CN106059434B - 基于单电流传感器的电机的电流环控制方法和装置 - Google Patents
基于单电流传感器的电机的电流环控制方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106059434B CN106059434B CN201610505480.6A CN201610505480A CN106059434B CN 106059434 B CN106059434 B CN 106059434B CN 201610505480 A CN201610505480 A CN 201610505480A CN 106059434 B CN106059434 B CN 106059434B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- current
- pwm
- half period
- phase
- triggering moment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于单电流传感器的电机的电流环控制方法和装置，单电流传感器用于检测直流母线电流，方法包括以下步骤：检测当前PWM半周期的起始时刻，并在检测到当前PWM半周期的起始时刻时，获取当前PWM半周期的第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻；根据第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻对应采样第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流；在第二次采样完成后，根据第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流输出三相PWM波形以对电机进行电流环控制，并根据输出的三相PWM波形生成下一PWM半周期的PWM移相参数、第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻，从而能够将电流环路的延迟压缩在半个PWM周期以内，缩短电流环路延迟时间。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种基于单电流传感器的电机的电流环控制方法以及一种基于单电流传感器的电机的电流环控制装置。
背景技术
近年来，常用的电机包括感应电机、永磁同步电机、无刷直流电机等大都采用矢量控制方法来提高控制性能。在相关技术中，电机矢量控制的电流闭环控制一般每个或者多个PWM(pulse-width modulation)周期执行一次，即根据反馈电流计算输出电压并通过SVM技术输出6路PWM驱动信号。但是，相关控制方式存在的缺点是，在载频较低时会使得电流环路滞后太大，造成电流环带宽偏低，影响速度环调节性能。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种能够缩短电流环路延迟时间的基于单电流传感器的电机的电流环控制方法。
本发明的另一个目的在于提出一种基于单电流传感器的电机的电流环控制装置。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种基于单电流传感器的电机的电流环控制方法，所述单电流传感器用于检测直流母线电流，所述方法包括以下步骤：检测当前PWM半周期的起始时刻，并在检测到当前PWM半周期的起始时刻时，获取所述当前PWM半周期的第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻；根据所述第一AD采样触发时刻和所述第二AD采样触发时刻对应采样第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流；在第二次采样完成后，根据所述第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流输出三相PWM波形以对所述电机进行电流环控制，并根据输出的三相PWM波形生成下一PWM半周期的PWM移相参数、第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻。
根据本发明实施例提出的基于单电流传感器的电机的电流环控制方法，检测当前PWM半周期的起始时刻，并在检测到当前PWM半周期的起始时刻时，获取当前PWM半周期的第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻，然后根据第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻对应采样第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流，并在第二次采样完成后，根据第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流输出三相PWM波形以对电机进行电流环控制，并根据输出的三相PWM波形生成下一PWM半周期的PWM移相参数、第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻，从而能够将电流环路的延迟压缩在半个PWM周期以内，缩短电流环路延迟时间。
根据本发明的一个实施例，当所述当前PWM半周期为上行半周期时，将PWM周期的波谷时刻作为所述当前PWM半周期的起始时刻；当所述当前PWM半周期为下行半周期时，将PWM周期的波峰时刻作为所述当前PWM半周期的起始时刻。
根据本发明的一个实施例，所述根据所述第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流输出三相PWM波形以对所述电机进行电流环控制，包括：根据所述第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流重构所述电机的三相电流，并根据所述电机的三相电流并通过CLARKE变换和PAPK变换获取直轴电流反馈和交轴电流反馈；根据直轴电流给定和交轴电流给定以及电流重构得到的直轴电流反馈和交轴电流反馈获得直轴输出电压和交轴输出电压；根据直轴输出电压和交轴输出电压并通过PARK逆变换和CLARKE逆变换得到三相输出电压，并根据电压调制算法对所述三相输出电压进行调制以输出所述三相PWM波形。
根据本发明的一个实施例，所述第一AD采样触发时刻位于所述当前PWM半周期的第一非零基本矢量期间，所述第二AD采样触发时刻位于所述当前PWM半周期的第二非零基本矢量期间，并且所述第一AD采样触发时刻和所述第二AD采样触发时刻设置在相应的非零基本矢量开始时刻延迟电流信号上升稳定时间之后且在相应的非零基本矢量结束时刻提前电流采样保持时间之前。
根据本发明的一个实施例，所述第一非零基本矢量和所述第二非零基本矢量中任一非零基本矢量的时间大于或等于所述电流信号上升稳定时间与所述电流采样保持时间之和。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出的一种基于单电流传感器的电机的电流环控制装置，所述单电流传感器用于检测直流母线电流，所述装置包括：检测模块，用于检测当前PWM半周期的起始时刻；获取模块，用于在所述检测模块检测到当前PWM半周期的起始时刻时，获取所述当前PWM半周期的第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻；采样模块，用于根据所述第一AD采样触发时刻和所述第二AD采样触发时刻对应采样第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流；控制模块，用于在第二次采样完成后根据所述第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流输出三相PWM波形以对所述电机进行电流环控制，并根据输出的三相PWM波形生成下一PWM半周期的PWM移相参数、第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻。
根据本发明实施例提出的基于单电流传感器的电机的电流环控制装置，通过检测模块检测当前PWM半周期的起始时刻，获取模块在检测模块检测到当前PWM半周期的起始时刻时获取当前PWM半周期的第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻，然后采样模块根据第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻对应采样第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流，控制模块在第二次采样完成后，根据第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流输出三相PWM波形以对电机进行电流环控制，并根据输出的三相PWM波形生成下一PWM半周期的PWM移相参数、第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻，从而能够将电流环路的延迟压缩在半个PWM周期以内，缩短电流环路延迟时间。
根据本发明的一个实施例，当所述当前PWM半周期为上行半周期时，所述检测模块将PWM周期的波谷时刻作为所述当前PWM半周期的起始时刻；当所述当前PWM半周期为下行半周期时，所述检测模块将PWM周期的波峰时刻作为所述当前PWM半周期的起始时刻。
根据本发明的一个实施例，所述控制模块用于，根据所述第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流重构所述电机的三相电流，并根据所述电机的三相电流并通过CLARKE变换和PAPK变换获取直轴电流反馈和交轴电流反馈，并根据直轴电流给定和交轴电流给定以及电流重构得到的直轴电流反馈和交轴电流反馈获得直轴输出电压和交轴输出电压，以及根据所述直轴输出电压和所述交轴输出电压并通过PARK逆变换和CLARKE逆变换得到三相输出电压，并根据电压调制算法对所述三相输出电压进行调制以输出所述三相PWM波形。
根据本发明的一个实施例，所述第一AD采样触发时刻位于所述当前PWM半周期的第一非零基本矢量期间，所述第二AD采样触发时刻位于所述当前PWM半周期的第二非零基本矢量期间，并且所述第一AD采样触发时刻和所述第二AD采样触发时刻设置在相应的非零基本矢量开始时刻延迟电流信号上升稳定时间之后且在相应的非零基本矢量结束时刻提前电流采样保持时间之前。
根据本发明的一个实施例，所述第一非零基本矢量和所述第二非零基本矢量中任一非零基本矢量的时间大于或等于所述电流信号上升稳定时间与所述电流采样保持时间之和。
附图说明
图1是根据本发明实施例的基于单电流传感器的电机的电流环控制方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的基于单电流传感器的电机的电流环控制方法的控制时序图；
图3是根据本发明一个具体实施例的基于单电流传感器的电机的电流环控制方法的流程图；
图4是根据本发明一个具体实施例的PWM移相的示意图；
图5是根据本发明一个具体实施例的AD触发时刻的示意图；
图6是根据本发明实施例的基于单电流传感器的电机的电流环控制装置的方框示意图；
图7是采用单电流传感器的电机驱动器的原理框图；以及
图8是矢量控制解耦之后的三相交流电机速度控制框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图来描述本发明实施例的基于单电流传感器的电机的电流环控制方法和装置。
图1是根据本发明实施例的基于单电流传感器的电机的电流环控制方法的流程图。其中，单电流传感器用于检测直流母线电流。
具体来说，采用单电流传感器的电机驱动器的原理框图可如图7所示，如图7所示，电机驱动器主要包括控制芯片101、智能功率模块102、电压传感器和单个电流传感器，其中，电压传感器用于检测直流母线电压，电流传感器用于检测直流母线电流，控制芯片101根据电流传感器的电流信号与智能功率模块102输出的驱动信号重构电机三相电流，再根据速度指令、速度反馈和重构的电机三相电流进行矢量控制，根据矢量控制输出电压和直流母线电压进行空间电压调制SVM输出PWM信号给智能功率模块102，进而控制电机运行。其中，智能功率模块102也可由分立功率开关器件组成的三相逆变桥式电路替代。
经过矢量控制解耦之后的三相交流电机速度控制框图可如图8所示，此处以基于交轴电流闭环控制的速度控制为例，基于直轴电流闭环控制的励磁控制类似，在图8中，Tvs、Tcs和Tdelay分别为速度检测滞后时间、电流检测滞后时间和电压输出延迟时间，kT为转矩电流系数，Ce为反电势系数，Jeq为电机转动惯量，ψf、Rs、Ld和Lq分别为永磁体磁链、定子相电阻、直轴电感和交轴电感。
如图8所示，速度给定ω*和速度反馈经过速度环控制器ASR输出转矩电流(交轴电流)给定然后交轴电流给定与直轴电流反馈iq经过电流环控制器ACR输出交轴电压uq；交轴电压uq和直轴电压ud经过坐标变换与调制输出。
假设电流环控制器ACR为比例积分控制器，即其中，kp和Ti分别为比例增益和积分时间常数，那么电流环的开环传递函数为：
其中，电机的电气时间常数Lq/Rs远大于电压输出延迟时间Tdelay和电流检测滞后时间Tcs，故而电流环控制器主要对消电气时间常数，即Ti≈Lq/Rs，那么开环传递函数变成：
根据变换后的开环传递函数，本申请发明人发现并认识到，要提高电流带宽，最重要的就是缩短电压输出延迟时间Tdelay和电流检测滞后时间Tcs。也就是说，要扩展电流带宽，就必须尽可能压缩从电流信号检测到电压实际输出的时间，这个过程包括电流信号采样、电流闭环控制运算和电压输出生效。
基于此，本发明实施例提出了一种基于单电流传感器的电机的电流环控制方法。如图1所示，基于单电流传感器的电机的电流环控制方法包括以下步骤：
S1：检测当前PWM半周期的起始时刻，并在检测到当前PWM半周期的起始时刻时，获取当前PWM半周期的第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻。
根据本发明的一个实施例，当当前PWM半周期为上行半周期时，将PWM周期的波谷时刻作为当前PWM半周期的起始时刻；当当前PWM半周期为下行半周期时，将PWM周期的波峰时刻作为当前PWM半周期的起始时刻。
具体来说，在每个PWM周期中均采用增减计数方法进行计时，例如在PWM周期的上行半周期，采用递增计数以使计数器的计数从0增加到Ts/2；而在PWM周期的下行半周期，采用递减计数以使计时器的计数从Ts/2减小到0，其中，Ts为PWM周期。
这样，计数器下溢时刻即为PWM周期波谷时刻，在计数器下溢时刻更新上行PWM半周期的第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻；计数器上溢时刻即为PWM周期波峰时刻，在计数器上溢时刻更新下行PWM半周期的第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻。
应当理解的是，当前PWM半周期的第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻是在上一PWM半周期计算得到的。
S2：根据第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻对应采样第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流。
具体地，在第一AD采样触发时刻，可通过单电流传感器检测直流母线电流以获取第一直流母线采样电流；在第二AD采样触发时刻，可通过单电流传感器检测直流母线电流以获取第二直流母线采样电流。
S3：在第二次采样完成后，根据第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流输出三相PWM波形以对电机进行电流环控制，并根据输出的三相PWM波形生成下一PWM半周期的PWM移相参数、第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻。
需要说明的是，以第一AD采样触发时刻早于第二AD采样触发时刻为例，在第一AD采样触发时刻采样第一直流母线采样电流，在第二AD采样触发时刻采样第二直流母线采样电流，并第二AD采样触发时刻之后再经过AD采样保持时间判断为第二次采样完成。
根据本发明的一个实施例，如图3所示，根据第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流输出三相PWM波形以对电机进行电流环控制，包括：
S31：根据第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流重构电机的三相电流，并根据电机的三相电流并通过CLARKE变换和PAPK变换获取直轴电流反馈和交轴电流反馈。
其中，步骤S31是电流重构与坐标变换步骤，即根据第一直流母线采样电流1、第二直流母线采样电流2和输出三相PWM波形关系重构电机的三相电流，并且经过CLARKE变换(3s/2s静止坐标系变换)和PARK变换(2s/2r旋转坐标系变换)得到旋转坐标系下的直轴电流反馈和交轴电流反馈。
具体地，可根据当前PWM周期的三相关系(最大相、中间相和最小相)进行电机三相电流重构，其中，根据第一直流母线采样电流1、第二直流母线采样电流2可直接获取三相中两相相电流，最后一相相电流可根据三相相电流标量和为零计算得到。根据本发明的一个示例，第一直流母线采样电流1可为最大相相电流的负值，第二直流母线采样电流2可为最小相相电流，而中间相相电可流为(最大相相电流+最小相相电流)的负值。
S32：根据直轴电流给定和交轴电流给定以及电流重构得到的直轴电流反馈和交轴电流反馈获得直轴输出电压和交轴输出电压。
其中，步骤S32是电流环控制计算步骤，即根据直轴电流给定和交轴电流给定、以及步骤S31中经电流重构得到的直轴电流反馈和交轴电流反馈，并通过电流环控制器运算得到输出电压，输出电压包括直轴输出电压和交轴输出电压。
S33：根据直轴输出电压和交轴输出电压并通过PARK逆变换和CLARKE逆变换得到三相输出电压，并根据电压调制算法对三相输出电压进行调制以输出三相PWM波形。
其中，步骤S33是电压坐标变换与调制步骤，即根据直轴输出电压和交轴输出电压经过PARK逆变换(2r/2s旋转坐标系变换)和CLARKE逆变换(2s/3s静止坐标系变换)得到三相输出电压，然后根据三相输出电压和直流母线电压，并经过空间电压调制算法调制输出三相PWM波形。
其中，电压调制算法可为三相调制算法、最小相两相调制算法、最大相两相调制算法和最大最小相两相调制算法中的任意一种。
进一步的，根据本发明的一个实施例，如图3所示，在获取输出三相PWM波形之后，本发明实施例的方法还包括：
S34：对调制出的三相PWM波形进行移相处理以获取下一PWM半周期的PWM移相参数、第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻。
其中，步骤S34是PWM移相与AD采样触发时刻设置步骤，即对调制输出三相PWM波形进行PWM移相处理，并获取PWM移相参数、第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻，并将移相后的PWM波形参数、第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻写入寄存器，以在下一PWM半周期生效。
其中，根据本发明的一个实施例，如图2和4所示，第一AD采样触发时刻位于当前PWM半周期的第一非零基本矢量期间，第二AD采样触发时刻位于当前PWM半周期的第二非零基本矢量期间，并且第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻设置在相应的非零基本矢量开始时刻延迟电流信号上升稳定时间之后且在相应的非零基本矢量结束时刻提前电流采样保持时间之前。其中，第一非零基本矢量和第二非零基本矢量中任一非零基本矢量的时间大于或等于电流信号上升稳定时间与电流采样保持时间之和。
需要说明的是，通过对调制出的三相PWM波形进行移相处理，可保证任一非零基本矢量的时间不小于最小非零基本矢量时间即电流采样窗口时间，其中，最小非零基本矢量时间为直流母线电流信号上升稳定时间与AD采样时电流采样保持时间之和，由此，通过PWM移相处理可使得移相产生的实际输出电压矢量误差最小。
下面结合图2和图5对采样触发时刻的设置进行描述。
具体地，根据本发明的一个实施例，如图2所示，在当前PWM半周期为上行半周期时，在上行半周期的波谷时刻，获取上行半周期的第一AD采样触发时刻1和第二AD采样触发时刻2；在当前PWM半周期为下行半周期时，在上行半周期的波峰时刻，获取下行半周期的第一AD采样触发时刻3和第二AD采样触发时刻4。
其中，当前PWM周期的上行半周期的第一AD采样触发时刻1和第二AD采样触发时刻2在上一PWM周期的下行半周期已经写入寄存器；当前PWM周期的下行半周期的第一AD采样触发时刻3和第二AD采样触发时刻4在当前PWM周期的上行半周期已经写入寄存器。
具体地，在一个采用递增递减计数的PWM周期中，计数器递增计数期间为PWM周期的上行半周期，计数器递减计数期间为PWM周期的下行半周期。
如图2所示，在计数器递增计数期间，在第一AD采样触发时刻1采样第一直流母线采样电流，在第二AD采样触发时刻2采样第二直流母线采样电流，第2次AD采样即第二直流母线采样电流采样结束后触发AD中断函数，在AD中断函数中执行电流环控制，并输出下一PWM半周期的PWM移相参数和AD采样触发时刻，然后在计数器上溢即PWM波峰时刻更新PWM移相参数和AD采样触发时刻。此时更新的AD采样触发时刻为当期PWM周期的下行半周期即下一PWM半周期的第一AD采样触发时刻3和第二AD采样触发时刻4。
并且，在计数器递减计数期间，在第一AD采样触发时刻3采样第一直流母线采样电流，在第二AD采样触发时刻4采样第二直流母线采样电流，第2次AD采样即第二直流母线采样电流采样结束后触发AD中断函数，在AD中断函数中执行电流环控制，并输出下一PWM半周期的PWM移相参数和AD采样触发时刻，然后在计数器下溢即PWM波谷时刻更新PWM和AD采样触发时刻，此时更新的AD采样触发时刻为下一PWM周期的上行半周期即下一PWM半周期的第一AD采样触发时刻1和第二AD采样触发时刻2。
其中，如图5所示，上行半周期的第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻以及下行半周期的第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻均设置在相应的非零基本矢量开始时刻延迟电流信号上升稳定时间之后且在有效非零基本矢量结束时刻提前电流采样保持时间之前。优选地，在AD采样触发设置满足上述设置范围的基础上，尽可能靠近非零基本矢量的中间时刻。其中，U相的两个PWM信号分别输至U相的上桥臂和下桥臂，V相的两个PWM信号分别输至V相的上桥臂和下桥臂，W相的两个PWM信号分别输至W相的上桥臂和下桥臂。
综上，根据本发明实施例提出的基于单电流传感器的电机的电流环控制方法，检测当前PWM半周期的起始时刻，并在检测到当前PWM半周期的起始时刻时，获取当前PWM半周期的第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻，然后根据第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻对应采样第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流，并在第二次采样完成后，根据第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流输出三相PWM波形以对电机进行电流环控制，并根据输出的三相PWM波形生成下一PWM半周期的PWM移相参数、第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻，从而能够将电流环路的延迟压缩在半个PWM周期以内，缩短电流环路延迟时间。
本发明实施例还提出了一种基于单电流传感器的电机的电流环控制装置，其中，单电流传感器用于检测直流母线电流。
图6是根据本发明实施例的基于单电流传感器的电机的电流环控制装置的方框示意图。如图6所示，该装置包括：检测模块10、获取模块20、采样模块30和控制模块40。
其中，检测模块10用于检测当前PWM半周期的起始时刻；获取模块20用于在检测模块检测到当前PWM半周期的起始时刻时，获取当前PWM半周期的第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻；采样模块30用于根据第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻对应采样第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流；控制模块40用于在第二次采样完成后根据第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流输出三相PWM波形以对电机进行电流环控制，并根据输出的三相PWM波形生成下一PWM半周期的PWM移相参数、第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻。
根据本发明的一个实施例，当当前PWM半周期为上行半周期时，检测模块10将PWM周期的波谷时刻作为当前PWM半周期的起始时刻；当当前PWM半周期为下行半周期时，检测模块10将PWM周期的波峰时刻作为当前PWM半周期的起始时刻。
根据本发明的一个实施例，控制模块40用于，根据第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流重构电机的三相电流，并根据电机的三相电流并通过CLARKE变换和PAPK变换获取直轴电流反馈和交轴电流反馈，并根据直轴电流给定和交轴电流给定以及电流重构得到的直轴电流反馈和交轴电流反馈获得直轴输出电压和交轴输出电压，以及根据直轴输出电压和交轴输出电压并通过PARK逆变换和CLARKE逆变换得到三相输出电压，并根据电压调制算法对三相输出电压进行调制以输出三相PWM波形。
根据本发明的一个实施例，第一AD采样触发时刻位于当前PWM半周期的第一非零基本矢量期间，第二AD采样触发时刻位于当前PWM半周期的第二非零基本矢量期间，并且第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻设置在相应的非零基本矢量开始时刻延迟电流信号上升稳定时间之后且在相应的非零基本矢量结束时刻提前电流采样保持时间之前。根据本发明的一个实施例，第一非零基本矢量和第二非零基本矢量中任一非零基本矢量的时间大于或等于电流信号上升稳定时间与电流采样保持时间之和。综上，根据本发明实施例提出的基于单电流传感器的电机的电流环控制装置，通过检测模块检测当前PWM半周期的起始时刻，获取模块在检测模块检测到当前PWM半周期的起始时刻时获取当前PWM半周期的第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻，然后采样模块根据第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻对应采样第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流，控制模块在第二次采样完成后，根据第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流输出三相PWM波形以对电机进行电流环控制，并根据输出的三相PWM波形生成下一PWM半周期的PWM移相参数、第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻，从而能够将电流环路的延迟压缩在半个PWM周期以内，缩短电流环路延迟时间。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种基于单电流传感器的电机的电流环控制方法，其特征在于，所述单电流传感器用于检测直流母线电流，所述方法包括以下步骤：
检测当前PWM半周期的起始时刻，并在检测到当前PWM半周期的起始时刻时，获取写入到寄存器中的所述当前PWM半周期的第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻，其中，所述当前PWM半周期的第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻在上一PWM半周期计算得到并写入所述寄存器；
根据所述第一AD采样触发时刻和所述第二AD采样触发时刻对应采样第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流；
在第二次采样完成后，根据所述第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流输出三相PWM波形以对所述电机进行电流环控制，并根据输出的三相PWM波形生成下一PWM半周期的PWM移相参数、第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻并写入所述寄存器。
2.根据权利要求1所述的基于单电流传感器的电机的电流环控制方法，其特征在于，
当所述当前PWM半周期为上行半周期时，将PWM周期的波谷时刻作为所述当前PWM半周期的起始时刻；
当所述当前PWM半周期为下行半周期时，将PWM周期的波峰时刻作为所述当前PWM半周期的起始时刻。
3.根据权利要求1所述的基于单电流传感器的电机的电流环控制方法，其特征在于，所述根据所述第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流输出三相PWM波形以对所述电机进行电流环控制，包括：
根据所述第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流重构所述电机的三相电流，并根据所述电机的三相电流并通过CLARKE变换和PAPK变换获取直轴电流反馈和交轴电流反馈；
根据直轴电流给定和交轴电流给定以及电流重构得到的直轴电流反馈和交轴电流反馈获得直轴输出电压和交轴输出电压；
根据直轴输出电压和交轴输出电压并通过PARK逆变换和CLARKE逆变换得到三相输出电压，并根据电压调制算法对所述三相输出电压进行调制以输出所述三相PWM波形。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于单电流传感器的电机的电流环控制方法，其特征在于，其中，所述第一AD采样触发时刻位于所述当前PWM半周期的第一非零基本矢量期间，所述第二AD采样触发时刻位于所述当前PWM半周期的第二非零基本矢量期间，并且所述第一AD采样触发时刻和所述第二AD采样触发时刻设置在相应的非零基本矢量开始时刻延迟电流信号上升稳定时间之后且在相应的非零基本矢量结束时刻提前电流采样保持时间之前。
5.根据权利要求4所述的基于单电流传感器的电机的电流环控制方法，其特征在于，所述第一非零基本矢量和所述第二非零基本矢量中任一非零基本矢量的时间大于或等于所述电流信号上升稳定时间与所述电流采样保持时间之和。
6.一种基于单电流传感器的电机的电流环控制装置，其特征在于，所述单电流传感器用于检测直流母线电流，所述装置包括：
检测模块，用于检测当前PWM半周期的起始时刻；
获取模块，用于在所述检测模块检测到当前PWM半周期的起始时刻时，获取写入到寄存器中的所述当前PWM半周期的第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻，其中，所述当前PWM半周期的第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻在上一PWM半周期计算得到并写入所述寄存器；
采样模块，用于根据所述第一AD采样触发时刻和所述第二AD采样触发时刻对应采样第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流；
控制模块，用于在第二次采样完成后根据所述第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流输出三相PWM波形以对所述电机进行电流环控制，并根据输出的三相PWM波形生成下一PWM半周期的PWM移相参数、第一AD采样触发时刻和第二AD采样触发时刻并写入所述寄存器。
7.根据权利要求6所述的基于单电流传感器的电机的电流环控制装置，其特征在于，
当所述当前PWM半周期为上行半周期时，所述检测模块将PWM周期的波谷时刻作为所述当前PWM半周期的起始时刻；
当所述当前PWM半周期为下行半周期时，所述检测模块将PWM周期的波峰时刻作为所述当前PWM半周期的起始时刻。
8.根据权利要求6所述的基于单电流传感器的电机的电流环控制装置，其特征在于，所述控制模块用于，
根据所述第一直流母线采样电流和第二直流母线采样电流重构所述电机的三相电流，并根据所述电机的三相电流并通过CLARKE变换和PAPK变换获取直轴电流反馈和交轴电流反馈，并根据直轴电流给定和交轴电流给定以及电流重构得到的直轴电流反馈和交轴电流反馈获得直轴输出电压和交轴输出电压，以及根据所述直轴输出电压和所述交轴输出电压并通过PARK逆变换和CLARKE逆变换得到三相输出电压，并根据电压调制算法对所述三相输出电压进行调制以输出所述三相PWM波形。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的基于单电流传感器的电机的电流环控制装置，其特征在于，其中，所述第一AD采样触发时刻位于所述当前PWM半周期的第一非零基本矢量期间，所述第二AD采样触发时刻位于所述当前PWM半周期的第二非零基本矢量期间，并且所述第一AD采样触发时刻和所述第二AD采样触发时刻设置在相应的非零基本矢量开始时刻延迟电流信号上升稳定时间之后且在相应的非零基本矢量结束时刻提前电流采样保持时间之前。
10.根据权利要求9所述的基于单电流传感器的电机的电流环控制装置，其特征在于，所述第一非零基本矢量和所述第二非零基本矢量中任一非零基本矢量的时间大于或等于所述电流信号上升稳定时间与所述电流采样保持时间之和。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610505480.6A CN106059434B (zh) | 2016-06-28 | 2016-06-28 | 基于单电流传感器的电机的电流环控制方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610505480.6A CN106059434B (zh) | 2016-06-28 | 2016-06-28 | 基于单电流传感器的电机的电流环控制方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106059434A CN106059434A (zh) | 2016-10-26 |
| CN106059434B true CN106059434B (zh) | 2019-05-31 |
Family
ID=57201403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610505480.6A Active CN106059434B (zh) | 2016-06-28 | 2016-06-28 | 基于单电流传感器的电机的电流环控制方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106059434B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111555681A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-18 | 郑州轻工业大学 | 非零插补单传感器脉冲宽度调制方法 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107681929B (zh) * | 2017-10-30 | 2023-11-28 | 广东美的制冷设备有限公司 | 电机控制系统、变频空调器 |
| CN108667378B (zh) * | 2018-05-22 | 2020-04-24 | 北京因时机器人科技有限公司 | 一种单电阻移相电流采样方法及装置 |
| CN108712130B (zh) * | 2018-06-15 | 2020-06-09 | Tcl空调器(中山)有限公司 | 单电阻电流采样移相控制方法、装置、设备及存储介质 |
| CN108712124B (zh) * | 2018-06-20 | 2020-02-04 | 安徽美芝精密制造有限公司 | 单电阻检测直流母线电流的方法、装置及电机控制系统 |
| CN109061271B (zh) * | 2018-08-15 | 2020-12-01 | 江门市蒙德电气股份有限公司 | 一种电机电流采样方法、电机控制方法及装置 |
| CN110034712B (zh) * | 2019-05-21 | 2020-09-08 | 四川虹美智能科技有限公司 | 一种单电阻采样控制方法及装置 |
| CN112910366B (zh) * | 2019-12-03 | 2023-03-07 | 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 | 一种单电阻电流采样方法、芯片及电子设备 |
| CN111552325B (zh) * | 2020-04-28 | 2023-07-25 | 深圳易能电气技术股份有限公司 | 位置指令同步方法、装置和计算机可读存储介质 |
| CN112260601B (zh) * | 2020-09-29 | 2022-03-25 | 广东工业大学 | 一种低速运行单电阻采样永磁同步电机相电流重构方法 |
| CN112260604B (zh) * | 2020-09-30 | 2022-02-11 | 美的威灵电机技术（上海）有限公司 | 驱动电路的控制方法、电器设备和存储介质 |
| CN114301354A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-08 | 广东威灵电机制造有限公司 | 单电阻检测方法、电机控制方法、控制器及控制系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101769953A (zh) * | 2010-01-14 | 2010-07-07 | 东元总合科技（杭州）有限公司 | 基于直流母线电流的电动机相电流检测方法 |
| CN102594249A (zh) * | 2012-01-30 | 2012-07-18 | 江阴歆拓电子科技有限公司 | 三相交流电机单母线电流检无速度传感器矢量控制方法 |
| CN103701382A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-04-02 | 华中科技大学 | 一种基于fpga的永磁同步电机电流环带宽扩展装置 |
| CN103780187A (zh) * | 2012-10-19 | 2014-05-07 | 东菱技术股份有限公司 | 永磁同步电机高动态响应电流控制方法及系统 |
| CN104836502A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-08-12 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种交流伺服电机系统及其绕组三相电流的重构方法 |
| CN105450093A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-03-30 | 四川长虹电器股份有限公司 | 一种直流电机相电流采样方法及电子设备 |
| CN105450094A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-03-30 | 四川长虹电器股份有限公司 | 一种电流采样方法及空调设备 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004282969A (ja) * | 2003-03-19 | 2004-10-07 | Hitachi Ltd | 交流電動機の制御装置及び制御方法 |
-
2016
- 2016-06-28 CN CN201610505480.6A patent/CN106059434B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101769953A (zh) * | 2010-01-14 | 2010-07-07 | 东元总合科技（杭州）有限公司 | 基于直流母线电流的电动机相电流检测方法 |
| CN102594249A (zh) * | 2012-01-30 | 2012-07-18 | 江阴歆拓电子科技有限公司 | 三相交流电机单母线电流检无速度传感器矢量控制方法 |
| CN103780187A (zh) * | 2012-10-19 | 2014-05-07 | 东菱技术股份有限公司 | 永磁同步电机高动态响应电流控制方法及系统 |
| CN103701382A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-04-02 | 华中科技大学 | 一种基于fpga的永磁同步电机电流环带宽扩展装置 |
| CN104836502A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-08-12 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种交流伺服电机系统及其绕组三相电流的重构方法 |
| CN105450093A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-03-30 | 四川长虹电器股份有限公司 | 一种直流电机相电流采样方法及电子设备 |
| CN105450094A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-03-30 | 四川长虹电器股份有限公司 | 一种电流采样方法及空调设备 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111555681A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-18 | 郑州轻工业大学 | 非零插补单传感器脉冲宽度调制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106059434A (zh) | 2016-10-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106059434B (zh) | 基于单电流传感器的电机的电流环控制方法和装置 | |
| CN110224648B (zh) | 永磁同步电机参数辨识和无位置传感器控制方法及系统 | |
| CN103684179B (zh) | 一种永磁同步电机电流滤波及死区补偿装置与补偿方法 | |
| CN107317532B (zh) | 基于滑模的永磁同步电机预测电流控制方法和系统 | |
| CN109347387B (zh) | 基于模型预测的电机控制方法及控制装置 | |
| CN104967386B (zh) | 永磁同步电机参数辨识方法、装置及控制系统 | |
| CN110323988A (zh) | 永磁同步电机低载波比无差拍控制系统及方法 | |
| CN108282124A (zh) | 电机矢量控制的转子位置角度补偿方法 | |
| CN110226285B (zh) | 交流电动机的控制装置 | |
| EP2164165A1 (en) | Method and apparatus for reducing torque ripple in permanent magnet synchronous machines | |
| CN108900129A (zh) | 一种无位置传感器永磁同步电机控制方法、装置和系统 | |
| US8922143B2 (en) | Control system for a rotary machiine | |
| CN106712631A (zh) | 永磁同步电机系统及其弱磁控制方法和装置 | |
| CN106788049B (zh) | 基于级联滑模观测器的无速度传感器转矩控制系统及方法 | |
| CN106100481B (zh) | 基于单电流传感器的三相电流重构方法和装置 | |
| JP2000032799A (ja) | 回転電機の制御装置及び制御方法 | |
| CN105720879B (zh) | 一种基于直接特征控制的新型双馈感应电机控制方法 | |
| CN111966080B (zh) | 一种基于传递函数的永磁同步电机及其机械负载的模拟系统及控制方法 | |
| CN106533305A (zh) | 永磁同步电机系统及其弱磁控制方法和装置 | |
| CN103595310A (zh) | 一种五桥臂电压源逆变器的占空比优化调制方法 | |
| JP2007060899A (ja) | 永久磁石モータの駆動システム | |
| CN111082726A (zh) | 一种永磁电机伺服系统的电流控制方法 | |
| CN106602939B (zh) | 一种永磁同步电机转矩控制方法 | |
| CN108418485B (zh) | 一种隐极式混合励磁电机恒功率损耗模型预测控制方法 | |
| KR102453916B1 (ko) | 표면 부착형 영구자석 동기 전동기의 파라미터 추정 방법 및 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |