CN112953340A - 电机电流的检测方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种电机电流的测量方法与装置，方法包括：确定脉宽调制周期内的多个矢量电压模式，包括具有第一预定时间长度的第一非零矢量电压模式以及具有第二预定时间长度的第二非零矢量电压模式；在该调制周期内的第一子周期内输出对应于第一空间矢量分时序列的PWM信号，其中该第一空间矢量分时序列仅包含所述第一非零矢量电压模式以及零矢量模式；在该调制周期内的第二子周期内输出对应于第二空间矢量分时序列的PWM信号，其中该第二空间矢量分时序列仅包含所述第二非零矢量电压模式以及零矢量模式；分别在所述第一矢量电压模式与第二矢量电压模式下测量电机驱动电路的母线内的电流以确定所述电机的相电流。

Description

电机电流的检测方法与装置
技术领域
本发明涉及电机控制技术，尤其是在电机控制中的电机相电流检测技术。
背景技术
目前电机例如永磁同步或异步电机等在工业领域得到了广泛的应用，为了保证控制的精度，大多数电机控制系统都需要采样电机绕组中的各相电流，并据此实现对电机运转的进一步控制。目前广泛应用的电机控制系统大多采用至少两个电流传感器来完成相电流的采集，而高精度的电流传感器不仅增加系统的体积，而且价格昂贵。于是采用单电流传感器来完成三相电流的重构成为研究的热点。
空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)是近年发展的比较新颖的控制方法，由三相功率逆变器的六个功率开关元件组成的特定开关模式产生脉宽调制波。图1示例性地示出了电机驱动系统，图2示意性地示出了传统上用于电机驱动的脉宽调制信号产生示意图，以下结合图1、2 来说明采用单电流传感器来重构电机各相电流的一种方案。如图1所示，由第一对桥臂(包含开关晶闸管Q1、Q2)、第二对桥臂(包含开关晶闸管Q3、Q4)、第三对桥臂(包含开关晶闸管Q5、Q6)构成用于驱动电机100的逆变器200，其中每对桥臂根据来自控制模块(例如电机中常用的微控制单元MCU，图中未示出)控制产生的PWM信号(如图2 中的SU、SV、SW所示)输出对应绕组的工作电压，例如第一对桥臂通过在晶闸管Q1、Q2的门控端接收PWM信号SU而输出电压uU给电机的u相绕组，第二对桥臂通过在晶闸管Q3、Q4的门控端接收PWM信号SV而输出电压uV给电机的v相绕组，第三对桥臂通过在晶闸管Q5、Q6的门控端接收PWM信号SW而输出电压uW给电机的w相绕组，由此在每相绕组内产生对应的电流iU、iV、iW。电流传感器设置在逆变器200的主回路内，用于检测母线电流idc。
如图2所示，其中示出了利用载波信号uc产生电机逆变器的各脉宽调制信号的示意图。作为一个示例，电机的控制模块MCU利用分别为各相绕组的桥臂设置的参考电压uU,ref、uW,ref、uV,ref以及载波信号uc来为各桥臂产生PWM信号(SU，SV，SW)。如图所示，在载波信号uc的变化周期内，例如在从时刻tL至tL+1的开关周期内，PWM信号SU、SV、SW交替存在四种电压矢量模式，其中在前半周期内，在tL至tV1的时间内，PWM信号的电压矢量模式为(000)，即SU,SV,SW均为低电平，这里‘0’表示对应相绕组的上桥臂关断，而下桥臂导通；在tV1至tW1的时间内， PWM信号的电压矢量模式为(100)，即SU为高电平,SV、SW为低电平，这里‘1’表示对应相绕组的上桥臂导通，而下桥臂关断。在tW1至tU1的时间内，PWM信号的电压矢量模式为(110)，即SU、SV为高电平,SW为低电平。在tU1至tU2的时间内，PWM信号的电压矢量模式为(111)，即SU、SV、SW均为高电平。而在载波信号uc的后周期内，则重复出现前面的各电压矢量模式。例如，在tU2至tW2的时间内，PWM信号的电压矢量模式为(110)，即SU,SV为高电平，SW为低电平。在tW2至tV2的时间内，PWM信号的电压矢量模式为(100)，即SU为高电平,SV为低电平，SW为高电平。而在tV2至tL+1的时间内，PWM信号的电压矢量模式为(000)，即SU、SV、SW均为低电平。
针对图2所示的PWM信号，传统地，为检测绕组中的相电流，通常在电压矢量模式(100)与(110)下进行母线电流采样。如图1所示，在tV1至tW1的时间电压矢量模式为(100)情况下，SU为高电平,SV、 SW为低电平，因此U相切换到正电压+Vdc，而W、V相切换到负电压-Vdc，由此，V相和W相的电流相互抵消，而母线电流idc就是流过U相绕组中的电流idc＝iU。在tW1至tU1的时间(110)模式下，SU、SV为高电平,SW为低电平，因此U相和V相切换到正电压+Vdc，而W相切换到负电压-Vdc，由此，V相和U相的电流相互抵消，而母线电流idc与W相绕组中的电流大小相等且方向相反，即idc＝-iW。由此，利用电流传感器分别检测tV1至tW1时间段以及tW1至tU1时间段的电流idc，就可以确定出相机的各相电流。
然而该方案的问题在于允许采样母线电流的有效时间窗口 (tW1-tV1)以及(tU1-tW1)可能太短，超出了电流传感器或后续处理电路例如模数转换器的反应时间，因此该电流采样法不能有效地实现电机电流检测。
发明内容
本发明提出一种改进的单传感器检测电机电流的方案，通过对原PWM信号中确定的电压矢量模式进行调制，可以在保证原电压驱动电流特点的前提下实现对母线电流的充分检测。
根据本发明的一个方面，提供一种电机电流的测量方法，包括：定一个脉宽调制周期内用于驱动电机的多个矢量电压模式，所述多个矢量电压模式包括具有第一预定时间长度的第一非零矢量电压模式以及具有第二预定时间长度的第二非零矢量电压模式；在该调制周期内的第一子周期内输出对应于第一空间矢量分时序列的PWM信号，其中该第一空间矢量分时序列仅包含所述第一非零矢量电压模式作为非零电压矢量模式以及零矢量模式，所述第一矢量电压模式的持续时间为所述第一预定时间长度；在该调制周期内的第二子周期内输出对应于第二空间矢量分时序列的PWM信号，其中该第二空间矢量分时序列仅包含所述第二非零矢量电压模式作为非零电压矢量模式以及零矢量模式，所述第二矢量电压模式的持续时间为所述第二预定时间长度；分别在所述第一矢量电压模式与第二矢量电压模式下测量电机驱动电路的母线内的电流以确定所述电机的相电流。
按照本发明的另一个方面，提供一种电机电流的检测装置，包括：控制模块，用于产生脉宽调制(PWM)信号以驱动所述电机的逆变器，包括：确定一个脉宽调制周期内用于驱动电机的多个矢量电压模式，所述多个矢量电压模式包括具有第一预定时间长度的第一非零矢量电压模式以及具有第二预定时间长度的第二非零矢量电压模式；在该调制周期内的第一子周期内输出对应于第一空间矢量分时序列的PWM 信号，其中该第一空间矢量分时序列仅包含所述第一非零矢量电压模式作为非零电压矢量模式以及零矢量模式，所述第一矢量电压模式的持续时间为所述第一预定时间长度；在该调制周期内的第二子周期内输出对应于第二空间矢量分时序列的PWM信号，其中该第二空间矢量分时序列仅包含所述第二非零矢量电压模式作为非零电压矢量模式以及零矢量模式，所述第二矢量电压模式的持续时间为所述第二预定时间长度；以及电流检测器，分别在所述第一矢量电压模式与第二矢量电压模式下测量电机驱动电路的母线内的电流以确定所述电机的相电流。
附图说明
图1示例性地示出了现有技术中的电机驱动系统的示意图；
图2示出了现有技术中电机驱动系统的脉宽调制信号的示意图；
图3A、3B、3C示意性地示出了按照本发明实施例的脉宽调制信号的示意图；
图4示出按照本发明实施例的电流检测装置的示意图；
图5示出按照本发明实施例的电流检测方法流程图；
图6示意性地示出了在调制周期内矢量序列的时间分配图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例提供的方法和装置进行详细说明。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。在以下说明中，为便于描述与理解本发明的原理与实施例，本发明仍以空间电压矢量脉调制(SVPWM) 控制技术为例。
如图1所示，逆变器三相桥臂的3对开关(Q1，Q2)、(Q3,Q4)、 (Q5，Q6)共有8种组合，包括6个非零电压矢量模式U1(001)、 U2(010)、U3(011)、U4(100)、U5(101)、U6(110)以及二个零矢量模式U0(000)、U7(111)，这里‘0’代表上桥臂断开而下桥臂导通，而‘1’代表上桥臂导通而下桥臂断开。在SVPWM控制技术中，基于这六个非零矢量模式以零矢量模式U0或U7为中心形成6 个设计扇区，在每一个扇区中，选择相邻的电压矢量以及零矢量，按照伏秒平衡的原则来合成每个扇区内的任意电压矢量。这里假定以采用相邻的U4、U6以及U0、U7来合成，可确定每个非零矢量模式U4、 U6以及零矢量模式U0、U7的状态保持时间，以下记为T4、T6、T0、 T7。在确定了在一个脉宽调制周期TPWM内各矢量模式的状态保持时间 T4、T6、T0、T7后，按照SVPWM调制方案，为最大限度地减少桥臂的开关次数，尽可能避免在负载电流较大时刻开关动作，在一个开关周期TPWM内将所确定的矢量U4、U6、U0以及U7按分时方式发生作用，从而在时间上构成一个空间矢量的序列S，如图2所示，在tL-tL+1所示的TPWM周期内，按分时方式，将矢量U4、U6、U0以及U7构建为(000) (100)(110)(111)(110)(100)(000)序列。可以看到这样的分配原则可以保证：在每次开关状态转换时，只改变其中三相绕组中一相的开关状态，并且对矢量在时间上进行了平均分配，即相对于周期中间点左右对称，从而使产生的PWM信号对称。也就是说在本例中，分时出现的各矢量仅为原设计时间的一半。例如同一序列中的每个矢量模式(100)的保持时间只为原设计时间T4的一半，即(tW1-tV1) ＝T4/2。类似地，同一序列中的每个矢量(110)的保持时间只为原设计时间T6的一半，即(tU1-tW1)＝T6/2，如图6所示，其示出在调制周期TPWM内该序列中每个矢量的时间分配。
然而该设计的缺点正如前在背景技术中所指出的，由于在该序列中每个(100)(110)的状态保持时间只是原设计时间T4、T6的一半，因此可能导致电流采样时间不充分。为此本发明提出一种改进的方案。
图3示出可用于实现本发明的电流检测的PWM信号调制波形示意图。按照本发明该实施例，为了提供充足的采样测量时间，并且易于实现电流检测，在确定出在一个扇区所采用的非零电压矢量模式后，在构建空间矢量序列S以输出PWM波时，采用在一个PWM周期内只输出一个非零电压矢量模式的分配方式。作为示例，图3A示出了采用非零电压矢量模式U4、U6的情形，如图3A所示，将原设计的脉宽周期TPWM划分成二个子脉宽周期，分别以TPWM1与TPWM2表示，其中TPWM＝TPWM1+TPWM2。在一个可选示例中，可以设置TPWM1与TPWM2为TPWM的一半。如图所示，在脉宽周期TPWM1内，按分时方式，构建矢量分时序列S1 为(000)(100)(000)序列，其中矢量模式(100)位于脉宽周期TPWM1的周期中心，从而使基于矢量分时序列S1产生的PWM信号相对于脉宽周期TPWM1的周期中间点左右对称，避免谐波的产生。如图3A 所示意的，在TPWM1周期内，用于逆变器桥臂控制的U相调制信号Su 以脉宽周期TPWM1的周期中间点为中心变为高电平持续时间为T4，而用于V相与W相的调制信号Sv与Sw则在整个TPWM1周期内保持低电平。由此可以看到，按照本发明的分配方式，矢量(100)得以连续方式输出，即其状态保持时间为设计的完整时长T4，而不是SVPWM传统分配方案中(100)的状态每次仅保持的T4的一半。从而可以在该矢量(100)模式下来进行母线电流的检测。按照一个示例，可以在(100)模式开始一段时间后母线电流ibc趋于稳定时进行电流采样，或者可以直接选择在Su的下降沿处来采样母线电流，如图中箭头所指示的。
类似地，在子脉宽周期TPWM2内，按分时方式，构建矢量分时序列 S2为(000)(110)(000)，其中矢量(110)位于子脉宽周期TPWM2的周期中心，从而使基于序列S2产生的PWM信号相对于子脉宽周期 TPWM2的周期中间点左右对称。如图3A所示，在TPWM2周期内，用于逆变器桥臂控制的v相调制信号Sv以脉宽周期TPWM2的周期中间点为中心从低电平变为高电平且持续时间为T6，同时，用于逆变器桥臂控制的U相调制信号Su在子脉宽周期TPWM2内仍保持高电平但持续时间变为T6，而用于W相的调制信号Sw则在整个TPWM2周期内保持低电平。按照如此分配方式，矢量(110)得以连续方式输出，即其状态保持时间为设计的完整时长T6，而不是SVPWM传统分配方案中(110) 的状态每次仅保持的T6的一半。从而可以在该矢量(110)模式下来进行母线电流ibc的检测。同样，按照一个示例，可以在(110)模式开始一段时间后母线电流趋于稳定时测量母线电流，或者可以直接选择在Sv的下降沿处来采样母线电流，如图中箭头所示。从而，可以基于采样得到的母线电流ibc而分别确定出电机的三相电流iU、iV、iW。
由此，按照本实施例的调制方式，将原先在一个完整调制周期 TPWM内分配的矢量分时序列(000)(100)(110)(111)(110)(100) (000)序列重新调制为在二个PWM子周期内实现，且其中每一个子周期TPWM1与TPWM2内仅包含有一个非零调制矢量(100)或(110)，从而可保证为采样母线电流提供充分时间。
按照另一个实施例，在基于SVPWM技术确定了二个非零矢量模式例如(100)与(110)的状态持续时间T4、T6后，还可以进一步判断持续时间T4、T6是否足够满足母线电流测量所需要的最小时间，即判断状态持续时间T4、T6是否大于或等于电流采样最小值Tmin。例如，如果T4小于Tmin，则将原矢量模式(100)中对应于U相的信号Su的状态持续时间T4增加一个时间增量Δt，以确保延长后的时间量T4+Δt大于Tmin。同时，将原矢量模式(100)中对应于V相与 W相的信号Sv、Sw也切换至与信号Su相同电平，且保持时间Δt,即在(100)矢量模式内增加一个状态持续时间为时间增量Δt的(111) 模式，如图3B所示，其中示出了在T4小于Tmin时经过再次调制后的PWM信号。对于经过再调制的PWM信号，可以在Su信号的下降沿时对母线电流进行采样。这里最小采样时间Tmin可在实施时具体选择，只要保证能充分地读取到母线电流即可，例如可以基于电机的驱动控制电路以及采样电路(包括后续处理中的ADC(模拟数字转换) 处理等)等中的固有采样延迟时间等因素来选择，例如大于3微秒，优选地大于6微秒。
需要指出的是，虽然这里是以(100)与(110)为例说明了对PWM信号的调制，显然本发明不限于该矢量模式，还可以适用于包含其它相邻的非矢量模式的PWM信号的调制，例如，当选择U2：(010) 以及U6：(110)这二个非零矢量模式时，在确定了(010)(110) 的状态持续时间T2与T6后，例如利用传统SVPWM调制技术来计算各非零矢量及零量的状态持续时间，按照传统技术，将会构建分时序列 (000)、(010)、(110)、(111)、(111)、(110)、(010)、(000)以产生对称的PWM信号。但是，按照本发明，经过调制后，在二个PWM子周期内实现，其中在第一子周期TPWM1内实现(000)(010)(000)分时序列，而在第二子周期TPWM2内实现(000)(110)(000)分时序列，其中在每个周期TPWM1或TPWM2内，非零矢量(010)(110)可持续完整的T2与T6时间，如图3C所示。从而可保证在(010)以及(110) 模式下为采样母线电流ibc提供充分时间。
图4示出根据本发明一个实施例的电流检测装置示意图。该检测装置300包括控制模块400以及电流检测器500。该控制模块400可以是电机100的微控制单元MCU。控制模块400确定在一个完整脉宽调制周期TPWM内的多个矢量电压模式，其中所确定的多个矢量电压模式包括具有第一时间长度T(1)的第一非零矢量电压模式以及具有第二时间长度T(2)的第二非零矢量电压模式。仍以上例中选择相邻的模式 (100)、(110)分别作为第一非零矢量电压模式与第二非零矢量电压模式为例，这里(100)的时间长度T(1)确定为T4，(110)的时间长度T(2)确定为T6。随后控制模块400将脉宽调制周期TPWM分成二部分，即子周期TPWM1与子周期TPWM2。在子调制周期TPWM1内，控制模块400按分时定义第一空间矢量序列S1，该空间矢量序列S1定义了逆变器的桥臂开关的切换顺序。按照本发明，该序列S1仅包含一个非零矢量模式即第一非零矢量电压模式及其它零矢量模式。依据该空间矢量序列S1，控制模块400输出PWM信号,而且，在该PWM信号中第一矢量电压模式的持续时间为所确定的定时间长度T(1)。在调制周期TPWM2内，控制模块400按分时定义第二空间矢量序列S2，该序列S2由一个第二非零矢量电压模式及其它零矢量模式构成，依据该空间矢量序列 S2，控制模块400输出PWM信号,在该PWM信号中第二矢量电压模式的持续时间为所确定的定时间长度T(2)。仍以图2示例为例，其中所定义的第一空间矢量序列S1为(000)、(100)、(000)，而所定义的第二空间矢量序列S2为(000)、(110)、(000)。由此，如图2所示，分别在调制周期TPWM1与TPWM2内，形成如图所示的PWM调制信号(Su,Sv, Sw)。
随后，控制模块400将经过调制的PWM信号SU、SV、SW用于驱动逆变器200，由此，电流检测器500可在第一与第二非零矢量模式下对母线电流进行采样。例如在图2所示的第一矢量电压模式(100) 下，可在Su的下降沿来获取母线电流ibc (100)，而在第二矢量电压模式(110)下，可在Sv的下降沿来获取母线电流ibc (110)。
按照图4所示的实施例，该电流检测器500包括电流传感器502 以及电流确定单元504，其中电流传感器502，如图1所示，可设置在逆变器200的回路内，用于检测母线电流idc。如前所述，在(100) 模式下，电流传感器502所实际采样的母线电流ibc (100)＝iu。此外，在(110)模式下，电流传感器502所实际采样的母线电流ibc (110)＝-iw。
由此，电流确定单元504可基于在不同的非零矢量模式下测量得到的母线电流idc来确定电机100在一个周期内各相电流iu、iv、iw，即
iu＝ibc (100)((100)模式下实际母线测量值)，
iw＝-ibc (110)((110)模式下实际母线测量值)，
iv＝-(iu+iw)
电流检测器500可以将确定的各相电流iu、iv、iw反馈给用户，以便用户根据这些相电流来调整电机的各控制参数。
在上述实施例中，控制模块400始终向逆变器200输出分别在二个子脉冲调制周期TPWM1与TPWM2内调制的PWM信号。而在本发明的另一实施例中，控制模块400也可以在接收到希望检测电机电流的外部命令的情况下，才启动在二个子脉冲调制周期TPWM1与TPWM2内的PWM信号的特定调制方式，而在正常工作时，控制模块400可保持原有的空间矢量序列，即，例如对于非零矢量(100)(110)的情形，控制模块 400仍可定义000)(100)(110)(111)(110)(100)(000)序列，并产生相应的PWM信号。
图5示出根据本发明实施例的电机电流检测流程图。如图所示，在步骤502，控制模块400确定在一个调制周期TPWM产生PWM信号(SU、SV、SW)的多个电压矢量模式。例如，仍以图2为例，这里假定采用 U4、U6、U0以及U7四个矢量模式，并确定每个非零矢量模式U4、U6 以及零矢量模式U0、U7的状态保持时间，以下记为T4、T6、T0、T7。
在步骤504，控制模块400对步骤502确定的多个电压矢量模式进行调制，以确定这些矢量模式分时发生作用的空间矢量序列。具体地，控制模块400将原设计脉宽周期TPWM划分成子脉宽周期TPWM1与子脉宽周期TPWM2,其中TPWM＝TPWM1+TPWM2。在脉宽周期TPWM1内，按分时方式，构建矢量分时序列S1，其中矢量分时序列S1包含一个非零矢量电压模式且该非零矢量电压模式的持续时间为在步骤502确定的针对该矢量确定的状态持续时间。例如对于非零矢量模式U4，所确定的矢量分时序列S1为(000)(100)(000)序列，其中矢量(100)位于子脉宽周期TPWM1的周期中心，从而使产生的PWM信号相对于子脉宽周期TPWM1的周期中间点左右对称。如图3A所示意的，在TPWM1周期内，用于逆变器桥臂控制的U相调制信号Su以TPWM1的周期中间点为中心变为高电平持续时间为T4，而用于V相与W相的调制信号Sv与Sw 则在整个TPWM1周期内保持低电平。
此外，在脉宽周期TPWM2内，控制模块400按分时方式，构建矢量分时序列S2，其中矢量分时序列S2包含另一个非零矢量电压模式且该非零矢量电压模式的持续时间为在步骤502确定的针对该矢量确定的状态持续时间。例如对于非零矢量模式U6，所确定的矢量分时序列S2为(000)(110)(000)序列，其中矢量(110)位于子脉宽周期TPWM2的周期中心，从而使产生的PWM信号相对于子脉宽周期TPWM2的周期中间点左右对称。如图3A所示意的，在TPWM2周期内，用于逆变器桥臂控制的V相调制信号Sv在TPWM2周期变为高电平且持续时间为T6，而用于U相的调制信号Su则在整个TPWM2周期内的输出保持与 Sv一致，而用于W相的调制信号Sw则在整个TPWM2周期内保持低电平。由此，在步骤504，控制模块400确定了分别在二个子调制周期内输出的空间电压矢量序列S1与S2，并基于这二个序列S1与S2调制出 PWM信号，例如图3A所示。控制模块400将经过调制的PWM信号(SU、 SV、SW)提供给逆变器200的各个桥臂，从而控制逆变器200向电机 100的各相绕组输出相应的电压，并且在绕组内产生对应的电流iU、 iV、iW。
优选地，在步骤504中，还可以进一步判断在步骤502所确定的二个非零矢量模式的状态持续时间是否满足母线电流测量所需要的最小时间Tmin，例如判断(100)与(110)的状态持续时间T4、 T6是否大于或等于Tmin，例如，如果确定T4小于Tmin，则在矢量模式(100)中插入一个持续时间为时间增量Δt的零矢量模式(111)，以使得T4+Δt大于或等于Tmin，从而确保对母线的有效采样，如图 3B所示。这里为避免引入更多谐波，可使增加的(111)矢量仍是相对于周期TPWM1中间点对称的。
在步骤504完成PWM信号的再调制并输出后，在步骤506，利用电流检测器500分别在二个调制周期TPWM1与TPWM2的非矢量模式状态时间内，检测逆变器200的回路内的母线电流idc。仍以图3为例，例如利用设置在逆变器200的回路内的电流传感器502，在调制周期TPWM1内，在调制信号Su即将从高电平变为低电压的下降沿时，触发电流传感器502检测母线中的电流dc (100)。如前所述，在(100)模式下，U相切换到正电压+Vdc，而V、W相切换到负电压-Vdc，由此，V 相和W相的电流相互抵消，因此在调制信号Su的下降沿所检测到的母线电流对应于U相绕组内的电流iu，即idc (100)＝iu。
在调制周期TPWM2内，在(110)模式即将结束时，即Sv将从高电平变为低电压的下降沿时，触发电流传感器502检测母线中的电流dc (110)。如前所述，在(110)模式下Sv被转换为高电平，同时Su保持高电平。因此U相和V相切换到正电压+Vdc，而w相切换到负电压-Vdc，由此，U相和V相的电流相互抵消，因此在(110) 模式下检测到的母线电流对应于W相绕组内的电流iw，但极性相反，即idc (110)＝-iw。
在步骤508，在载波信号的二个周期TPWM1与TPWM2内，完成了上述二个非零矢量模式下的母线电流的采样后，电流检测器300可以基于所检测到的母线电流确定各相绕组的电流，如前所述，其中：
u相电流：iU＝idc (100),
w相电流iw＝-idc (110),
v相电流iv＝-(iU+iw)。
由此可以实现在整个开关周期TPWM内对电机相电流的测量。根据本发明的方案，由于是在非零矢量模式的更长状态持续时间内执行母线电流的采样，因此可保证有足够的采样时间。此外，即使是非零矢量模式的状态持续时间不足以完成电流采样，根据本发明的方案也可以容易地调整非零矢量模式的状态持续时间，从而实现电机电流的检测。
这里需要指出的是，虽然结合上述优选实施例描述了本发明的原理与实施例，但显然本发明不限于此。本发明的控制模块400可以由处理器、电子设备、硬件设备、电子部件、逻辑电路、存储器、软件代码、固件代码等，或者它们的任意组合来实现，例如以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的电流检测，是通过处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取内存中运行形成的。此外，本发明另一实施例是提供机器可读介质上存储有机器可读指令，该机器可读指令在被计算机执行时，使计算机执行本文公开的前述的任一种方法。
上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于检测电机的相电流的方法，包括：
确定一个脉宽调制周期内用于驱动电机的多个矢量电压模式，所述多个矢量电压模式包括具有第一预定时间长度的第一非零矢量电压模式以及具有第二预定时间长度的第二非零矢量电压模式；
在该调制周期内的第一子周期内输出对应于第一空间矢量分时序列的PWM信号，其中该第一空间矢量分时序列仅包含所述第一非零矢量电压模式作为非零电压矢量模式以及零矢量模式，所述第一矢量电压模式的持续时间为所述第一预定时间长度；
在该调制周期内的第二子周期内输出对应于第二空间矢量分时序列的PWM信号，其中该第二空间矢量分时序列仅包含所述第二非零矢量电压模式作为非零电压矢量模式以及零矢量模式，所述第二矢量电压模式的持续时间为所述第二预定时间长度；
分别在所述第一矢量电压模式与第二矢量电压模式下测量电机驱动电路的母线内的电流以确定所述电机的相电流。
2.如权利要求1的方法，其中如果所述第一预定时间长度或第二预定时间长度小于用于测量所述电机驱动电路的母线电流所需要的最小时间，则增加所述第一预定时间长度或第二预定时间长度以大于所述最小时间。
3.如权利要求2的方法，其中所述PWM信号包括用于所述电机的第一、二、三相电机绕组的第一、二、三驱动信号，
在所述第一矢量电压模式下，第一驱动信号具有所述第一预定时间长度的第一电平，而第二、三驱动信号具有与第一电平不同的第二电平；
在第二矢量电压模式下，第一驱动信号与第二驱动信号具有所述第二预定时间长度的第一电平，而第三驱动信号维持所述第二电平。
4.如权利要求3的方法，其中，在所述第一驱动信号或第二驱动信号从第一电平变化到第二电平时执行对所述电机驱动电路的母线电流的测量。
5.一种电机电流的检测装置，包括：
控制模块，用于产生脉宽调制(PWM)信号以驱动所述电机的逆变器，包括：
确定一个脉宽调制周期内用于驱动电机的多个矢量电压模式，所述多个矢量电压模式包括具有第一预定时间长度的第一非零矢量电压模式以及具有第二预定时间长度的第二非零矢量电压模式；
在该调制周期内的第一子周期内输出对应于第一空间矢量分时序列的PWM信号，其中该第一空间矢量分时序列仅包含所述第一非零矢量电压模式作为非零电压矢量模式以及零矢量模式，所述第一矢量电压模式的持续时间为所述第一预定时间长度；
在该调制周期内的第二子周期内输出对应于第二空间矢量分时序列的PWM信号，其中该第二空间矢量分时序列仅包含所述第二非零矢量电压模式作为非零电压矢量模式以及零矢量模式，所述第二矢量电压模式的持续时间为所述第二预定时间长度；
电流检测器，分别在所述第一矢量电压模式与第二矢量电压模式下测量电机驱动电路的母线内的电流以确定所述电机的相电流。
6.如权利要求5的装置，其中如果所述第一预定时间长度或第二预定时间长度小于用于测量所述电机驱动电路的母线电流所需要的最小时间，则增加所述第一预定时间长度或第二预定时间长度以大于所述最小时间。
7.如权利要求6的方法，其中所述PWM信号包括用于所述电机的第一、二、三相电机绕组的第一、二、三驱动信号，
在所述第一矢量电压模式下，第一驱动信号具有所述第一预定时间长度的第一电平，而第二、三驱动信号具有与第一电平不同的第二电平；
在第二矢量电压模式下，第一驱动信号与第二驱动信号具有所述第二预定时间长度的第一电平，而第三驱动信号维持所述第二电平。
8.如权利要求5-7之一的装置，其中所述电流检测器被配置为在所述第一驱动信号或第二驱动信号从第一电平变化到第二电平时执行对所述电机驱动电路的母线电流的测量。
9.如权利要求8的装置，其中所述电流检测器包括：
设置在所述逆变器的回路内的电流传感器，用于检测所述母线电流；
电流确定单元，用于基于所述母线电流确定所述电机内各相电流。
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