CN109088571A - 电流采样纹波补偿方法、系统、电机控制装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电流采样纹波补偿方法、系统、电机控制装置及存储介质，通过电机控制装置获取当前电机在进行移相控制时所输出的第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值，确定当前扇区；获取当前电机的母线电压值，根据所述当前扇区和所述母线电压值确定参考电压值；根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率；根据所述电流变化率确定电流纹波补偿增量；并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿，提高了电机运行的可靠性及稳定性，并且不需要增加硬件成本，使得成本低廉，电机电流更加平稳高效，具有较高的应用及使用价值。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种电流采样纹波补偿方法、系统、电机控制装置及存储介质。
背景技术
变频空调室外压缩机中用到的永磁同步电机控制系统，由于温度高、湿度大等使得系统无法安装上述测量器件，这些影响了永磁同步电机驱动系统的推广应用。因此需要找到一种更加简便有效的电流检测方法，常见的电流采样方式有两种：使用霍尔电流传感器对电机相电流进行采样和在电机电枢绕组上串联采样电阻，通过测量电阻两端电压来得到相电流。霍尔电流传感器的优点是精度高，采样速度快，功耗小，并且与被测电路隔离，可靠性高，但霍尔电流传感器体积较大，不满足家用空调控制系统狭小的电控空间。相对于霍尔电流传感器，使用电阻对电流进行采样虽然具有无隔离，功耗高等缺点，但电阻采样法结构极其简单，成本低，体积小，十分适用于家用空调电机控制系统中。现有的单电阻电流采样方法解决了进行单电阻电流采样时得到的采样电流的准确性较低的技术问题。但此种电流采样方式未考虑在低调制区域及临界过渡区域由于绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGate Bipolar Transistor，IGBT)开关动作引起的电机电流纹波抖动而引起的电流重构失效引起电流畸变问题，此种问题在电机高频容易引起智能功率模块(Intelligent PowerModule，IPM)保护而停机。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电流采样纹波补偿方法、系统、电机控制装置及存储介质，旨在解决现有技术中在电流采样中低调制区域及临界过渡区域由于IGBT开关动作引起的电机电流重构失效及其纹波引起的电流畸变的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种电流采样纹波补偿方法，所述电流采样纹波补偿方法包括以下步骤：
电机控制装置获取当前电机在进行移相控制时所输出的第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值；
根据所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值确定当前扇区；
获取当前电机的母线电压值，根据所述当前扇区和所述母线电压值确定参考电压值；
根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率；
根据所述电流变化率确定电流纹波补偿增量，并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿。
优选地，所述获取当前电机在进行移相控制时所输出的第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值，根据所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值确定当前扇区，具体包括：
确定所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值中的最小值、中间值和最大值；
将所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值分别与所述最小值、中间值和最大值进行匹配，获得匹配结果；
根据所述匹配结果确定当前扇区。
优选地，所述根据所述匹配结果确定当前扇区，具体包括：
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第二脉冲频率控制比较值与所述中间值匹配时，确定所述当前扇区为第一扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值匹配时，确定所述当前扇区为第二扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值不匹配时，确定所述当前扇区为第三扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第三脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配、并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值不匹配时，确定所述当前扇区为第四扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第三脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配、并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值匹配时，确定所述当前扇区为第五扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第二脉冲频率控制比较值与所述中间值不匹配时，确定所述当前扇区为第六扇区。
优选地，所述获取当前电机的母线电压值，根据所述当前扇区和所述母线电压值确定参考电压值，具体包括：
根据所述当前扇区获取上一次电流采样的扇区位置，并获得当前电机的母线电压值；
根据所述扇区位置和所述母线电压值确定参考电压值。
优选地，所述根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率，具体包括：
获取预先设定的电机定子电流、电机反电动势和电机估算因子；
根据所述电机定子电流、电机反电动势和电机估算因子建立反映电流变化率与参考电压的映射关系的预设电机模型；
根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率。
优选地，所述根据所述电流变化率确定电流纹波补偿增量，具体包括：
对所述电流变化率进行坐标Clark逆变换；
计算所述中间值对应的中间值时间增量和所述最大值对应的最大值时间增量；
根据逆变换后的电流变化率、所述中间值时间增量和最大值时间增量计算获得电流纹波补偿增量。
优选地，所述并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿之后，所述电流采样纹波补偿方法还包括：
根据补偿后的采样电流值获得所述当前电机的第一相电机电流及第二相电机电流；
根据基尔霍夫定律、所述第一相电机电流及所述第二相电机电流计算第三电相电机电流；
对所述第一相电机电流、所述第二相电机电流及所述第三相电机电流进行滤波处理，并分别获取滤波后的第一相电机电流、第二相电机电流及第三相电机电流的当前扇区、比较值和反电动势；
将过滤后的第一相电机电流、第二相电机电流及第三相电机电流的当前扇区、比较值和反电动势作为再次补偿时应用到的补偿参数。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种电机控制装置，所述电机控制装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电流采样纹波补偿程序，所述电流采样纹波补偿程序配置为实现如上文所述的电流采样纹波补偿方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有电流采样纹波补偿程序，所述电流采样纹波补偿程序被处理器执行时实现如上文所述的电流采样纹波补偿方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电流采样纹波补偿系统，所述电流采样纹波补偿系统包括：
比较值获取模块，用于获取当前电机在进行移相控制时所输出的第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值；
扇区确定模块，用于根据所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值确定当前扇区；
电压计算模块，用于获取当前电机的母线电压值，根据所述当前扇区和所述母线电压值确定参考电压值；
电流变化率计算模块，用于根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率；
补偿模块，用于根据所述电流变化率确定电流纹波补偿增量，并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿。
本发明提出的电流采样纹波补偿方法，通过电机控制装置获取当前电机在进行移相控制时所输出的第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值，根据所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值确定当前扇区；获取当前电机的母线电压值，根据所述当前扇区和所述母线电压值确定参考电压值；根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率；根据所述电流变化率确定电流纹波补偿增量；并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿，提高了电机运行的可靠性及稳定性，并且不需要增加硬件成本，使得成本低廉，电机电流更加平稳高效，具有较高的应用及使用价值。
附图说明
图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的电机控制装置结构示意图；
图2为本发明电流采样纹波补偿方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明电流采样纹波补偿方法第二实施例的流程示意图；
图4为本发明电流采样纹波补偿系统第一实施例的功能模块图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的解决方案主要是：本发明通过电机控制装置获取当前电机在进行移相控制时所输出的第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值，根据所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值确定当前扇区；获取当前电机的母线电压值，根据所述当前扇区和所述母线电压值确定参考电压值；根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率；根据所述电流变化率确定电流纹波补偿增量；并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿，提高了电机运行的可靠性及稳定性，并且不需要增加硬件成本，使得成本低廉，电机电流更加平稳高效，具有较高的应用及使用价值，解决了现有技术中在电流采样中低调制区域及临界过渡区域由于IGBT开关动作引起的电机电流重构失效及其纹波引起的电流畸变的技术问题。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的电机控制装置结构示意图。
如图1所示，该电机控制装置可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002、用户端接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户端接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户端接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的电机控制装置结构并不构成对该电机控制装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户端接口模块以及电流采样纹波补偿程序。
本发明电机控制装置通过处理器1001调用存储器1005中存储的电流采样纹波补偿程序，并执行以下操作：
获取当前电机在进行移相控制时所输出的第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值；
根据所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值确定当前扇区；
获取当前电机的母线电压值，根据所述当前扇区和所述母线电压值确定参考电压值；
根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率；
根据所述电流变化率确定电流纹波补偿增量，并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的电流采样纹波补偿程序，还执行以下操作：
确定所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值中的最小值、中间值和最大值；
将所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值分别与所述最小值、中间值和最大值进行匹配，获得匹配结果；
根据所述匹配结果确定当前扇区。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的电流采样纹波补偿程序，还执行以下操作：
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第二脉冲频率控制比较值与所述中间值匹配时，确定所述当前扇区为第一扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值匹配时，确定所述当前扇区为第二扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值不匹配时，确定所述当前扇区为第三扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第三脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配、并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值不匹配时，确定所述当前扇区为第四扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第三脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配、并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值匹配时，确定所述当前扇区为第五扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第二脉冲频率控制比较值与所述中间值不匹配时，确定所述当前扇区为第六扇区。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的电流采样纹波补偿程序，还执行以下操作：
根据所述当前扇区获取上一次电流采样的扇区位置，并获得当前电机的母线电压值；
根据所述扇区位置和所述母线电压值确定参考电压值。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的电流采样纹波补偿程序，还执行以下操作：
获取预先设定的电机定子电流、电机反电动势和电机估算因子；
根据所述电机定子电流、电机反电动势和电机估算因子建立反映电流变化率与参考电压的映射关系的预设电机模型；
根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的电流采样纹波补偿程序，还执行以下操作：
对所述电流变化率进行坐标Clark逆变换；
计算所述中间值对应的中间值时间增量和所述最大值对应的最大值时间增量；
根据逆变换后的电流变化率、所述中间值时间增量和最大值时间增量计算获得电流纹波补偿增量。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的电流采样纹波补偿程序，还执行以下操作：
根据补偿后的采样电流值获得所述当前电机的第一相电机电流及第二相电机电流；
根据基尔霍夫定律、所述第一相电机电流及所述第二相电机电流计算第三电相电机电流；
对所述第一相电机电流、所述第二相电机电流及所述第三相电机电流进行滤波处理，并分别获取滤波后的第一相电机电流、第二相电机电流及第三相电机电流的当前扇区、比较值和反电动势；
将过滤后的第一相电机电流、第二相电机电流及第三相电机电流的当前扇区、比较值和反电动势作为再次补偿时应用到的补偿参数。
本实施例通过上述方案，通过电机控制装置获取当前电机在进行移相控制时所输出的第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值，根据所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值确定当前扇区；获取当前电机的母线电压值，根据所述当前扇区和所述母线电压值确定参考电压值；根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率；根据所述电流变化率确定电流纹波补偿增量；并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿，提高了电机运行的可靠性及稳定性，并且不需要增加硬件成本，使得成本低廉，电机电流更加平稳高效，具有较高的应用及使用价值。
基于上述硬件结构，提出本发明电流采样纹波补偿方法实施例。
参照图2，图2为本发明电流采样纹波补偿方法第一实施例的流程示意图。
在第一实施例中，所述电流采样纹波补偿方法包括以下步骤：
步骤S10、电机控制装置获取当前电机在进行移相控制时所输出的第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值。
需要说明的是，所述电机控制装置为具有电机控制功能的装置，可以是永磁同步电机控制装置应用于变频空调室外压缩机中，当然也可以是应用于其他设备的具有电机控制功能的装置，本实施例对此不加以限制；
可以理解的是，通过当前电机的移相控制输出后可以通过多个采样控制点采集到当前电机移相控制输出的第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值，在实际操作中，可以通过一路增强型脉冲调制器EPWM在每个脉冲频率控制下溢中断(即载波中断)处触发两次模式转换器AD采样，采样获得两相电流，并在此基础上减去电流纹波补偿增量，再进行滤波参与后续无位置速度传感器矢量运算进行闭环处理，至输出空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)矢量脉宽调制PWM波后再进行移相控制处理并再次设置增强型脉冲调制器EPMW-AD采样控制点。
步骤S20、根据所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值确定当前扇区。
应当理解的是，获得第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值之后，可以根据所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值确定当前扇区，所述当前扇区为母线电压的空间矢量对应的扇区，即根据各脉冲频率控制比较值的大小判断当前所属的扇区。
进一步地，所述步骤S20具体包括以下步骤：
根据所述当前扇区获取上一次电流采样的扇区位置，并获得当前电机的母线电压值；
根据所述扇区位置和所述母线电压计算出参考电压值。
应当理解的是，根据所述当前扇区可以推算出上一次电流采样的扇区位置，进而根据所述上一次电流采样的扇区位置和所述母线电压可以计算出所述参考电压值。
在具体实现中，根据所述当前扇区获得所述上一次电流采样的扇区位置，从而根据预设计算规则，在获得所述当前电机的母线电压值Vdc后，确定第一参考电压Valpha和第二参考电压Vbeta，具体预设计算规则如下：
当所述扇区位置处在第一扇区或第二扇区时，
当所述扇区位置处在第三扇区或第四扇区时，
当所述扇区位置处在第五扇区或第六扇区时，
步骤S30、获取当前电机的母线电压值，根据所述当前扇区和所述母线电压值确定参考电压值。
可以理解的是，所述母线为当前电机与各级电压配电装置的连接，以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线，所述母线电压为当前电机的母线在矩形或圆形母线排上的电压，所述当前电机的母线电压值为所述当前电机的母线电压，根据所述当前扇区和所述母线电压可以计算出参考电压值。
步骤S40、根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率。
需要说明的是，所述预设电机模型为预先设置的用于计算电流变化率的模型，所述预设电机模型反映电压与电流变化率的映射关系。
步骤S50、根据所述电流变化率确定电流纹波补偿增量，并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿。
可以理解的是，获得所述电流变化率后根据所述电流变化率进行坐标Clark逆变换后可以获得电流纹波补偿增量。
应当理解的是，通过所述电流纹波补偿增量可以对采样电流值进行补偿，即将所述采样电流值减去所述电流纹波补偿增量可以获得所述电机控制装置的两相电流。
本实施例通过上述方案，通过电机控制装置获取当前电机在进行移相控制时所输出的第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值，根据所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值确定当前扇区；获取当前电机的母线电压值，根据所述当前扇区和所述母线电压值确定参考电压值；根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率；根据所述电流变化率确定电流纹波补偿增量；并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿，提高了电机运行的可靠性及稳定性，并且不需要增加硬件成本，使得成本低廉，电机电流更加平稳高效，具有较高的应用及使用价值。
进一步地，图3为本发明电流采样纹波补偿方法第二实施例的流程示意图，如图3所示，基于第一实施例提出本发明电流采样纹波补偿方法第二实施例，在本实施例中，所述步骤S20，具体包括以下步骤：
步骤S21、确定所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值中的最小值、中间值和最大值。
步骤S22、将所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值分别与所述最小值、中间值和最大值进行匹配，获得匹配结果。
步骤S23、根据所述匹配结果确定当前扇区。
应当理解的是，对当前电机移相控制输出的第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值进行排序后，可以获得排序后的各脉冲频率控制比较值中的最小值、中间值和最大值，并记录cmp1为三相脉冲频率控制比较值中的最小值，cmp2为三相脉冲频率控制比较值中的中间值，cmp3为三相脉冲频率控制比较值中的最大值，再将所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值分别与所述最小值、中间值和最大值进行匹配，获得匹配结果，根据所述匹配结果的不同可以确定不同的扇区。
进一步地，所述步骤S23具体包括以下步骤：
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第二脉冲频率控制比较值与所述中间值匹配时，确定所述当前扇区为第一扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值匹配时，确定所述当前扇区为第二扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值不匹配时，确定所述当前扇区为第三扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第三脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配、并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值不匹配时，确定所述当前扇区为第四扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第三脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配、并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值匹配时，确定所述当前扇区为第五扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第二脉冲频率控制比较值与所述中间值不匹配时，确定所述当前扇区为第六扇区。
可以理解的是，通过所述匹配结果的不同，可以准确获得所述当前扇区所在的扇区位置，从而为后续参考电压的获得做准备。
相应地，所述步骤S40具体包括以下步骤：
步骤S41、获取预先设定的电机定子电流、电机反电动势和电机估算因子。
步骤S42、根据所述电机定子电流、电机反电动势和电机估算因子建立反映电流变化率与参考电压的映射关系的预设电机模型。
需要说明的是，通过所述电机定子电流、电机反电动势和电机估算因子可以建立反映电流变化率与参考电压的映射关系的预设电机模型，所述预设电机模型为：
其中，is为电机定子电流，V为与母线电压成比例的因子，eemf为电机反电动势，K1及K2为电机估算因子，其中
其中rs为电机定子电阻，Ls为电机定子电感(对隐极PMSM是一样的，对凸极PMSM，Ls取d轴与q轴电感之和的一半)，Scale1为与硬件相关联的比例因子。
步骤S43、根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率。
可以理解的是，将所述参考值输入至所述预设电机模型后，可以获得电流变化率，具体过程为：
dIa0＝K1*iα+K2*elast_emfα、dIb0＝K1*iβ+K2*elast_emfβ,
其中Iα、Iβ为电机定子电流Clark变换后在αβ轴上的电流，elast_emfα、elast_emfβ为无位置估算电机αβ轴上的保存的上一次的反电动势，dIa0、dIb0为电机定子电流变化率。
进一步地，所述步骤S50具体包括以下步骤：
步骤S51、对所述电流变化率进行坐标Clark逆变换；
可以理解的是，对所述电流变化率进行坐标Clark逆变换后获得逆变换后的电流变化率，从而为求得后续电流纹波补偿增量做准备；对所述电流变化率进行坐标Clark逆变换的具体过程如下：
对dIa0、dIb0、dIa1、dIb1进行Clark逆变换：
dIa0＝dIa0
dIa1＝dIa1
步骤S52、计算所述中间值对应的中间值时间增量和所述最大值对应的最大值时间增量；
应当理解的是，所述中间值时间增量为所述中间值对应的时间增量，所述最大值时间增量为所述最大值对应的时间增量，具体计算过程如下：
对cmp2、cmp3对应的时间增量ts、tm：
ts＝(Tpwm-cmp3last)*sysclock
tm＝(Tpwm-cmp2last)*sysclock
其中，所述Tpwm为脉冲宽带调制的总时间量，cmp2、cmp3为上一次存储的三相脉冲频率控制比较值的中间值及最大值。
步骤S53、根据逆变换后的电流变化率、所述中间值时间增量和最大值时间增量计算获得电流纹波补偿增量，并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿。
可以理解的是，根据当前扇区设置相应的触发采样电流的对应点，从而根据逆变换后的电流变化率、所述中间值时间增量和最大值时间增量计算获得电流纹波补偿增量，计算获得电流纹波补偿增量的具体计算过程如下：
ΔIa1＝dIa0*ts
ΔIb1＝dIb0*ts
ΔIc1＝dIc0*ts
ΔIa2＝ΔIa1+dIa1*(tm-ts)
ΔIb2＝ΔIb1+dIb1**(tm-ts)
ΔIc2＝ΔIc1+dIc1**(tm-ts)s
其中，所述ΔIa1、ΔIb1、ΔIc1、ΔIa2、ΔIb2、ΔIc2为电流纹波补偿增量，获得所述电流纹波补偿增量后可以并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿。
相应地，所述步骤S50之后还包括以下步骤：
根据补偿后的采样电流值获得所述当前电机的第一相电机电流及第二相电机电流；
根据基尔霍夫定律、所述第一相电机电流及所述第二相电机电流计算第三电相电机电流；
对所述第一相电机电流、所述第二相电机电流及所述第三相电机电流进行滤波处理，并分别获取滤波后的第一相电机电流、第二相电机电流及第三相电机电流的当前扇区、比较值和反电动势；
将过滤后的第一相电机电流、第二相电机电流及第三相电机电流的当前扇区、比较值和反电动势作为再次补偿时应用到的补偿参数。
需要说明的是，并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿具体是对所述采样电流减去所述电流纹波补偿增量，从而求得所述电机控制装置的电机两相电流，根据基尔霍夫定律、所述第一相电机电流及所述第二相电机电流计算第三相电机电流；对所述第一相电机电流、所述第二相电机电流及所述第三相电机电流进行滤波处理，并分别获取滤波后的第一相电机电流、第二相电机电流及第三相电机电流的当前扇区、比较值和反电动势；将过滤后的第一相电机电流、第二相电机电流及第三相电机电流的当前扇区、比较值和反电动势作为再次补偿时应用到的补偿参数，即将赋当前扇区、比较值及反电动势给再次补偿时以上一次使用参数，至此补偿程序结束。
在具体实现中，在家用1.5Hp-美芝变频压缩机整机上进行实验测试，分别运行频率20Hz、50Hz及100Hz下的电机电流并获得实际电流波形，且整机有效值电流可以跑到12A，电机电流有效值可以达到8.5A。从实验效果看，增加电流纹波补偿后，电机最低运行频率可以达到10Hz，最高可以120Hz运行，通过D/A输出的低频及高频-重构电流及电机实际电流波形对比可以得知本实施例的方案能够降低电机控制装置的成本和体积，对于家用压缩机变频的控制具有很高的实际应用价值。
本实施例通过上述方案，通过根据所述当前扇区获取上一次电流采样的扇区位置，并获得当前电机的母线电压值；根据所述扇区位置和所述母线电压计算出参考电压值；获取预先设定的电机定子电流、电机反电动势和电机估算因子；根据所述电机定子电流、电机反电动势和电机估算因子建立反映电流变化率与参考电压的映射关系的预设电机模型；根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率。对所述电流变化率进行坐标Clark逆变换；计算所述中间值对应的中间值时间增量和所述最大值对应的最大值时间增量；根据逆变换后的电流变化率、所述中间值时间增量和最大值时间增量计算获得电流纹波补偿增量，提高了电机运行的可靠性及稳定性，并且不需要增加硬件成本，使得成本低廉，电机电流更加平稳高效，具有较高的应用及使用价值。
基于上述实施例，本发明进一步提供一种电流采样纹波补偿系统。
参照图4，图4为本发明电流采样纹波补偿系统第一实施例的功能模块图。
本发明电流采样纹波补偿系统第一实施例中，该电流采样纹波补偿系统包括：
比较值获取模块10，用于电机控制装置获取当前电机在进行移相控制时所输出的第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值。
扇区确定模块20，用于根据所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值确定当前扇区。
需要说明的是，所述电机控制装置为具有电机控制功能的装置，可以是永磁同步电机控制装置应用于变频空调室外压缩机中，当然也可以是应用于其他设备的具有电机控制功能的装置，本实施例对此不加以限制；获得第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值之后，可以根据所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值确定当前扇区，即根据各脉冲频率控制比较值的大小判断当前所属的扇区。
电压计算模块30，用于获取当前电机的母线电压值，根据所述当前扇区和所述母线电压值确定参考电压值。
可以理解的是，所述当前电机的母线电压值为所述当前电机的母线电压，根据所述当前扇区和所述母线电压可以计算出参考电压值。
应当理解的是，根据所述当前扇区可以推算出上一次电流采样的扇区位置，进而根据所述上一次电流采样的扇区位置和所述母线电压可以计算出所述参考电压值。
电流变化率计算模块40，用于根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率。
需要说明的是，所述预设电机模型为预先设置的用于计算电流变化率的模型，所述预设电机模型反映电压与电流变化率的映射关系。
补偿模块50，用于根据所述电流变化率确定电流纹波补偿增量，并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿。
可以理解的是，获得所述电流变化率后根据所述电流变化率进行坐标Clark逆变换后可以获得电流纹波补偿增量。
应当理解的是，通过所述电流纹波补偿增量可以对采样电流值进行补偿，即将所述采样电流值减去所述电流纹波补偿增量可以获得所述电机控制装置的两相电流。
本实施例通过上述方案，通过电机控制装置获取当前电机在进行移相控制时所输出的第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值，根据所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值确定当前扇区；获取当前电机的母线电压值，根据所述当前扇区和所述母线电压值确定参考电压值；根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率；根据所述电流变化率确定电流纹波补偿增量；并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿，提高了电机运行的可靠性及稳定性，并且不需要增加硬件成本，使得成本低廉，电机电流更加平稳高效，具有较高的应用及使用价值。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有电流采样纹波补偿程序，所述电流采样纹波补偿程序被处理器执行时实现如下操作：
获取当前电机在进行移相控制时所输出的第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值；
根据所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值确定当前扇区；
获取当前电机的母线电压值，根据所述当前扇区和所述母线电压值确定参考电压值；
根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率；
根据所述电流变化率确定电流纹波补偿增量；
并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿。
进一步地，所述电流采样纹波补偿程序被处理器执行时还实现如下操作：
确定所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值中的最小值、中间值和最大值；
将所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值分别与所述最小值、中间值和最大值进行匹配，获得匹配结果；
根据所述匹配结果确定当前扇区。
进一步地，所述电流采样纹波补偿程序被处理器执行时还实现如下操作：
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第二脉冲频率控制比较值与所述中间值匹配时，确定所述当前扇区为第一扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值匹配时，确定所述当前扇区为第二扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值不匹配时，确定所述当前扇区为第三扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第三脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配、并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值不匹配时，确定所述当前扇区为第四扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第三脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配、并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值匹配时，确定所述当前扇区为第五扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第二脉冲频率控制比较值与所述中间值不匹配时，确定所述当前扇区为第六扇区。
进一步地，所述电流采样纹波补偿程序被处理器执行时还实现如下操作：
根据所述当前扇区获取上一次电流采样的扇区位置，并获得当前电机的母线电压值；
根据所述扇区位置和所述母线电压值确定参考电压值。
进一步地，所述电流采样纹波补偿程序被处理器执行时还实现如下操作：
获取预先设定的电机定子电流、电机反电动势和电机估算因子；
根据所述电机定子电流、电机反电动势和电机估算因子建立反映电流变化率与参考电压的映射关系的预设电机模型；
根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率。
进一步地，所述电流采样纹波补偿程序被处理器执行时还实现如下操作：
对所述电流变化率进行坐标Clark逆变换；
计算所述中间值对应的中间值时间增量和所述最大值对应的最大值时间增量；
根据逆变换后的电流变化率、所述中间值时间增量和最大值时间增量计算获得电流纹波补偿增量。
进一步地，所述电流采样纹波补偿程序被处理器执行时还实现如下操作：
根据补偿后的采样电流值获得所述当前电机的第一相电机电流及第二相电机电流；
根据基尔霍夫定律、所述第一相电机电流及所述第二相电机电流计算第三电相电机电流；
对所述第一相电机电流、所述第二相电机电流及所述第三相电机电流进行滤波处理，并分别获取滤波后的第一相电机电流、第二相电机电流及第三相电机电流的当前扇区、比较值和反电动势；
将过滤后的第一相电机电流、第二相电机电流及第三相电机电流的当前扇区、比较值和反电动势作为再次补偿时应用到的补偿参数。
本实施例通过上述方案，通过电机控制装置获取当前电机在进行移相控制时所输出的第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值，根据所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值确定当前扇区；获取当前电机的母线电压值，根据所述当前扇区和所述母线电压值确定参考电压值；根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率；根据所述电流变化率确定电流纹波补偿增量；并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿，提高了电机运行的可靠性及稳定性，并且不需要增加硬件成本，使得成本低廉，电机电流更加平稳高效，具有较高的应用及使用价值。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种电流采样纹波补偿方法，其特征在于，所述电流采样纹波补偿方法包括：
电机控制装置获取当前电机在进行移相控制时所输出的第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值；
根据所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值确定当前扇区；
获取当前电机的母线电压值，根据所述当前扇区和所述母线电压值确定参考电压值；
根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率；
根据所述电流变化率确定电流纹波补偿增量，并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿。
2.如权利要求1所述的电流采样纹波补偿方法，其特征在于，所述根据所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值确定当前扇区，具体包括：
确定所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值中的最小值、中间值和最大值；
将所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值分别与所述最小值、中间值和最大值进行匹配，获得匹配结果；
根据所述匹配结果确定当前扇区。
3.如权利要求2所述的电流采样纹波补偿方法，其特征在于，所述根据所述匹配结果确定当前扇区，具体包括：
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第二脉冲频率控制比较值与所述中间值匹配时，确定所述当前扇区为第一扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值匹配时，确定所述当前扇区为第二扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值不匹配时，确定所述当前扇区为第三扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第三脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配、并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值不匹配时，确定所述当前扇区为第四扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第二脉冲频率控制比较值与所述最小值不匹配、所述第三脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配、并且所述第一脉冲频率控制比较值与所述中间值匹配时，确定所述当前扇区为第五扇区；
当所述匹配结果为所述第一脉冲频率控制比较值与所述最小值匹配，并且所述第二脉冲频率控制比较值与所述中间值不匹配时，确定所述当前扇区为第六扇区。
4.如权利要求3所述的电流采样纹波补偿方法，其特征在于，所述获取当前电机的母线电压值，根据所述当前扇区和所述母线电压值确定参考电压值，具体包括：
根据所述当前扇区获取上一次电流采样的扇区位置，并获得当前电机的母线电压值；
根据所述扇区位置和所述母线电压值确定参考电压值。
5.如权利要求4所述的电流采样纹波补偿方法，其特征在于，所述根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率，具体包括：
获取预先设定的电机定子电流、电机反电动势和电机估算因子；
根据所述电机定子电流、电机反电动势和电机估算因子建立反映电流变化率与参考电压的映射关系的预设电机模型；
根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率。
6.如权利要求5所述的电流采样纹波补偿方法，其特征在于，所述根据所述电流变化率确定电流纹波补偿增量，具体包括：
对所述电流变化率进行坐标Clark逆变换；
计算所述中间值对应的中间值时间增量和所述最大值对应的最大值时间增量；
根据逆变换后的电流变化率、所述中间值时间增量和最大值时间增量计算获得电流纹波补偿增量。
7.如权利要求1-6中任一项所述的电流采样纹波补偿方法，其特征在于，所述并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿之后，所述电流采样纹波补偿方法还包括：
根据补偿后的采样电流值获得所述当前电机的第一相电机电流及第二相电机电流；
根据基尔霍夫定律、所述第一相电机电流及所述第二相电机电流计算第三电相电机电流；
对所述第一相电机电流、所述第二相电机电流及所述第三相电机电流进行滤波处理，并分别获取滤波后的第一相电机电流、第二相电机电流及第三相电机电流的当前扇区、比较值和反电动势；
将过滤后的第一相电机电流、第二相电机电流及第三相电机电流的当前扇区、比较值和反电动势作为再次补偿时应用到的补偿参数。
8.一种电流采样纹波补偿系统，其特征在于，所述电流采样纹波补偿系统包括：
比较值获取模块，用于获取当前电机在进行移相控制时所输出的第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值；
扇区确定模块，用于根据所述第一脉冲频率控制比较值、第二脉冲频率控制比较值和第三脉冲频率控制比较值确定当前扇区；
电压计算模块，用于获取当前电机的母线电压值，根据所述当前扇区和所述母线电压值确定参考电压值；
电流变化率计算模块，用于根据所述参考电压值通过预设电机模型，确定对应的电流变化率；
补偿模块，用于根据所述电流变化率确定电流纹波补偿增量，并根据所述电流纹波补偿增量对所述当前电机的采样电流值进行补偿。
9.一种电机控制装置，其特征在于，所述电机控制装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电流采样纹波补偿程序，所述电流采样纹波补偿程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的电流采样纹波补偿方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有电流采样纹波补偿程序，所述电流采样纹波补偿程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的电流采样纹波补偿方法的步骤。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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