CN110932584B - 逆变器非线性补偿方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种逆变器非线性补偿方法、系统、设备及存储介质，所述方法包括：离线识别所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系，所述综合等效延时与所述逆变器的开关频率相关；离线识别所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，所述功率管压降与所述逆变器的开关频率无关；在所述逆变器运行过程中，基于所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，获取补偿电压，并将所述补偿电压叠加在所述逆变器的下一周期的输出电压上。本发明实施例可对逆变器的非线性误差进行补偿，不仅易于操作，而且不会增加硬件成本。

Description

逆变器非线性补偿方法、系统、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及电机控制领域，更具体地说，涉及一种逆变器非线性补偿方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
在低压变频驱动领域，通常采用六管三相半桥电压型逆变器，如图1所示，通过脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)控制六个功率管SUP、SUN、SVP、SVN、SWP、SWN将直流母线电压转为期望的交流电压并向电机输出。在实际执行过程中，由于逆变器的非理想特性(例如包括为避免逆变器上、下桥臂直通而引入的死区时间，功率管压降以及开关延时等)，造成实际输出电压与给定电压之间存在非线性误差，在逆变器驱动系统中引入5次、7次电流谐波。
在无速度传感器电机驱动系统中，通常采用给定电压估算磁链幅值和角度，在低频情况下，系统实际输出电压较小，逆变器的非线性误差电压将严重干扰磁链估算，降低其准确性。为减小逆变器非线性误差电压的影响，目前已有方案有：
(1)电压检测方案。通过硬件电路直接检测逆变器在脉冲宽度调制模式下输出电压的高电平时间，结合母线电压和高电平时间，计算得到输出相电压。然而该方案增加了硬件成本，且忽略了逆变器非线性电压误差中功率管压降部分。此外，由于该方案依靠硬件比较，不能有效反映实际输出电压斜率变化的影响。
(2)在线补偿方案。根据逆变器非线性主要引起5次、7次电流谐波的特性，提取旋转坐标系下6次电流谐波，通过反馈调节输出电压，抑制逆变器非线性误差电压的影响。但该方案忽略了逆变器非线性电压误差中的其他频谱分量，且容易和电机驱动系统中其他6次谐波波动耦合，影响电机控制性能。
(3)电流角度方案。根据逆变器输出电流矢量角度和离线辨识误差电压幅值，在小电流角度处进行线性化处理，输出逆变器误差电压并前馈。然而，该方案根据电流角度补偿误差电压，在小电流时，电流采样波动容易引起电流角度剧烈变化，影响补偿效果。
(4)离线计算补偿方案。在逆变器运行时，检测实际输出相电流，根据表格或者拟合曲线计算误差电压并进行补偿。相对于前述方案(1)-(3)，该方案考虑了影响逆变器非线性的各种因素，补偿精度较高。但是该方案需要使用专用设备提前对逆变器的功率管压降、开通延时、关断延时与电流幅值进行检测，实施困难。
发明内容
本发明实施例针对上述电压检测方案硬件成本较高、不能有效反映实际输出电压斜率变化的影响，在线补偿方案适用性差、不能区分6次谐波波动，电流角度方案在小电流时容易引起电流角度剧烈变化，以及离线计算补偿方案实施困难的问题，提供一种逆变器非线性补偿方法、系统、设备及存储介质。
本发明实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种逆变器非线性补偿方法，所述方法包括：
离线识别所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系，所述综合等效延时与所述逆变器的开关频率相关；
离线识别所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，所述功率管压降与所述逆变器的开关频率无关；
在所述逆变器运行过程中，基于所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，获取补偿电压，并将所述补偿电压叠加在所述逆变器的下一周期的输出电压上。
优选地，所述逆变器为六管三相半桥电压型逆变器，且所述逆变器的输出端连接到电机；
所述离线识别所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系，包括：获取多个预设电流对应的综合等效延时，并根据多个预设电流及对应的综合等效延时获取所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系；
所述获取多个预设电流对应的综合等效延时，包括通过以下步骤获取任一预设电流对应的综合等效延时：
控制所述逆变器在第一开关频率下，向所述电机的任意两相输出所述预设电流，并获取所述逆变器的输出电压；
控制所述逆变器在第二开关频率下，向所述电机的任意两相输出所述预设电流，并获取所述逆变器的输出电压；
根据所述逆变器在第一开关频率下的输出电压和在第二开关频率下的输出电压获取所述预设电流对应的综合等效延时。
优选地，所述离线识别所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，包括：
根据同一开关频率下两个不同预设电流对应的逆变器的输出电压和对应的综合等效延时，获取系统电阻；
根据所述系统电阻、多个所述预设电流对应的综合等效延时、以及同一开关频率下多个所述预设电流对应的逆变器的输出电压，获得所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系。
优选地，所述基于所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，获取补偿电压，包括：
检测当前周期的三相电流；
根据所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系获取所述当前周期的三相电流对应的补偿电压。
优选地，所述基于所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，获取补偿电压，包括：
检测当前周期的三相电流，并根据当前周期的三相电流预测下一周期的三相电流；
根据所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系获取所述下一周期的三相电流对应的补偿电压。
本发明实施例还提供一种逆变器非线性补偿系统，包括第一识别单元、第二识别单元以及补偿单元，且
所述第一识别单元，用于离线识别所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系，所述综合等效延时与所述逆变器的开关频率相关；
所述第二识别单元，用于离线识别所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，所述功率管压降与所述逆变器的开关频率无关；
所述补偿单元，用于在所述逆变器运行过程中，基于所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，获取补偿电压，并将所述补偿电压叠加在所述逆变器的下一周期的输出电压上。
优选地，所述逆变器为六管三相半桥电压型逆变器，且所述逆变器的输出端连接到电机；所述第一识别单元包括输出控制子单元、第一计算子单元以及第一关系创建子单元，所述第二识别单元包括第二计算子单元以及第二关系创建子单元，其中：
所述第一控制子单元，用于控制所述逆变器在第一开关频率下，向所述电机的任意两相输出所述预设电流，并获取所述逆变器的输出电压；以及控制所述逆变器在第二开关频率下，向所述电机的任意两相输出所述预设电流，并获取所述逆变器的输出电压；
所述第一计算子单元，用于根据所述逆变器在第一开关频率下的输出电压和在第二开关频率下的输出电压获取所述预设电流对应的综合等效延时；
所述第一关系创建子单元，用于根据多个预设电流对应的综合等效延时获得所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系；
所述第二计算子单元，用于根据同一开关频率下两个不同预设电流对应的逆变器的输出电压和对应的综合等效延时，获取系统电阻；
所述第二关系创建子单元，用于根据所述系统电阻、多个所述预设电流对应的综合等效延时、以及同一开关频率下多个所述预设电流对应的逆变器的输出电压，获得所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系。
优选地，所述补偿单元包括检测子单元以及补偿电压获取子单元，其中：
所述检测子单元，用于检测所述逆变器的当前周期的三相电流；
所述补偿电压获取子单元，用于根据所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，获取所述当前周期的三相电流或当前周期的下一周期的三相电流对应的补偿电压。
本发明实施例还提供一种逆变器非线性补偿设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述逆变器非线性补偿方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述逆变器非线性补偿方法的步骤。
本发明实施例的逆变器非线性补偿方法、系统、设备及存储介质，可根据离线识别逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，对逆变器的非线性误差进行补偿，不仅易于操作，而且不会增加硬件成本。本发明实施例还结合逆变器系统输出电压一拍延时的特点，引入电流预测方法，减小了电流基准误差，有助于减小由于逆变器死区时间引起的电流钳位现象，大幅提高了逆变器非线性补偿精度。
附图说明
图1是现有六管三相半桥电压型逆变器的拓扑结构示意图；
图2是本发明实施例提供的逆变器非线性补偿方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的逆变器非线性补偿方法中离线识别所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的逆变器非线性补偿方法中离线识别所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系的流程示意图；
图5是本发明实施例提供的逆变器非线性补偿方法中获取补偿电压的流程示意图；
图6是本发明另一实施例提供的逆变器非线性补偿方法中获取补偿电压的流程示意图；
图7是本发明实施例提供的逆变器非线性补偿系统的示意图；
图8是本发明实施例提供的逆变器非线性补偿设备的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
如图2所示，是本发明实施例提供的逆变器非线性补偿方法的流程示意图，该逆变器非线性补偿方法可应用于逆变器控制系统，特别是低压变频驱动系统。本实施例的方法可包括以下步骤：
步骤S21：离线识别逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系，上述综合等效延时与逆变器的开关频率相关，例如死区时间、开通延时和等效延时等。在该步骤中，可通过调整开关频率及闭环电流，并进行相应的运算实现。上述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系可以是曲线(例如以逆变器的输出电流为变量的综合等效延时函数，或者包括多个逆变器的输出电流及对应的综合等效延时的曲线)，或者包括多个逆变器的输出电流及对应的综合等效延时的表格。
步骤S22：离线识别逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，上述功率管压降与逆变器的开关频率无关，例如可以为功率管、二极管压降等引起的延时。该步骤可根据步骤S21获取的数据计算实现。
步骤S23：在逆变器运行过程中，基于步骤S21获得的逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及步骤S22获得的逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，获取补偿电压，并将补偿电压叠加在逆变器的下一周期的输出电压上(具体可根据补偿电压对应的占空比叠加在控制逆变器输出电压的调制信号中)。
上述逆变器非线性补偿方法，可根据离线识别逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，对逆变器的非线性误差进行补偿，不仅易于操作，而且不会增加硬件成本。
在本发明的另一实施例中，上述逆变器为六管三相半桥电压型逆变器，且该逆变器的输出端连接到电机。如图3所示，在本实施例中，可通过以下方式离线识别逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系：
步骤S211：设置闭环控制的预设电流。具体地，在该步骤，可依次设置不同的预设电流IU1、IU2、…、IUn(n为大于1的整数，且IU1、IU2、…、IUn的值依次增大)，以进行闭环控制。此外，该步骤还可设置预设电流的数量及预设电流的上限，从而可直接根据预设电流的上限和预设电流的数量生成各个预设电流。
为有效涵盖电机运行范围，该步骤中用于闭环控制的预设电流的上限，可根据逆变器最大输出电流和电机最大承受电流确定。并且，用于闭环控制的预设电流的数量越多(即各个预设电流之间的差值越小)，获取的逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系的精度越高，但是辨识时间也增长，预设电流的数量的具体数量可结合实际需求确定。
步骤S212：控制逆变器在第一开关频率fPWM1(第一开关频率fPWM1可根据需要提前设定)下，向连接的电机的任意两相(另外一相保持断开)输出步骤S211设置的预设电流(即对逆变器的输出电流进行闭环控制，使逆变器的输出电流保持预设电流不变)，并获取逆变器的输出电压。
上述逆变器的输出电压可通过检测逆变器的输出端获取。为节省硬件检测电路，在实际应用中，上述逆变器的输出电压也可根据上述预设电流对应的脉冲宽度调制信号等计算获得。
步骤S213：控制逆变器在第二开关频率fPWM2(第二开关频率fPWM2可根据需要提前设定)下，向连接的电机的任意两相(与步骤S212中的两相相同，另外一相保持断开)输出步骤S211设置的预设电流(即对逆变器的输出电流进行闭环控制，使逆变器的输出电流保持预设电流不变)，并获取逆变器的输出电压。
上述逆变器的输出电压可通过检测逆变器的输出端获取。为节省硬件检测电路，在实际应用中，上述逆变器的输出电压也可根据上述预设电流对应的脉冲宽度调制信号等计算获得。
步骤S214：根据逆变器在第一开关频率fPWM1下的输出电压和第二开关频率fPWM2下的输出电压获取预设电流对应的综合等效延时。具体地，该步骤可根据以下计算式(1)计算预设电流IU1对应的综合等效延时tsum(IU1)：
Figure BDA0002305192940000081
其中，VUV_f1为逆变器在第一开关频率fPWM1下的输出电压(即步骤S212中获取的逆变器的输出电压)，VUV_f2为逆变器在第二开关频率fPWM2下的输出电压(即步骤S213中获取的逆变器的输出电压)，Udc1为逆变器在第一开关频率fPWM1下的直流母线电压，Udc2为逆变器在第二开关频率fPWM2下的直流母线电压。上述Udc1和Udc2的差异较小，在某些要求不高的场合下可采用同一值。
步骤S215：判断是否已经获取了所有的预设电流对应的综合等效延时，若已经获取了所有的预设电流对应的综合等效延时，则执行步骤S216，否则返回步骤S211，以获取下一预设电流对应的综合等效延时。
步骤S216：根据多个预设电流对应的综合等效延时获取逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系。例如，根据多个预设电流及该多个预设电流对应的综合等效延时进行曲线拟合，从而获得以预设电流为变量的综合等效延时函数，并将该综合等效延时函数作为逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系。或者，根据多个逆变器的输出电流及对应的综合等效延时生成参数对照表，并将该参数对照表作为逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系。
上述离线识别逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系的方案，只需在离线模式下控制逆变器开关频率和电流幅值，而无需增加硬件电路，且只需设定预设电流和开关频率即可实现自动离线识别，相对于现有的离线手动测量方案，可有效避免人为测量工作复杂、不易操作的缺点，易于工厂出厂提取甚至现场辨识获取。
如图4所示，离线识别逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系可通过以下方式实现：
步骤S221：根据同一开关频率下两个不同预设电流对应的逆变器的输出电压和对应的综合等效延时，获取系统电阻。
该步骤可根据步骤S211-S214中相同开关频率下两个不同电流下逆变器输出电压和综合等效延时计算得到系统电阻RS。并且由于在大电流下，功率管压降近似由压降阈值和线性内阻压降两部分组成(一般情况下功率管线性内阻远小于电机定子电阻，因此该线性内阻部分可综合至电机定子电阻中)，因此可以取相同开关频率下最大的两个电流计算获得系统电阻RS，具体如以下计算式(2)：
Figure BDA0002305192940000091
其中，IUn为第n个预设电流的电流幅值，IUn-1为第n-1个预设电流的电流幅值，VUV_f1(IUn)为逆变器在第一开关频率fPWM1下且闭环电流为IUn时的输出电压，VUV_f1(IUn-1)为逆变器在第一开关频率fPWM1下且闭环电流为IUn-1时的输出电压，tsum(IUn)为逆变器在第一开关频率fPWM1下且闭环电流为IUn时的综合等效延时，tsum(IUn-1)为逆变器在第一开关频率fPWM1下且闭环电流为IUn-1时的综合等效延时。
步骤S222：根据系统电阻RS、多个预设电流对应的综合等效延时、以及同一开关频率下的多个预设电流对应的逆变器的输出电压，获得逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系。具体地，对于每一预设电流，例如预设电流IU1，可通过以下计算式(3)获得对应的功率管压降：
Vtube(IU1)＝0.5×VUV_f1-Rs×IU1-Udc1×fPWM1×tsum(IU1) (3)
同样地，该步骤可根据多个预设电流及该多个预设电流对应的功率管压降进行曲线拟合，从而获得以预设电流为变量的功率管压降函数，并将该功率管压降函数作为逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系。或者，根据多个逆变器的输出电流及对应的功率管压降生成参数对照表，并将该参数对照表作为逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系。
上述离线识别逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系的方案，同样无需增加硬件电路，可有效避免人为测量工作复杂、不易操作的缺点。
如图5所示，是本发明一实施例提供的逆变器非线性补偿方法中获取补偿电压的流程示意图，其具体包括以下步骤：
步骤S231：检测当前周期(即当前拍)的三相电流，该步骤在逆变器正常运行时执行，即逆变器向连接的电机输出三相驱动电压，且该步骤可通过直接检测逆变器的输出端实现。
步骤S232：根据逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系获取当前周期的三相电流对应的补偿电压。即根据步骤S231中获取的当前周期的三相电流，查询逆变器的输出电流与综合等效延时的对照表、以及查询逆变器的输出电流与功率管压降的对照表(或根据综合等效延时及功率管压降函数等)，获取对应的综合等效延时和功率管压降，从而便于对下一周期的逆变器输出电压进行补偿。具体地，可通过以下计算式(4)获取补偿电压：
verr＝[Vtube(i)+UdcfPWMtsum(i)]·sign(i) (4)
其中，i为当前周期的电流，Udc为母线电压，fPWM为逆变器开关频率，sign(i)表示相电流i的方向，当i>0时，sign(i)＝1，i<0时，sign(i)＝-1。
因当前周期的三相电流和下一周期的三相电流差别较小，因此该方案直接按当前周期三相电压计算下一周期的补偿电压，可简化处理。
此外，为使得补偿更加精确，如图6所示，在本发明另一实施例提供的逆变器非线性补偿方法中，可通过以下方式获取补偿电压：
步骤S233：检测当前周期的三相电流。
步骤S234：根据当前周期的三相电流预测下一周期(即下一拍)的三相电流。具体地，可结合电机模型，计算得到下一周期的各相电流。
步骤S235：根据逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系获取下一周期的三相电流对应的补偿电压。即根据步骤S234中获取的下一周期的三相电流，查询逆变器的输出电流与综合等效延时的对照表、以及查询逆变器的输出电流与功率管压降的对照表(或根据综合等效延时及功率管压降函数等)，获取对应的综合等效延时和功率管压降，从而便于对下一周期的逆变器输出电压进行补偿。
如图7所示，是本发明实施例提供的逆变器非线性补偿系统的示意图，该系统可应用于电机驱动系统，且该系统包括第一识别单元71、第二识别单元72以及补偿单元73。上述第一识别单元71、第二识别单元72以及补偿单元73可结合运行于电机驱动系统(例如变频器、伺服驱动器等)的软件实现。
第一识别单元71用于离线识别所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系，上述综合等效延时与所述逆变器的开关频率相关，例如死区时间、开通延时和等效延时等。具体地，该第一识别单元71可通过调整开关频率及闭环电流，并进行相应的运算实现。上述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系可以是曲线(例如以逆变器的输出电流为变量的综合等效延时函数，或者包括多个逆变器的输出电流及对应的综合等效延时的曲线)，或者包括多个逆变器的输出电流及对应的综合等效延时的表格。
第二识别单元72用于离线识别所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，上述功率管压降与所述逆变器的开关频率无关，例如可以为功率管、二极管压降等引起的延时。该步骤可根据第一识别单元71获取的数据计算实现。
补偿单元73用于在逆变器运行过程中，基于逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，获取补偿电压，并将补偿电压叠加在逆变器的下一周期的输出电压上(具体可根据补偿电压对应的占空比叠加在控制逆变器输出电压的调制信号中)。
上述逆变器非线性补偿系统可根据离线识别逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，对逆变器的非线性误差进行补偿，不仅易于操作，而且不会增加硬件成本。
在本发明的一个实施例中，上述逆变器为六管三相半桥电压型逆变器，且所述逆变器的输出端连接到电机。相应地，第一识别单元包括输出控制子单元、第一计算子单元以及第一关系创建子单元，第二识别单元包括第二计算子单元以及第二关系创建子单元，其中：
第一控制子单元用于控制逆变器在第一开关频率下向电机的任意两相输出预设电流驱动电压(即使逆变器的输出电流保持不变)，并获取逆变器的输出电压；以及控制逆变器在第二开关频率下向所述电机的任意两相输出预设电流，并获取逆变器的输出电压。该第一控制子单元使用多个预设电流对逆变器的输出电压进行控制。
第一计算子单元根据逆变器在第一开关频率下的输出电压和第二开关频率下的输出电压获取预设电流对应的综合等效延时。具体地，第一控制子单元可根据以下计算式(5)计算预设电流IU1对应的综合等效延时tsum(IU1)：
Figure BDA0002305192940000121
其中，VUV_f1为逆变器在第一开关频率fPWM1下的输出电压，VUV_f2为逆变器在第二开关频率fPWM2下的输出电压，Udc1为逆变器在第一开关频率fPWM1下的直流母线电压，Udc2为逆变器在第二开关频率fPWM2下的直流母线电压。上述Udc1和Udc2的差异较小，在某些要求不高的场合下可采用同一值。
第一关系创建子单元用于根据多个预设电流对应的综合等效延时获得逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系。例如，第一关系创建子单元可根据多个预设电流及该多个预设电流对应的综合等效延时进行曲线拟合，从而获得以预设电流为变量的综合等效延时函数，并将该综合等效延时函数作为逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系。或者，第一关系创建子单元可根据多个逆变器的输出电流及对应的综合等效延时生成参数对照表，并将该参数对照表作为逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系。
第二计算子单元用于根据同一开关频率下两个不同预设电流对应的逆变器的输出电压和对应的综合等效延时，获取系统电阻。第二计算子单元具体可根据以下计算式(6)获取系统电阻：
Figure BDA0002305192940000122
其中，IUn为第n个预设电流的电流幅值，IUn-1为第n-1个预设电流的电流幅值，VUV_f1(IUn)为逆变器在第一开关频率fPWM1下且闭环电流为IUn时的输出电压，VUV_f1(IUn-1)为逆变器在第一开关频率fPWM1下且闭环电流为IUn-1时的输出电压，tsum(IUn)为逆变器在第一开关频率fPWM1下且闭环电流为IUn时的综合等效延时，tsum(IUn-1)为逆变器在第一开关频率fPWM1下且闭环电流为IUn-1时的综合等效延时。
第二关系创建子单元用于根据系统电阻、多个预设电流对应的综合等效延时、以及同一开关频率下的多个预设电流对应的逆变器的输出电压，获得逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系。具体地，对于每一预设电流，例如预设电流IU1，第二关系创建子单元可通过以下计算式(7)获得对应的功率管压降：
Vtube(IU1)＝0.5×VUV_f1-Rs×IU1-Udc1×fPWM1×tsum(IU1) (7)
同样地，第二关系创建子单元可根据多个预设电流及该多个预设电流对应的功率管压降进行曲线拟合，从而获得以多个预设电流为变量的功率管压降函数，并将该功率管压降函数作为逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系。或者，第二关系创建子单元根据多个逆变器的输出电流及对应的功率管压降生成参数对照表，并将该参数对照表作为逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系。
此外，上述补偿单元73具体包括检测子单元以及补偿电压获取子单元，其中：检测子单元用于检测逆变器的当前周期的三相电流；补偿电压获取子单元，用于根据逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，获取当前周期的三相电流或当前周期的下一周期的三相电流对应的补偿电压，以对下一周期的输出电压进行补偿。具体地，补偿电压获取子单元可通过以下计算式(8)获取补偿电压：
verr＝[Vtube(i)+UdcfPWMtsum(i)]·sign(i) (8)
其中，i为当前周期的电流，Udc为母线电压，fPWM为逆变器开关频率，sign(i)表示相电流i的方向，当i>0时，sign(i)＝1，i<0时，sign(i)＝-1。
本实施例中的逆变器非线性补偿系统与上述图2-6对应实施例中的逆变器非线性补偿方法属于同一构思，其具体实现过程详细见对应的方法实施例，且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用，这里不再赘述。
本发明实施例还提供一种逆变器非线性补偿设备8，该设备具体可由变频器或伺服驱动器构成，如图8所示，该逆变器非线性补偿设备8包括存储器81和处理器82，存储器81中存储有可在处理器82执行的计算机程序，且处理器82执行计算机程序时实现如上所述逆变器非线性补偿方法的步骤。
本实施例中的逆变器非线性补偿设备8与上述图2-6对应实施例中的逆变器非线性补偿方法属于同一构思，其具体实现过程详细见对应的方法实施例，且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用，这里不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如上所述逆变器非线性补偿方法的步骤。
本实施例中的计算机可读存储介质与上述图2-6对应实施例中的逆变器非线性补偿方法属于同一构思，其具体实现过程详细见对应的方法实施例，且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用，这里不再赘述。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理器中，也可以是各个单元单独物理存在，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，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的逆变器非线性补偿方法、系统及设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的逆变器非线性补偿系统实施例仅仅是示意性的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理器中，也可以是各个单元单独物理存在，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，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，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，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或界面切换设备、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种逆变器非线性补偿方法，其特征在于，所述方法包括：
离线识别所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系，所述综合等效延时与所述逆变器的开关频率相关；
离线识别所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，所述功率管压降与所述逆变器的开关频率无关；
在所述逆变器运行过程中，基于所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，获取补偿电压，并将所述补偿电压叠加在所述逆变器的下一周期的输出电压上；
所述离线识别所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，包括：
根据同一开关频率下两个不同预设电流对应的逆变器的输出电压和对应的综合等效延时，获取系统电阻；
根据所述系统电阻、多个所述预设电流对应的综合等效延时、以及同一开关频率下多个所述预设电流对应的逆变器的输出电压，获得所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系。
2.根据权利要求1所述的逆变器非线性补偿方法，其特征在于，所述逆变器为六管三相半桥电压型逆变器，且所述逆变器的输出端连接到电机；
所述离线识别所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系，包括：获取多个预设电流对应的综合等效延时，并根据多个预设电流及对应的综合等效延时获取所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系；
所述获取多个预设电流对应的综合等效延时，包括通过以下步骤获取任一预设电流对应的综合等效延时：
控制所述逆变器在第一开关频率下，向所述电机的任意两相输出所述预设电流，并获取所述逆变器的输出电压；
控制所述逆变器在第二开关频率下，向所述电机的任意两相输出所述预设电流，并获取所述逆变器的输出电压；
根据所述逆变器在第一开关频率下的输出电压和在第二开关频率下的输出电压获取所述预设电流对应的综合等效延时。
3.根据权利要求1所述的逆变器非线性补偿方法，其特征在于，所述基于所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，获取补偿电压，包括：
检测当前周期的三相电流；
根据所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系获取所述当前周期的三相电流对应的补偿电压。
4.根据权利要求1所述的逆变器非线性补偿方法，其特征在于，所述基于所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，获取补偿电压，包括：
检测当前周期的三相电流，并根据当前周期的三相电流预测下一周期的三相电流；
根据所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系获取所述下一周期的三相电流对应的补偿电压。
5.一种逆变器非线性补偿系统，其特征在于，包括第一识别单元、第二识别单元以及补偿单元，且
所述第一识别单元，用于离线识别所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系，所述综合等效延时与所述逆变器的开关频率相关；
所述第二识别单元，用于离线识别所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，所述功率管压降与所述逆变器的开关频率无关；
所述补偿单元，用于在所述逆变器运行过程中，基于所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，获取补偿电压，并将所述补偿电压叠加在所述逆变器的下一周期的输出电压上；
所述第二识别单元包括第二计算子单元以及第二关系创建子单元，其中：
所述第二计算子单元，用于根据同一开关频率下两个不同预设电流对应的逆变器的输出电压和对应的综合等效延时，获取系统电阻；
所述第二关系创建子单元，用于根据所述系统电阻、多个所述预设电流对应的综合等效延时、以及同一开关频率下多个所述预设电流对应的逆变器的输出电压，获得所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系。
6.根据权利要求5所述的逆变器非线性补偿系统，其特征在于，所述逆变器为六管三相半桥电压型逆变器，且所述逆变器的输出端连接到电机；所述第一识别单元包括输出控制子单元、第一计算子单元以及第一关系创建子单元，其中：
所述输出控制子单元，用于控制所述逆变器在第一开关频率下，向所述电机的任意两相输出预设电流，并获取所述逆变器的输出电压；以及控制所述逆变器在第二开关频率下，向所述电机的任意两相输出所述预设电流，并获取所述逆变器的输出电压；
所述第一计算子单元，用于根据所述逆变器在第一开关频率下的输出电压和在第二开关频率下的输出电压获取所述预设电流对应的综合等效延时；
所述第一关系创建子单元，用于根据多个预设电流对应的综合等效延时获得所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系。
7.根据权利要求5所述的逆变器非线性补偿系统，其特征在于，所述补偿单元包括检测子单元以及补偿电压获取子单元，其中：
所述检测子单元，用于检测所述逆变器的当前周期的三相电流；
所述补偿电压获取子单元，用于根据所述逆变器的输出电流与综合等效延时的对应关系以及所述逆变器的输出电流与功率管压降的对应关系，获取所述当前周期的三相电流或当前周期的下一周期的三相电流对应的补偿电压。
8.一种逆变器非线性补偿设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述逆变器非线性补偿方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至4中任一项所述逆变器非线性补偿方法的步骤。
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