CN113346804B - 电机控制方法、电机控制装置、电机系统和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种电机控制方法、电机控制装置、电机系统和存储介质。其中，电机控制方法，包括：获取所述电机的母线电压；确定所述母线电压大于第一电压阈值或所述母线电压小于第二电压阈值，根据所述母线电压和电压指令值，控制所述电机的智能功率模块的开关管，以使所述电机停机，其中所述第一电压阈值大于所述第二电压阈值。通过本发明的技术方案，可以在过压、欠压或者掉电母线电压故障情况下，通过母线电压控制实现电机可靠停机，避免在母线电压故障时造成控制器或电机的损坏，以及消除在掉电故障下的电机卡顿的声音，使用效果良好。

Description

电机控制方法、电机控制装置、电机系统和存储介质

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种电机控制方法、电机控制装置、电机系统和计算机可读存储介质。

背景技术

在永磁同步电机控制系统中，母线电压通常是由交流电网的交流电压经过全桥整流电路和母线电容整流得到的直流电压，母线电压一般用来给智能功率(IPM)模块供电以维持电机正常运行；甚至在低成本的控制器中，控制器上的控制电源也是由母线电压经过变换得到，因此母线电压在整个永磁同步电机控制系统中至关重要。

为了保证整个电机控制系统的可靠性，通常在电机控制程序中设置相应的过压保护电压值、欠压保护电压值来判断母线电压过大(简称过压)、母线电压过小(简称欠压)故障，并在当母线电压故障出现时控制电机停机。

交流电网侧断电是一种特殊的母线电压故障，简称掉电。相比于过压或者欠压故障，掉电故障时的母线电压需要提供控制电机所需的电压，甚至提供整个控制器的电源电压，因此母线电压难以长时间维持。在负载惯量较大且转速较高的电机系统中，在掉电故障时易出现母线电压降为零而电机还没有减速停机的情况，电机将处于失控状态，尤其是需要与整机系统进行人工操作的场合，掉电故障的危害更加严重。

在相关技术的掉电故障处理方法中，母线电压会出现较大的波动，较大的母线电压波动会导致较大的纹波电流，而电容的使用寿命同样会因纹波电流的增大而大大缩短，会影响整个控制器的使用周期。此外相关技术的掉电故障处理方法中，常用的将IPM模块上桥臂开关管全部关断、下桥臂开关管全部开通以及将IPM模块上下桥臂开关管全部关断两种动作切换的方法，会造成电机在受控和自由运行状态之间来回切换，因两种动作切换频率在整机系统中会产生电机卡顿的声音，失去良好的用户体验。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个方面在于提出了一种电机控制方法。

本发明的另一个方面在于提出了一种电机控制装置。

本发明的再一个方面在于提出了一种电机系统。

本发明的又一个方面在于提出了一种计算机可读存储介质。

有鉴于此，根据本发明的一个方面，提出了一种电机控制方法，包括：获取电机的母线电压；确定母线电压大于第一电压阈值或母线电压小于第二电压阈值，根据母线电压和电压指令值，控制电机的智能功率模块的开关管，以使电机停机，其中第一电压阈值大于第二电压阈值。

本发明提供的电机控制方法，根据当前的母线电压与过压保护电压值(第一电压阈值)、欠压保护电压值(第二电压阈值)比较判断是否出现母线电压故障，当母线电压大于过压保护电压值或小于欠压保护电压值时表明出现母线电压故障，否则未出现故障。在出现母线电压故障的情况下，选取电压指令值，进而控制IPM模块的开关管的开通或关断，将母线电压控制在电压指令值附近，实现电机停机。通过本发明的技术方案，可以在过压、欠压或者掉电(掉电时属于母线电压小于第二电压阈值)母线电压故障情况下，通过母线电压控制实现电机可靠停机，避免在母线电压故障时造成控制器或电机的损坏，以及消除在掉电故障下的电机卡顿的声音，使用效果良好。

根据本发明的上述电机控制方法，还可以具有以下技术特征：

在上述技术方案中，确定母线电压大于第一电压阈值或母线电压小于第二电压阈值，根据母线电压和电压指令值，控制电机的智能功率模块的开关管的步骤，具体包括：确定母线电压大于第一电压阈值或母线电压小于第二电压阈值，选取电压指令值；控制智能功率模块的上桥臂开关管关断，以及根据电压指令值与母线电压的差值，控制智能功率模块的下桥臂开关管。

在该技术方案中，IPM模块的上桥臂开关管的控制信号与母线电压误差(电压指令值与母线电压的差值)大小无关，控制IPM模块上桥臂开关管的控制信号占空比始终为0，即IPM模块的上桥臂开关管始终关断。根据母线电压误差大小得到IPM模块下桥臂开关管的控制信号，使控制信号占空比大小随母线电压误差大小动态调节，将母线电压控制在电压指令值附近，实现电机停机，以避免在电机停机过程中由于较大波动的母线电压导致出现较大的纹波电流使控制器寿命减小。

在上述任一技术方案中，根据电压指令值与母线电压的差值，控制智能功率模块的下桥臂开关管的步骤，具体包括：差值大于0，根据差值的绝对值的增大使控制信号的占空比减小，或差值小于0，根据差值的绝对值的增大使控制信号的占空比增大；根据控制信号的占空比控制智能功率模块的下桥臂开关管，其中控制信号为高电平智能功率模块的下桥臂开关管开通，控制信号为低电平智能功率模块的下桥臂开关管关断。

在该技术方案中，当母线电压误差大于零且随着母线电压误差绝对值的增大，控制IPM模块的下桥臂所有开关管的控制信号占空比减小；当母线电压误差小于零且随着母线电压误差绝对值的增大，控制IPM模块的下桥臂所有开关管的控制信号占空比增大，从而能够消除指令母线电压和反馈母线电压的稳态误差。其中，占空比表示控制信号为高电平的时间占整个控制周期的比值，控制信号的低电平表示控制IPM模块的开关管关断，控制信号的高电平表示控制IPM模块的开关管开通。本发明的技术方案，仅需要进行母线电压控制就可以实现电机的可靠停机，无需电压、电流或者位置等信号实现精确的电流控制，对过压、欠压和掉电等母线电压故障该方法都易简单实现，具有较强的鲁棒性和可靠性。另外，运用本发明提供的方法进行电机停机动作，可以保持母线电压稳定、提高母线电容使用寿命；消除在掉电故障下的电机卡顿的声音，用户体验更好。

在上述任一技术方案中，选取电压指令值的步骤，具体包括：母线电压大于第一电压阈值，将第一电压阈值作为电压指令值；母线电压小于第二电压阈值，将第三电压阈值作为电压指令值，第三电压阈值为整流后的交流电网电压。

在该技术方案中，当出现母线电压故障后，当母线电压大于过压保护电压值时，选取过压保护电压值为电压指令值，避免导致母线电压过压；当母线电压小于欠压保护电压值时，选取正常工作母线电压值(第三电压阈值)为电压指令值，正常工作母线电压值由交流电网的交流电压经过全桥整流电路和母线电容整流得到，若选取正常工作母线电压值为电压指令值，则可以使母线电容上的电压较为稳定，有利于延长电容的使用寿命。

在上述任一技术方案中，选取电压指令值的步骤，具体包括：选取预设数值范围内的任一数值作为电压指令值，其中预设数值范围为大于或等于系统工作电压的最小值且小于或等于第一电压阈值。

在该技术方案中，当出现母线电压故障后，可选取过压保护电压值和能维持电机驱动系统运行的最小电压值之间的任意一个电压值作为电压指令值(包括过压保护电压值和最小电压值)，从而避免导致母线电压过压，同时保证系统的正常运行。

根据本发明的另一个方面，提出了一种电机控制装置，包括：电压采样器，用于获取电机的母线电压；存储器，存储器用于存储计算机程序；处理器，处理器执行计算机程序时实现：确定母线电压大于第一电压阈值或母线电压小于第二电压阈值，根据母线电压和电压指令值，控制电机的智能功率模块的开关管，以使电机停机，其中第一电压阈值大于第二电压阈值。

本发明提供的电机控制装置，根据当前的母线电压与过压保护电压值(第一电压阈值)、欠压保护电压值(第二电压阈值)比较判断是否出现母线电压故障，当母线电压大于过压保护电压值或小于欠压保护电压值时表明出现母线电压故障，否则未出现故障。在出现母线电压故障的情况下，选取电压指令值，进而控制IPM模块的开关管的开通或关断，将母线电压控制在电压指令值附近，实现电机停机。通过本发明的技术方案，可以在过压、欠压或者掉电(掉电时属于母线电压小于第二电压阈值)母线电压故障情况下，通过母线电压控制实现电机可靠停机，避免在母线电压故障时造成控制器或电机的损坏，以及消除在掉电故障下的电机卡顿的声音，使用效果良好。

根据本发明的上述电机控制装置，还可以具有以下技术特征：

在上述技术方案中，处理器执行确定母线电压大于第一电压阈值或母线电压小于第二电压阈值，根据母线电压和电压指令值，控制电机的智能功率模块的开关管的步骤，具体包括：确定母线电压大于第一电压阈值或母线电压小于第二电压阈值，选取电压指令值；控制智能功率模块的上桥臂开关管关断，以及根据电压指令值与母线电压的差值，控制智能功率模块的下桥臂开关管。

在该技术方案中，IPM模块的上桥臂开关管的控制信号与母线电压误差(电压指令值与母线电压的差值)大小无关，控制IPM模块上桥臂开关管的控制信号占空比始终为0，即IPM模块的上桥臂开关管始终关断。根据母线电压误差大小得到IPM模块下桥臂开关管的控制信号，使控制信号占空比大小随母线电压误差大小动态调节，将母线电压控制在电压指令值附近，实现电机停机，以避免在电机停机过程中由于较大波动的母线电压导致出现较大的纹波电流使控制器寿命减小。

在上述任一技术方案中，处理器执行根据电压指令值与母线电压的差值，控制智能功率模块的下桥臂开关管的步骤，具体包括：差值大于0，根据差值的绝对值的增大使控制信号的占空比减小，或差值小于0，根据差值的绝对值的增大使控制信号的占空比增大；根据控制信号的占空比控制智能功率模块的下桥臂开关管，其中控制信号为高电平智能功率模块的下桥臂开关管开通，控制信号为低电平智能功率模块的下桥臂开关管关断。

在该技术方案中，当母线电压误差大于零且随着母线电压误差绝对值的增大，控制IPM模块的下桥臂所有开关管的控制信号占空比减小；当母线电压误差小于零且随着母线电压误差绝对值的增大，控制IPM模块的下桥臂所有开关管的控制信号占空比增大，从而能够消除指令母线电压和反馈母线电压的稳态误差。其中，占空比表示控制信号为高电平的时间占整个控制周期的比值，控制信号的低电平表示控制IPM模块的开关管关断，控制信号的高电平表示控制IPM模块的开关管开通。本发明的技术方案，仅需要进行母线电压控制就可以实现电机的可靠停机，无需电压、电流或者位置等信号实现精确的电流控制，对过压、欠压和掉电等母线电压故障该方法都易简单实现，具有较强的鲁棒性和可靠性。另外，运用本发明提供的方法进行电机停机动作，可以保持母线电压稳定、提高母线电容使用寿命；消除在掉电故障下的电机卡顿的声音，用户体验更好。

在上述任一技术方案中，处理器执行选取电压指令值的步骤，具体包括：母线电压大于第一电压阈值，将第一电压阈值作为电压指令值；母线电压小于第二电压阈值，将第三电压阈值作为电压指令值，第三电压阈值为整流后的交流电网电压。

在该技术方案中，当出现母线电压故障后，当母线电压大于过压保护电压值时，选取过压保护电压值为电压指令值，避免导致母线电压过压；当母线电压小于欠压保护电压值时，选取正常工作母线电压值(第三电压阈值)为电压指令值，正常工作母线电压值由交流电网的交流电压经过全桥整流电路和母线电容整流得到，若选取正常工作母线电压值为电压指令值，则可以使母线电容上的电压较为稳定，有利于延长电容的使用寿命。

在上述任一技术方案中，处理器执行选取电压指令值的步骤，具体包括：选取预设数值范围内的任一数值作为电压指令值，其中预设数值范围为大于或等于系统工作电压的最小值且小于或等于第一电压阈值。

在该技术方案中，当出现母线电压故障后，可选取过压保护电压值和能维持电机驱动系统运行的最小电压值之间的任意一个电压值作为电压指令值(包括过压保护电压值和最小电压值)，从而避免导致母线电压过压，同时保证系统的正常运行。

根据本发明的再一个方面，提出了一种电机系统，包括：电机；如上述任一技术方案的电机控制装置。

本发明提供的电机系统包括电机和上述任一技术方案的电机控制装置，在电机出现母线电压故障的情况下，电机控制装置控制IPM模块的开关管的开通或关断，将母线电压控制在电压指令值附近，实现电机停机。通过本发明的技术方案，可以在过压、欠压或者掉电(掉电时属于母线电压小于第二电压阈值)母线电压故障情况下，通过母线电压控制实现电机可靠停机，避免在母线电压故障时造成控制器或电机的损坏，以及消除在掉电故障下的电机卡顿的声音，使用效果良好。

根据本发明的又一个方面，提出了一种计算机可读存储介质，其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述任一技术方案的电机控制方法。

本发明提供的计算机可读存储介质，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一技术方案的电机控制方法的步骤，因此该计算机可读存储介质包括上述任一技术方案的电机控制方法的全部有益效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本发明的第一个实施例的电机控制方法的流程示意图；

图2示出了本发明的第二个实施例的电机控制方法的流程示意图；

图3示出了本发明的第三个实施例的电机控制方法的流程示意图；

图4示出了本发明实施例的母线电压控制逻辑框图；

图5示出了本发明的第四个实施例的电机控制方法的流程示意图；

图6示出了本发明实施例的判断母线电压故障的流程示意图；

图7示出了本发明实施例的指令母线电压值选取的流程示意图；

图8示出了本发明实施例的电压调节器控制逻辑框图；

图9示出了本发明实施例的掉电故障停机母线电压波形示意图；

图10示出了本发明的一个实施例的电机控制装置的示意框图；

图11示出了本发明的一个实施例的电机系统的示意框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

本发明第一方面的实施例，提出一种电机控制方法，通过以下实施例对该电机控制方法进行详细说明。

实施例一，图1示出了本发明的第一个实施例的电机控制方法的流程示意图。其中，该方法包括：

步骤102，获取电机的母线电压；

步骤104，确定母线电压大于第一电压阈值或母线电压小于第二电压阈值，根据母线电压和电压指令值，控制电机的智能功率模块的开关管，以使电机停机，其中第一电压阈值大于第二电压阈值。

本发明提供的电机控制方法，根据当前的母线电压与过压保护电压值(第一电压阈值)、欠压保护电压值(第二电压阈值)比较判断是否出现母线电压故障，当母线电压大于过压保护电压值或小于欠压保护电压值时表明出现母线电压故障，否则未出现故障。在出现母线电压故障的情况下，选取电压指令值，进而控制IPM模块的开关管的开通或关断，将母线电压控制在电压指令值附近，实现电机停机。通过本发明的实施例，可以在过压、欠压或者掉电(掉电时属于母线电压小于第二电压阈值)母线电压故障情况下，通过母线电压控制实现电机可靠停机，避免在母线电压故障时造成控制器或电机的损坏，以及消除在掉电故障下的电机卡顿的声音，使用效果良好。

在一些实施例中，当母线电压介于欠压保护电压值和过压保护电压值之间时，无母线电压故障，执行正常的电机运行程序。

在一些实施例中，过压保护电压值和欠压保护电压值可由用户根据控制系统的实际工况自行设置，例如，过压保护电压值由整流电容和IPM模块开关管的耐压值的最小值决定，欠压保护电压值由能够维持整个系统正常工作的最小电压决定。

在上述实施例中，步骤104中，确定母线电压大于第一电压阈值或母线电压小于第二电压阈值，根据母线电压和电压指令值，控制电机的智能功率模块的开关管，具体包括：确定母线电压大于第一电压阈值或母线电压小于第二电压阈值，选取电压指令值；控制智能功率模块的上桥臂开关管关断，以及根据电压指令值与母线电压的差值，控制智能功率模块的下桥臂开关管。

在该实施例中，IPM模块的上桥臂开关管的控制信号与母线电压误差(电压指令值与母线电压的差值)大小无关，控制IPM模块上桥臂开关管的控制信号占空比始终为0，即IPM模块的上桥臂开关管始终关断。根据母线电压误差大小得到IPM模块下桥臂开关管的控制信号，使控制信号占空比大小随母线电压误差大小动态调节，将母线电压控制在电压指令值附近，实现电机停机，以避免在电机停机过程中由于较大波动的母线电压导致出现较大的纹波电流使控制器寿命减小。

在上述任一实施例中，根据电压指令值与母线电压的差值，控制智能功率模块的下桥臂开关管的步骤，具体包括：差值大于0，根据差值的绝对值的增大使控制信号的占空比减小，或差值小于0，根据差值的绝对值的增大使控制信号的占空比增大；根据控制信号的占空比控制智能功率模块的下桥臂开关管，其中控制信号为高电平智能功率模块的下桥臂开关管开通，控制信号为低电平智能功率模块的下桥臂开关管关断。

在该实施例中，当母线电压误差大于零且随着母线电压误差绝对值的增大，控制IPM模块的下桥臂所有开关管的控制信号占空比减小；当母线电压误差小于零且随着母线电压误差绝对值的增大，控制IPM模块的下桥臂所有开关管的控制信号占空比增大，从而能够消除指令母线电压和反馈母线电压的稳态误差。其中，占空比表示控制信号为高电平的时间占整个控制周期的比值，控制信号的低电平表示控制IPM模块的开关管关断，控制信号的高电平表示控制IPM模块的开关管开通。本发明的实施例，仅需要进行母线电压控制就可以实现电机的可靠停机，无需电压、电流或者位置等信号实现精确的电流控制，对过压、欠压和掉电等母线电压故障该方法都易简单实现，具有较强的鲁棒性和可靠性。另外，运用本发明提供的方法进行电机停机动作，可以保持母线电压稳定、提高母线电容使用寿命；消除在掉电故障下的电机卡顿的声音，用户体验更好。

在一些实施例中，IPM模块的下桥臂开关管的控制信号与母线电压误差大小相关，需实现控制信号占空比大小随母线电压误差大小动态调节，常用的控制器可采用PI(比例积分)控制器，单可用控制器不仅限于PI控制器，需满足如下特点：(1)当母线电压误差大于零且随着母线电压误差绝对值的增大，控制IPM模块下桥臂所有开关管的控制信号占空比减小；(2)当母线电压误差小于零且随着母线电压误差绝对值的增大，控制IPM模块下桥臂所有开关管的控制信号占空比增大；(3)能够消除电压指令值与母线电压的误差。

实施例二，图2示出了本发明的第二个实施例的电机控制方法的流程示意图。其中，该方法包括：

步骤202，获取电机的母线电压；

步骤204，确定母线电压大于第一电压阈值或母线电压小于第二电压阈值，基于母线电压大于第一电压阈值，将第一电压阈值作为电压指令值，或基于母线电压小于第二电压阈值，将第三电压阈值作为电压指令值，第三电压阈值为整流后的交流电网电压，其中第一电压阈值大于第二电压阈值；

步骤206，控制智能功率模块的上桥臂开关管关断，以及根据电压指令值与母线电压的差值，控制智能功率模块的下桥臂开关管，以使电机停机。

在该实施例中，当出现母线电压故障后，当母线电压大于过压保护电压值时，选取过压保护电压值为电压指令值，避免导致母线电压过压；当母线电压小于欠压保护电压值时，选取正常工作母线电压值(第三电压阈值)为电压指令值，正常工作母线电压值由交流电网的交流电压经过全桥整流电路和母线电容整流得到，若选取正常工作母线电压值为电压指令值，则可以使母线电容上的电压较为稳定，有利于延长电容的使用寿命。

在上述实施例中，步骤206中，根据电压指令值与母线电压的差值，控制智能功率模块的下桥臂开关管的步骤，具体包括：差值大于0，根据差值的绝对值的增大使控制信号的占空比减小，或差值小于0，根据差值的绝对值的增大使控制信号的占空比增大；根据控制信号的占空比控制智能功率模块的下桥臂开关管，其中控制信号为高电平智能功率模块的下桥臂开关管开通，控制信号为低电平智能功率模块的下桥臂开关管关断。

实施例三，图3示出了本发明的第三个实施例的电机控制方法的流程示意图。其中，该方法包括：

步骤302，获取电机的母线电压；

步骤304，确定母线电压大于第一电压阈值或母线电压小于第二电压阈值，选取预设数值范围内的任一数值作为电压指令值，其中第一电压阈值大于第二电压阈值，预设数值范围为大于或等于系统工作电压的最小值且小于或等于第一电压阈值；

步骤306，控制智能功率模块的上桥臂开关管关断，以及根据电压指令值与母线电压的差值，控制智能功率模块的下桥臂开关管，以使电机停机。

在该实施例中，当出现母线电压故障后，可选取过压保护电压值和能维持电机驱动系统运行的最小电压值之间的任意一个电压值作为电压指令值(包括过压保护电压值和最小电压值)，从而避免导致母线电压过压，同时保证系统的正常运行。

在上述实施例中，步骤306中，根据电压指令值与母线电压的差值，控制智能功率模块的下桥臂开关管的步骤，具体包括：差值大于0，根据差值的绝对值的增大使控制信号的占空比减小，或差值小于0，根据差值的绝对值的增大使控制信号的占空比增大；根据控制信号的占空比控制智能功率模块的下桥臂开关管，其中控制信号为高电平智能功率模块的下桥臂开关管开通，控制信号为低电平智能功率模块的下桥臂开关管关断。

实施例四，如图4所示，在出现电压故障(本实施例为掉电)情况下，实时检测的当前母线电压，根据当前母线电压与指令母线电压值(即上述电压指令值)的母线电压误差，经过电压调节器输出IPM模块开关管的控制信号，根据该控制信号控制IPM模块的开关管的开通或关断，将当前母线电压控制在指令母线电压值附近，实现电机停机。如图5所示，主要分为以下步骤：

步骤502，将当前母线电压与过压保护电压值和欠压保护电压值比较，判断是否出现母线电压故障。判断母线电压是否故障的流程如图6所示，判断当前母线电压是否大于过压保护电压值，若大于确定母线电压故障，若不大于则继续判断当前母线电压是否小于欠压保护电压值，若小于确定母线电压故障，若不小于则确定母线电压无故障。

步骤504，出现母线电压故障，选取指令母线电压值。

指令母线电压值可选方案一，如图7所示，当出现母线电压故障后，判断当前母线电压是否大于过压保护电压值，若大于则选取过压保护电压值为指令母线电压值；若不大于则选取正常工作母线电压值为指令母线电压值，进而进行母线电压控制直到电机停机。正常工作母线电压值由交流电网的交流电压经过全桥整流电路和母线电容整流得到。在掉电情况下母线电压跌落至欠压保护电压值出现母线电压故障，选择正常工作母线电压值为指令母线电压值。

指令母线电压值可选方案二，当出现母线电压故障后，选取过压保护电压值和能维持电机驱动系统运行的最小电压值之间的任意电压值作为指令母线电压值(包括过压保护电压值和最小电压值)。

步骤506，根据当前母线电压值与指令母线电压值的母线电压误差控制IPM模块开关管的开通或关断，将当前母线电压控制在指令母线电压值附近，实现电机停机。如图4所示，将当前母线电压值与指令母线电压值的母线电压误差作为电压调节器的输入信号，电压调节器根据母线电压误差控制IPM模块开关管的开通或关断。

在掉电情况下，当前母线电压跌落至欠压保护电压值出现母线电压故障后，程序将执行母线电压控制逻辑，将母线电压维持在正常工作电压值附近。

图4中的电压调节器的具体执行情况如图8所示，IPM模块上桥臂开关管的控制信号：控制信号占空比始终为0，即控制IPM模块上桥臂的所有开关管关断。IPM模块下桥臂开关管的控制信号：控制信号占空比大小随母线电压误差大小动态调节，具体为：当母线电压误差大于零且随着母线电压误差绝对值的增大，电压调节器控制IPM模块下桥臂所有开关管的控制信号占空比减小；当母线电压误差小于零且随着母线电压误差绝对值的增大，电压调节器控制IPM模块下桥臂所有开关管的控制信号占空比增大。

掉电故障停机母线电压波形示意图如图9所示，在A点之前为已发生掉电但控制器还有余电，可将当前母线电压控制在指令母线电压值附近，直到电机停机(即A点之后)。

最终，当永磁同步电机反电势始终低于指令母线电压时，电压调节器将控制IPM模块上下桥臂的所有开关管关断，直到永磁同步电机停机。

本发明第二方面的实施例，提出一种电机控制装置，图10示出了本发明的一个实施例的电机控制装置100的示意框图。其中，该电机控制装置100包括：

电压采样器102，用于获取电机的母线电压；

存储器104，存储器104用于存储计算机程序；

处理器106，处理器106执行计算机程序时实现：确定母线电压大于第一电压阈值或母线电压小于第二电压阈值，根据母线电压和电压指令值，控制电机的智能功率模块的开关管，以使电机停机，其中第一电压阈值大于第二电压阈值。

本发明提供的电机控制装置100，根据当前的母线电压与过压保护电压值(第一电压阈值)、欠压保护电压值(第二电压阈值)比较判断是否出现母线电压故障，当母线电压大于过压保护电压值或小于欠压保护电压值时表明出现母线电压故障，否则未出现故障。在出现母线电压故障的情况下，选取电压指令值，进而控制IPM模块的开关管的开通或关断，将母线电压控制在电压指令值附近，实现电机停机。通过本发明的实施例，可以在过压、欠压或者掉电(掉电时属于母线电压小于第二电压阈值)母线电压故障情况下，通过母线电压控制实现电机可靠停机，避免在母线电压故障时造成控制器或电机的损坏，以及消除在掉电故障下的电机卡顿的声音，使用效果良好。

在上述实施例中，处理器106执行确定母线电压大于第一电压阈值或母线电压小于第二电压阈值，根据母线电压和电压指令值，控制电机的智能功率模块的开关管的步骤，具体包括：确定母线电压大于第一电压阈值或母线电压小于第二电压阈值，选取电压指令值；控制智能功率模块的上桥臂开关管关断，以及根据电压指令值与母线电压的差值，控制智能功率模块的下桥臂开关管。

在该实施例中，IPM模块的上桥臂开关管的控制信号与母线电压误差(电压指令值与母线电压的差值)大小无关，控制IPM模块上桥臂开关管的控制信号占空比始终为0，即IPM模块的上桥臂开关管始终关断。根据母线电压误差大小得到IPM模块下桥臂开关管的控制信号，使控制信号占空比大小随母线电压误差大小动态调节，将母线电压控制在电压指令值附近，实现电机停机，以避免在电机停机过程中由于较大波动的母线电压导致出现较大的纹波电流使控制器寿命减小。

在上述任一实施例中，处理器106执行根据电压指令值与母线电压的差值，控制智能功率模块的下桥臂开关管的步骤，具体包括：差值大于0，根据差值的绝对值的增大使控制信号的占空比减小，或差值小于0，根据差值的绝对值的增大使控制信号的占空比增大；根据控制信号的占空比控制智能功率模块的下桥臂开关管，其中控制信号为高电平智能功率模块的下桥臂开关管开通，控制信号为低电平智能功率模块的下桥臂开关管关断。

在该实施例中，当母线电压误差大于零且随着母线电压误差绝对值的增大，控制IPM模块的下桥臂所有开关管的控制信号占空比减小；当母线电压误差小于零且随着母线电压误差绝对值的增大，控制IPM模块的下桥臂所有开关管的控制信号占空比增大，从而能够消除指令母线电压和反馈母线电压的稳态误差。其中，占空比表示控制信号为高电平的时间占整个控制周期的比值，控制信号的低电平表示控制IPM模块的开关管关断，控制信号的高电平表示控制IPM模块的开关管开通。本发明的实施例，仅需要进行母线电压控制就可以实现电机的可靠停机，无需电压、电流或者位置等信号实现精确的电流控制，对过压、欠压和掉电等母线电压故障该方法都易简单实现，具有较强的鲁棒性和可靠性。另外，运用本发明提供的方法进行电机停机动作，可以保持母线电压稳定、提高母线电容使用寿命；消除在掉电故障下的电机卡顿的声音，用户体验更好。

在上述任一实施例中，处理器106执行选取电压指令值的步骤，具体包括：母线电压大于第一电压阈值，将第一电压阈值作为电压指令值；母线电压小于第二电压阈值，将第三电压阈值作为电压指令值，第三电压阈值为整流后的交流电网电压。

在该实施例中，当出现母线电压故障后，当母线电压大于过压保护电压值时，选取过压保护电压值为电压指令值，避免导致母线电压过压；当母线电压小于欠压保护电压值时，选取正常工作母线电压值(第三电压阈值)为电压指令值，正常工作母线电压值由交流电网的交流电压经过全桥整流电路和母线电容整流得到，若选取正常工作母线电压值为电压指令值，则可以使母线电容上的电压较为稳定，有利于延长电容的使用寿命。

在上述任一实施例中，处理器执行选取电压指令值的步骤，具体包括：选取预设数值范围内的任一数值作为电压指令值，其中预设数值范围为大于或等于系统工作电压的最小值且小于或等于第一电压阈值。

在该实施例中，当出现母线电压故障后，可选取过压保护电压值和能维持电机驱动系统运行的最小电压值之间的任意一个电压值作为电压指令值(包括过压保护电压值和最小电压值)，从而避免导致母线电压过压，同时保证系统的正常运行。

本发明第三方面的实施例，提出一种电机系统，图11示出了本发明的一个实施例的电机系统200的示意框图。其中，该电机系统200包括：

电机202；

如上述任一实施例的电机控制装置100。

本发明提供的电机系统200包括电机202和上述任一实施例的电机控制装置100，在电机出现母线电压故障的情况下，电机控制装置控制IPM模块的开关管的开通或关断，将母线电压控制在电压指令值附近，实现电机停机。通过本发明的技术方案，可以在过压、欠压或者掉电(掉电时属于母线电压小于第二电压阈值)母线电压故障情况下，通过母线电压控制实现电机可靠停机，避免在母线电压故障时造成控制器或电机的损坏，以及消除在掉电故障下的电机卡顿的声音，使用效果良好。

本发明第四方面的实施例，提出了一种计算机可读存储介质，其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述任一实施例的电机控制方法。

本发明提供的计算机可读存储介质，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例的电机控制方法的步骤，因此该计算机可读存储介质包括上述任一实施例的电机控制方法的全部有益效果。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，除非另有明确的规定和限定；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电机控制方法，其特征在于，包括：

获取所述电机的母线电压；

确定所述母线电压大于第一电压阈值或所述母线电压小于第二电压阈值，根据所述母线电压和电压指令值，控制所述电机的智能功率模块的开关管，以使所述电机停机_，其中所述第一电压阈值大于所述第二电压阈值；

其中，所述第一电压阈值为过压保护电压值；所述第二电压阈值为欠压保护电压值；

确定所述母线电压大于第一电压阈值或所述母线电压小于第二电压阈值，根据所述母线电压和电压指令值，控制所述电机的智能功率模块的开关管的步骤，具体包括：

确定所述母线电压大于所述第一电压阈值或所述母线电压小于所述第二电压阈值，选取所述电压指令值；

控制所述智能功率模块的上桥臂开关管关断，以及根据所述电压指令值与所述母线电压的差值，控制所述智能功率模块的下桥臂开关管；

根据所述电压指令值与所述母线电压的差值，控制所述智能功率模块的下桥臂开关管的步骤，具体包括：

所述差值大于0，根据所述差值的绝对值的增大使控制信号的占空比减小，或所述差值小于0，根据所述差值的绝对值的增大使所述控制信号的占空比增大；

根据所述控制信号的占空比控制所述智能功率模块的下桥臂开关管，其中所述控制信号为高电平所述智能功率模块的下桥臂开关管开通，所述控制信号为低电平所述智能功率模块的下桥臂开关管关断。

2.根据权利要求1所述的电机控制方法，其特征在于，选取所述电压指令值的步骤，具体包括：

所述母线电压大于所述第一电压阈值，将所述第一电压阈值作为所述电压指令值；

所述母线电压小于所述第二电压阈值，将第三电压阈值作为所述电压指令值，所述第三电压阈值为整流后的交流电网电压。

3.根据权利要求1所述的电机控制方法，其特征在于，选取所述电压指令值的步骤，具体包括：

选取预设数值范围内的任一数值作为所述电压指令值，其中所述预设数值范围为大于或等于系统工作电压的最小值且小于或等于所述第一电压阈值。

4.一种电机控制装置，其特征在于，包括：

电压采样器，用于获取所述电机的母线电压；

存储器，所述存储器用于存储计算机程序；

处理器，所述处理器执行所述计算机程序时实现：

确定所述母线电压大于第一电压阈值或所述母线电压小于第二电压阈值，根据所述母线电压和电压指令值，控制所述电机的智能功率模块的开关管，以使所述电机停机_，其中所述第一电压阈值大于所述第二电压阈值；

其中，所述第一电压阈值为过压保护电压值；所述第二电压阈值为欠压保护电压值；

所述处理器执行确定所述母线电压大于第一电压阈值或所述母线电压小于第二电压阈值，根据所述母线电压和电压指令值，控制所述电机的智能功率模块的开关管的步骤，具体包括：

确定所述母线电压大于所述第一电压阈值或所述母线电压小于所述第二电压阈值，选取所述电压指令值；

控制所述智能功率模块的上桥臂开关管关断，以及根据所述电压指令值与所述母线电压的差值，控制所述智能功率模块的下桥臂开关管；

所述处理器执行根据所述电压指令值与所述母线电压的差值，控制所述智能功率模块的下桥臂开关管的步骤，具体包括：

所述差值大于0，根据所述差值的绝对值的增大使控制信号的占空比减小，或所述差值小于0，根据所述差值的绝对值的增大使所述控制信号的占空比增大；

根据所述控制信号的占空比控制所述智能功率模块的下桥臂开关管，其中所述控制信号为高电平所述智能功率模块的下桥臂开关管开通，所述控制信号为低电平所述智能功率模块的下桥臂开关管关断。

5.根据权利要求4所述的电机控制装置，其特征在于，所述处理器执行选取所述电压指令值的步骤，具体包括：

所述母线电压大于所述第一电压阈值，将所述第一电压阈值作为所述电压指令值；

所述母线电压小于所述第二电压阈值，将第三电压阈值作为所述电压指令值，所述第三电压阈值为整流后的交流电网电压。

6.根据权利要求4所述的电机控制装置，其特征在于，所述处理器执行选取所述电压指令值的步骤，具体包括：

选取预设数值范围内的任一数值作为所述电压指令值，其中所述预设数值范围为大于或等于系统工作电压的最小值且小于或等于所述第一电压阈值。

7.一种电机系统，其特征在于，包括：

电机；

如权利要求4至6中任一项所述的电机控制装置。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的电机控制方法。

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