低噪音的单电阻采样方法、装置及三相电机与流程

本发明涉及电流采样，具体而言，涉及一种低噪音的单电阻采样方法、装置及三相电机。

背景技术：

1、随着控制器成本降低，单电阻采样逐步成为永磁同步电机等三相电机主流的相电流检测技术。单电阻采样使用分时采样，在一个pwm（pulse-width modulation，脉宽调制）周期中采样两次以重构三相电流。

2、由于在扇区更迭区和低速区（统称非观测区）的采样时间窗口小于电流采样时间，单电阻采样方法在上述区域无法采样。传统解决方式是通过移相来创造足够的采样时间，即对pwm控制信号进行移相从而预留出足够宽的采样时间。

3、但是上述移相方式会使pwm控制信号不对称而引入电流谐波，导致电机控制不稳，运行时出现噪音。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明实施例提供一种低噪音的单电阻采样方法，应用于三相电机，所述方法包括：在第一pwm周期内根据所述第一pwm周期的采样电流计算第二pwm周期的有效矢量的作用时间；所述第二pwm周期为与所述第一pwm周期相邻的下一周期；根据所述有效矢量的作用时间判断是否满足电流采样时间要求；若不满足，则在所述第二pwm周期的开始阶段插入预设的采样零矢量；所述采样零矢量的作用时间满足所述电流采样时间要求，且所述采样零矢量的矢量和为零；在所述采样零矢量作用期间进行电流采样，以及在所述采样零矢量结束后继续输出所述第二pwm周期的有效矢量。

2、本发明实施例在有效矢量的作用时间不满足电流采样时间要求的情况下，可以在第二pwm周期的开始阶段插入预设的采样零矢量，该采样零矢量既可以满足电流采样时间要求又以矢量和为零而不影响有效矢量的对称性，实现对非观测区的电流采样，避免了现有移相方法造成的pwm控制信号不对称而引入的谐波，基于插入采样零矢量的pwm控制信号控制三相电机，运行稳定且噪音小。

3、可选地，所述采样零矢量包括a相矢量、b相矢量及c相矢量，分别插入所述第二pwm周期的a相信号、b相信号及c相信号中；所述a相矢量与所述b相矢量对应的输出电流时间大于电流采样所需时间；以及，所述b相矢量与所述c相矢量对应的输出电流时间大于电流采样所需时间。

4、本发明实施例提供了具体的采样零矢量的设置方式，其作用时间满足电流采样时间要求，且采样零矢量的矢量和为零。

5、可选地，所述a相矢量、所述b相矢量及所述c相矢量对应的占空比均相等。

6、可选地，所述a相矢量、所述b相矢量及所述c相矢量的持续时间均相等。

7、本发明实施例提供了两种可行的调整参数：占空比及高电平持续时间，进行采样零矢量的的插入，可以满足采样零矢量的矢量和为零的限制。

8、可选地，输出所述a相矢量、所述b相矢量及所述c相矢量所需开关元件的开关次数均小于阈值。

9、本发明实施例中采样零矢量在切换时开关元件的开关次数尽量少，减小开关元件的开关损耗。

10、可选地，所述根据所述有效矢量的作用时间判断是否满足电流采样时间要求，包括：若所述第二pwm周期的a相信号的高电平起始时刻最小、b相信号的高电平起始时刻居中、c相信号的高电平起始时刻最大，则在所述a相信号与所述b相信号的高电平起始时刻差值大于电流采样所需时间，且所述b相信号与所述c相信号的高电平起始时刻差值大于电流采样所需时间的情况下，确定所述有效矢量的作用时间满足电流采样时间要求。

11、本发明实施例中以第二pwm周期的三相信号的高电平起始时刻差值为依据进行是否满足电流采样时间要求的判断，可以区分第二pwm周期是否进入非观测区，以适应性执行采样零矢量插入。

12、可选地，所述方法还包括：若满足电流采样时间要求，则输出所述第二pwm周期的有效矢量。

13、本发明实施例中若满足电流采样时间要求，无需进行适量插入，可以继续正常输出第二pwm周期的有效矢量。

14、可选地，所述方法还包括：根据电流采样得到的两相电流，计算得到第三相电流。

15、本发明实施例中通过电机三相电流间的关系，可以计算出第三相电流，进而完成电流重构。

16、本发明实施例提供一种低噪音的单电阻采样装置，应用于三相电机，所述装置包括：计算模块，用于在第一pwm周期内根据所述第一pwm周期的采样电流计算第二pwm周期的有效矢量的作用时间；所述第二pwm周期为与所述第一pwm周期相邻的下一周期；判断模块，用于根据所述有效矢量的作用时间判断是否满足电流采样时间要求；矢量插入模块，用于若不满足，则在所述第二pwm周期的开始阶段插入预设的采样零矢量；所述采样零矢量的作用时间满足所述电流采样时间要求，且所述采样零矢量的矢量和为零；采样模块，用于在所述采样零矢量作用期间进行电流采样，以及在所述采样零矢量结束后继续输出所述第二pwm周期的有效矢量。

17、本发明实施例提供一种三相电机，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现上述低噪音的单电阻采样方法。

18、本发明的低噪音的单电阻采样装置、三相电机，可以与上述低噪音的单电阻采样方法达到相同的技术效果。

技术特征：

1.一种低噪音的单电阻采样方法，其特征在于，应用于三相电机，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采样零矢量包括a相矢量、b相矢量及c相矢量，分别插入所述第二pwm周期的a相信号、b相信号及c相信号中；

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述a相矢量、所述b相矢量及所述c相矢量对应的占空比均相等。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述a相矢量、所述b相矢量及所述c相矢量的持续时间均相等。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，输出所述a相矢量、所述b相矢量及所述c相矢量所需开关元件的开关次数均小于阈值。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述有效矢量的作用时间判断是否满足电流采样时间要求，包括：

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.一种低噪音的单电阻采样装置，其特征在于，应用于三相电机，所述装置包括：

10.一种三相电机，其特征在于，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如权利要求1-8任一项所述的方法。

技术总结本发明提供了一种低噪音的单电阻采样方法、装置及三相电机，涉及电流采样技术领域，该方法包括：在第一PWM周期内根据第一PWM周期的采样电流计算第二PWM周期的有效矢量的作用时间；根据有效矢量的作用时间判断是否满足电流采样时间要求；若不满足，则在第二PWM周期的开始阶段插入预设的采样零矢量；该采样零矢量的作用时间满足电流采样时间要求，且采样零矢量的矢量和为零；在采样零矢量作用期间进行电流采样，以及在采样零矢量结束后继续输出第二PWM周期的有效矢量。本发明实施例避免了现有移相方法造成的PWM控制信号不对称而引入的谐波，基于插入采样零矢量的PWM控制信号控制三相电机，运行稳定且噪音小。技术研发人员：邹子明受保护的技术使用者：宁波奥克斯电气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2