CN104579082A - 单电阻采样时间补偿方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单电阻采样时间补偿方法。该方法包括如下步骤：分别计算Ta+(Tb-Ta)/2=T1、Ton+Ts=T2和Tb+(Tc-Tb)/2=T3；判断所述T1是否大于所述T2，得出第一判断结果并根据所述第一判断结果确定第一采样点；判断所述T3是否大于所述T2，得出第二判断结果并根据所述第二判断结果确定第二采样点。本发明还提供了基于同一发明构思的单电阻采样时间补偿系统。本发明的单电阻采样时间补偿方法和系统，通过时间补偿方法实现单电阻电流采样，使得算法简单，克服了传统方法中算法复杂的问题；通过此方法获得的第一采样点和第二采样点，使得采样到精确的电流值，保证了采样精度。

Description

单电阻采样时间补偿方法和系统

技术领域

本发明涉及单电阻采样技术领域，特别是涉及一种单电阻采样时间补偿方法和系统。

背景技术

电流采样对电机的矢量控制非常重要。单电阻采样需要在一个采样电阻上实现合适的时刻采样两次，得到两相电流，从而通过电流重构方法得到第三相电流。由于单电阻采样时间很难准确，所以传统的方案是在产生采样中断后进行采样，而后加入电流纹波补偿。但是该方案算法复杂，需要针对每一个扇区进行补偿。

发明内容

基于此，有必要针对传统的单电阻采样补偿方案算法复杂的问题，提供一种算法简单的单电阻采样时间补偿方法和系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种单电阻采样时间补偿方法，通过变频三相逆变电路母线上设置的采样电阻采集母线电流，包括如下步骤：

分别计算Ta+(Tb-Ta)/2=T1、Ton+Ts=T2和Tb+(Tc-Tb)/2=T3；

判断所述T1是否大于所述T2，得出第一判断结果，并根据所述第一判断结果确定第一采样点；

判断所述T2是否大于所述T3，得出第二判断结果，并根据所述第二判断结果确定第二采样点；

其中，所述Ta为U、V、W三相发出占空比控制信号的时间最小值；

所述Tb为U、V、W三相发出占空比控制信号的时间中间值；

所述Tc为U、V、W三相发出占空比控制信号的时间最大值；

所述Ton为开关管开通时间，所述Ts为开关管稳定时间。

在其中一个实施例中，还包括如下步骤：

获取Ta、Tb和Tc，并根据所述变频三相逆变电路中开关管的数据手册预设Ton和Ts；

其中，Ton=Td+Tr，Td为开通延时，Tr为电流上升时间。

在其中一个实施例中，所述第一判断结果为是时，所述第一采样点为T1；

所述第一判断结果为是时，所述第一采样点为Ta+T2。

在其中一个实施例中，所述第二判断结果为是时，所述第二采样点为T3；所述第二判断结果为否时，所述第二采样点为Tb+T2。

本发明还提供了基于同一发明构思的一种单电阻采样时间补偿系统，包括运算模块、第一判断模块和第二判断模块；

所述运算模块用于计算Ta+(Tb-Ta)/2=T1、Ton+Ts=T2和Tb+(Tc-Tb)/2=T3；

所述第一判断模块用于判断所述T1是否大于所述T2，得出第一判断结果；根据所述第一判断结果确定第一采样点；

所述第二判断模块用于判断所述T3是否大于所述T2，得出第二判断结果；根据所述第二判断结果确定第二采样点；

其中，所述Ta为U、V、W三相发出占空比控制信号的时间最小值；

所述Tb为U、V、W三相发出占空比控制信号的时间中间值；

所述Tc为U、V、W三相发出占空比控制信号的时间最大值；

所述Ton为开关管开通时间，所述Ts为开关管稳定时间。

在其中一个实施例中，还包括第一存储模块和第二存储模块；

所述第一存储模块用于存储获取的Ta、Tb和Tc，根据所述变频三相逆变电路中开关管的数据手册预设Ton和Ts；

所述第二存储模块用于存储T1、T2和T3。

在其中一个实施例中，还包括第一执行模块；

所述第一执行模块用于确定第一采样点；

所述第一判断结果为是时，所述第一采样点为T1；

所述第一判断结果为否时，所述第一采样点为Ta+T2。

在其中一个实施例中，还包括第二执行模块；

所述第二执行模块用于确定第二采样点；

所述第二判断结果为是时，所述第二采样点为T3；

所述第二判断结果为否时，所述第二采样点为Tb+T2。

本发明的有益效果是：

本发明的电阻采样时间补偿方法和系统，通过时间补偿方法实现单电阻电流采样，使得算法简单，克服了传统方法中算法复杂的问题；通过此方法获得的第一采样点和第二采样点，使得采样到精确的电流值，保证了采样精度。

附图说明

图1为本发明的单电阻采样时间补偿方法一实施例的程序流程图；

图2为本发明的单电阻采样时间补偿系统一实施例的系统框图；

图3为本发明的单电阻采样时间补偿方法和系统的硬件电路图；

图4为本发明的单电阻采样时间补偿方法一实施例的应用示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案更加清楚，以下结合附图，对本发明的单电阻采样时间补偿方法和系统作进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明并不用于限定本发明。

参见图1至图4，如图3所示为本发明的单电阻采样时间补偿方法和系统一实施例的硬件电路图。该硬件电路图为典型的变频三相逆变电路，其中，采样电阻R1位于母线上，采样母线电流。Q1为U相上桥臂UP开关管，Q2为U相下桥臂UN开关管。Q3为V相上桥臂VP开关管，Q4为V相下桥臂VN开关管。Q5为W相上桥臂WP开关管，Q6为W相下桥臂WN开关管。D1、D2、D3、D4、D5、D6为二极管，用于为电感性负载换流过程提供续流回路。应该清楚的是，此处的电感性负载为电机绕组线圈。在采样电阻R1上采集两相电流，然后通过电流重构可以得以U、V、W三相电流，从而对电机进行控制。

如图1所示为本发明的单电阻采样时间补偿方法一实施例的程序流程图，包括如下步骤：

S100、分别计算Ta+(Tb-Ta)/2=T1、Ton+Ts=T2和Tb+(Tc-Tb)/2=T3；其中，Ta为U、V、W三相发出占空比控制信号的时间最小值；Tb为U、V、W三相发出占空比控制信号的时间中间值；Tc为U、V、W三相发出占空比控制信号的时间最大值；Ton为开关管开通时间，Ts为开关管稳定时间。这样就为比较判断过程提供了可靠的数据来源。

S200、判断T1是否大于T2，得出第一判断结果，并根据所述第一判断结果确定第一采样点A。该第一判断结果为是或否。

S300、判断T3是否大于T2，得出第二判断结果，并根据所述第二判断结果确定第二采样点B。该第二判断结果为是或否。

由于需要在同一个采样电阻R1上实现在合适时刻的两次采样，得到两相电流。所以应首先确定第一采样点A，得到一相的电流后，再进行第二采样点B的确定，从而得到第二相电流。即当第一采样点得到的是U相电流时，第二采样点得到的是V相或W相的电流，然后通过三相电流之和为零，重构出第三相电流。

通过时间补偿方法实现单电阻电流采样，使得算法简单，克服了传统方法中算法复杂的问题；通过此方法获得的第一采样点和第二采样点，使得采样到精确的电流值，保证了采样精度。

较佳地，作为一种可实施方式，在步骤S100之前还包括步骤S000。

S000、获取Ta、Tb和Tc，根据所述变频三相逆变电路中开关管的数据手册预设Ton和Ts；其中，Ton=Td+Tr，Td为开通延时，Tr为电流上升时间。由于开关管的开通时间Ton和开关管的稳定时间Ts因开关管的不同而改变，所以在预设Ton和Ts时可以根据开关管的数据手册进行设置。步骤S000为步骤S100提供了准确的数据来源。

较优地，步骤S200还包括步骤S201和步骤S202。

S201、所述第一判断结果为是时，所述第一采样点为T1；

S202、所述第一判断结果为否时，所述第一采样点为Ta+T2。

较优地，步骤S300还包括步骤S301和步骤S302。

S301、所述第二判断结果为是时，所述第二采样点为T3；

S302、所述第二判断结果为否时，所述第二采样点为Tb+T2。

如图4所示为本发明的单电阻采样时间补偿方法一实施例的应用示意图。其中，UN、VN、WN分别表示U相、V相、W相下桥臂PWM控制信号。显然此时T1大于T2，则第一采样点为T1，即采样点A。即在T1时刻进行第一次电流采样，得到第一相电流，该第一相电流可以U、V、W三相中的任意一相电流。然后再进行第二相电流的采集，如图4中，T3显然大于T2，所以第二采样点为T3，即采样点B。即在T3时刻进行第二次电流采样，该第二相电流不同于第一相电流。如第一相电流为U相的电流，则第二相电流为V或W的电流。

本发明还提供了基于同一发明构思的一种单电阻采样时间补偿系统。如图2所示为本发明的单电阻采样时间补偿系统一实施例的系统框图。包括运算模块100、第一判断模块200和第二判断模块300。其中，运算模块100用于计算Ta+(Tb-Ta)/2=T1、Ton+Ts=T2和Tb+(Tc-Tb)/2=T3。第一判断模块200用于判断T1是否大于T2，得出第一判断结果并根据第一判断结果确定第一采样点A。第二判断模块300用于判断T3是否大于T2，得出第二判断结果并根据第二判断结果确定第二采样点B。

较佳地，作为一种可实施方式，单电阻采样时间补偿系统还包括第一存储模块001和第二存储模块002。第一存储模块001用于存储获取的Ta、Tb和Tc，根据所述变频三相逆变电路中开关管的数据手册预设的Ton和Ts。将获取的Ta、Tb和Tc放置在第一存储模块001中，同时将Ton和Ts也放置在第一存储模块001中，这样为运算模块提供了准确的数据来源。当运算模块100进行运算时，只需从第一存储模块001中获取所需的数据信息。第二存储模块002用于存储T1、T2和T3。运算模块100进行运算后，将运算结果，即T1、T2和T3，放置在第二存储模块002中，供第一判断模块200和第二判断模块300调用。当第一判断模块200进行比较判断时，只需从第二存储模块002中获取T1和T2即可。同理，当第二判断模块300进行比较判断时，只需从第二存储模块002中获取T2和T3即可。

较佳地，作为一种可实施方式，单电阻采样时间补偿系统还包括第一执行模块003和第二执行模块004。第一执行模块003用于确定第一采样点A；当第一判断结果为是时，即T1大于T2时，所述第一采样点为T1。当第一判断结果为否时，即T1小于T2时，第一采样点为Ta+T2。

第二执行模块004用于确定第二采样点B；当第二判断结果为是时，即T3大于T2时，第二采样点为T3；当第二判断结果为否时，即T3小于T2时，所述第二采样点为Tb+T2。

本发明的电阻采样时间补偿方法和系统，通过时间补偿方法实现单电阻电流采样，使得算法简单，克服了传统方法中算法复杂的问题；通过此方法获得的第一采样点和第二采样点，使得采样到精确的电流值，保证了采样精度。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种单电阻采样时间补偿方法，通过变频三相逆变电路母线上设置的采样电阻采集母线电流，其特征在于，包括如下步骤：

分别计算Ta+(Tb-Ta)/2=T1、Ton+Ts=T2和Tb+(Tc-Tb)/2=T3；

判断所述T1是否大于所述T2，得出第一判断结果，并根据所述第一判断结果确定第一采样点；

判断所述T3是否大于所述T2，得出第二判断结果，并根据所述第二判断结果确定第二采样点；

其中，所述Ta为U、V、W三相发出占空比控制信号的时间最小值；

所述Tb为U、V、W三相发出占空比控制信号的时间中间值；

所述Tc为U、V、W三相发出占空比控制信号的时间最大值；

所述Ton为开关管开通时间，所述Ts为开关管稳定时间。

2.根据权利要求1所述的单电阻采样时间补偿方法，其特征在于，还包括如下步骤：

获取Ta、Tb和Tc，并根据所述变频三相逆变电路中开关管的数据手册预设Ton和Ts；

其中，Ton=Td+Tr，Td为开通延时，Tr为电流上升时间。

3.根据权利要求2所述的单电阻采样时间补偿方法，其特征在于：

所述第一判断结果为是时，所述第一采样点为T1；

所述第一判断结果为否时，所述第一采样点为Ta+T2。

4.根据权利要求2所述的单电阻采样时间补偿方法，其特征在于：

所述第二判断结果为是时，所述第二采样点为T3；

所述第二判断结果为否时，所述第二采样点为Tb+T2。

5.一种单电阻采样时间补偿系统，其特征在于，包括运算模块、第一判断模块和第二判断模块；

所述运算模块用于计算Ta+(Tb-Ta)/2=T1、Ton+Ts=T2和Tb+(Tc-Tb)/2=T3；

所述第一判断模块用于判断所述T1是否大于所述T2，得出第一判断结果并根据所述第一判断结果确定第一采样点；

所述第二判断模块用于判断所述T3是否大于所述T2，得出第二判断结果并根据所述第二判断结果确定第二采样点；

其中，所述Ta为U、V、W三相发出占空比控制信号的时间最小值；

所述Tb为U、V、W三相发出占空比控制信号的时间中间值；

所述Tc为U、V、W三相发出占空比控制信号的时间最大值；

所述Ton为开关管开通时间，所述Ts为开关管稳定时间。

6.根据权利要求5所述的单电阻采样时间补偿系统，其特征在于，还包括第一存储模块和第二存储模块；

所述第一存储模块用于存储获取的Ta、Tb和Tc，并根据所述变频三相逆变电路中开关管的数据手册预设Ton和Ts；

所述第二存储模块用于存储T1、T2和T3。

7.根据权利要求6所述的单电阻采样时间补偿系统，其特征在于，还包括第一执行模块；

所述第一执行模块用于确定第一采样点，所述第一判断结果为是时，所述第一采样点为T1；所述第一判断结果为否时，所述第一采样点为Ta+T2。

8.根据权利要求6所述的采样电阻时间补偿系统，其特征在于，还包括第二执行模块；

所述第二执行模块用于确定第二采样点，所述第二判断结果为是时，所述第二采样点为T3；所述第二判断结果为否时，所述第二采样点为Tb+T2。