CN110829928B - 一种电机驱动器输出功率的计算方法、装置及设备 - Google Patents

一种电机驱动器输出功率的计算方法、装置及设备 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供了一种电机驱动器输出功率的计算方法，所述电机驱动器的每个部分分别包括三个并联的绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述电机驱动器由空间矢量脉宽调制器输出的控制信号控制各个IGBT的导通状态，该方法包括：根据在预设时间周期内所述第一部分中各个IGBT处于导通状态下输出的电流与对应IGBT的导通时间，计算各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上的积分值；根据所述第一部分中各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上积分值的和、所述预设时间周期以及所述电机驱动器的母线电压，计算得到所述电机驱动器的输出功率。实施本申请，可以根据各个绝缘栅双极型晶体管IGBT处于导通状态下的输出电流，对电机驱动器的输出功率进行计算，提高了计算的精确度。

Description

一种电机驱动器输出功率的计算方法、装置及设备
技术领域
本申请涉及电机控制领域，尤其是一种电机驱动器输出功率的计算方法、装置及设备。
背景技术
电机是将电能转换成机械能的器件，而控制着电机转动的是电机驱动器，电机驱动器的输出功率对电机的工作具有重大影响，所以在电机控制领域中，我们需要对电机驱动器的输出功率进行计算。
在现有技术中，对电机驱动器的输出功率采用的是估算，首先预先使用电流测量设备测量电机驱动器在各个负载下的输入电流，以及使用功率测试设备测量电机驱动器在各个负载条件下的输出功率，得到同样负载条件下电机驱动器的输入电流与输出功率的对应关系，由对应关系拟合成计算公式，从而在实际应用中根据采集到的电机驱动器的输入电流，根据采集到的输入电流来查询对应的计算公式，由此对电机驱动器的输出功率进行计算，这种对电机驱动器输出功率计算的方法准确度不高。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提供了一种电机驱动器输出功率的计算方法、装置及设备，可以根据各个绝缘栅双极型晶体管IGBT处于导通状态下的输出电流，对电机驱动器的输出功率进行计算，提高了计算的精确度。
第一方面，本申请实施例提供了一种电机驱动器输出功率的计算方法，所述电机驱动器包括第一部分和第二部分，每个部分分别包括三个并联的绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述电机驱动器由空间矢量脉宽调制器输出的控制信号控制各个IGBT的导通状态，所述方法包括：
根据在预设时间周期内所述第一部分中各个IGBT处于导通状态下输出的电流与对应IGBT的导通时间，计算各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上的积分值；
根据所述第一部分中各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上积分值的和、所述预设时间周期以及所述电机驱动器的母线电压，计算得到所述电机驱动器的输出功率。
在一种可能的实现方式中，将所述第一部分中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到的控制信号作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号；所述第一控制信号为高电平时，所述第一IGBT处于导通状态；所述第二控制信号为高电平时，所述第二IGBT处于导通状态；所述第三控制信号为高电平时，所述第三IGBT处于导通状态；
将所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号为高电平的时间，分别作为所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT的导通时间；
所述根据第一部分中各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上积分值的和、所述预设时间周期以及所述电机驱动器的母线电压，计算得到所述电机驱动器的输出功率包括：
将所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT处于导通状态下的输出电流与各个IGBT对应的导通时间相乘得到的乘积进行相加，作为所述积分值的和；
将所述积分值的和除以所述预设时间周期，且与所述电机驱动器的母线电压进行相乘，得到所述电机驱动器的输出功率。
可选的，所述将所述第一部分中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到的控制信号作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号包括：
所述电机驱动器通过编码器与空间矢量脉宽调制器连接，所述空间矢量脉宽调制器用于输出多个控制信号；
所述编码器用于根据不同的预设目标组合顺序，对所述空间矢量脉宽调制器输出的多个控制信号进行不同的顺序组合，并一次传输至所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT，以使所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT接收到所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号，所述预设目标组合顺序为所述编码器根据空间矢量脉宽调制器预设的电机目标电压矢量所述扇区而确定的。
在一种可能的实施例中，所述方法还包括：
将所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号输出高电平的时间分别除以所述预设时间周期，得到所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT的导通时间占比；
所述根据第一部分中各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上积分值的和、所述预设时间周期以及所述电机驱动器的母线电压，计算得到所述电机驱动器的输出功率包括：
将所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT处于导通状态下的输出电流与各个IGBT对应的导通时间占比相乘得到的乘积进行相加，作为所述积分值的和；
将所述积分值的和乘以所述电机驱动器的母线电压，得到所述电机驱动器的输出功率。
在另外一种可能的实现方式中，将所述第一部分中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到的控制信号，作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号；
所述第一部分中各个IGBT处于导通状态下输出的电流与对应IGBT的导通时间包括：
将所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号为高电平的时间，分别作为所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT的导通时间；
分别获取所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT在各个IGBT对应的导通时间内输出的电流瞬时值，其中所述各个IGBT处于导通状态下的输出电流包括多个电流瞬时值。
在一种可能的实施例中，将所述第一部分中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到控制信号，作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号；
所述电机驱动器的输出端与第一电流采样电路连接，用于采集所述电机驱动器的输出电流；
将只有所述第一控制信号为高电平时所述电机驱动器的第一输出电流，作为所述第一IGBT在导通状态下的输出电流；
将只有所述第三控制信号为低电平时所述电机驱动器的第二输出电流，作为所述第三IGBT在导通状态下的输出电流；
根据所述第一输出电流和所述第二输出电流计算得到所述第二IGBT在导通状态下的输出电流，其中所述第一IGBT、第二IGBT以及所述第三IGBT在导通状态下的输出电流之和为零。
在另外一种可能的实施例中，所述第一部分中并联的三个IGBT分别与所述第二部分中并联的三个IGBT串联组成三个相电路；将所述第一部分中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到的控制信号作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号；
所述第一IGBT所在相电路的输出端与第二电流采样电路连接，用于采集所述第一IGBT处于导通状态下的输出电流；
所述第二IGBT所在相电路的输出端与第三电流采样电路连接，用于采集所述第二IGBT处于导通状态下的输出电流；
所述第三IGBT所在相电路的输出端与第四电流采样电路连接，用于采集所述第三IGBT处于导通状态下的输出电流。
在一种可能的实现方式中，所述电流采样电路包括采样电阻或霍尔电流传感器。
第二方面，本申请实施例提供了一种电机驱动器输出功率的计算装置，所述装置包括电机驱动器，所述电机驱动器包括第一部分和第二部分，每个部分分别包括三个并联的绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述电机驱动器由空间矢量脉宽调制器输出的控制信号控制各个IGBT的导通状态，其中：
计算模块，用于根据预设时间周期内所述第一部分中各个IGBT处于导通状态下输出的电流与对应IGBT的导通时间，计算各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上的积分值；
所述计算模块，还用于根据所述第一部分中各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上积分值的和、所述预设时间周期以及所述电机驱动器的母线电压，计算得到所述电机驱动器的输出功率。
第三方面，本申请实施例提供了一种电机驱动器输出功率的计算设备，其特征在于，所述设备包括电机驱动器以及处理器，所述电机驱动器包括第一部分和第二部分，每个部分分别包括三个并联的绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述电机驱动器由空间矢量脉宽调制器输出的控制信号控制各个IGBT的导通状态，其中：
所述处理器，用于根据在预设时间周期内所述第一部分中各个IGBT处于导通状态下输出的电流与对应IGBT的导通时间，计算各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上的积分值；
所述处理器，还用于根据所述第一部分中各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上积分值的和、所述预设时间周期以及所述电机驱动器的母线电压，计算得到所述电机驱动器的输出功率。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面及其任一种可能的实现方式中所述的方法。
本申请中，在预设时间周期内通过采集电机驱动器中第一部分的各个IGBT处于导通状态下输出的电流，并获取各个IGBT的导通时间，计算各个IGBT处于导通状态下输出的电流在对应IGBT的导通时间上的积分值，然后根据所述第一部分中各个IGBT在导通状态下输出的电流在对应IGBT的导通时间上积分值的和、所述预设时间周期以及所述电机驱动器的母线电压，计算得到所述电机驱动器的输出功率。实施本申请，通过直接采集各个IGBT的输出电流，根据所述各个IGBT处于导通状态下的输出电流、预设时间周期以及对应IGBT的导通时间来对电机驱动器的输出功率进行计算，提高了电机驱动器输出功率计算的精确度。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种电机驱动器输出功率的计算方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种电机驱动器的拓扑图；
图3为本申请实施例提供的另一种电机驱动器的拓扑图；
图4为本申请实施例提供的一种电机驱动器接收到的波形示意图；
图5为本申请实施例提供的一种电机驱动器的扇区划分图；
图6为本申请实施例提供的一种电机驱动器输出功率的计算装置的示意图；
图7为本申请实施例提供的一种电机驱动器输出功率的计算设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面结合附图来对本申请的技术方案的实施作进一步的详细描述。参见图1至图5。
需要说明的是，所述电机驱动器包括第一部分和第二部分，每个部分分别包括三个并联的绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述电机驱动器由空间矢量脉宽调制器输出的控制信号控制各个IGBT的导通状态，首先参见图1，图1为本申请实施例提供的一种电机驱动器输出功率的计算方法的流程示意图。如图1所示，所述电机驱动器输出功率的计算方法包括步骤：
S100、根据在预设时间周期内所述第一部分中各个IGBT处于导通状态下输出的电流与对应IGBT的导通时间，计算各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上的积分值。
为了更好的理解本申请，下面先结合附图对电机驱动器进行介绍，参见图2至图3。
参见图2，图2为本申请实施例提供的一种电机驱动器的拓扑图。如图2所示，所述电机驱动器202的简单连接关系如下：空间矢量脉宽调制器201与电机驱动器202的第一端连接，所述电机驱动器202的第二端与电机203连接，所述电机驱动器202的第三端分别与采样电路204以及第一电阻R1连接。可选的，所述空间矢量脉宽调制器可以通过编码器与所述电机驱动器202连接。所述电机驱动器202包括第一部分和第二部分，每个部分分别包括三个并联的绝缘栅双极型晶体管IGBT，示例性的，三个并联IGBT U+、V+和W+为第一部分，则另外三个并联IGBT U-、V-、W-为第二部分。
所述电机驱动器可以由多个采样电阻进行电流采样，参见图3，图3为本申请实施例提供的另一种电机驱动器的拓扑图。如图3所示，图3与图2不同的是，图2采用的是单电阻对各个IGBT进行电流采样，而图3采用的是三个电阻对各个IGBT进行电流采样，所述电机驱动器302的简单连接关系如下：空间矢量脉宽调制器301与电机驱动器302的第一端连接，所述电机驱动器302的第二端与电机303连接，所述电机驱动器302的第三端分别与采样电路304a以及第二电阻R2连接，所述电机驱动器302的第三端还分别与采样电路304b以及第三电阻R3连接，所述电机驱动器302的第三端还分别与采样电路304c以及第四电阻R4连接。采用三电阻对各个IGBT进行电流采样，无需进行计算即可获取各个IGBT的电流，而单电阻电流采样需要结合基尔霍夫电流定律来对各个IGBT的电流进行计算，下文将结合控制信号对三电阻电流采样与单电阻电流采样的不同处理进行说明。
在预设时间周期内所述第一部分中各个IGBT处于导通状态是由空间矢量脉宽调制器输出的控制信号来控制，下面结合图4至图5对空间矢量脉宽调制器输出的控制信号进行介绍。参见图4，图4为本申请实施例提供的一种电机驱动器接收到的波形示意图。如图4所示，所述空间矢量脉宽调制器输出的控制信号包括A信号、B信号以及C信号，所述A信号、B信号以及C信号分别控制电机驱动器的第一部分中各个IGBT的导通状态，
在一种可能的实施例中，所述电机驱动器通过编码器与空间矢量脉宽调制器连接，所述空间矢量脉宽调制器用于输出多个控制信号，其中所述多个控制信号包括如图4所示的A信号、B信号以及C信号。所述编码器用于根据不同的预设目标组合顺序，对所述空间矢量脉宽调制器输出的多个控制信号进行不同的顺序组合，并依次传输至所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT，以使所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号，所述预设目标组合顺序为所述编码器根据空间矢量脉宽调制器预设的电机目标电压矢量所处扇区而确定的。具体的，参见图5，图5为本申请实施例提供的一种电机驱动器的扇区划分图。如图5所示，由于所述电机驱动器的第一部分包括三个并联的IGBT，每个IGBT包括导通和截止两种状态，所以所述第一部分中包括的三个并联IGBT可以有23＝8种组合，以前文图3中IGBT U+、V+和W+为第一部分为例，所述第一部分中第一IGBT U+、第二IGBTV+和第三IGBTW+的状态分别包括100、110、010、011、001、101、111和000，而由于000和111是第一部分全部截止或第一部分全部导通的状态，为无效态。可以理解的是，1代表该IGBT接收到高电平，处于导通状态；0代表该IGBT接收到低电平，处于截止状态。将360°每隔60°划分为一个扇区，分别得到6个扇区，扇区1的电压矢量由100和110等效，扇区2的电压矢量由110和010等效，扇区3的相邻电压矢量由010和011等效，以此类推，电机的转动控制过程中所需的任何电压矢量都可以用100、110、010、011、001和101这六个离散电平矢量中的任意两个来进行等效，而所述六个离散电平矢量均可以由所述编码器对所述A信号、B信号以及C信号进行不同顺序的组合来获得。所述编码器根据电机目标电压矢量所处的扇区来控制信号的组合顺序，就是一个换相控制的过程，每隔60°切换一次工作状态。示例性的，所述目标电压矢量为所述空间矢量脉宽调制器预设值，所述空间脉宽矢量调制器可以知道所述电机目标电压矢量所处的扇区，由此计算出预设目标组合顺序，并将所述预设目标组合顺序传输至所述编码器，例如所述电机目标电压矢量处于扇区1，预设的目标组合顺序为100和110，所述编码器形成A信号、B信号以及C信号分别对应控制第一IGBTU+、第二IGBTV+以及第三IGBTW+的顺序组合；所述电机目标电压矢量处于扇区2，预设的目标顺序组合为110和010，所述编码器形成B信号、A信号以及C信号分别对应控制第一IGBTU+、第二IGBTV+以及第三IGBTW+的顺序组合；所述电机目标电压矢量处于扇区3，预设的目标组合顺序为010和011，所述编码器形成C信号、A信号以及B信号分别对应控制第一IGBTU+、第二IGBTV+以及第三IGBTW+的顺序组合；所述电机目标电压矢量处于扇区4，预设的目标组合顺序为011和001，所述编码器形成C信号、B信号以及A信号分别对应控制第一IGBTU+、第二IGBTV+以及第三IGBTW+的顺序组合；所述电机目标电压矢量处于扇区5，预设的目标组合顺序为001和101，所述编码器形成B信号、C信号以及A信号分别对应控制第一IGBTU+、第二IGBTV+以及第三IGBTW+的顺序组合；所述电机目标电压矢量处于扇区6，预设的目标组合顺序为101和100，所述编码器形成A信号、C信号以及B信号分别对应控制第一IGBTU+、第二IGBTV+以及第三IGBTW+的顺序组合。
前文结合图2至图3对电机驱动器进行介绍，并结合图4至图5对控制信号进行介绍，下文对所述第一部分中各个IGBT接收到的控制信号进行介绍，以及各个IGBT处于导通状态时输出的电流和对应的导通时间进行介绍。
具体的，所述预设时间周期为T＝2×(t0+t1+t2+t3)，所述A信号输出高电平的时间为2×(t1+t2+t3)，所述B信号输出高电平的时间为2×(t2+t3)，所述C信号输出高电平的时间为2×t3。以扇区1为例，所述A信号、B信号以及C信号分别对应控制第一IGBT U+、第二IGBTV+以及第三IGBTW+，则第一IGBT U+的导通时间为2×(t1+t2+t3)，第二IGBT V+的导通时间为2×(t2+t3)，第三IGBT W+的导通时间为2×t3；以扇区2为例，所述B信号、A信号以及C信号分别对应控制第一IGBT U+、第二IGBTV+以及第三IGBTW+，则第一IGBT U+的导通时间为2×(t2+t3)，第二IGBT V+的导通时间为2×(t1+t2+t3)，第三IGBT W+的导通时间为2×t3。
在一种可能的实现方式中，使用单电阻对各个IGBT的输出电流进行采样，将所述第一部分中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到的控制信号，作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号；如图2所示所述电机驱动器202的输出端与第一电流采样电路204连接，用于采集所述电机驱动器202的输出电流；将只有所述第一控制信号为高电平时所述电机驱动器的第一输出电流，作为所述第一IGBT在导通状态下的输出电流。参见前文所述图4，以扇区1为例，所述A信号为第一控制信号，B信号为第二控制信号，C信号为第三控制信号，在时间t1内只有所述第一控制信号为高电平，则在时间t1采集到的所述电机驱动器的第一输出电流为所述第一IGBT在导通状态下的输出电流Ia1。将只有所述第三控制信号为低电平时所述电机驱动器的第二输出电流，作为所述第三IGBT在导通状态下的输出电流。参见前文所述图4，在时间t2内只有所述第三控制信号为低电平，则在时间t2采集到的所述电机驱动器的第二输出电流为所述第三IGBT在导通状态下的输出电流Ic1。根据所述第一输出电流和所述第二输出电流计算得到所述第二控制信号对应控制的IGBT在导通状态下的输出电流，其中所述第一输出电流、所述第二输出电流和所述第三控制信号对应控制的IGBT在导通状态下的输出电流之和为零。以扇区1为例，所述第二控制信号对应控制第二IGBT V+，所述第一输出电流为Ia1，所述第二输出电流为Ic1，根据基尔霍夫电流定律Ia1+Ib1+Ic1＝0，Ib1为所述第二控制信号对应控制的IGBT V+处于导通状态下的电流。可以理解的是，所述电流采样电路可以包括采样电阻或霍尔电流传感器，可以使用霍尔电流传感器代替所述第一电阻R1。
示例性的，以扇区2为例，所述B信号为第一控制信号，A信号为第二控制信号，C信号为第三控制信号，在时间t1采集到的所述电机驱动器的第一输出电流为所述第一IGBT在导通状态下的输出电流Ib2；在时间t2内采集到的所述电机驱动器的第二输出电流为所述第三IGBT在导通状态下的输出电流Ic2；根据基尔霍夫电流定律Ia2+Ib2+I*2＝0，Ib2为所述第二控制信号对应控制的IGBT V+处于导通状态下的电流。
在另外一种可能的实现方式中，使用多电阻对各个IGBT的输出电流进行采样，所述第一部分中并联的三个IGBT分别与所述第二部分中并联的三个IGBT串联组成三个相电路；将所述第一部分中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到的控制信号作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号；如图3所示，所述第一IGBT所在相电路的输出端与第二电流采样电路304a连接，用于采集所述第一IGBT处于导通状态下的输出电流；所述第二IGBT所在相电路的输出端与第三电流采样电路304b连接，用于采集所述第二IGBT处于导通状态下的输出电流；所述第三IGBT所在相电路的输出端与第四电流采样电路304c连接，用于采集所述第三IGBT的输出电流。以扇区1为例，所述电流采样电路304a采集到的电流为IGBT U+在导通状态下的输出电流Ia1；所述电流采样电路304b采集到的电流为IGBTV+在导通状态下的输出电流Ib1；所述电流采样电路304c采集到的电流为IGBT W+在导通状态下的输出电流Ic1。实施本实施例，可以对各个IGBT的导通电流进行采集，无需电机驱动器输出功率计算装置进行软件上的计算，可以节省软件资源。
根据在预设时间周期内所述第一部分中各个IGBT处于导通状态下输出的电流与对应IGBT的导通时间，计算各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上的积分值。具体的，所述预设时间周期为T＝2×(t0+t1+t2+t3)，以扇区1为例，由前文可知所述第一IGBT U+，导通时间为2×(t1+t2+t3)，IGBT U+在导通状态下的输出电流为Ia1；所述第二控制信号控制IGBT V+，导通时间为2×(t2+t3)，IGBT V+在导通状态下的输出电流为Ib1；所述第三控制信号为IGBT W+，导通时间为2×t3，IGBT W+在导通状态下的输出电流为Ic1。在一种可能的实现方式中，IGBT U+、V+和W+在导通时间内的导通电流可以认为是一个固定值，将所述第一部分中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到的控制信号，作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号；所述第一控制信号为高电平时，所述第一IGBT处于导通状态；所述第二控制信号为高电平时，所述第二IGBT处于导通状态；所述第三控制信号为高电平时，所述第三IGBT处于导通状态；将所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号为高电平的时间，分别作为所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT的导通时间；将所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT处于导通状态下的输出电流与各个IGBT对应的导通时间相乘得到的乘积进行相加，作为所述积分值的和。以扇区1为例，所述积分值的和可以表示为Ia1×2×(t1+t2+t3)+Ib1×2×(t2+t3)+Ic1×2×t3；以扇区2为例，所述积分值的和可以表示为Ia2×2×(t1+t2+t3)+Ib2×2×(t2+t3)+Ic2×2×t3，其中Ia2与Ia1的值大小相同，Ib2与Ib1的值大小相同，Ib2与Ib1的值大小相同。由此可以得出，所述空间矢量脉宽调制器输出的多个控制信号如A信号、B信号以及C信号在不同的扇区中，分别对不同的IGBT进行控制，而所述空间矢量脉宽调制器中输出的控制信号的导通时间是恒定的，且有所述控制信号对应控制的IGBT输出的电流也与控制信号唯一对应，即所述A信号对应所述电机输出电流为Ia，所述B信号对应所述电机输出电流为Ib，所述C信号对应所述电机输出电流为Ic，因此在所有的扇区中，所述积分值的和均可以表示为Ia×2×(t1+t2+t3)+Ib×2×(t2+t3)+Ic×2×t3。
在另外一种可能的实现方式中，IGBT U+、V+和W+在导通时间内的导通电流可以认为是在不断变化的值，将所述第一部分中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到的控制信号，作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号；将所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号为高电平的时间，分别作为所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT的导通时间；分别获取所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT在各个IGBT对应的导通时间内输出的电流瞬时值，其中所述各个IGBT处于导通状态下的输出电流包括多个电流瞬时值。具体的，将各个IGBT在对应导通时间内的各个电流瞬时值按照横坐标为导通时间，纵坐标为瞬时电流值进行曲线拟合，得到IGBT U+在导通时间2×(t1+t2+t3)的数学表达式为fU(t)，则IGBTU+在导通时间上的积分值可以表示为
Figure GDA0002950002280000121
T1和T2分别为IGBT导通时间的起始时间点和结束时间点；IGBT V+在导通时间2×(t2+t3)的数学表达式为fV(t)，则IGBTV+在导通时间上的积分值可以表示为
Figure GDA0002950002280000122
T3和T4分别为IGBT V+导通时间的起始时间点和结束时间点；IGBT W+在导通时间2×t3的数学表表达式为fW(t)，IGBTW+在导通时间上的积分值可以表示为
Figure GDA0002950002280000123
T5和T6分别为IGBT W+导通时间的起始时间点和结束时间点，所述积分值的和可以表示为
Figure GDA0002950002280000124
S101、根据所述第一部分中各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上积分值的和、所述预设时间周期以及所述电机驱动器的母线电压，计算得到所述电机驱动器的输出功率。具体的，由步骤S100得到所述第一部分中各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上积分值，将获取到的积分值进行相加得到所述积分值的和。可选的，所述电机驱动器的母线电压为预先可知的电压，例如所述电机应用于家庭用电中，所述电机驱动器的母线电压可以为220V；又例如所述电机应用于工业用电中，所述电机驱动器的母线电压可以为380V。在一种可能的实现方式中，也可以利用电阻对电机驱动器的母线电压进行采样，由此获得所述电机驱动器的母线电压，此处不对电压采样作详细介绍。
在一种可能的实现方式中，当IGBT U+、V+和W+在导通时间内的导通电流可以认为是一个固定值时，则所述第一部分中各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上积分值的和为Ia×2×(t1+t2+t3)+Ib×2×(t2+t3)+Ic×2×t3；将所述积分值的和除以所述预设时间周期，且与所述电机驱动器的母线电压进行相乘，得到所述电机驱动器的输出功率。具体可以表示为电机驱动器的输出功率P＝Vdc×[Ia×2×(t1+t2+t3)+Ib×2×(t2+t3)+Ic×2×t3]/T，其中Vdc为电机驱动器的母线电压。可选的，将所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号输出高电平的时间分别除以所述预设时间周期，得到所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT的导通时间占比。具体的，以扇区1为例，所述第一IGBT接收到A信号，所述第一IGBT的导通时间占比CMPA＝[2×(t1+t2+t3)]/T；所述第二IGBT接收到B信号为所述第二控制信号，所述第二IGBT的导通时间占比CMPB＝[2×(t2+t3)]/T；所述第三IGBT接收到C信号，所述第三IGBT的导通时间占比CMPC＝(2×t3)/T。将所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT处于导通状态下的输出电流与各个IGBT对应的导通时间占比相乘得到的乘积进行相加，作为所述积分值的和；则所述积分值的和表示为CMPA×Ia+CMPB×Ib+CMPC×Ic，Ia、Ib以及Ic分别为所述第一IGBT U+、第二IGBT V+以及第三IGBT W+处于导通状态下的输出电流。以扇区2为例，所述第一IGBT接收到B信号，所述第一IGBT的导通时间占比CMPB＝[2×(t2+t3)]/T；所述第二IGBT接收到A信号，所述第二IGBT的导通时间占比CMPA＝[2×(t1+t2+t3)]/T；所述第三IGBT接收到C信号，所述第三IGBT的导通时间占比CMPC＝(2×t3)/T，则所述积分值的和表示为CMPA×Ia+CMPB×Ib+CMPC×Ic，Ia、Ib以及Ic分别为所述第二IGBT V+、第一IGBT U+以及第三IGBT W+处于导通状态下的输出电流。由此可得，各个IGBT处于导通状态下的输出电流与各个IGBT对应接收到的控制信号的导通时间占比一一对应，即使所述A信号、B信号以及C信号在不同的扇区控制不同的IGBT，但是在所有的扇区内，所述积分值的和均可以表示为CMPA×Ia+CMPB×Ib+CMPC×Ic。
将所述积分值的和乘以所述电机驱动器的母线电压，得到所述电机驱动器的输出功率。将所述积分值的和CMPA×Ia+CMPB×Ib+CMPC×Ic乘以电机驱动器的母线电压，得到所述电机驱动器的输出功率P＝[CMPA×Ia+CMPB×Ib+CMPC×Ic]×Vdc，其中Vdc为电机驱动器的母线电压。
在另外一种可能的实现方式中，IGBT U+、V+和W+在导通时间内的导通电流可以认为是在不断变化的值，则所述第一部分中各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上积分值的和为
Figure GDA0002950002280000131
根据所述第一部分中各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上积分值的和、所述预设时间周期以及所述电机驱动器的母线电压，计算得到所述电机驱动器的输出功率
Figure GDA0002950002280000132
其中Vdc为电机驱动器的母线电压。
在本实施例中，在预设时间周期内通过采集电机驱动器中第一部分的各个IGBT处于导通状态下输出的电流，并获取各个IGBT的导通时间，计算各个IGBT处于导通状态下输出的电流在对应IGBT的导通时间上的积分值，然后根据所述第一部分中各个IGBT在导通状态下输出的电流在对应IGBT的导通时间上积分值的和、所述预设时间周期以及所述电机驱动器的母线电压，计算得到所述电机驱动器的输出功率。实施本申请，通过直接采集各个IGBT的输出电流，根据所述各个IGBT处于导通状态下的输出电流、预设时间周期以及对应IGBT的导通时间来对电机驱动器的输出功率进行计算，提高了电机驱动器输出功率计算的精确度。
本申请实施例还提供了一种电机驱动器输出功率的计算装置，参见图6，图6为本申请实施例提供的一种电机驱动器输出功率的计算装置的示意图。如图6所示，所述装置60包括电机驱动器600，所述电机驱动器600包括第一部分和第二部分，每个部分分别包括三个并联的绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述电机驱动器由空间矢量脉宽调制器601输出的控制信号控制各个IGBT的导通状态，其中：
计算模块602，用于根据预设时间周期内所述第一部分中各个IGBT处于导通状态下输出的电流与对应IGBT的导通时间，计算各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上的积分值；
所述计算模块602，还用于根据所述第一部分中各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上积分值的和、所述预设时间周期以及所述电机驱动器的母线电压，计算得到所述电机驱动器的输出功率。
所述电机驱动器600以及所述空间矢量脉宽调制器输出的控制信号参见前文结合图2至图5所描述的实施例，此处不作赘述。
所述电机驱动器600将所述第一部分中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到的控制信号，作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号；所述第一控制信号为高电平时，所述第一IGBT处于导通状态；所述第二控制信号为高电平时，所述第二IGBT处于导通状态；所述第三控制信号为高电平时，所述第三IGBT处于导通状态；
所述装置60将所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号为高电平的时间，分别作为所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT的导通时间；
所述计算模块602，还用于将所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT处于导通状态下的输出电流与各个IGBT对应的导通时间相乘得到的乘积进行相加，作为所述积分值的和；
所述计算模块602，还用于将所述积分值的和除以所述预设时间周期，且与所述电机驱动器的母线电压进行相乘，得到所述电机驱动器的输出功率。
可选的，所述电机驱动器600，用于将所述电机驱动器中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到的控制信号，作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号包括：
所述电机驱动器通过编码模块603与空间矢量脉宽调制器601连接，所述空间矢量脉宽调制器601用于输出多个控制信号；
所述编码模块603，用于根据不同的预设目标组合顺序，对所述空间矢量脉宽调制器输出的多个控制信号进行不同的顺序组合，并依次传输至所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT，以使所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号，所述预设目标组合顺序为所述编码器根据空间矢量脉宽调制器预设的电机目标电压矢量所处扇区而确定的。
在一种可能的实施例中，所述方法还包括：
所述计算模块602，还用于将所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号输出高电平的时间分别除以所述预设时间周期，得到所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT的导通时间占比；
所述计算模块602，还用于将所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT处于导通状态下的输出电流与各个IGBT对应的导通时间占比相乘得到的乘积进行相加，作为所述积分值的和；
所述计算模块602，还用于将所述积分值的和乘以所述电机驱动器的母线电压，得到所述电机驱动器的输出功率。
在另外一种可能的实现方式中，所述电机驱动器600将所述第一部分中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到的控制信号，作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号；
将所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号为高电平的时间，分别作为所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT的导通时间；
电流采集模块，所述获取模块604用于分别获取所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT在各个IGBT对应的导通时间内输出的电流瞬时值，其中所述各个IGBT处于导通状态下的输出电流包括多个电流瞬时值。
在一种可能的实施例中，所述电机驱动器600将所述第一部分中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到的控制信号，作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号；
所述电机驱动器600的输出端与电流采样模块604连接，用于采集所述电机驱动器600的输出电流；
将只有所述第一控制信号为高电平时所述电机驱动器600的第一输出电流，作为所述第一IGBT在导通状态下的输出电流；将只有所述第三控制信号为低电平时所述电机驱动器600的第二输出电流，作为所述第三IGBT在导通状态下的输出电流；
所述计算模块602，还用于根据所述第一输出电流和所述第二输出电流，计算得到所述第二控制信号对应控制的IGBT在导通状态下的输出电流，其中所述第一IGBT、第二IGBT以及所述第三IGBT在导通状态下的输出电流之和为零。
在另外一种可能的实施例中，所述第一部分中并联的三个IGBT分别与所述第二部分中并联的三个IGBT串联组成三个相电路；所述电机驱动器600将所述第一部分中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到的控制信号作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号；
所述第一IGBT所在相电路的输出端与电流采样模块604连接，用于采集所述第一IGBT的输出电流；所述第二IGBT所在相电路的输出端与电流采样模块604连接，用于采集所述第二IGBT的输出电流；所述第三IGBT所在相电路的输出端与电流采样模块604连接，用于采集所述第三IGBT的输出电流。
在一种可能的实现方式中，所述电流采样电路包括采样电阻或霍尔电流传感器。
在本实施例中，所述电流采样模块604在预设时间周期内采集电机驱动器中第一部分的各个IGBT处于导通状态下输出的电流，并由所述获取模块603获取各个IGBT的导通时间，所述计算模块602计算各个IGBT处于导通状态下输出的电流在对应IGBT的导通时间上的积分值，然后所述计算模块602还根据所述第一部分中各个IGBT在导通状态下输出的电流在对应IGBT的导通时间上积分值的和、所述预设时间周期以及所述电机驱动器的母线电压，计算得到所述电机驱动器的输出功率。实施本申请，通过直接采集各个IGBT的输出电流，根据所述各个IGBT处于导通状态下的输出电流、预设时间周期以及对应IGBT的导通时间来对电机驱动器的输出功率进行计算，提高了电机驱动器输出功率计算的精确度。
本申请实施例提供了一种电机驱动器输出功率的计算设备，参见图7，图7为本申请实施例提供的一种电机驱动器输出功率的计算设备的示意图。如图7所示，所述设备70包括电机驱动器700以及处理器701，所述电机驱动器700包括第一部分和第二部分，每个部分分别包括三个并联的绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述电机驱动器700由空间矢量脉宽调制器702输出的控制信号控制各个IGBT的导通状态，其中：
所述处理器701，用于根据在预设时间周期内所述第一部分中各个IGBT处于导通状态下输出的电流与对应IGBT的导通时间，计算各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上的积分值；
所述处理器701，还用于根据所述第一部分中各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上积分值的和、所述预设时间周期以及所述电机驱动器的母线电压，计算得到所述电机驱动器的输出功率。
在一种可能的实现方式中，所述处理器701中存储计算机程序，该计算机程序包括程序指令，用于执行上面的操作。
具体实现中，上述电子设备可通过其内置的各个功能模块执行如上述图1到图5各个步骤所提供的实现方式，具体可参见上述图1中各个步骤所提供的实现方式，在此不再赘述。
需要说明的是，上述术语“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。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面及其任一种可能的实现方式中所述的方法。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置以及系统，可以通过其它的方式实现。以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电机驱动器输出功率的计算方法，其特征在于，所述电机驱动器包括第一部分和第二部分，每个部分分别包括三个并联的绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述第一部分中并联的三个IGBT分别与所述第二部分中并联的三个IGBT串联组成三个相电路，所述电机驱动器由空间矢量脉宽调制器输出的控制信号控制各个IGBT的导通状态，所述方法包括：
根据在预设时间周期内所述第一部分中各个IGBT处于导通状态下输出的电流与对应IGBT的导通时间，计算各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上的积分值；
将各个IGBT的所述积分值的和除以所述预设时间周期，且与所述电机驱动器的母线电压进行相乘，得到所述电机驱动器的输出功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述第一部分中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到的控制信号，作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号；所述第一控制信号为高电平时，所述第一IGBT处于导通状态；所述第二控制信号为高电平时，所述第二IGBT处于导通状态；所述第三控制信号为高电平时，所述第三IGBT处于导通状态；
将所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号为高电平的时间，分别作为所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT的导通时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述第一部分中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到的控制信号，作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号包括：
所述电机驱动器通过编码器与空间矢量脉宽调制器连接，所述空间矢量脉宽调制器用于输出多个控制信号；
所述编码器用于根据不同的预设目标组合顺序，对所述空间矢量脉宽调制器输出的多个控制信号进行不同的顺序组合，并依次传输至所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT，以使所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号，所述预设目标组合顺序为所述编码器根据空间矢量脉宽调制器预设的电机目标电压矢量所处扇区而确定的。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据在预设时间周期内所述第一部分中各个IGBT处于导通状态下输出的电流与对应IGBT的导通时间，计算各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上的积分值，将各个IGBT的所述积分值的和除以所述预设时间周期包括：
将所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT处于导通状态下的输出电流与各个IGBT对应的导通时间占比相乘得到的乘积进行相加，作为所述积分值的和之后除以所述预设时间周期；所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT的导通时间占比为将所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号为高电平的时间分别除以所述预设时间周期得到的。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述第一部分中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到的控制信号，作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号；
所述第一部分中各个IGBT处于导通状态下输出的电流与对应IGBT的导通时间包括：
将所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号为高电平的时间，分别作为所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT的导通时间；
分别获取所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT在各个IGBT对应的导通时间内输出的电流瞬时值，其中所述各个IGBT处于导通状态下的输出电流包括多个电流瞬时值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述第一部分中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到的控制信号，作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号；
所述电机驱动器的输出端与第一电流采样电路连接，用于采集所述电机驱动器的输出电流；
将只有所述第一控制信号为高电平时所述电机驱动器的第一输出电流，作为所述第一IGBT在导通状态下的输出电流；
将只有所述第三控制信号为低电平时所述电机驱动器的第二输出电流，作为所述第三IGBT在导通状态下的输出电流；
根据所述第一输出电流和所述第二输出电流，计算得到所述第二IGBT在导通状态下的输出电流，其中所述第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT在导通状态下的输出电流之和为零。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一部分中并联的三个IGBT分别与所述第二部分中并联的三个IGBT串联组成三个相电路；将所述第一部分中的第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT分别接收到的控制信号作为第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号；
所述第一IGBT所在相电路的输出端与第二电流采样电路连接，用于采集所述第一IGBT处于导通状态下的输出电流；
所述第二IGBT所在相电路的输出端与第三电流采样电路连接，用于采集所述第二IGBT处于导通状态下的输出电流；
所述第三IGBT所在相电路的输出端与第四电流采样电路连接，用于采集所述第三IGBT处于导通状态下的输出电流。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述电流采样电路包括采样电阻或霍尔电流传感器。
9.一种电机驱动器输出功率的计算装置，其特征在于，所述装置包括电机驱动器，所述电机驱动器包括第一部分和第二部分，每个部分分别包括三个并联的绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述第一部分中并联的三个IGBT分别与所述第二部分中并联的三个IGBT串联组成三个相电路，所述电机驱动器由空间矢量脉宽调制器输出的控制信号控制各个IGBT的导通状态，其中：
计算模块，用于根据预设时间周期内所述第一部分中各个IGBT处于导通状态下输出的电流与对应IGBT的导通时间，计算各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上的积分值；
所述计算模块，还用于将各个IGBT的所述积分值的和除以所述预设时间周期，且与所述电机驱动器的母线电压进行相乘，得到所述电机驱动器的输出功率。
10.一种电机驱动器输出功率的计算设备，其特征在于，所述设备包括电机驱动器以及处理器，所述电机驱动器包括第一部分和第二部分，每个部分分别包括三个并联的绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述第一部分中并联的三个IGBT分别与所述第二部分中并联的三个IGBT串联组成三个相电路，所述电机驱动器由空间矢量脉宽调制器输出的控制信号控制各个IGBT的导通状态，其中：
所述处理器，用于根据在预设时间周期内所述第一部分中各个IGBT处于导通状态下输出的电流与对应IGBT的导通时间，计算各个IGBT的输出电流在对应IGBT的导通时间上的积分值；
所述处理器，还用于将各个IGBT的所述积分值的和除以所述预设时间周期，且与所述电机驱动器的母线电压进行相乘，得到所述电机驱动器的输出功率。
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