CN113726248A - 一种电流补偿方法、装置、电机控制器及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请适用于电机技术领域，提供一种电流补偿方法、装置、电机控制器及存储介质，根据分别在第一有效矢量和第二有效矢量的持续时间内采样得到的两个母线电流，获得v相比较值时刻的相电流；根据第k周期的uvw相比较值和电流控制时刻的转子角度及第k‑1周期的电流控制时刻的转子角度，获得第k周期的uvw相比较值时刻的转子角度；根据母线电压和abc相比较值，获得第二有效矢量；根据第二有效矢量的持续时间、第二零矢量的持续时间、v相比较值时刻的相电流、第二有效矢量和uvw相比较值时刻的转子角度，获得电流控制时刻的相电流，可以达到电流延时补偿效果，提高电流控制性能，降低电流谐波。

Description

一种电流补偿方法、装置、电机控制器及存储介质

技术领域

本申请属于电机技术领域，尤其涉及一种电流补偿方法、装置、电机控制器及存储介质。

背景技术

单母线电流检测技术是一种降低电流传感器成本的技术。单母线电流检测仅仅通过检测电机控制器中直流母线上的母线电流大小，并根据逆变器的三相桥臂的开关状态确定母线电流与电机的相电流的相关关系，进而估计出电机的相电流大小。单母线电流检测方法仅需要一个电流传感器，成本大幅降低。基于单母线电流检测技术的电机相电流重构为低成本电机矢量控制系统提供了一种解决方案。电机相电流的重构过程中，需要连续采样两次母线电流，以转换成两相电流并推算出第三相电流。

由于母线电流采样动作需要在两个有效电压矢量的持续时间内完成，而电机运行过程中的有效矢量输出持续发生变化，因此，母线电流采样时刻相对于载波周期而言是可变的。在低开关频率控制或高速电机控制技术范畴内，由于载波周期内电机电角度的变化范围增大，因此，开关动作对电流波形的影响明显增大。在单个载波周期内，由于作用电压矢量变化，因此，电流变化呈现阶段式变化特征且谐波增加，母线电流采样时刻的变化对电流采样的准确度影响显著，单次母线电流采样值将可能偏离电流基波值。此外，由于母线电流采样时刻的变化，电流延时效果难以估计。现有的单母线电流检测技术，难以在低开关频率控制或高速电机控制技术范畴内对电流采样进行有效处理，导致电流控制性能降低，电流谐波增大。

发明内容

本申请实施例提供了一种电流补偿方法、装置、电机控制器及存储介质，旨在解决现有现有的单母线电流检测技术，难以在低开关频率控制或高速电机控制技术范畴内对电流采样进行有效处理，导致电流控制性能降低，电流谐波增大的问题。

本申请实施例的第一方面提供一种电流补偿方法，包括：

基于第k周期的uvw相比较值，根据分别在第k周期的第一有效矢量和第二有效矢量的持续时间内采样得到的两个母线电流，获得第k周期的v相比较值时刻的相电流，uvw相比较值由abc相比较值按照数值降序后获得；

根据第k周期的uvw相比较值和电流控制时刻的转子角度及第k-1周期的电流控制时刻的转子角度，获得第k周期的uvw相比较值时刻的转子角度；

根据第k周期的母线电压和abc相比较值，获得第k周期的第二有效矢量；

根据第k周期的第二有效矢量的持续时间、第二零矢量的持续时间、v相比较值时刻的相电流、第二有效矢量和uvw相比较值时刻的转子角度，获得第k周期的电流控制时刻的相电流；

其中，第k周期和第k-1周期为相邻的两个半载波周期，k为大于1的整数。

本申请实施例的第二方面提供一种电流补偿装置，包括：

第一相电流获取单元，用于基于第k周期的uvw相比较值，根据分别在第k周期的第一有效矢量和第二有效矢量的持续时间内采样得到的两个母线电流，获得第k周期的v相比较值时刻的相电流，uvw相比较值由abc相比较值按照数值降序后获得；

转子角度获取单元，用于根据第k周期的uvw相比较值和电流控制时刻的转子角度及第k-1周期的电流控制时刻的转子角度，获得第k周期的uvw相比较值时刻的转子角度；

有效矢量计算单元，用于根据第k周期的母线电压和abc相比较值，获得第k周期的第二有效矢量；

第二相电流获取单元，用于根据第k周期的第二有效矢量的持续时间、第二零矢量的持续时间、v相比较值时刻的相电流、第二有效矢量和uvw相比较值时刻的转子角度，获得第k周期的电流控制时刻的相电流；

其中，第k周期和第k-1周期为相邻的两个半载波周期，k为大于1的整数。

本申请实施例的第三方面提供一种电机控制器，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本申请实施例的第一方面所述电流补偿方法的步骤。

本申请实施例的第四方面提供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本申请实施例的第一方面所述电流补偿方法的步骤。

本申请实施例的第一方面提供的电流补偿方法，基于第k周期的abc相比较值按照数值降序后获得的uvw相比较值，根据分别在第k周期的第一有效矢量和第二有效矢量的持续时间内采样得到的两个母线电流，获得第k周期的v相比较值时刻的相电流；根据第k周期的uvw相比较值和电流控制时刻的转子角度及第k-1周期的电流控制时刻的转子角度，获得第k周期的uvw相比较值时刻的转子角度；根据第k周期的母线电压和abc相比较值，获得第k周期的第二有效矢量；根据第k周期的第二有效矢量的持续时间、第二零矢量的持续时间、v相比较值时刻的相电流、第二有效矢量和uvw相比较值时刻的转子角度，获得第k周期的电流控制时刻的相电流，可以达到电流延时补偿效果，并降低由于母线电流采样误差造成的电流控制误差，从而可以提高电流控制性能，降低电流谐波，可以适用于低开关频率控制或高速电机控制技术范畴。

可以理解的是，上述第二方面至第四方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的电机控制器的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的目标电压矢量在空间矢量平面的六个扇区内的三相比较值的计算公式表；

图3是本申请实施例提供的半载波周期内的三角载波、PWM信号的波形和母线电流的示意图；

图4是本申请实施例提供的电流补偿方法的第一种流程示意图；

图5是本申请实施例提供的重新定义abc相序之后，半载波周期内的三角载波、PWM信号的波形和母线电流的示意图；

图6是本申请实施例提供的半载波周期内电流变化与开关动作时刻(也即uvw相比较值时刻)之间的关系示意图；

图7是本申请实施例提供的电流补偿方法的第二种流程示意图；

图8是本申请实施例提供的半载波周期内的转子角度、电压以及电流的采集时序示意图；

图9是本申请实施例提供的电流补偿方法的第三种流程示意图；

图10是本申请实施例提供的电流补偿方法的第四种流程示意图；

图11是本申请实施例提供的电流补偿装置的结构示意图；

图12是本申请实施例提供的电机控制器的结构示意图。

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，以便透彻理解本申请实施例。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申请。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申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

本申请实施例提供一种电流补偿方法，可以由电机控制器的处理器在运行对应的计算机程序时执行，用于在电机控制过程中，根据基于电流采样技术得到的电流采样时刻的相电流，获得电流控制时刻的相电流，可以达到电流延时补偿效果，并降低由于母线电流采样误差造成的电流控制误差，从而可以提高电流控制性能，降低电流谐波，可以适用于低开关频率控制或高速电机控制技术范畴。

在应用中，电机控制器可以应用空调、风机和洗衣机，用于对空调的电机、风机和洗衣机的电机进行驱动控制，电机控制器具体可以是变频器。

如图1所示，示例性的示出了电机控制器的结构示意图；

其中，电机控制器包括处理器、电流传感器和逆变器；

电流传感器与直流母线的负极电连接，用于检测直流母线上的母线电流，图1中示例性的示出电流传感器通过串联在直流母线的负极上的采样电阻实现；

逆变器的第一输入端与直流母线的正极电连接，逆变器的第二输入端与直流母线的负极电连接，逆变器的六个受控端与处理器电连接，逆变器的三个输出端分别与电机的三个相电流和相电压输入端电连接，图1中示例性的示出逆变器包括三相桥臂(a相桥臂、b相桥臂和c相桥臂)，每相桥臂包括两个开关管(上开关管和下开关管)，三相桥臂的上开关管的输入端共接构成逆变器的第一输入端，三相桥臂的下开关管的输出端共接构成逆变器3的第二输入端，每个开关管的受控端构成逆变器的一个受控端，每相桥臂的上开关管的输出端和下开关管的输入端共接构成逆变器的一个输出端；

处理器用于：

根据需要电机达到的目标转子速度，获取需要施加至定子的目标相电压(a相电压、b相电压和c相电压)，以在定子产生相应的目标相电流(a相电流ia、b相电流ib和c相电流ic)；

采用空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)方法，根据转子角度和目标相电压，确定目标电压矢量，并根据目标电压矢量幅值和相位角，通过基于SVPWM方法的比较值计算方法来获得三相比较值，然后采用三角载波与计算获得的三相比较值进行对比，产生用于驱动对应相的开关管的生成脉宽调制(Pulse WidthModulation，PWM)信号，控制逆变器的三相桥臂的六个开关管的通、断状态，从而输出三相电压至电机。

根据PWM信号控制逆变器的三相桥臂的六个开关管的通、断状态，从而使得母线电压作用于定子的实际电压等效于目标相电压，相应的，使得母线电流作用于定子的实际电流等效于目标相电流，进而使得定子产生相应的磁场驱动转子以目标转子速度转动；

为了提高电机控制精度，需要通过电流传感器采集直流母线上的母线电流，获得直流母线上的母线电流的大小，从而可以根据母线电流的大小，估计出施加至定子的实际相电流的大小，通过比较实际相电流和目标相电流，可以根据实际相电流和目标相电流之间的偏差，调整目标相电流，基于调整后的目标相电流，可以获得调整后的目标相电压，结合空间矢量脉宽调制方法，可以确定调整后的目标电压矢量，进而根据调整后的目标电压矢量生成调整后的脉宽调制信号，并根据调整后的脉宽调制信号控制逆变器的三相桥臂的六个开关管的通、断状态，最终实现对电机的反馈控制。

在应用中，开关管具有电信号(PWM信号)的触发下导通或截止的功能，用于起到电子开关的作用，具体可以是绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，还可以是三极管(Bipolar Junction Transistor，BJT)、场效应管(Field EffectTransistor，FET)、晶闸管(Thyristor)等，绝缘栅双极型晶体管由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有绝缘栅型场效应管的高输入阻抗和双极型三极管的低导通压降两方面的优点，场效应管具体可以是金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide Semiconductor FET，简称MOS-FET)。

在应用中，下面详细介绍一种基于SVPWM方法的比较值计算方法：

若目标电压矢量的幅值为Ur且相位角为θ1，则调制系数m1的计算方法为：

其中，Udc为母线电压；

若θ1>0且θ1≤1/3*π，则目标电压矢量位于空间矢量平面的第一扇区，且相对于第一扇区内的角度θm＝θ1；

若θ1>1/3*π且θ1≤2/3*π，则目标电压矢量位于空间矢量平面的的第二扇区，且相对于第二扇区内的角度θm＝θ1-1/3*π；

若θ1>2/3*π且θ1≤3/3*π，则目标电压矢量位于空间矢量平面的第三扇区，且相对于第三扇区内的角度θm＝θ1-2/3*π；

若θ1>3/3*π且θ1≤4/3*π，则目标电压矢量位于空间矢量平面的第四扇区，且相对于第四扇区内的角度θm＝θ1-3/3*π；

若θ1>4/3*π且θ1≤5/3*π，则目标电压矢量位于空间矢量平面的第五扇区，且相对于第五扇区内的角度θm＝θ1-4/3*π；

若θ1>5/3*π且θ1≤2*π，则目标电压矢量位于空间矢量平面的第六扇区，且相对于第六扇区内的角度θm＝θ1-5/3*π；

基于m1和θm计算两个有效矢量在载波周期内的持续时间占比Tm1和Tm2：

其中，Tm是载波计数器的最大值，也即最大载波周期计数值；

零矢量的持续时间占比Tm0的计算方法为：

Tm0＝0.5*(1-Tm1-Tm2)*Tm

如图2所示，示例性的示出了目标电压矢量在空间矢量平面的六个扇区内的三相比较值的计算公式表；其中，a相在载波下降沿的比较值为DDA0、载波上升沿的比较值为DUA0；b相在载波下降沿的比较值为DDB0、载波上升沿的比较值为DUB0；c相在载波下降沿的比较值为DDC0、载波上升沿的比较值为DUC0。在对称采样方式下，载波下降沿的比较值与载波上升沿的比较值相同，也即DDA0＝DUA0，DDB0＝DUB0，DDC0＝DUC0。

在应用中，基于SVPWM的单母线电流采样方式，在半载波周期内，逆变器输出的电压分成四段，当半载波周期为载波下降沿周期时，逆变器输出的四段电压分别为：第一零矢量→第一有效矢量→第二有效矢量→第二零矢量；当半载波周期为载波上降沿周期时，逆变器输出的四段电压分别为：第二零矢量→第二有效矢量→第一有效矢量→第一零矢量。

如图3所示，示例性的示出了半载波周期内的三角载波、PWM信号的波形和母线电流的示意图；其中，Ta、Tb和Tc为abc相比较值，Tsh为半载波周期，a相、b相和c相波形分别为输出至逆变器的三相桥臂的PWM信号的波形，idc为母线电流，T1为第一有效矢量的持续时间，T2为第二有效矢量的持续时间，Tad1和Tad2为两次母线电流采样时刻。

在应用中，单母电流采样技术，通过分别采样在相邻两个有效矢量(也即第一有效矢量和第二有效矢量)持续时间内的母线电流，并估计出对应的电机相电流。母线电流采样与相电流和空间电压矢量之间的关系为：

若母线电流采样时刻的输出电压为空间电压矢量100，则母线电流idc等于a相电流ia；

若母线电流采样时刻的输出电压为空间电压矢量110，则母线电流idc等于负c相电流-ic；

若母线电流采样时刻的输出电压为空间电压矢量101，则母线电流idc等于负b相电流-ib；

若母线电流采样时刻的输出电压为空间电压矢量010，则母线电流idc等于b相电流ib；

若母线电流采样时刻的输出电压为空间电压矢量011，则母线电流idc等于负a相电流-ia；

若母线电流采样时刻的输出电压为空间电压矢量001，则母线电流idc等于c相电流ic。

如图4所示，本申请实施例提供一种电流补偿方法，包括如下步骤S401至S406：

步骤S401、根据第k周期的目标电压矢量的幅值和相位角，获得第k周期的abc相比较值。

在应用中，abc相比较值包括a相比较值、b相比较值和c相比较值，可以根据目标电压矢量的幅值和相位角，通过基于SVPWM方法的比较值计算方法来获得a相比较值、b相比较值和c相比较值。

步骤S402、按照数值降序对第k周期的abc相比较值进行排序，获得第k周期的uvw相比较值。

在应用中，uvw相比较值包括u相比较值、v相比较值和w相比较值，u相比较值、v相比较值和w相比较值为按照数值降序(即按照数值由大到小的顺序)对a相比较值、b相比较值和c相比较值进行排序并重新命名后得到，例如，若a相比较值、b相比较值和c相比较值的数值降序为：a相比较值＞b相比较值＞c相比较值，则重新命名之后的a相比较值为u相比较值、b相比较值为v相比较值、c相比较值为w相比较值；若a相比较值、b相比较值和c相比较值的数值降序为：c相比较值＞b相比较值＞a相比较值，则重新命名之后的a相比较值为w相比较值、b相比较值为v相比较值、c相比较值为u相比较值。

步骤S403、将第k周期的开始时刻和u相比较值时刻之间的持续时间，作为第k周期的第一零矢量的持续时间；

步骤S404、将第k周期的u相比较值时刻和v相比较值时刻之间的持续时间，作为第k周期的第一有效矢量的持续时间；

步骤S405、将第k周期的v相比较值时刻和w相比较值时刻之间的持续时间，作为第k周期的第二有效矢量的持续时间；

步骤S406、将第k周期的w相比较值时刻和结束时刻之间的持续时间，作为第k周期的第二零矢量的持续时间。

在应用中，基于对abc相比较值进行数值降序排序并重新命名之后得到的uvw相比较值，重新定义半载波周期内的第一零矢量、第一有效矢量、第二有效矢量和第二零矢量，具体定义如下：

第一零矢量为半载波周期的开始时刻至u相比较值时刻之前的输出电压，第一零矢量的持续时间即为半载波周期的开始时刻和u相比较值时刻之间的持续时间；

第一有效矢量为u相比较值时刻至v相比较值时刻期间的输出电压，第一有效矢量的持续时间即为u相比较值时刻和v相比较值时刻之间的持续时间；

第二有效矢量为v相比较值时刻至w相比较值时刻期间的输出电压，第二有效矢量的持续时间即为v相比较值时刻和w相比较值时刻之间的持续时间；

第二零矢量为半载波周期的w相比较值时刻和结束时刻期间的输出电压，第二零矢量的持续时间即为半载波周期的w相比较值时刻和结束时刻之间的持续时间。

如图5所示，示例性的示出了重新定义abc相序之后，半载波周期内的三角载波、PWM信号的波形和母线电流的示意图；其中，Tu、Tv和Tw为uvw相比较值，Tsh为半载波周期，u相、v相和w相波形分别为输出至逆变器的三相桥臂的PWM信号的波形，idc为母线电流，T1为第一有效矢量的持续时间，T2为第二有效矢量的持续时间。

在应用中，在控制大功率电机的应用场合，逆变器的开关频率受到限制，也即需要实现低开关频率控制。此外，在高速电机控制领域，单个PWM周期内电流相位的变化程度大，因此，在电机电周期内的等效开关频率降低。以上两种应用场合，由于逆变器的开关频率的降低，电流中的谐波成分增加，且开关动作对电流波形的影响无法忽略。

如图6所示，示例性的示出了低开关频率控制范畴下，半载波周期内电流变化与开关动作时刻(也即uvw相比较值时刻)之间的关系示意图；其中，Tu、Tv和Tw为uvw相比较值，Tsh为半载波周期，Tad1为电流采样时刻，iu为采样得到的母线电流。图6中，u相电流在半载波周期内可以近似为折线变化，每段折线范围即为不同电压矢量的作用范围。不同电压矢量作用下的电流变化线段斜率不同。以u相比较值Tu和v相比较值Tv中间的电流采样时刻Tad1为例，假设此时采样得到的母线电流等于u相电流iu，可知此时采样得到的电流iu将偏离电流采样时刻Tad1的u相电流的正弦基波，从而造成后续电流控制效果降低。此外，由于采样位置受载波比较动作发生时刻(也即uvw相比较值时刻)的影响，电机运行过程中uvw相比较值持续发生变化，因此，电流采样受谐波影响程度在电机运行过程中不同，增加了电流控制的不确定性。

如图7所示，基于上述重新定义的uvw相序，本申请实施例提供的电流补偿方法，还包括如下步骤S701至S704：

步骤S701、基于第k周期的uvw相比较值，根据分别在第k周期的第一有效矢量和第二有效矢量的持续时间内采样得到的两个母线电流，获得第k周期的v相比较值时刻的相电流。

在应用中，根据单母线电流检测技术，基于uvw相序，在第一有效矢量的持续时间内采样第一母线电流，在第二有效矢量的持续时间内采样第二母线电流，两次母线电流采样时刻在满足采样所需时间的基础上，需要靠近两者之间的载波比较动作时刻，也即v相比较值时刻。对第一母线电流和第二母线电流进行电机相电流重构并进行坐标变换，获得两相静止坐标系下的相电流，作为v相比较值时刻的相电流。

在一个实施例中，步骤S701包括：

基于单母线电流检测技术，根据在第k周期的第一有效矢量内采样的第一母线电流和在第k周期的第二有效矢量的持续时间内采样的第二母线电流，获得第k周期的三相静止坐标系下的相电流；

对第k周期的三相静止坐标系下的相电流进行坐标变换，获得第k周期的两相静止坐标系下的相电流，作为第k周期的v相比较值时刻的相电流。

在一个实施例中，第k周期的v相比较值时刻的相电流的计算公式为：

iα＝ia

其中，iα和iβ分别表示第k周期的两相静止坐标系下的相电流的α轴分量和β轴分量(也即第k周期的v相比较值时刻的两相静止坐标系下的相电流的α轴分量和β轴分量)，ia、ib和ic表示第k周期的三相静止坐标系下的相电流。

步骤S702、根据第k周期的uvw相比较值和电流控制时刻的转子角度及第k-1周期的电流控制时刻的转子角度，获得第k周期的uvw相比较值时刻的转子角度。

在应用中，第k周期的uvw相比较值时刻的转子角度包括u相比较值时刻的转子角度、v相比较值时刻的转子角度和w相比较值时刻的转子角度，可以根据第k周期的uvw相比较值、第k周期的电流控制时刻的转子角度及第k-1周期的电流控制时刻的转子角度计算得到。转子角度含义为转子永磁体的磁极d轴所指向的电周期内的角度。转子角度可由安装于电机上的角度传感器或速度传感器的感应信号计算得到，也可由基于无位置传感器的转子速度估计技术推算得出。

在一个实施例中，若第k周期为下降沿周期，第k周期的uvw相比较值时刻的转子角度的计算公式为：

θu＝θ(k)-Tu/Tsh*[θ(k)-θ(k-1)]

θv＝θ(k)-Tv/Tsh*[θ(k)-θ(k-1)]

θw＝θ(k)-Tw/Tsh*[θ(k)-θ(k-1)]

若第k周期为上升沿周期，第k周期的uvw相比较值时刻的转子角度的计算公式为：

θu＝θ(k-1)+Tu/Tsh*[θ(k)-θ(k-1)]

θv＝θ(k-1)+Tv/Tsh*[θ(k)-θ(k-1)]

θw＝θ(k-1)+Tw/Tsh*[θ(k)-θ(k-1)]

其中，θu、θv和θw分别表示第k周期的u相比较值时刻、v相比较值时刻和w相比较值时刻的转子角度，θ(k)表示第k周期的电流控制时刻的转子角度，θ(k-1)表示第k-1周期的电流控制时刻的转子角度，Tu、Tv和Tw分别表示第k周期的u相比较值、v相比较值和w相比较值，Tsh表示半载波周期。

如图8所示，示例性的示出了半载波周期内的转子角度、电压以及电流的采集时序示意图；其中，θ(k)表示第k周期的电流控制时刻的转子角度，θ(k-1)表示第k-1周期的电流控制时刻的转子角度，θu、θv和θw分别表示第k周期的u相比较值时刻、v相比较值时刻和w相比较值时刻的转子角度，iα和iβ分别表示第k周期的两相静止坐标系下的相电流的α轴分量和β轴分量，uα(T1)和uβ(T1)分别表示第k周期的两相静止坐标系下的第一有效矢量的α轴分量和β轴分量，uα(T2)和uβ(T2)分别表示第k周期的两相静止坐标系下的第二有效矢量的α轴分量和β轴分量。

步骤S703、根据第k周期的母线电压和abc相比较值，获得第k周期的第二有效矢量。

在应用中，在电流延时补偿计算中，需要获取母线电流采样时刻至电流控制时刻之间的加载至电机的电压。如图5所示，母线电流采样时刻后先经过第二有效矢量的持续时间T2，再经过第二零矢量的持续时间T02至电流控制时刻。第二有效矢量与目标电压矢量在空间矢量平面所处的扇区有关，即与abc相比较值的大小相关。

在应用中，在SVPWM范畴内，第二有效矢量可根据abc相比较值的占空比和母线电压之间的关系计算得到，母线电流采样时刻处于前半载波周期(也即下降沿周期)和后半载波周期内(也即上升沿周期)内时，第二有效矢量的计算方法不同。

在一个实施例中，若第k周期为下降沿周期，第二有效矢量的计算方法如下：

若abc相比较值的数值降序为a相比较值＞b相比较值＞c相比较值，第二有效矢量为：

若abc相比较值的数值降序为b相比较值＞a相比较值＞c相比较值，第二有效矢量为：

若abc相比较值的数值降序为b相比较值＞c相比较值＞a相比较值，第二有效矢量为：

uα(T2)＝-2*Udc/3，uβ(T2)＝0；

若abc相比较值的数值降序为c相比较值＞b相比较值＞a相比较值，第二有效矢量为：

uα(T2)＝-2*Udc/3，uβ(T2)＝0；

若abc相比较值的数值降序为c相比较值＞a相比较值＞b相比较值，第二有效矢量为：

若abc相比较值的数值降序为a相比较值＞c相比较值＞b相比较值，第二有效矢量为：

其中，uα(T2)和uβ(T2)分别表示第k周期的两相静止坐标系下的第二有效矢量的α轴分量和β轴分量，Udc表示第k周期的母线电压。

在一个实施例中，若第k周期为上升沿周期，第二有效矢量的计算方法如下：

若abc相比较值的数值降序为a相比较值＞b相比较值＞c相比较值，第二有效矢量为：

uα(T2)＝2*Udc/3，uβ(T2)＝0；

若abc相比较值的数值降序为b相比较值＞a相比较值＞c相比较值，第二有效矢量为：

若abc相比较值的数值降序为b相比较值＞c相比较值＞a相比较值，第二有效矢量为：

若abc相比较值的数值降序为c相比较值＞b相比较值＞a相比较值，第二有效矢量为：

若abc相比较值的数值降序为c相比较值＞a相比较值＞b相比较值，第二有效矢量为：

若abc相比较值的数值降序为a相比较值＞c相比较值＞b相比较值，第二有效矢量为：

uα(T2)＝2*Udc/3，uβ(T2)＝0；

其中，uα(T2)和uβ(T2)分别表示第k周期的两相静止坐标系下的第二有效矢量的α轴分量和β轴分量，Udc表示第k周期的母线电压。

步骤S704、根据第k周期的第二有效矢量的持续时间、第二零矢量的持续时间、v相比较值时刻的相电流、第二有效矢量和uvw相比较值时刻的转子角度，获得第k周期的电流控制时刻的相电流。

在应用中，基于永电机数学模型，对第二有效矢量和第二零矢量的作用区间进行线性化处理，以母线电流采样时刻为起始点计算电流控制时刻的电流。

如图9所示，在一个实施例中，步骤S704包括如下步骤S901至S904：

步骤S901、根据第k周期的v相比较值时刻的两相静止坐标系下的相电流和v相比较值时刻的转子角度，获得第k周期的v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流。

在应用中，依据母线电流采样技术获得的相电流，计算v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的d轴电流id(θv)和q轴电流iq(θv)。

在一个实施例中，第k周期的v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流id(θv)和iq(θv)的计算公式为：

id(θv)＝iα(Tv)*cos(θv)+iβ(Tv)*sin(θv)

iq(θv)＝iβ(Tv)*cos(θv)-iα(Tv)*sin(θv)

其中，id(θv)和iq(θv)分别表示第k周期的v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流的d轴分量和q轴分量，iα(Tv)和iβ(Tv)分别表示第k周期的v相比较值时刻的两相静止坐标系下的相电流的α轴分量和β轴分量，θv表示第k周期的v相比较值时刻的转子角度。

步骤S902、根据第k周期的两相静止坐标系下的第二有效矢量和vw相比较值时刻的转子角度，获得第k周期的同步旋转坐标系下的第二有效矢量。

在应用中，对第二有效矢量的作用区间内的电压进行坐标变换，获得同步旋转坐标系下的d轴电压ud(T2)和q轴电压uq(T2)，其中，θT2为第二有效矢量的持续时间T2内的居中角度。

在一个实施例中，第k周期的同步旋转坐标系下的第二有效矢量的计算公式为：

ud(T2)＝uα(T2)*cos(θT2)+uβ(T2)*sin(θT2)

uq(T2)＝uβ(T2)*cos(θT2)-uα(T2)*sin(θT2)

θT2＝(θv+θw)/2

其中，ud(T2)和uq(T2)分别表示第k周期的同步旋转坐标系下的第二有效矢量的d轴分量和q轴分量，uα(T2)和uβ(T2)分别表示第k周期的两相静止坐标系下的第二有效矢量的α轴分量和β轴分量，θw表示第k周期的w相比较值时刻的转子角度。

步骤S903、根据第k周期的第二有效矢量的持续时间、同步旋转坐标系下的第二有效矢量和v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流，获得第k周期的w相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流。

在应用中，依据电机状态方程，由v相比较值时刻的采样电流id(θv)和电流iq(θv)，计算w相比较值时刻的同步旋转坐标系下的d轴电流id(θw)和q轴电流iq(θw)。

在一个实施例中，第k周期的w相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流计算公式为：

其中，id(θw)和iq(θw)分别表示第k周期的w相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流的d轴分量和q轴分量，T2表示第k周期的第二有效矢量的持续时间，Ld和Lq分别表示同步旋转坐标系下的电机的电感的d轴分量和q轴分量，R表示电机的电阻，ωe表示电机的电角速度，ψf表示电机的磁链。

步骤S904、根据第k周期的第二零矢量的持续时间和w相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流，获得第k周期的电流控制时刻的同步旋转坐标系下的相电流。

在应用中，由于零矢量作用区间内，电压为零，通过母线电流采样时刻的电流推算电流控制时刻的电流，实现电流补偿效果。

在一个实施例中，第k周期的电流控制时刻的同步旋转坐标系下的相电流计算公式为：

其中，id(k)和iq(k)分别表示第k周期的电流控制时刻的同步旋转坐标系下的相电流的d轴分量和q轴分量，T02表示第k周期的第二零矢量的持续时间。

如图10所示，在一个实施例中，步骤S704包括如下步骤S1001至S1004：

步骤S1001、根据第k周期的v相比较值时刻的两相静止坐标系下的相电流和v相比较值时刻的转子角度，获得第k周期的v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流。

在应用中，步骤S1001与图9所对应的实施例中的步骤S901相同，此处不再赘述。

步骤S1002、根据第k周期的第二有效矢量的持续时间、第二零矢量的持续时间和两相静止坐标系下的第二有效矢量，获得第k周期的两相静止坐标系下的平均电压矢量。

在应用中，计算母线电流采样时刻至电流控制时刻之间的电压平均值uα(avg)和uβ(avg)，即第二有效矢量和第二零矢量的平均作用效果。

在一个实施例中，第k周期的两相静止坐标系下的平均电压矢量的计算公式为：

uα(avg)＝T2*uα(T2)/(T2+T02)

uβ(avg)＝T2*uβ(T2)/(T2+T02)

其中，uα(avg)和uβ(avg)分别表示第k周期的两相静止坐标系下的平均电压矢量的α轴分量和β轴分量，uα(T2)和uβ(T2)分别表示第k周期的两相静止坐标系下的第二有效矢量的α轴分量和β轴分量，T2表示第k周期的第二有效矢量的持续时间，T02表示第k周期的第二零矢量的持续时间。

步骤S1003、根据第k周期的两相静止坐标系下的平均电压矢量、v相比较值时刻的转子角度和电流控制时刻的转子角度，获得第k周期的同步旋转坐标系下的平均电压矢量。

在应用中，对电压平均值uα(avg)和uβ(avg)进行坐标变换，获得同步旋转坐标系下的d轴电压平均值ud(avg)和q轴下电压平均值uq(avg)。

在一个实施例中，第k周期的同步旋转坐标系下的平均电压矢量的计算公式为：

ud(avg)＝uα(avg)*cos(θavg)+uβ(avg)*sin(θavg)

uq(avg)＝uβ(avg)*cos(θavg)-uα(avg)*sin(θavg)

θavg＝[θv+θ(k)]/2

其中，ud(avg)和uq(avg)分别表示第k周期的同步旋转坐标系下的平均电压矢量的d轴分量和q轴分量，θ(k)表示第k周期的电流控制时刻的转子角度。

步骤S1004、根据第k周期的v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流、第二有效矢量的持续时间、第二零矢量的持续时间和同步旋转坐标系下的平均电压矢量，获得第k周期的电流控制时刻的同步旋转坐标系下的相电流。

在应用中，依据电机状态方程，计算电流控制时刻对应的同步旋转坐标系下的d轴电流id(k)和q轴电流iq(k)。

在一个实施例中，第k周期的电流控制时刻的同步旋转坐标系下的相电流的计算公式为：

其中，id(k)和iq(k)分别表示第k周期的电流控制时刻的同步旋转坐标系下的相电流的d轴分量和q轴分量，Ld和Lq分别表示同步旋转坐标系下的电机的电感的d轴分量和q轴分量，R表示电机的电阻，ωe表示电机的电角速度，ψf表示电机的磁链。

在应用中，图10所对应的实施例所提供的是一种简化后的电流补偿方法，与图9所对应的实施例的区别在于在S1002的电流延时补偿计算中，通过平均第二有效矢量的作用区间和第二零矢量的作用区间的电压，仅通过一次电机状态方程求解，即可计算得到电流控制时刻电流，简化了计算过程，从而可以有效提高电机的电流控制效率。

在应用中，第k周期和第k-1周期为相邻的两个半载波周期，k为大于1的整数，第k周期可以为当前半载波周期，相应的第k-1周期可以为上一半载波周期。

本申请实施例还提供一种电流补偿装置，应用于电机控制器，用于执行上述方法实施例中的步骤。该装置可以是电机控制器中的虚拟装置(virtual appliance)，由电机控制器的处理器运行，也可以是电机控制器本身。

如图11所示，本申请实施例提供的电流补偿装置100包括：

第一相电流获取单元101，用于基于第k周期的uvw相比较值，根据分别在第k周期的第一有效矢量和第二有效矢量的持续时间内采样得到的两个母线电流，获得第k周期的v相比较值时刻的相电流；

转子角度获取单元102，用于根据第k周期的uvw相比较值和电流控制时刻的转子角度及第k-1周期的电流控制时刻的转子角度，获得第k周期的uvw相比较值时刻的转子角度；

有效矢量计算单元103，用于根据第k周期的母线电压和abc相比较值，获得第k周期的第二有效矢量；

第二相电流获取单元104，用于根据第k周期的第二有效矢量的持续时间、第二零矢量的持续时间、v相比较值时刻的相电流、第二有效矢量和uvw相比较值时刻的转子角度，获得第k周期的电流控制时刻的相电流。

在一个实施例中，电流补偿装置还包括：

比较值获取单元，用于根据第k周期的目标电压矢量的幅值和相位角，获得第k周期的abc相比较值；

相序映射单元，用于按照数值降序对第k周期的abc相比较值进行排序，获得第k周期的uvw相比较值；

第一时间获取单元，用于将第k周期的开始时刻和u相比较值时刻之间的持续时间，作为第k周期的第一零矢量的持续时间；

第二时间获取单元，用于将第k周期的u相比较值时刻和v相比较值时刻之间的持续时间，作为第k周期的第一有效矢量的持续时间；

第三时间获取单元，用于将第k周期的v相比较值时刻和w相比较值时刻之间的持续时间，作为第k周期的第二有效矢量的持续时间；

第四时间获取单元，用于将第k周期的w相比较值时刻和结束时刻之间的持续时间，作为第k周期的第二零矢量的持续时间。

在一个实施例中，第一相电流获取单元包括：

电流采样子单元，用于基于单母线电流检测技术，根据在第k周期的第一有效矢量内采样的第一母线电流和在第k周期的第二有效矢量的持续时间内采样的第二母线电流，获得第k周期的三相静止坐标系下的相电流；

坐标转换子单元，用于对第k周期的三相静止坐标系下的相电流进行坐标变换，获得第k周期的两相静止坐标系下的相电流，作为第k周期的v相比较值时刻的相电流。

在一个实施例中，坐标转换单元，用于根据下述公式计算第k周期的v相比较值时刻的相电流：

iα＝ia

其中，iα和iβ分别表示第k周期的两相静止坐标系下的相电流的α轴分量和β轴分量(也即第k周期的v相比较值时刻的两相静止坐标系下的相电流的α轴分量和β轴分量)，ia、ib和ic表示第k周期的三相静止坐标系下的相电流。

在一个实施例中，转子角度获取单元用于：

若第k周期为下降沿周期，根据以下计算公式计算第k周期的uvw相比较值时刻的转子角度：

θu＝θ(k)-Tu/Tsh*[θ(k)-θ(k-1)]

θv＝θ(k)-Tv/Tsh*[θ(k)-θ(k-1)]

θw＝θ(k)-Tw/Tsh*[θ(k)-θ(k-1)]

若第k周期为上升沿周期，根据以下计算公式计算第k周期的uvw相比较值时刻的转子角度：

θu＝θ(k-1)+Tu/Tsh*[θ(k)-θ(k-1)]

θv＝θ(k-1)+Tv/Tsh*[θ(k)-θ(k-1)]

θw＝θ(k-1)+Tw/Tsh*[θ(k)-θ(k-1)]

其中，θu、θv和θw分别表示第k周期的u相比较值时刻、v相比较值时刻和w相比较值时刻的转子角度，θ(k)表示第k周期的电流控制时刻的转子角度，θ(k-1)表示第k-1周期的电流控制时刻的转子角度，Tu、Tv和Tw分别表示第k周期的u相比较值、v相比较值和w相比较值，Tsh表示半载波周期。

在一个实施例中，有效矢量计算单元用于通过以下计算方法计算第二有效矢量：

若第k周期为下降沿周期，第二有效矢量的计算方法如下：

若abc相比较值的数值降序为a相比较值＞b相比较值＞c相比较值，第二有效矢量为：

若abc相比较值的数值降序为b相比较值＞a相比较值＞c相比较值，第二有效矢量为：

若abc相比较值的数值降序为b相比较值＞c相比较值＞a相比较值，第二有效矢量为：

uα(T2)＝-2*Udc/3，uβ(T2)＝0；

若abc相比较值的数值降序为c相比较值＞b相比较值＞a相比较值，第二有效矢量为：

uα(T2)＝-2*Udc/3，uβ(T2)＝0；

若abc相比较值的数值降序为c相比较值＞a相比较值＞b相比较值，第二有效矢量为：

若abc相比较值的数值降序为a相比较值＞c相比较值＞b相比较值，第二有效矢量为：

其中，uα(T2)和uβ(T2)分别表示第k周期的两相静止坐标系下的第二有效矢量的α轴分量和β轴分量，Udc表示第k周期的母线电压。

在一个实施例中，在一个实施例中，有效矢量计算单元用于通过以下计算方法计算第二有效矢量：

若第k周期为上升沿周期，第二有效矢量的计算方法如下：

若abc相比较值的数值降序为a相比较值＞b相比较值＞c相比较值，第二有效矢量为：

uα(T2)＝2*Udc/3，uβ(T2)＝0；

若abc相比较值的数值降序为b相比较值＞a相比较值＞c相比较值，第二有效矢量为：

若abc相比较值的数值降序为b相比较值＞c相比较值＞a相比较值，第二有效矢量为：

若abc相比较值的数值降序为c相比较值＞b相比较值＞a相比较值，第二有效矢量为：

若abc相比较值的数值降序为c相比较值＞a相比较值＞b相比较值，第二有效矢量为：

若abc相比较值的数值降序为a相比较值＞c相比较值＞b相比较值，第二有效矢量为：

uα(T2)＝2*Udc/3，uβ(T2)＝0；

其中，uα(T2)和uβ(T2)分别表示第k周期的两相静止坐标系下的第二有效矢量的α轴分量和β轴分量，Udc表示第k周期的母线电压。

在一个实施例中，第二相电流获取单元，包括：

第一电流获取子单元，用于根据第k周期的v相比较值时刻的两相静止坐标系下的相电流和v相比较值时刻的转子角度，获得第k周期的v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流；

矢量获取子单元，用于根据第k周期的两相静止坐标系下的第二有效矢量和vw相比较值时刻的转子角度，获得第k周期的同步旋转坐标系下的第二有效矢量；

第二电流获取子单元，用于根据第k周期的第二有效矢量的持续时间、同步旋转坐标系下的第二有效矢量和v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流，获得第k周期的w相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流；

第三电流获取子单元，用于根据第k周期的第二零矢量的持续时间和w相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流，获得第k周期的电流控制时刻的同步旋转坐标系下的相电流。

在一个实施例中，第二相电流获取单元，包括：

第一电流获取子单元，用于根据第k周期的v相比较值时刻的两相静止坐标系下的相电流和v相比较值时刻的转子角度，获得第k周期的v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流；

第一矢量获取子单元，用于根据第k周期的第二有效矢量的持续时间、第二零矢量的持续时间和两相静止坐标系下的第二有效矢量，获得第k周期的两相静止坐标系下的平均电压矢量；

第二矢量获取子单元，用于根据第k周期的两相静止坐标系下的平均电压矢量、v相比较值时刻的转子角度和电流控制时刻的转子角度，获得第k周期的同步旋转坐标系下的平均电压矢量；

第二电流获取子单元，用于根据第k周期的v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流、第二有效矢量的持续时间、第二零矢量的持续时间和同步旋转坐标系下的平均电压矢量，获得第k周期的电流控制时刻的同步旋转坐标系下的相电流。

在应用中，上述装置中的各部件可以为软件程序单元，也可以通过处理器中集成的不同逻辑电路或与处理器连接的独立物理部件实现，还可以通过多个分布式处理器实现。

本申请实施例提供的电流补偿装置，根据基于电流采样技术得到的电流采样时刻的相电流，获得电流控制时刻的相电流，可以达到电流延时补偿效果，并降低由于母线电流采样误差造成的电流控制误差，从而可以提高电流控制性能，降低电流谐波，可以适用于低开关频率控制或高速电机控制技术范畴。

如图12所示，本申请实施例还提供一种电机控制器200，包括：至少一个处理器201(图12中仅示出一个处理器)、存储器202以及存储在存储器202中并可在至少一个处理器201上运行的计算机程序203，处理器201执行计算机程序203时实现上述各个方法实施例中的步骤。

在应用中，电机控制器可包括，但不仅限于，处理器以及存储器，还可以包括图1所示的电流传感器和逆变器，和/或，还可以包括滤波器、PWM驱动器、模数转换器等。本领域技术人员可以理解，图12仅仅是电机控制器的举例，并不构成对电机控制器的限定，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，还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。输入输出设备可以包括前述人机交互器件，还可以包括显示屏，用于显示电机控制器的工作参数。网络接入设备可以包括通信模块，用于电机控制器与客户端进行通信。

在应用中，处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器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。

在应用中，存储器在一些实施例中可以是电机控制器的内部存储单元，例如电机控制器的硬盘或内存。存储器在另一些实施例中也可以电机控制器的外部存储设备，例如，电机控制器上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。存储器还可以既包括电机控制器的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)、数据以及其他程序等，例如计算机程序的程序代码等。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

在应用中，显示器可以为薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor LiquidCrystal Display，TFT-LCD)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机电激光显示器(Organic Electroluminesence Display，OLED)、量子点发光二极管(Quantum DotLight Emitting Diodes，QLED)显示器，七段或八段数码管等。

在应用中，通信模块可以根据实际需要设置为任意能够与客户端直接或间接进行远距离有线或无线通信的器件，以使得用户可以通过操作客户端，利用电机控制器对电机的工作状态进行控制，进而控制电机所应用的空调、风机和洗衣机等设备的工作状态。通信模块可以提供应用在网络设备上的包括无线局域网(Wireless Localarea Networks，WLAN)(如Wi-Fi网络)，蓝牙，Zigbee，移动通信网络，全球导航卫星系统(GlobalNavigation Satellite System，GNSS)，调频(Frequency Modulation，FM)，近距离无线通信技术(Near Field Communication，NFC)，红外技术(Infrared，IR)等通信的解决方案。通信模块可以包括天线，天线可以只有一个阵元，也可以是包括多个阵元的天线阵列。通信模块可以通过天线接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到处理器。通信模块还可以从处理器接收待发送的信号，对其进行调频、放大，经天线转为电磁波辐射出去。

需要说明的是，上述装置/模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。

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模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中，上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。另外，各功能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。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序被处理器所执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。

本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电机控制器上运行时，使得电机控制器可实现上述各个方法实施例中的步骤。

所述集成的模块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，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，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，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至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到电机控制器的任何实体或装置、记录介质、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。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。

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模块及算法步骤，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，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，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，例如多个模块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，装置或模块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模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

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 (10)

1.一种电流补偿方法，其特征在于，包括：

基于第k周期的uvw相比较值，根据分别在第k周期的第一有效矢量和第二有效矢量的持续时间内采样得到的两个母线电流，获得第k周期的v相比较值时刻的相电流，uvw相比较值由abc相比较值按照数值降序后获得；

根据第k周期的uvw相比较值和电流控制时刻的转子角度及第k-1周期的电流控制时刻的转子角度，获得第k周期的uvw相比较值时刻的转子角度；

根据第k周期的母线电压和abc相比较值，获得第k周期的第二有效矢量；

根据第k周期的第二有效矢量的持续时间、第二零矢量的持续时间、v相比较值时刻的相电流、第二有效矢量和uvw相比较值时刻的转子角度，获得第k周期的电流控制时刻的相电流；

其中，第k周期和第k-1周期为相邻的两个半载波周期，k为大于1的整数。

2.如权利要求1所述的电流补偿方法，其特征在于，若第k周期为下降沿周期，第k周期的uvw相比较值时刻的转子角度的计算公式为：

θu＝θ(k)-Tu/Tsh*[θ(k)-θ(k-1)]

θv＝θ(k)-Tv/Tsh*[θ(k)-θ(k-1)]

θw＝θ(k)-Tw/Tsh*[θ(k)-θ(k-1)]

若第k周期为上升沿周期，第k周期的uvw相比较值时刻的转子角度的计算公式为：

θu＝θ(k-1)+Tu/Tsh*[θ(k)-θ(k-1)]

θv＝θ(k-1)+Tv/Tsh*[θ(k)-θ(k-1)]

θw＝θ(k-1)+Tw/Tsh*[θ(k)-θ(k-1)]

其中，θu、θv和θw分别表示第k周期的u相比较值时刻、v相比较值时刻和w相比较值时刻的转子角度，θ(k)表示第k周期的电流控制时刻的转子角度，θ(k-1)表示第k-1周期的电流控制时刻的转子角度，Tu、Tv和Tw分别表示第k周期的u相比较值、v相比较值和w相比较值，Tsh表示半载波周期。

3.如权利要求1所述的电流补偿方法，其特征在于，所述根据第k周期的第二有效矢量的持续时间、第二零矢量的持续时间、相电流和第二有效矢量及第k周期的uvw相比较值时刻的转子角度，获得第k周期的电流控制时刻的相电流，包括：

根据第k周期的v相比较值时刻的两相静止坐标系下的相电流和v相比较值时刻的转子角度，获得第k周期的v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流；

根据第k周期的两相静止坐标系下的第二有效矢量和vw相比较值时刻的转子角度，获得第k周期的同步旋转坐标系下的第二有效矢量；

根据第k周期的第二有效矢量的持续时间、同步旋转坐标系下的第二有效矢量和v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流，获得第k周期的w相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流；

根据第k周期的第二零矢量的持续时间和w相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流，获得第k周期的电流控制时刻的同步旋转坐标系下的相电流。

4.如权利要求3所述的电流补偿方法，其特征在于，第k周期的v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流的计算公式为：

id(θv)＝iα(Tv)*cos(θv)+iβ(Tv)*sin(θv)

iq(θv)＝iβ(Tv)*cos(θv)-iα(Tv)*sin(θv)

第k周期的同步旋转坐标系下的第二有效矢量的计算公式为：

ud(T2)＝uα(T2)*cos(θT2)+uβ(T2)*sin(θT2)

uq(T2)＝uβ(T2)*cos(θT2)-uα(T2)*sin(θT2)

θT2＝(θv+θw)/2

第k周期的w相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流计算公式为：

第k周期的电流控制时刻的同步旋转坐标系下的相电流计算公式为：

其中，id(θv)和iq(θv)分别表示第k周期的v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流的d轴分量和q轴分量，iα(Tv)和iβ(Tv)分别表示第k周期的v相比较值时刻的两相静止坐标系下的相电流的α轴分量和β轴分量，θv表示第k周期的v相比较值时刻的转子角度；

ud(T2)和uq(T2)分别表示第k周期的同步旋转坐标系下的第二有效矢量的d轴分量和q轴分量，uα(T2)和uβ(T2)分别表示第k周期的两相静止坐标系下的第二有效矢量的α轴分量和β轴分量，θw表示第k周期的w相比较值时刻的转子角度；

id(θw)和iq(θw)分别表示第k周期的w相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流的d轴分量和q轴分量，T2表示第k周期的第二有效矢量的持续时间，Ld和Lq分别表示同步旋转坐标系下的电机的电感的d轴分量和q轴分量，R表示电机的电阻，ωe表示电机的电角速度，ψf表示电机的磁链；

id(k)和iq(k)分别表示第k周期的电流控制时刻的同步旋转坐标系下的相电流的d轴分量和q轴分量，T02表示第k周期的第二零矢量的持续时间。

5.如权利要求1所述的电流补偿方法，其特征在于，所述根据第k周期的第二有效矢量的持续时间、第二零矢量的持续时间、相电流和第二有效矢量及第k周期的uvw相比较值时刻的转子角度，获得第k周期的电流控制时刻的相电流，包括：

根据第k周期的v相比较值时刻的两相静止坐标系下的相电流和v相比较值时刻的转子角度，获得第k周期的v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流；

根据第k周期的第二有效矢量的持续时间、第二零矢量的持续时间和两相静止坐标系下的第二有效矢量，获得第k周期的两相静止坐标系下的平均电压矢量；

根据第k周期的两相静止坐标系下的平均电压矢量、v相比较值时刻的转子角度和电流控制时刻的转子角度，获得第k周期的同步旋转坐标系下的平均电压矢量；

根据第k周期的v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流、第二有效矢量的持续时间、第二零矢量的持续时间和同步旋转坐标系下的平均电压矢量，获得第k周期的电流控制时刻的同步旋转坐标系下的相电流。

6.如权利要求5所述的电流补偿方法，其特征在于，第k周期的v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流的计算公式为：

id(θv)＝iα(Tv)*cos(θv)+iβ(Tv)*sin(θv)

iq(θv)＝iβ(Tv)*cos(θv)-iα(Tv)*sin(θv)

第k周期的两相静止坐标系下的平均电压矢量的计算公式为：

uα(avg)＝T2*uα(T2)/(T2+T02)

uβ(avg)＝T2*uβ(T2)/(T2+T02)

第k周期的同步旋转坐标系下的平均电压矢量的计算公式为：

ud(avg)＝uα(avg)*cos(θavg)+uβ(avg)*sin(θavg)

uq(avg)＝uβ(avg)*cos(θavg)-uα(avg)*sin(θavg)

θavg＝[θv+θ(k)]/2

第k周期的电流控制时刻的同步旋转坐标系下的相电流的计算公式为：

其中，id(θv)和iq(θv)分别表示第k周期的v相比较值时刻的同步旋转坐标系下的相电流的d轴分量和q轴分量，iα(Tv)和iβ(Tv)分别表示根据第k周期的v相比较值时刻的两相静止坐标系下的相电流的α轴分量和β轴分量，θv表示第k周期的v相比较值时刻的转子角度；

uα(avg)和uβ(avg)分别表示第k周期的两相静止坐标系下的平均电压矢量的α轴分量和β轴分量，uα(T2)和uβ(T2)分别表示第k周期的两相静止坐标系下的第二有效矢量的α轴分量和β轴分量，T2表示第k周期的第二有效矢量的持续时间，T02表示第k周期的第二零矢量的持续时间；

ud(avg)和uq(avg)分别表示第k周期的同步旋转坐标系下的平均电压矢量的d轴分量和q轴分量，θ(k)表示第k周期的电流控制时刻的转子角度；

id(k)和iq(k)分别表示第k周期的电流控制时刻的同步旋转坐标系下的相电流的d轴分量和q轴分量，Ld和Lq分别表示同步旋转坐标系下的电机的电感的d轴分量和q轴分量，R表示电机的电阻，ωe表示电机的电角速度，ψf表示电机的磁链。

7.如权利要求1至6任一项所述的电流补偿方法，其特征在于，所述基于第k周期的uvw相比较值，根据分别在第k周期的第一有效矢量和第二有效矢量的持续时间内采样得到的两个母线电流，获得第k周期的v相比较值时刻的相电流之前，包括：

根据第k周期的目标电压矢量的幅值和相位角，获得第k周期的abc相比较值；

按照数值降序对第k周期的abc相比较值进行排序，获得第k周期的uvw相比较值。

8.一种电流补偿装置，其特征在于，包括：

第一相电流获取单元，用于基于第k周期的uvw相比较值，根据分别在第k周期的第一有效矢量和第二有效矢量的持续时间内采样得到的两个母线电流，获得第k周期的v相比较值时刻的相电流，uvw相比较值由abc相比较值按照数值降序后获得；

转子角度获取单元，用于根据第k周期的uvw相比较值和电流控制时刻的转子角度及第k-1周期的电流控制时刻的转子角度，获得第k周期的uvw相比较值时刻的转子角度；

有效矢量计算单元，用于根据第k周期的母线电压和abc相比较值，获得第k周期的第二有效矢量；

第二相电流获取单元，用于根据第k周期的第二有效矢量的持续时间、第二零矢量的持续时间、v相比较值时刻的相电流、第二有效矢量和uvw相比较值时刻的转子角度，获得第k周期的电流控制时刻的相电流；

其中，第k周期和第k-1周期为相邻的两个半载波周期，k为大于1的整数。

9.一种电机控制器，其特征在于，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权利要求1至7任一项所述电流补偿方法的步骤。

10.一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权利要求1至7任一项所述电流补偿方法的步骤。

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