电机运行过程中，有效电压矢量的持续时间可能小于母线电流采样所需的延时时间，该情况通常定义为采样盲区。
[0005]现有技术中通过调节用于驱动三相桥臂的开关管的PWM信号的占空比或比较值，使有效电压矢量不存在低于最小有效矢量持续时间的情况。为了满足采样需求而引入的比较值调节将引入额外的电压谐波，从而引起额外的电流谐波。
[0006]除电流振荡时间外，逆变器的死区效应也是影响最小有效矢量持续时间的重要因素之一。最小有效矢量持续时间的设置通常需要考虑死区效应影响，体现在最小有效矢量持续时间需要叠加死区时间。但是，现有技术中，仅考虑PWM信号的波形对死区效应的影响，忽略了其他因素，影响了单母线电流检测的准确度。

技术实现思路

[0007]本申请实施例提供了一种单母线电流检测方法、装置、电机控制器及存储介质，旨在解决现有技术中，仅考虑PWM信号的波形对死区效应的影响，忽略了其他因素，影响了单母线电流检测的准确度的问题。
[0008]本申请实施例的第一方面提供一种单母线电流检测方法，包括：
[0009]在半载波周期内，根据uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向，确定母线电流的最小采样时刻和最小有效矢量持续时间，uvw相比较值由abc相比较值按照数值降序后获得；
[0010]在最小采样时刻采样母线电流并持续最小有效矢量持续时间。
[0011]本申请实施例的第二方面提供一种单母线电流检测装置，包括：
[0012]时间确定单元，用于在半载波周期内，根据uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向，确定母线电流的最小采样时刻和最小有效矢量持续时间，uvw相比较值由abc相比较值按照数值降序后获得；
[0013]电流采样单元，用于在最小采样时刻采样母线电流并持续最小有效矢量持续时间。
[0014]本申请实施例的第三方面提供一种电机控制器，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本申请实施例的第一方面所述单母线电流检测方法的步骤。
[0015]本申请实施例的第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本申请实施例的第一方面所述单母线电流检测方法的步骤。
[0016]本申请实施例的第一方面提供的单母线电流检测方法，在半载波周期内，基于abc相比较值按照数值降序后获得uvw相比较值，根据uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向，确定母线电流的最小采样时刻和最小有效矢量持续时间，在最小采样时刻采样母线电流并持续最小有效矢量持续时间，通过在进行单母线电流检测时，考虑电流的流向与死区效应对母线电流变化的影响，进而优化计算出母线电流的最小采样时刻和最小有效矢量持续时间，可以在保证母线电流采样准确性的基础上动态优化最小有效矢量持续时间，降低电流谐波。
[0017]可以理解的是，上述第二方面至第四方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本申请实施例提供的电机控制器的结构示意图；
[0020]图2是本申请实施例提供的目标电压矢量在空间矢量平面的六个扇区内的三相比较值的计算公式表；
[0021]图3是本申请实施例提供的半载波周期内的三角载波、PWM信号的PWM波形和母线电流的示意图；
[0022]图4是本申请实施例提供的应用于单母线电流检测方法的相序映射方法；
[0023]图5是本申请实施例提供的重新定义abc相序之后，半载波周期内的三角载波、PWM信号的波形和母线电流的示意图；
[0024]图6是本申请实施例提供的母线电流的变化情况示意图；
[0025]图7是本申请实施例提供的载波下降沿周期的第一种死区产生方式示意图；
[0026]图8是本申请实施例提供的载波下降沿周期的第二种死区产生方式示意图；
[0027]图9是本申请实施例提供的第一种死区生成方式下，母线电流的变化情况示意图；
[0028]图10是本申请实施例提供的单母线电流检测方法的第一种流程示意图；
[0029]图11是本申请实施例提供的单母线电流检测方法的第二种流程示意图；
[0030]图12是本申请实施例提供的单母线电流检测装置的结构示意图；
[0031]图13是本申请实施例提供的电机控制器的结构示意图。
具体实施方式
[0032]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0033]应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0034本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单母线电流检测方法，其特征在于，包括：在半载波周期内，根据uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向，确定母线电流的最小采样时刻和最小有效矢量持续时间，uvw相比较值由abc相比较值按照数值降序后获得；在最小采样时刻采样母线电流并持续最小有效矢量持续时间。2.如权利要求1所述的单母线电流检测方法，其特征在于，所述根据uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向，确定母线电流的最小采样时刻和最小有效矢量持续时间，包括：根据uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向，确定母线电流变化时刻和最小采样延时；根据母线电流变化时刻和最小采样延时，确定最小采样时刻；根据最小采样延时，确定最小有效矢量持续时间。3.如权利要求2所述的单母线电流检测方法，其特征在于，所述半载波周期为下降沿周期；若uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向分别为正向、负向、负向，则最小采样延时计算公式为：Tsd1＝Ton+Tst，Tsd2＝Toff+Tst；最小采样时刻计算公式为：Tad1＝Tu+Tsd1，Tad2＝Tv
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Tdd+Tsd2；最小有效矢量持续时间计算公式为：Tmin1＝Tsd1+Th+Tdd，Tmin2＝Tsd2+Th；若uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向分别为正向、正向、负向，则最小采样延时计算公式为：Tsd1＝Ton+Tst，Tsd2＝Ton+Tst；最小采样时刻计算公式为：Tad1＝Tu+Tsd1，Tad2＝Tv+Tsd2；最小有效矢量持续时间计算公式为：Tmin1＝Tsd1+Th，Tmin2＝Tsd2+Th+Tdd；若uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向分别为负向、正向、负向，则最小采样延时计算公式为：Tsd1＝Toff+Tst，Tsd2＝Ton+Tst；最小采样时刻计算公式为：Tad1＝Tu
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Tdd+Tsd1，Tad2＝Tv+Tsd2；最小有效矢量持续时间计算公式为：Tmin1＝Tsd1+Th
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Tdd，Tmin2＝Tsd2+Th+Tdd；若uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向分别为负向、正向、正向，则最小采样延时计算公式为：Tsd1＝Toff+Tst，Tsd2＝Ton+Tst；最小采样时刻计算公式为：Tad1＝Tu
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Tdd+Tsd1，Tad2＝Tv+Tsd2；最小有效矢量持续时间计算公式为：Tmin1＝Tsd1+Th
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Tdd，Tmin2＝Tsd2+Th；若uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向分别为负向、负向、正向，则最小采样延时计算公式为：Tsd1＝Toff+Tst，Tsd2＝Toff+Tst；最小采样时刻计算公式为：Tad1＝Tu
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Tdd+Tsd1，Tad2＝Tv
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Tdd+Tsd2；最小有效矢量持续时间计算公式为：Tmin1＝Tsd1+Th，Tmin2＝Tsd2+Th
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Tdd；若uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向分别为正向、负向、正向，则最小采样延时计算公式为：Tsd1＝Ton+Tst，Tsd2＝Toff+Tst；最小采样时刻计算公式为：Tad1＝Tu+Tsd1，Tad2＝Tv
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Tdd+Tsd2；最小有效矢量持续时间计算公式为：Tmin1＝Tsd1+Th+Tdd，Tmin2＝Tsd2+Th
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Tdd；其中，Tsd1和Tsd2表示最小采样延时，Ton表示开通延时，Toff表示关断延时，Tst表示振荡时间，Tad1和Tad2表示最小采样时刻，Tu、Tv和Tw表示uvw相比较值时刻，Tmin1表示与最小采样时刻Tad1对应的最小有效矢量持续时间，Tmin2表示与最小采样时刻Tad2对应的最小有效矢量持续时间，Th表示采样过程时间，Tdd表示死区时间。
4.如权利要求2所述的单母线电流检测方法，其特征在于，所述半载波周期为下降沿周期；若uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向分别为正向、负向、负向，则最小采样延时计算公式为：Tsd1＝Ton+Tst，Tsd2＝Toff+Tst；最小采样时刻计算公式为：Tad1＝Tu+Tdd+Tsd1，Tad2＝Tv+Tsd2；最小有效矢量持续时间计算公式为：Tmin1＝Tsd1+Th+Tdd，Tmin2＝Tsd2+Th；若uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向分别为正向、正向、负向，则最小采样延时计算公式为：Tsd1＝Ton+Tst，Tsd2＝Ton+Tst；最小采样时刻计算公式为：Tad1＝Tu+Tdd+Tsd1，Tad2＝Tv+Tdd+Tsd2；最小有效矢量持续时间计算公式为：Tmin1＝Tsd1+Th，Tmin2＝Tsd2+Th+Tdd；若uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向分别为负向、正向、负向，则最小采样延时计算公式为：Tsd1＝Toff+Tst，Tsd2＝Ton+Tst；最小采样时刻计算公式为：Tad1＝Tu+Tsd1，Tad2＝Tv+Tdd+Tsd2；最小有效矢量持续时间计算公式为：Tmin1＝Tsd1+Th
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Tdd，Tmin2＝Tsd2+Th+Tdd；若uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向分别为负向、正向、正向，则最小采样延时计算公式为：Tsd1＝Toff+Tst，Tsd2＝Ton+Tst；最小采样时刻计算公式为：Tad1＝Tu+Tsd1，Tad2＝Tv+Tdd+Tsd2；最小有效矢量持续时间计算公式为：Tmin1＝Tsd1+Th
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Tdd，Tmin2＝Tsd2+Th；若uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向分别为负向、负向、正向，则最小采样延时计算公式为：Tsd1＝Toff+Tst，Tsd2＝Toff+Tst；最小采样时刻计算公式为：Tad1＝Tu+Tsd1，Tad2＝Tv+Tsd2；最小有效矢量持续时间计算公式为：Tmin1＝Tsd1+Th，Tmin2＝Tsd2+Th
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Tdd；若uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向分别为正向、负向、正向，则最小采样延时计算为：Tsd1＝Ton+Tst，Tsd2＝Toff+Tst；最小采样时刻计算为：Tad1＝Tu+Tsd1+Tdd，Tad2＝Tv+Tsd2；最小有效矢量持续时间计算公式为：Tmin1＝Tsd1+Th+Tdd，Tmin2＝Tsd2+Th
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Tdd；其中，Tsd1和Tsd2表示最小采样延时，Ton表示开通延时，Toff表示关断延时，Tst表示振荡时间，Tad1和Tad2表示最小采样时刻，Tu、Tv和Tw表示uvw相比较值时刻，Tmin1表示与最小采样时刻Tad1对应的最小有效矢量持续时间，Tmin2表示与最小采样时刻Tad2对应的最小有效矢量持续时间，Th表示采样过程时间，Tdd表示死区时间。5.如权利要求2所述的单母线电流检测方法，其特征在于，所述半载波周期为上升沿周期；若uvw相比较值时刻的uvw相电流的流向分别为正向、负向、负向，则最小采样延时计算公式为：Tsd1＝Ton+Tst，Tsd2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊桦，洪伟鸿，王豪浩，周超，钟明胜，
申请(专利权)人：广东美的暖通设备有限公司，
类型：发明
国别省市：