CN113395008A - 飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于飞轮储能技术领域，提供了一种飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制方法，包括：若飞轮储能电机在当前时刻处于低转速区间，则确定驱动脉冲矢量的类型为小矢量；若飞轮储能电机在当前时刻处于高转速区间，则确定驱动脉冲矢量的类型为小矢量和大矢量；获取驱动电路在当前时刻的的中点电压偏差和直流电流；根据当前时刻的直流电流计算当前时刻的小矢量作用时间；根据当前时刻的驱动脉冲矢量的类型、小矢量作用时间和中点电压偏差生成驱动脉冲。通过上述方案，本申请能够在保证高速飞轮储能系统进行低损耗充电运行的同时满足全转速运行范围内的中点平衡要求，确保系统运行的稳定性。

Description

飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制方法
技术领域
本发明属于飞轮储能技术领域，尤其涉及一种飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制方法。
背景技术
当前高速飞轮储能系统广泛应用于城市轨道交通系统，实现再生制动能量回收和牵引网压波动平滑。而高速永磁直流无刷电机因具备高效率，高功率因数，控制方法简单的特点，通常作为高速飞轮储能系统的储能驱动电机。飞轮储能系统为了满足城市轨道交通系统高功率密度和高能量密度的要求，采用了多对极的复合碳纤维高速电机转子方案来提升电机的转速和转矩。但是该方案也会显著提升高速飞轮储能电机的电气基波频率，这样显著增加了硅基IGBT功率器件的开关损耗，严重时造成器件失效设备故障。
发明人在先申请的专利(专利号ZL202010527621.0)中公开了一种电机驱动方法，通过低载波比控制方法实现了高速飞轮储能系统可靠高效的驱动运行。但是上述方法未考虑驱动电路中点不平衡的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制方法，以解决在低载波比控制策略的基础上如何实现中点平衡控制的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制方法，包括：
根据当前时刻的飞轮储能电机的电机转速确定所述飞轮储能电机在当前时刻所处的转速区间；所述飞轮储能电机处于两相导通，三相六拍运行模式下，所述转速区间包括低转速区间和高转速区间；
若所述飞轮储能电机在当前时刻处于低转速区间，则确定驱动脉冲矢量的类型为小矢量；
若所述飞轮储能电机在当前时刻处于高转速区间，则确定驱动脉冲矢量的类型为小矢量和大矢量；
获取所述驱动电路在当前时刻的中点电压偏差和直流电流；
根据当前时刻的直流电流计算当前时刻的小矢量作用时间；
根据当前时刻的驱动脉冲矢量的类型、小矢量作用时间和中点电压偏差，生成所述驱动电路在当前时刻的驱动脉冲。
本发明实施例的第二方面提供了一种飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制装置，包括：
转速区间确定模块，用于根据当前时刻的飞轮储能电机的电机转速确定所述飞轮储能电机在当前时刻所处的转速区间；所述飞轮储能电机处于两相导通，三相六拍运行模式下，所述转速区间包括低转速区间和高转速区间；
第一矢量类型选择模块，用于若所述飞轮储能电机在当前时刻处于低转速区间，则确定驱动脉冲矢量的类型为小矢量；
第二矢量类型选择模块，用于若所述飞轮储能电机在当前时刻处于高转速区间，则确定驱动脉冲矢量的类型为小矢量和大矢量；
电能数据获取模块，用于获取所述驱动电路在当前时刻的的中点电压偏差和直流电流；
作用时间计算模块，用于根据当前时刻的直流电流计算当前时刻的小矢量作用时间；
驱动脉冲生成模块，用于根据当前时刻的驱动脉冲矢量的类型、小矢量作用时间和中点电压偏差，生成所述驱动电路在当前时刻的驱动脉冲。
本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并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飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本实施例首先根据当前时刻的飞轮储能电机的电机转速确定所述飞轮储能电机在当前时刻所处的转速区间；若所述飞轮储能电机在当前时刻处于低转速区间，则确定驱动脉冲矢量的类型为小矢量；若所述飞轮储能电机在当前时刻处于高转速区间，则确定驱动脉冲矢量的类型为小矢量和大矢量；然后获取所述驱动电路在当前时刻的的中点电压偏差和直流电流；根据当前时刻的直流电流计算当前时刻的小矢量作用时间；最后根据当前时刻的驱动脉冲矢量的类型、小矢量作用时间和中点电压偏差，生成所述驱动电路在当前时刻的驱动脉冲。通过上述方案，本实施例能够在保证高速飞轮储能系统进行低损耗充电运行的同时满足全转速运行范围内的中点电压平衡要求，控制能力强，确保系统运行的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的飞轮储能电机驱动电路的电路结构示意图；
图2是本发明实施例提供的飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制方法的实现流程示意图；
图3是本发明实施例提供的三相六拍运行模式下导通扇区的示意图；
图4是本发明实施例提供的飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制装置的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的终端设备的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
在一个实施例中，如图1所示，图1示出了本实施例提供的飞轮储能电机驱动电路的示意图，其包括：
母线电容C1、母线电容C2，A相上桥臂外管A1、A相上桥臂内管A2、A相下桥臂内管A3和A相下桥臂外管A4；B相上桥臂外管B1、B相上桥臂内管B2、B相下桥臂内管B3和B相下桥臂外管B4；C相上桥臂外管C1、C相上桥臂内管C2、C相下桥臂内管C3和C相下桥臂外管C4。具体连接关系如图1所示。
在一个实施例中，如图2所示，图2示出了本实施例提供的飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制方法的实现流程，其过程详述如下：
S101：根据当前时刻的飞轮储能电机的电机转速确定所述飞轮储能电机在当前时刻所处的转速区间；所述转速区间包括低转速区间和高转速区间。
本实施例的执行主体为控制上述驱动电路的终端设备。
由于两相导通，三相六拍运行模式下的三电平驱动电路的空间矢量图与传统矢量控制等方式不同，因此基于传统的SVPWM中点平衡调整方法无法实现该运行模式下的中点平衡调整。本实施例针对两相导通、三相六拍运行模式下的三电平驱动电路，通过终端设备获取当前时刻飞轮电机M的电机转速，确定电机转速所处的转速区间，进而通过在不同转速区间采用不同矢量类型的方式减小高压应用环境下电机绕组的电压应力，减小开关损耗。
在一个实施例中，S101的具体实现流程包括：
S201：若当前时刻的飞轮储能电机的电机转速大于或等于预设转速阈值，则判定所述飞轮储能电机在当前时刻处于低转速区间；
S202：若当前时刻的飞轮储能电机的电机转速小于预设转速阈值，则判定所述飞轮储能电机在当前时刻处于低转速区间。
S102：若所述飞轮储能电机在当前时刻处于低转速区间，则确定驱动脉冲矢量的类型为小矢量。
S103：若所述飞轮储能电机在当前时刻处于高转速区间，则确定驱动脉冲矢量的类型为小矢量和大矢量。
在本实施例中，当飞轮储能电机处于低转速区间段时，采用小矢量作为驱动脉冲矢量，当飞轮储能电机处于高转速区间段时，采用大矢量和小矢量配合作为驱动脉冲矢量。通过区分飞轮储能电机低速和高速运行区间，能够施加不同的矢量类型，优化飞轮储能电机的运行环境。飞轮储能电机在低转速区间运行只是为了实现升速过度，此阶段电机反电势低，通过施加小矢量，放弃使用大矢量驱动有利于减小高压应用环境下电机绕组的电压应力，降低du/dt值，延长飞轮储能电机的绝缘寿命。
具体的，小矢量可以包括po、on、op、no；大矢量可以包括：pn、np。
S104：获取所述驱动电路在当前时刻的的中点电压偏差和直流电流。
在一个实施例中，S104的具体实现流程包括：
S301：获取所述驱动电路在当前时刻的正直流母线电压和负直流母线电压；
S302：对当前时刻的正直流母线电压和负直流母线电压作差，得到当前时刻的中点电压偏差。
在本实施例中，首先通过电压采样模块采集母线电容C1两端的正直流母线电压Upo和母线电容C2两端的负直流母线电压Uon。然后计算Uerr＝Uop-Uon。
S105：根据当前时刻的直流电流计算当前时刻的小矢量作用时间。
在一个实施例中，S105的具体实现流程包括：
根据当前时刻的直流电流和预设时间计算公式，计算当前时刻的小矢量作用时间；
所述预设时间计算公式为：
Figure BDA0003182445130000061
其中，ΔT表示当前时刻的小矢量作用时间，C1表示所述驱动电路中的正直流母线电容，Upo表示正直流母线电压，Uon表示负直流母线电压，Idc表示直流电流，N表示计划调整周期。
在本实施例中，小矢量作用时间的具体计算过程如下：
理想情况下中点平衡电压值为：
Figure BDA0003182445130000062
上桥臂半母线直流支撑电容需调整的电压为：
ΔU＝Upo-Umean
由电容电压模型可得：
Figure BDA0003182445130000063
综合上述三个公式可得：
Figure BDA0003182445130000064
在ΔT时间内，认为Idc不变；且计划经过N个控制周期实现中点电压平衡，则小矢量插入的时间计算为：
Figure BDA0003182445130000065
本实施例通过该小矢量作用时间在原始驱动控制和三电平开关时序产生的导通宽度序列基础上进行增减，对后续的上下桥臂脉冲序列导通宽度生成逻辑提供依据。
S106：根据当前时刻的驱动脉冲矢量的类型、小矢量作用时间和中点电压偏差，生成所述驱动电路在当前时刻的驱动脉冲。
在一个实施例中，所述驱动电路每个相分别包括上桥臂和下桥臂，且针对每个上桥臂：由上至下依次包括上桥臂外开关管和上桥臂内开关管；针对每个下桥臂：由上至下依次包括下桥臂内开关管和下桥臂外开关管；
上述S106的具体实现流程包括：
若当前时刻的驱动脉冲矢量为小矢量且当前时刻的中点电压偏差大于零，则所述驱动电路中各个开关管的驱动脉冲的导通宽度分别为：
Figure BDA0003182445130000071
其中，Tup_out表示上桥臂外开关管的驱动脉冲的导通时间，Tup_in表示上桥臂内开关管的驱动脉冲的导通时间，Tdown_out表示下桥臂外开关管的驱动脉冲的导通时间，Tdown_in表示下桥臂内开关管的驱动脉冲的导通时间；Tm表示原始驱动控制导通角度，Ts表示时序导通角度；
若当前时刻的驱动脉冲矢量为小矢量和大矢量、且当前时刻的中点电压偏差大于零，则所述驱动电路中各个开关管的驱动脉冲的导通宽度分别为：
Figure BDA0003182445130000072
若当前时刻的驱动脉冲矢量为小矢量且当前时刻的中点电压偏差小于等于零，则所述驱动电路中各个开关管的驱动脉冲的导通宽度分别为：
Figure BDA0003182445130000081
若当前时刻的驱动脉冲矢量为小矢量和大矢量、且当前时刻的中点电压偏差小于等于零，则所述驱动电路中各个开关管的驱动脉冲的导通宽度分别为：
Figure BDA0003182445130000082
具体的，Tm为从原始驱动控制角度产生的控制导通宽度，Ts为三电平驱动电路运行过程中满足内外管导通时序要求而产生的时序导通宽度。
在一个实施例中，在S106之前，本实施例提供的方法还包括：
S401：获取当前时刻所述飞轮储能电机的转子所在的导通扇区；
S402：基于当前时刻所述飞轮储能电机的转子所在的导通扇区确定所述驱动电路在当前时刻的导通相；
相应地，S106包括：
根据当前时刻的驱动脉冲矢量的类型、小矢量作用时间和中点电压偏差，生成所述驱动电路在当前时刻导通相对应开关管的驱动脉冲。
具体的，当高速飞轮储能驱动电机处于两相导通、三相六拍的运行模式时，终端设备根据当前时刻飞轮储能电机的转子所在的导通扇区确定对应导通相中各个开关管的驱动脉冲。导通扇区如图3所示，共包括6个扇区。当导通扇区Z＝1时，驱动电路的导通相为AB相，即A相上桥臂和B相下桥臂导通。当导通扇区Z＝2时，驱动电路的导通相为AC相，即A相上桥臂和C相下桥臂导通。当导通扇区Z＝3时，驱动电路的导通相为BC相，即B相上桥臂和C相下桥臂导通。当导通扇区Z＝4时，驱动电路的导通相为BA相，即B相上桥臂和A相下桥臂导通。当导通扇区Z＝5时，驱动电路的导通相为CA相，即C相上桥臂和A相下桥臂导通。当导通扇区Z＝6时，驱动电路的导通相为CB相，即C相上桥臂和B相下桥臂导通。
示例性的，当转子位置处于Z＝1扇区时，导通相为AB相，则导通相各个开关管的驱动脉冲宽度分别为：
1)若当前时刻的驱动脉冲矢量为小矢量且当前时刻的中点电压偏差大于零，则所述驱动电路中各个开关管的驱动脉冲的导通宽度分别为：
Figure BDA0003182445130000091
其中，TAup_out表示A相上桥臂外开关管的驱动脉冲的导通时间，TAup_in表示A相上桥臂内开关管的驱动脉冲的导通时间，TBdown_out表示B相下桥臂外开关管的驱动脉冲的导通时间，TBdown_in表示B相下桥臂内开关管的驱动脉冲的导通时间；Tm表示原始驱动控制导通角度，Ts表示时序导通角度；
若当前时刻的驱动脉冲矢量为小矢量和大矢量、且当前时刻的中点电压偏差大于零，则所述驱动电路中各个开关管的驱动脉冲的导通宽度分别为：
Figure BDA0003182445130000092
若当前时刻的驱动脉冲矢量为小矢量且当前时刻的中点电压偏差小于等于零，则所述驱动电路中各个开关管的驱动脉冲的导通宽度分别为：
Figure BDA0003182445130000093
若当前时刻的驱动脉冲矢量为小矢量和大矢量、且当前时刻的中点电压偏差小于等于零，则所述驱动电路中各个开关管的驱动脉冲的导通宽度分别为：
Figure BDA0003182445130000101
本实施例通过确定各个开关管的驱动脉冲的导通宽度，能够计算各个开关管的驱动脉冲信号。
从上述实施例可知，首先，本实施例通过区分飞轮储能电机低速和高速运行区间，施加不同的矢量类型，能够优化飞轮储能电机的运行环境。由于飞轮低转速区间运行只是为了实现升速过度，此阶段电机反电势低，通过施加小矢量，放弃使用大矢量驱动有利于减小高压应用环境下电机绕组的电压应力，降低du/dt值，延长飞轮储能电机的绝缘寿命。
其次，本实施例在高速直流无刷电机采用两相导通，三相六拍运行模式，低载波比驱动控制策略下，紧密结合该运行模式和低载波比控制策略的特点，匹配针对性地设计了中点电压平衡控制方法，实现飞轮储能系统的高效，可靠驱动运行。
再次，本实施例能够快速地依据电机运行电流和中点平衡调整速率要求计算小矢量在每个导通扇区内的作用时间，属于线性运算，算法简单，并且通过在原始驱动控制角度产生的控制导通宽度基础上直接加减该小矢量作用时间调整中点平衡，实现方案简单，控制实时性高，中点平衡控制能力强。
结合上述控制方案，高速飞轮储能系统能够在进行低损耗充电运行的同时，实时满足中点电压平衡要求，控制能力强，确保系统运行的稳定性。
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，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
在一个实施例中，如图4所示，图4示出了本实施例提供的一种飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制装置100的结构，其包括：
转速区间确定模块110，用于根据当前时刻的飞轮储能电机的电机转速确定所述飞轮储能电机在当前时刻所处的转速区间；所述飞轮储能电机处于两相导通，三相六拍运行模式下，所述转速区间包括低转速区间和高转速区间；
第一矢量类型选择模块120，用于若所述飞轮储能电机在当前时刻处于低转速区间，则确定驱动脉冲矢量的类型为小矢量；
第二矢量类型选择模块130，用于若所述飞轮储能电机在当前时刻处于高转速区间，则确定驱动脉冲矢量的类型为小矢量和大矢量；
电能数据获取模块140，用于获取所述驱动电路在当前时刻的的中点电压偏差和直流电流；
作用时间计算模块150，用于根据当前时刻的直流电流计算当前时刻的小矢量作用时间；
驱动脉冲生成模块160，用于根据当前时刻的驱动脉冲矢量的类型、小矢量作用时间和中点电压偏差，生成所述驱动电路在当前时刻的驱动脉冲。
从上述实施例可知，本实施例在高速直流无刷电机两相导通，三相六拍运行模式和低损耗控制策略下，针对电机充电模式设计中点平衡控制策略。根据电机转速的高低，分为两种不同的中点平衡调整模式。在电机低速运行过程，电机反电势相对较低且无需大功率驱动运行，采用小矢量驱动电机运行并执行中点平衡调整任务，在电机高速运行过程，电机反电势相对较高且需要大功率驱动运行，采用大矢量和小矢量配合实现大功率驱动运行和中点平衡控制。从直接驱动脉冲角度描述插入小矢量实现中点平衡调整的具体实现方法。设计了用于调节中点平衡的小矢量作用时间的方法，该中点平衡控制方法在保证高速飞轮储能系统进行低损耗充电运行的同时，能够实时满足中点电压平衡要求，控制能力强，确保系统运行的稳定性。
在一个实施例中，电能数据获取模块140具体包括：
获取所述驱动电路在当前时刻的正直流母线电压和负直流母线电压；
对当前时刻的正直流母线电压和负直流母线电压作差，得到当前时刻的中点电压偏差。
在一个实施例中，作用时间计算模块150具体包括：
根据当前时刻的直流电流和预设时间计算公式，计算当前时刻的小矢量作用时间；
所述预设时间计算公式为：
Figure BDA0003182445130000121
其中，ΔT表示当前时刻的小矢量作用时间，C1表示所述驱动电路中的正直流母线电容，Upo表示正直流母线电压，Uon表示负直流母线电压，Idc表示直流电流，N表示计划调整周期。
在一个实施例中，所述驱动电路每个相分别包括上桥臂和下桥臂，且针对每个上桥臂：由上至下依次包括上桥臂外开关管和上桥臂内开关管；针对每个下桥臂：由上至下依次包括下桥臂内开关管和下桥臂外开关管；
驱动脉冲生成模块160具体包括：
若当前时刻的驱动脉冲矢量为小矢量且当前时刻的中点电压偏差大于零，则所述驱动电路中各个开关管的驱动脉冲的导通宽度分别为：
Figure BDA0003182445130000122
其中，Tup_out表示上桥臂外开关管的驱动脉冲的导通时间，Tup_in表示上桥臂内开关管的驱动脉冲的导通时间，Tdown_out表示下桥臂外开关管的驱动脉冲的导通时间，Tdown_in表示下桥臂内开关管的驱动脉冲的导通时间；Tm表示原始驱动控制导通角度，Ts表示时序导通角度；
若当前时刻的驱动脉冲矢量为小矢量和大矢量、且当前时刻的中点电压偏差大于零，则所述驱动电路中各个开关管的驱动脉冲的导通宽度分别为：
Figure BDA0003182445130000131
若当前时刻的驱动脉冲矢量为小矢量且当前时刻的中点电压偏差小于等于零，则所述驱动电路中各个开关管的驱动脉冲的导通宽度分别为：
Figure BDA0003182445130000132
若当前时刻的驱动脉冲矢量为小矢量和大矢量、且当前时刻的中点电压偏差小于等于零，则所述驱动电路中各个开关管的驱动脉冲的导通宽度分别为：
Figure BDA0003182445130000133
在一个实施例中，本实施例提供的装置还包括导通相确定模块，用于：
获取当前时刻所述飞轮储能电机的转子所在的导通扇区；
基于当前时刻所述飞轮储能电机的转子所在的导通扇区确定所述驱动电路在当前时刻的导通相；
相应地，驱动脉冲生成模块具体包括：
根据当前时刻的驱动脉冲矢量的类型、小矢量作用时间和中点电压偏差，生成所述驱动电路在当前时刻导通相对应开关管的驱动脉冲。
在一个实施例中，转速区间确定模块具体包括：
若当前时刻的飞轮储能电机的电机转速大于或等于预设转速阈值，则判定所述飞轮储能电机在当前时刻处于低转速区间；
若当前时刻的飞轮储能电机的电机转速小于预设转速阈值，则判定所述飞轮储能电机在当前时刻处于低转速区间。
在一个实施例中，本实施例提供了一种飞轮储能系统，其包括：如图1所示的驱动电路、飞轮储能电机M和实现飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制方法步骤的终端设备。
图5是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图5所示，该实施例的终端设备5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制方法实施例中的步骤，例如图2所示的步骤101至106。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图5所示模块110至160的功能。
所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在所述终端设备5中的执行过程。
所述终端设备5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是终端设备5的示例，并不构成对终端设备5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，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器51可以是所述终端设备5的内部存储单元，例如终端设备5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述终端设备5的外部存储设备，例如所述终端设备5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述终端设备5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
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，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，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发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，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，本发明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装置、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(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、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电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制方法，其特征在于，包括：
根据当前时刻的飞轮储能电机的电机转速确定所述飞轮储能电机在当前时刻所处的转速区间；所述飞轮储能电机处于两相导通，三相六拍运行模式下，所述转速区间包括低转速区间和高转速区间；
若所述飞轮储能电机在当前时刻处于低转速区间，则确定驱动脉冲矢量的类型为小矢量；
若所述飞轮储能电机在当前时刻处于高转速区间，则确定驱动脉冲矢量的类型为小矢量和大矢量；
获取所述驱动电路在当前时刻的的中点电压偏差和直流电流；
根据当前时刻的直流电流计算当前时刻的小矢量作用时间；
根据当前时刻的驱动脉冲矢量的类型、小矢量作用时间和中点电压偏差，生成所述驱动电路在当前时刻的驱动脉冲。
2.如权利要求1所述的飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制方法，其特征在于，所述获取所述驱动电路在当前时刻的中点电压偏差，包括：
获取所述驱动电路在当前时刻的正直流母线电压和负直流母线电压；
对当前时刻的正直流母线电压和负直流母线电压作差，得到当前时刻的中点电压偏差。
3.如权利要求1所述的飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制方法，其特征在于，所述根据当前时刻的直流电流计算当前时刻的小矢量作用时间，包括：
根据当前时刻的直流电流和预设时间计算公式，计算当前时刻的小矢量作用时间；
所述预设时间计算公式为：
Figure FDA0003182445120000021
其中，ΔT表示当前时刻的小矢量作用时间，C1表示所述驱动电路中的正直流母线电容，Upo表示正直流母线电压，Uon表示负直流母线电压，Idc表示直流电流，N表示计划调整周期。
4.如权利要求1所述的飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制方法，其特征在于，所述驱动电路每个相分别包括上桥臂和下桥臂，且针对每个上桥臂：由上至下依次包括上桥臂外开关管和上桥臂内开关管；针对每个下桥臂：由上至下依次包括下桥臂内开关管和下桥臂外开关管；
所述根据当前时刻的驱动脉冲矢量的类型、小矢量作用时间和中点电压偏差，生成所述驱动电路在当前时刻的驱动脉冲，包括：
若当前时刻的驱动脉冲矢量为小矢量且当前时刻的中点电压偏差大于零，则所述驱动电路中各个开关管的驱动脉冲的导通宽度分别为：
Figure FDA0003182445120000022
其中，Tup_out表示上桥臂外开关管的驱动脉冲的导通时间，Tup_in表示上桥臂内开关管的驱动脉冲的导通时间，Tdown_out表示下桥臂外开关管的驱动脉冲的导通时间，Tdown_in表示下桥臂内开关管的驱动脉冲的导通时间；Tm表示原始驱动控制导通角度，Ts表示时序导通角度；
若当前时刻的驱动脉冲矢量为小矢量和大矢量、且当前时刻的中点电压偏差大于零，则所述驱动电路中各个开关管的驱动脉冲的导通宽度分别为：
Figure FDA0003182445120000023
若当前时刻的驱动脉冲矢量为小矢量且当前时刻的中点电压偏差小于等于零，则所述驱动电路中各个开关管的驱动脉冲的导通宽度分别为：
Figure FDA0003182445120000031
若当前时刻的驱动脉冲矢量为小矢量和大矢量、且当前时刻的中点电压偏差小于等于零，则所述驱动电路中各个开关管的驱动脉冲的导通宽度分别为：
Figure FDA0003182445120000032
5.如权利要求1至4任一项所述的飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制方法，其特征在于，在所述根据当前时刻的驱动脉冲矢量的类型、小矢量作用时间和中点电压偏差，生成所述驱动电路在当前时刻的驱动脉冲之前，所述方法还包括：
获取当前时刻所述飞轮储能电机的转子所在的导通扇区；
基于当前时刻所述飞轮储能电机的转子所在的导通扇区确定所述驱动电路在当前时刻的导通相；
相应地，所述根据当前时刻的驱动脉冲矢量的类型、小矢量作用时间和中点电压偏差，生成所述驱动电路在当前时刻的驱动脉冲，包括：
根据当前时刻的驱动脉冲矢量的类型、小矢量作用时间和中点电压偏差，生成所述驱动电路在当前时刻导通相对应开关管的驱动脉冲。
6.如权利要求1所述的飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制方法，其特征在于，所述根据当前时刻的飞轮储能电机的电机转速确定所述飞轮储能电机在当前时刻所处的转速区间，包括：
若当前时刻的飞轮储能电机的电机转速大于或等于预设转速阈值，则判定所述飞轮储能电机在当前时刻处于低转速区间；
若当前时刻的飞轮储能电机的电机转速小于所述预设转速阈值，则判定所述飞轮储能电机在当前时刻处于低转速区间。
7.一种飞轮储能电机驱动电路在充电过程中的中点平衡控制装置，其特征在于，包括：
转速区间确定模块，用于根据当前时刻的飞轮储能电机的电机转速确定所述飞轮储能电机在当前时刻所处的转速区间；所述飞轮储能电机处于两相导通，三相六拍运行模式下，所述转速区间包括低转速区间和高转速区间；
第一矢量类型选择模块，用于若所述飞轮储能电机在当前时刻处于低转速区间，则确定驱动脉冲矢量的类型为小矢量；
第二矢量类型选择模块，用于若所述飞轮储能电机在当前时刻处于高转速区间，则确定驱动脉冲矢量的类型为小矢量和大矢量；
电能数据获取模块，用于获取所述驱动电路在当前时刻的的中点电压偏差和直流电流；
作用时间计算模块，用于根据当前时刻的直流电流计算当前时刻的小矢量作用时间；
驱动脉冲生成模块，用于根据当前时刻的驱动脉冲矢量的类型、小矢量作用时间和中点电压偏差，生成所述驱动电路在当前时刻的驱动脉冲。
8.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，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6任一项所述方法的步骤。
10.一种飞轮储能系统，其特征在于，包括：权利要求1所述方法中的驱动电路、飞轮储能电机和如权利要求8所述的终端设备。
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