CN114123872A - 电机电流的采样方法、装置、电机控制电路以及电器设备 - Google Patents

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CN114123872A CN202111608468.5A CN202111608468A CN114123872A CN 114123872 A CN114123872 A CN 114123872A CN 202111608468 A CN202111608468 A CN 202111608468A CN 114123872 A CN114123872 A CN 114123872A
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Guangdong Meizhi Compressor Co Ltd
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Abstract

本发明公开一种电机电流的采样方法、装置、电机控制电路以及电器设备，电机电流的采样方法包括以下步骤：获取下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量在两相静止坐标系中所处的矢量区域；确定下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量在两相静止坐标系中所处的矢量区域是否处于预设采样盲区；若确定处于预设采样盲区，控制电流采样电路切换当前的采样状态至与预设采样盲区匹配的预设采样状态，以使电流采样电路在下一控制周期中能够在SVPWM空间电压矢量所处的矢量区域进行采样；以及，若确定不处于预设采样盲区，控制电流采样电路维持当前的采样状态。本发明技术方案可提高SVPWM控制方案对于电机的控制精度和稳定性。

Description

电机电流的采样方法、装置、电机控制电路以及电器设备
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种电机电流的采样方法、装置、电机控制电路以及电器设备。
背景技术
目前，在电机的控制算法中，需要对电机电流进行采样来提高控制精度，但在采用SVPWM的电机控制算法中，基于采样电阻构建的电流采样电路会存在采样盲区，从而以导致电机的控制精度和稳定性下降。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种电机电流的采样方法，旨在解决SVPWM控制方案对于电机控制精度和稳定性较低的问题。
为实现上述目的，本发明提出的电机电流的采样方法，应用于电机控制电路，所述电机控制电路包括用于采样电机相电流的电流采样电路，所述电机电流的采样方法包括以下步骤：
获取下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量在两相静止坐标系中所处的矢量区域；
确定下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量在两相静止坐标系中所处的矢量区域是否处于预设采样盲区，所述预设采样盲区为当前采样状态下，所述电流采样电路对应在两相静止坐标系中所处的矢量区域中的采样盲区；
若确定处于所述预设采样盲区，控制所述电流采样电路切换当前的采样状态至与预设采样盲区匹配的预设采样状态，以使所述电流采样电路在下一控制周期中能够在SVPWM空间电压矢量所处的矢量区域进行采样；以及，
若确定不处于所述预设采样盲区，控制所述电流采样电路维持当前的采样状态。
可选地，所述若确定处于所述预设采样盲区，控制所述电流采样电路切换当前的采样状态至与预设采样盲区匹配的预设采样状态，以使所述电流采样电路在下一控制周期中能够在空间电压矢量所处的矢量区域进行采样的步骤之后，还包括：
切换至运行与预设采样状态匹配的第一预设电流采样算法，并在进入下一控制周期后，以所述第一预设电流采样算法控制所述采样电路对电机的相电流进行采样；
获取电流采样结果，并根据电流采样结果控制电机运行；
返回执行所述获取下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量在两相静止坐标系中所处的矢量区域的步骤。
可选地，所述控制所述电流采样电路维持当前的采样状态的步骤之后，还包括：
维持当前运行的电流采样算法，并在进入下一控制周期后，继续以当前运行的电流采样算法控制所述采样电路对电机的相电流进行采样；
获取采样结果，并根据采样结果控制电机运行；
返回执行所述获取下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量在两相静止坐标系中所处的矢量区域的步骤。
可选地，所述预设采样状态包括单电阻采样状态、双电阻采样状态和三电阻采样状态三者中的至少两者。
本发明还提出一种电机电流的采样装置，应用于电机控制电路，所述电机控制电路包括用于采样电机相电流的电流采样电路，所述电机电流的采样装置包括：
存储器；
处理器；以及
存储在存储器上并可在处理器上运行的电机电流采样程序，所述处理器执行所述电机电流采样程序时实现如上所述的电机电流的采样方法。
本发明还提出一种电机控制电路，所述电机控制电路包括：
电流采样电路，用于采样电机相电流；以及，
如上述的电机电流的采样装置，所述电机电流的采样装置与所述电流采样电路电连接。
可选地，所述电机控制电路还包括：
母线进线端，用于接入电压母线；
三相桥臂电路，每一相所述桥臂电路具有桥臂开关，每一所述桥臂开关的第一端与所述电压母线连接；
所述电流采样电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻以及开关电路，所述第一电阻的第一端和第二端分别与一相所述桥臂电路的桥臂开关的第一端以及电压母线连接，所述第二电阻的第一端和第二端分别与另一相所述桥臂电路的桥臂开关的第二端和电压母线连接，所述第三电阻设于所述母线进线端与所述三相桥臂电路之间
所述开关电路的第一受控端、第二受控端、第三受控端、第四受控端分别与电机电流的采样装置连接，所述第一输入端与所述第一电阻和第二电阻二者中一者的第一端连接，所述第二输入端与所述第三电阻的第二端连接，所述第三输入端与所述第一电阻和第二电阻二者中一者的第二端连接，所述第四输入端与所述第三电阻的第一端连接，所述第五输入端与所述第一电阻和第二电阻二者中另一者的第一端连接，所述第六输入端与所述第一电阻和第二电阻二者中另一者的第二端连接，所述开关电路的第一输出端、第二输出端、第三输出端、第四输出端分别与所述电机电流的采样装置连接。
可选地，所述开关电路包括：所述开关电路包括：第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件以及第四开关器件；
所述第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件以及第四开关器件的受控端分别为所述开关电路的第一受控端、第二受控端、第三受控端、第四受控端，所述第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件以及第四开关器件的输入端分别为所述开关电路的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端，所述第一开关器件的输出端为所述第一输出端，所述第二开关器件的输出端与所述第一开关器件的输出端连接，所述第三开关器件的输出端为所述第二输出端，所述第四开关器件的输出端与所述第三开关器件的输出端连接，所述第五输入端与所述第三输出端连接，所述第六输入端与所述第四输出端连接。
可选地，所述电机控制电路还包括：
第一运算放大电路，设于所述第一输出端和第二输出端与所述电机电流的采样装置之间；
第二运算放大电路，设于所述第三输出端和第四输出端与所述电机电流的采样装置之间。
可选地，所述电机电流的采样装置在确定下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量处于所述预设采样盲区时，控制所述第二开关器件和所述第四开关器件导通，并控制所述第一开关器件和所述第三开关器件关断。
可选地，所述电机电流的采样装置在确定下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量不处于所述预设采样盲区时，控制所述第一开关器件和所述第三开关器件导通，并控制所述第二开关器件和所述第四开关器件关断。
本发明还提出一种电器设备，所述电器设备包括电机和如上述的电机控制电路；
所述电机控制电路与电机电连接。
本发明技术方案通过获取下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量在两相静止坐标系中所处的矢量区域，并确定下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量在两相静止坐标系中所处的矢量区域是否处于预设采样盲区，所述预设采样盲区为当前采样状态下，所述电流采样电路对应在两相静止坐标系中所处的矢量区域中的采样盲区；若确定处于所述预设采样盲区，控制所述电流采样电路切换当前的采样状态至与预设采样盲区匹配的预设采样状态，以使所述电流采样电路在下一控制周期中能够在SVPWM空间电压矢量所处的矢量区域进行采样；若确定不处于所述预设采样盲区，控制所述电流采样电路维持当前的采样状态。本发明电机电流的采样方法通过根据下一控制周期中的预设采样盲区，对电流采样电路的采样状态进行预切换，以使切换的后的电流采样电路可在下一控制周期中正常工作；如此周而复始，即可在电机的整个控制过程中，电流采样电路均可输出电流采样结果至采样装置，因而避免由于无法反馈电流采样结果，而造成的电机控制失效或者无法及时触发系统过流保护的情况，显著提高了SVPWM控制方案对于电机的控制精度和稳定性，从而解决了电机控制精度和稳定性较低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明电机电流的采样方法一实施例的步骤流程示意图；
图2为本发明电机电流的采样方法另一实施例的步骤流程示意图；
图3为本发明电机电流的采样装置一实施例的硬件运行环境示意图；
图4为本发明电机控制电路一实施例的电路结构示意图；
图5为图4中电流采样电路处于双电阻采样状态的等效电路结构示意图；
图6为图4中电流采样电路处于单电阻采样状态的等效电路结构示意图；
图7为本发明电机控制电路一实施例中单电阻采样状态和双电阻采样状态在两相静止坐标系中对应预设采样盲区的区域示意图。
附图标号说明：
Figure BDA0003430357140000051
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种电机电流的采样方法。
在电机的控制算法中，通常采用电流采样电路来对电机的相电流进行采样，并根据采样结果获取电机转速、转子位置及电流等电机工作参数，以便于进一步利用上述各种电机工作参数来对电机的工况进行反馈调节。但由于SVPWM控制方案的特性，使得基于采样电阻构建的电流采样电路存在采样盲区，因而存在因某些时刻无法反馈电流采样结果，而造成的电机控制失效或者无法及时触发系统过流保护的情况，以致使对电机的控制精度和稳定性均处于较低水平。
参照图1至图7，在本发明一实施例中，电机电流的采样方法包括以下步骤：
步骤S100、获取下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量在两相静止坐标系中所处的矢量区域；
本发明电机电流的采样方法的执行主体可为电机电流的采样装置，为简化表述，以下以“采样装置”表示“电机电流的采样装置”。采样装置可在当前控制周期中，获取电流采样结果，并可根据电流采样结果计算出电机的三相电流以及与三相电流对应的第一坐标，第一坐标为三相旋转坐标系中的三相旋转坐标。采样装置还可将第一坐标转为了对应的第二坐标，第二坐标即为处于两相静止坐标系(即附图7中的α、β坐标系)的两相静止坐标。可以理解的是，第二坐标在两相静止坐标系中的矢量关系，即为当前控制周期中的SVPWM空间电压矢量。如此，采样装置即可根据第二坐标和预集成的SVPWM控制算法，确定当前SVPWM空间电压矢量在两相静止坐标系中所处的矢量区域以及下一控制周期中即将所处的矢量区域。
步骤S200、确定下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量在两相静止坐标系中所处的矢量区域是否处于预设采样盲区，预设采样盲区为当前采样状态下，电流采样电路对应在两相静止坐标系中所处的矢量区域中的采样盲区；
电流采样电路可在采样装置的控制下，处于不同的采样状态，例如：单电阻采样状态、双电阻采样状态或者三电阻采样状态。上述三种采样状态在SVPWM控制算法中的某些控制周期中，某一相中相应的桥臂开关导通时间短，使得该相电流的采样窗口时间较短，存在往往并未采样完成而采样窗口时间已经过去了的问题，从而导致存在上述三种采样状态均存在相应的采样盲区，由于现有技术并未考虑到上述问题，因而通常只会采用具有于上述三种采样状态中任意一种的采样电路来进行相电流采样。此外，在SVPWM控制算法中，桥臂开关的导通/关断控制本质也为SVPWM空间电压矢量控制，因而本领域技术人员可利用两相静止坐标系中相应的矢量区域来表示上述三种采样状态对应的采样盲区，并作为预设采样盲区预存储于采样装置中。在附图7中，附图7公开单电阻采样状态、双电阻采样状态分别在各控制周期中所对应的预设采样盲区。在本步骤S200中，采样装置可根据采样电路当前的采样状态，确定下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量在两相静止坐标系中所处的矢量区域是否处于预设采样盲区中，并可根据确定结果进一步确定是否切换电流采样电路的采样状态。
若确定处于预设采样盲区，执行步骤S400、控制电流采样电路切换当前的采样状态至与预设采样盲区匹配的预设采样状态，以使电流采样电路在下一控制周期中能够在SVPWM空间电压矢量所处的矢量区域进行采样。
若采样装置确定处于预设采样盲区，即电流采样电路当前的采样状态在下一控制周期中会出现采样盲区，此时采样装置则控制电流采样电路切换至其他采样状态。可以理解的是，由于上述三种采样状态各自对应的采样盲区均不相同，也即三者各自对应的预设采样盲区也均不相同，因而切换采样状态后的电流采样电路可在下一控制周期中，不受该矢量区域中预设采样盲区的影响，并可对电机电流正常进行采样并输出采样结果至采样装置。换而言之，预设采样状态可为除当前采样状态之外的其余任意一种采样状态。当然，本领域技术人员可在不付出创造性劳动的前提下，使得电流采样电路具有更多的采样状态，而当多种采样状态分别对应的预设采样盲区存在交集(重叠)时，采样装置可控制电流采样电路切换至多种采样状态中任意一种不受下一控制周期中预设采样盲区影响的采样状态即可，例如，可切换为不受影响且采样精度较高的一种采样状态。需要说明的是，本申请技术方案中的预设采样盲区为实时概念，即当电流采样电路以切换后的采样状态进入下一控制周期后，预设采样盲区即为切换后的采样状态所对应的采样盲区。如此循环往复，即便每一控制周期均存在影响当前电流采样电路的预设采样盲区，采样装置也可根据每一控制周期中的预设采样盲区，动态调整电流采样电路的采样状态，以使得电流采样电路在每一控制周期中均可正常采样电机电流，从而解决了SVPWM控制方案中电机控制精度和稳定性较低的问题。
若确定不处于预设采样盲区，执行步骤500、控制电流采样电路维持当前的采样状态。
若采样装置确定不处于预设采样盲区，即电流采样电路当前的采样状态不受下一控制周期中会出现采样盲区的影响，即便进入下一控制周期，电流采样电路也可对电机电流正常进行采样并输出采样结果至采样装置，此时采样装置则不控制电流采样电路执行切换动作，以使得电流采样电路维持当前的采样状态即可。
本发明技术方案通过获取下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量在两相静止坐标系中所处的矢量区域，并确定下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量在两相静止坐标系中所处的矢量区域是否处于预设采样盲区，预设采样盲区为当前采样状态下，电流采样电路对应在两相静止坐标系中所处的矢量区域中的采样盲区；若确定处于预设采样盲区，控制电流采样电路切换当前的采样状态至与预设采样盲区匹配的预设采样状态，以使电流采样电路在下一控制周期中能够在SVPWM空间电压矢量所处的矢量区域进行采样；若确定不处于预设采样盲区，控制电流采样电路维持当前的采样状态。本发明电机电流的采样方法通过根据下一控制周期中的预设采样盲区，对电流采样电路的采样状态进行预切换，以使切换的后的电流采样电路可在下一控制周期中正常工作；如此周而复始，即可在电机的整个控制过程中，电流采样电路均可输出电流采样结果至采样装置，因而避免由于无法反馈电流采样结果，而造成的电机控制失效或者无法及时触发系统过流保护的情况，显著提高了SVPWM控制方案对于电机的控制精度和稳定性，从而解决了电机控制精度和稳定性较低的问题。
参照图1至图7，在本发明一实施例中，步骤S300、控制所述电流采样电路切换当前的采样状态至与预设采样盲区匹配的预设采样状态，以使所述电流采样电路在下一控制周期中能够在SVPWM空间电压矢量所处的矢量区域进行采样之后，电机电流的采样方法还包括：
步骤S310、切换至运行与预设采样状态匹配的第一预设电流采样算法，并在进入下一控制周期后，以第一预设电流采样算法控制采样电路对电机的相电流进行采样；
步骤S320、获取电流采样结果，并根据电流采样结果控制电机运行；
步骤S330、返回执行步骤S100。
由于基于采样电阻构建的电流采样电路为纯硬件电路，自身并不具备驱动能力，需要采样装置运行相应的电流采样算法才能对电机电流进行采样并输出电压形式的电流采样结果至采样装置的ADC端，以及采样装置才能对接收到的电流采样结构进行相电流重构。本申请通过使采样装置在控制电流采样电路切换完采样状态后，自身内部所运行的电流采样算法也同步切换至与切换后采样状态匹配的第一预设电流采样算法，以在进入下一控制周期后可运行第一预设电流采样算法，来控制切换后的电流采样电路工作。需要说明的是，本申请技术方案中的第一预设电流采样算法同样也为实时概念，在此不做赘述。
如此，在下一控制周期中，采样装置可获取电流采样电路的电流采样结果，并可通过第一预设电流采样算法以及电流采样结果进行相电流重构，以及可根据重构后的相电流进一步计算得到电机转速、转子位置及电流等电机工作参数。采样装置还可将多种电机工作参数分别与相应的预设电机工作参数进行比较，以根据比较结果对应控制三相桥臂电路的工况，从而以实现对电机各种工作参数的反馈调节并同时返回执行步骤S100，以形成循环。如此设置，可避免因算法不匹配，而导致的无法精准采样以及重构相电流的情况，可有效提高电流采样和相电流重构的精准度。
参照图1至图7，在本发明一实施例中，步骤S400、控制所述电流采样电路维持当前的采样状态之后，电机电流的采样方法还包括：
步骤S410、维持当前运行的电流采样算法，并在进入下一控制周期后，继续以当前运行的电流采样算法控制采样电路对电机的相电流进行采样；
步骤S420、获取采样结果，并根据采样结果控制电机运行；
步骤S430、返回执行步骤100。
可以理解的是，当无需切换时电流采样状态时，采样装置也无需切换当前运行的电流采样算法。在进入下一控制周期后，采样装置持续运行当前的电流采样算法即可继续控制电流采样电路工作，并可继续根据当前运行电流采样算法以及电流采样结果进行相电流重构，并继续实现对电机各种工作参数的反馈调节并同时返回执行步骤S100，以形成循环。可以理解的是，本实施例中，步骤S330和步骤430可为同一步骤。如此设置，使得采样装置在确定不处于下一控制周期的预设采样盲区时，不过进行多操作，可有效降低采样装置的程序复杂度。
参照图1至图7，在本发明一实施例中，预设采样状态包括单电阻采样状态、双电阻采样状态和三电阻采样状态三者中的至少两者。
本实施例中，由于预设采样状态至少需要两种采样状态以进行切换，因而上述三种采样状态可具有4种组合方式，分别为：单电阻采样状态和双电阻采样状态、单电阻采样状态和三电阻采样、双电阻采样状态和三电阻采样以及单电阻采样状态、双电阻采样状态和三电阻采样。如此，使得操作人员可根据实际需要从三者中至少选择两者来实现本发明技术方案，有利于提高本发明技术方案的适用范围。
此外，由于三种采样状态各有优劣，例如：单电阻采样状态的采样精度不高，且对应的电流采样算法比较复杂，但成本较低；双电阻采样状态存在较为明显的采样盲区，但精度较高；三电阻采样状态需求较高的硬件成本，但精度最高，在另一可选实施例中，采样电路的预设采样状态配置为单电阻采样状态，当前运行状态配置为双电阻采样状态，以在具备较高采样精度的同时，还具备较低的设计成本。
本发明还提出一种电机电流的采样装置，应用于电机控制电路，电机控制电路包括用于采样电机相电流的电流采样电路。
参照图3，在本发明一实施例中，电机电流的采样装置包括：
存储器101；
处理器102；以及，
存储在存储器101上并可在处理器上运行的电机电流采样程序，处理器102执行电机电流采样程序时实现如上的电机电流的采样方法。
本实施例中，存储器101可以为高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器，存储器101可选的还可以是独立于前述控制装置的存储装置；处理器102可以为CPU。存储器101和处理器102之间以通信总线103连接，该通信总线103可以是UART总线或I2C总线。
本发明还提出一种电机控制电路，该电机控制电路包括电流采样电路和电机电流的采样装置，该电机电流的采样装置的具体结构参照上述实施例，由于本电机控制电路采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
其中，电机电流的采样装置与电流采样电路电连接，电流采样电路用于采样电机相电流，并输出电流采样结果至电机电流的采样装置。换而言之，此时电机电流的采样装置也可为电机控制电路的主控装置。
参照图1至图7，在本发明一实施例中，电机控制电路还包括：
母线进线端，用于接入电压母线；
三相桥臂电路120，每一相桥臂电路具有桥臂开关，每一桥臂开关的第一端与电压母线连接；
电流采样电路110包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及开关电路111，第一电阻R1的第一端任一相桥臂电路的桥臂开关的第一端连接，第一电阻R1的第二端与电压母线连接，第二电阻R2的第一端与另外两相中任一相桥臂电路的桥臂开关的第一端连接，第二电阻R2的第二端与电压母线连接，第三电阻R3设于母线进线端与三相桥臂电路之间120。
开关电路111的第一受控端、第二受控端、第三受控端、第四受控端分别与电机电流的采样装置连接，开关电路111的第一输入端与第一电阻R1和第二电阻R2二者中一者的第一端连接，开关电路111的第二输入端与第三电阻R3的第二端连接，开关电路111的第三输入端与第一电阻R1和第二电阻R2二者中一者的第二端连接，开关电路111的第四输入端与第三电阻R3的第一端连接，开关电路111的第五输入端与第一电阻R1和第二电阻R2二者中另一者的第一端连接，开关电路111的第六输入端与第一电阻R1和第二电阻R2二者中另一者的第二端连接，开关电路111的第一输出端、第二输出端、第三输出端、第四输出端分别与电机电流的采样装置连接。
电压母线可为正电压母线VDC+和负电压母线VDC-；三相桥臂电路120可为三相全桥逆变电路，每一相桥臂电路所具有的桥臂开关可分为上桥臂开关和下桥臂开关组成，每一上桥臂开关和与之连接的下桥臂开关的公共点即为三相桥臂电路120一相输出端，上桥臂开关和下桥臂开关均可采用MOS管、三极管、IGBT等开关器件中的一种或多种组合来实现。三相桥臂电路120用于根据接入的多路驱动信号，控制各相桥臂电路中的上、下桥臂开关按预设时序依次导通或者关断，以将正、负电压母线(VDC+和VDC-)接入的直流电压逆变为三相交流电压后，输出至电机的三相输入端，从而实现驱动电机运转。可以理解的是，驱动信号可为PWM信号，且可由采样装置输出得到。
第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3即为采样电阻，在图4-图6所示实施例中，电压母线为负电压母线VDC-，每一相桥臂电路对具有的桥臂开关为下桥臂开关，此时第一电阻R1、第二电阻R2分设于两下桥臂开关与负电压母线VDC-之间，第三电阻R3的第一端可与负母线进线端连接，第二端可分别与第一电阻R1和第二电阻R2的第二端连接。当然，第一电阻R1和第二电阻R2还可分设于两上桥臂开关与正电压母线VDC+之间，此时第三电阻R3的第一端可与正母线进线端VDC+连接。当然，第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻的数量还可为2个，以在任意两相桥臂电路的上桥臂开关和正电压母线VDC+之间、下桥臂开关和负电压母线VDC-之间，均设置有第一电阻R1和第二电阻R2，以及在正、负母线进线端与三相桥臂电路120之间，均设置有第三电阻R3。
开关电路111可根据4个受控端接收到的电平信号，控制6个输入端中相应的输入端与4个输出端中对应的输出端连通，进而以使连通后的电流采样电路110可对应呈现单电阻采样状态、双电阻采样状态或者三电阻采样状态。换而言之，电机电流的采样装置可通过控制输出至开关电路111的4个受控端的4路电平信号，来实现对电流采样电路110所处采样状态的切换。
具体可为，采样装置可通过控制第二开关器件S2和第四开关器件S4导通，并第一开关器件S1、第三开关器件S3关断，以使电流采样电路110处于单电阻采样状态，具体可如图6所示；通过控制第一开关器件S1、第三开关器件S3导通，并控制第二开关器件S2和第四开关器件S4关断，使电流采样电路110处于双电阻采样状态，具体可如图5所示。当然，本领域技术人员还在另一相桥臂电路的下桥臂开关与负电压母线之间增设采样电阻，并对应增加开关器件以实现电流采样电路110的三电阻采样状态切换，在此不做赘述。
可选地，开关电路111包括：第一开关器件S1、第二开关器件S2、第三开关器件S3以及第四开关器件S4；
第一开关器件S1、第二开关器件S2、第三开关器件S3以及第四开关器件S4的受控端分别为开关电路111的第一受控端、第二受控端、第三受控端、第四受控端，第一开关器件S1、第二开关器件S2、第三开关器件S3以及第四开关器件S4的输入端分别为开关电路111的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端，第一开关器件S1的输出端为开关电路111的第一输出端，第二开关器件S2的输出端与第一开关器件S1的输出端连接，第三开关器件S3的输出端为开关电路111的第二输出端，第四开关器件S4的输出端与第三开关器件S3的输出端连接，第五输入端与第三输出端连接，第六输入端与第四输出端连接。
第一开关器件S1、第二开关器件S2、第三开关器件S3以及第四开关器件S4均可采用MOS管、三极管、IGBT、光耦、继电器等开关器件中的一种或多种组合来实现。本发明技术方案通过采用4个开关器件分别对应控制开关电路111的4个输入端和4个输出端的连通或断开，并将其中第五输入端和第三输出端以及第六输入端和第四输出端配置为常通状态，可有效简化开关电路111的电路结构并降低采样装置中的程序设计难度，且还可有效减少所占用的采样装置ADC端口数量。
参照图1至图7，其特征在于，电机控制电路还包括：
第一运算放大电路130，设于开关电路111的第一输出端和第二输出端与电机电流的采样装置之间；
第二运算放大电路140，设于开关电路111的第三输出端和第四输出端与电机电流的采样装置之间。
针对采样装置的ADC端口存在检测阈值的问题，本申请设置有第一运算放大电路130和第一运算放大电路130，第一运算放大电路130和第二运算放大电路140可采用运算放大器、电阻、电容等分立器件组成的放大电路来实现；或者，还可采用运算放大芯片来实现。第一运算放大电路130的正极输入端和负极输入端与开关电路111的第一输出端和第二输出端一一对应连接，第二运算放大电路140的正极输入端和负极输入端与开关电路111的第三输出端和第四输出端一一对应连接。第一运算放大电路130和第二运算放大电路140，用于分别将自身正极输入端和负极输入端接入的输入信号进行运算放大后，分别输出两路输出信号至采样装置的ADC端口，以供采样装置的ADC端口识别接收。如此设置，可有效提高采样装置ADC端的识别接收范围，有利于进一步提高电机控制的精度和稳定性。
本发明还提出一种电器设备，该电器设备包括电机和电机控制电路，该电机控制电路的具体结构参照上述实施例，由于本电器设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，电机控制电路与电机电连接，电机可接入电机控制电路输出的三相交流电压并运转工作。此外，电器设备可为冰柜、冰箱、空调、热水器等，在此不做赘述。
以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种电机电流的采样方法，应用于电机控制电路，所述电机控制电路包括用于采样电机相电流的电流采样电路，其特征在于，所述电机电流的采样方法包括以下步骤：
获取下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量在两相静止坐标系中所处的矢量区域；
确定下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量在两相静止坐标系中所处的矢量区域是否处于预设采样盲区，所述预设采样盲区为当前采样状态下，所述电流采样电路对应在两相静止坐标系中所处的矢量区域中的采样盲区；
若确定处于所述预设采样盲区，控制所述电流采样电路切换当前的采样状态至与预设采样盲区匹配的预设采样状态，以使所述电流采样电路在下一控制周期中能够在SVPWM空间电压矢量所处的矢量区域进行采样；以及，
若确定不处于所述预设采样盲区，控制所述电流采样电路维持当前的采样状态。
2.如权利要求1所述的电机电流的采样方法，其特征在于，所述若确定处于所述预设采样盲区，控制所述电流采样电路切换当前的采样状态至与预设采样盲区匹配的预设采样状态，以使所述电流采样电路在下一控制周期中能够在空间电压矢量所处的矢量区域进行采样的步骤之后，还包括：
切换至运行与预设采样状态匹配的第一预设电流采样算法，并在进入下一控制周期后，以所述第一预设电流采样算法控制所述采样电路对电机的相电流进行采样；
获取电流采样结果，并根据电流采样结果控制电机运行；
返回执行所述获取下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量在两相静止坐标系中所处的矢量区域的步骤。
3.如权利要求1所述的电机电流的采样方法，其特征在于，所述控制所述电流采样电路维持当前的采样状态的步骤之后，还包括：
维持当前运行的电流采样算法，并在进入下一控制周期后，继续以当前运行的电流采样算法控制所述采样电路对电机的相电流进行采样；
获取采样结果，并根据采样结果控制电机运行；
返回执行所述获取下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量在两相静止坐标系中所处的矢量区域的步骤。
4.如权利要求1-3任意一项所述的电机电流的采样方法，其特征在于，所述预设采样状态包括单电阻采样状态、双电阻采样状态和三电阻采样状态三者中的至少两者。
5.一种电机电流的采样装置，应用于电机控制电路，所述电机控制电路包括用于采样电机相电流的电流采样电路，其特征在于，所述电机电流的采样装置包括：
存储器；
处理器；以及
存储在存储器上并可在处理器上运行的电机电流采样程序，所述处理器执行所述电机电流采样程序时实现如权利要求1-4任一项所述的电机电流的采样方法。
6.一种电机控制电路，其特征在于，所述电机控制电路包括：
电流采样电路，用于采样电机相电流；以及，
如权利要求5所述的电机电流的采样装置，所述电机电流的采样装置与所述电流采样电路电连接。
7.如权利要求6所述的电机控制电路，其特征在于，所述电机控制电路还包括：
母线进线端，用于接入电压母线；
三相桥臂电路，每一相所述桥臂电路具有桥臂开关，每一所述桥臂开关的第一端与所述电压母线连接；
所述电流采样电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻以及开关电路，所述第一电阻的第一端和第二端分别与一相所述桥臂电路的桥臂开关的第一端以及电压母线连接，所述第二电阻的第一端和第二端分别与另一相所述桥臂电路的桥臂开关的第二端和电压母线连接，所述第三电阻设于所述母线进线端与所述三相桥臂电路之间
所述开关电路的第一受控端、第二受控端、第三受控端、第四受控端分别与电机电流的采样装置连接，所述第一输入端与所述第一电阻和第二电阻二者中一者的第一端连接，所述第二输入端与所述第三电阻的第二端连接，所述第三输入端与所述第一电阻和第二电阻二者中一者的第二端连接，所述第四输入端与所述第三电阻的第一端连接，所述第五输入端与所述第一电阻和第二电阻二者中另一者的第一端连接，所述第六输入端与所述第一电阻和第二电阻二者中另一者的第二端连接，所述开关电路的第一输出端、第二输出端、第三输出端、第四输出端分别与所述电机电流的采样装置连接。
8.如权利要求7所述的电机控制电路，其特征在于，所述开关电路包括：第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件以及第四开关器件；
所述第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件以及第四开关器件的受控端分别为所述开关电路的第一受控端、第二受控端、第三受控端、第四受控端，所述第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件以及第四开关器件的输入端分别为所述开关电路的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端，所述第一开关器件的输出端为所述第一输出端，所述第二开关器件的输出端与所述第一开关器件的输出端连接，所述第三开关器件的输出端为所述第二输出端，所述第四开关器件的输出端与所述第三开关器件的输出端连接，所述第五输入端与所述第三输出端连接，所述第六输入端与所述第四输出端连接。
9.如权利要求6所述的电机控制电路，其特征在于，所述电机控制电路还包括：
第一运算放大电路，设于所述第一输出端和第二输出端与所述电机电流的采样装置之间；
第二运算放大电路，设于所述第三输出端和第四输出端与所述电机电流的采样装置之间。
10.如权利要求7或8所述的电机控制电路，其特征在于，所述电机电流的采样装置在确定下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量处于所述预设采样盲区时，控制所述第二开关器件和所述第四开关器件导通，并控制所述第一开关器件和所述第三开关器件关断。
11.如权利要求7或8所述的电机控制电路，其特征在于，所述电机电流的采样装置在确定下一控制周期中的SVPWM空间电压矢量不处于所述预设采样盲区时，控制所述第一开关器件和所述第三开关器件导通，并控制所述第二开关器件和所述第四开关器件关断。
12.一种电器设备，其特征在于，所述电器设备包括电机和如权利要求6-11任意一项所述的电机控制电路；
所述电机控制电路与电机电连接。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114337465A (zh) * 2022-03-10 2022-04-12 华南理工大学 一种智能控制模块及其控制方法
CN117155203A (zh) * 2023-08-30 2023-12-01 灵动微电子(苏州)有限公司 一种永磁同步电机无感foc控制电路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050206341A1 (en) * 2002-03-28 2005-09-22 Yin Ho Eddy Y Motor current reconstruction via DC bus current measurement
CN101997475A (zh) * 2010-09-21 2011-03-30 高强 采样电动机相电流的方法及用于采样电动机相电流的设备
CN102088271A (zh) * 2010-12-20 2011-06-08 广东美的电器股份有限公司 一种无传感器正弦直流变频电流采样方法
CN214374982U (zh) * 2021-02-09 2021-10-08 上海晟矽微电子股份有限公司 电流采样装置、驱动组件及电动工具

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050206341A1 (en) * 2002-03-28 2005-09-22 Yin Ho Eddy Y Motor current reconstruction via DC bus current measurement
CN101997475A (zh) * 2010-09-21 2011-03-30 高强 采样电动机相电流的方法及用于采样电动机相电流的设备
CN102088271A (zh) * 2010-12-20 2011-06-08 广东美的电器股份有限公司 一种无传感器正弦直流变频电流采样方法
CN214374982U (zh) * 2021-02-09 2021-10-08 上海晟矽微电子股份有限公司 电流采样装置、驱动组件及电动工具

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114337465A (zh) * 2022-03-10 2022-04-12 华南理工大学 一种智能控制模块及其控制方法
CN117155203A (zh) * 2023-08-30 2023-12-01 灵动微电子(苏州)有限公司 一种永磁同步电机无感foc控制电路

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