CN114137282B - 一种采样电路及芯片、采样与拟合方法、存储介质、设备 - Google Patents

一种采样电路及芯片、采样与拟合方法、存储介质、设备 Download PDF

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CN114137282B CN202111428657.4A CN202111428657A CN114137282B CN 114137282 B CN114137282 B CN 114137282B CN 202111428657 A CN202111428657 A CN 202111428657A CN 114137282 B CN114137282 B CN 114137282B
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Abstract

本发明公开了一种无运算放大电路的电机相电流的采样电路及芯片、拟合估算方法、采样与拟合方法、存储介质以及设备,采用无运算放大的电路设计电机相电流采样电路,由此精简电路并提高采样范围;所述拟合估算方法包括正半周期拟合估算步骤、负半周期拟合估算步骤和相电流拟合估算步骤,通过正半周期相电流拟合模型拟合近似法估算负半周期相电流拟合模型以得到电机负半周相电流,由此得到无位置传感器矢量控制所需的相电流信号;通过正弦函数相电流拟合模型近似削顶失真波形,提高电机在过负荷的可控性,实现电机过负荷稳定运行,解决无运算放大电路的相电流电路方案的实现问题以及无运算放大电路的负半周相电流拟合方法的问题。

Description

一种采样电路及芯片、采样与拟合方法、存储介质、设备
技术领域
本发明涉及电机相电流检测领域,特别是一种采样电路及芯片、采样与拟合方法、存储介质、设备。
背景技术
电机相电流检测是构成空调器电机电流环闭环的关键模块。该模块通过采样空调器电机的相电流,实现对空调器电机电流和速度的精确控制。同时,通过实时监测空调器电机的运行状态,可以防止电机的失步甚至过流运行。但随着电流检测技术的成熟,市场对检测方案的性价比和抗扰能力提出了更高的要求。
专利《一种空调压缩机电流检测电路》(CN202204866U)提出采用电流互感器结合模拟电路检测压缩机相电流,该方法存在成本高的劣势。
专利《电机电流检测电路》(CN204101615U)提出采用霍尔传感器结合运算放大器检测电压,同时在运算放大器输出级采用参考电压抬高输出电压信号的方式得到最终的电压。该方法实现了对电流的检测,但是,独立的霍尔PCB板提高了附加成本并降低了整机的使用寿命。
专利《一种电机电压检测电路》(CN204731302U)提出由第一运算放大器和第二运算放大器组成的电机电压检测电路以检测电压。该方法相较于专利《一种空调压缩机电流检测电路》具有稳定性高和成本低的优势,但使用的二级运放相交于一级运放的成本更高。
现有的技术实现了空调器电机电流的检测,但是存在成本相对较高的缺陷。
为了降低成本并实现正负全波形的相电流采样,奥克斯公司在《一种直流电机采样过流保护电路》(CN111224378A)提出具备电压偏置和放大功能的采样运算放大电路。该电路设计方案为至今为止成本和性能较优的方案,但方案中电流采样范围为正负整个周期,采样范围相对较小,尤其是在大电流的恶劣条件下容易引起削顶失真,同时,其中的运算放大电路存在增加控制器成本且不利于PCB小型化设计的问题。
发明内容
针对上述在超过常规相电流的恶劣条件下电流失真甚至采样范围不足等问题,本发明提供一种采样电路及芯片、采样与拟合方法、存储介质、设备,通过采用无运算放大的电路设计电机相电流采样电路,由此精简电路并提高采样范围,通过原正半周波形拟合近似法估算电机负半周相电流,解决无运算放大电路的相电流电路方案的实现问题以及无运算放大电路的负半周相电流拟合方法的问题。
为实现上述目的,本发明选用如下技术方案:一种无运算放大电路的电机相电流采样电路,包括电机的三相定子绕线端,其分别接入三组支路,所述支路包括:
第一支路,依次连接有第一功率开关管、第二功率开关管和采样电阻RA,所述三相定子绕线端的A相接入第一功率开关管和第二功率开关管之间;
第二支路,依次连接有第三功率开关管、第四功率开关管和采样电阻RB,所述三相定子绕线端的B相接入第三功率开关管和第四功率开关管之间;
第三支路,具有第五功率开关管和第六功率开关管,所述三相定子绕线端的C相接入第五功率开关管和第六功率开关管之间;
所述第一支路和第二支路以及第三支路并联连接后通过采样电阻RC接地;
所述第一支路和第二支路还具有限压限流和滤波电路。
优选地,所述限压限流和滤波电路至少包括:
用于限制电流流向的二极管D1和/或二极管D4
用于限制输出电压的二极管D2与二极管D3和/或二极管D5与二极管D6
构成RC滤波的电阻R1、电容C1和/或电阻R2和电容C2
优选地,根据永磁同步电机的无传感器矢量控制方案,以A相采样为例,当控制矢量由100切换至000时,此时采样A相电流采样电压值:US=ISRS=-(IB+IC)RS,S=A,对应A相电流值为:
Figure BDA0003376251060000031
优选地,当控制矢量由010切换至000时,此时采样B相电流采样电压值:US=ISRS=-(IA+IC)RS,S=B,对应B相电流值为:
Figure BDA0003376251060000032
优选地,由基尔霍夫电流定律KCL得到:IS=-(IA+IB),S=C,因此,C相电流采样电压值:US=-(UA+UB),S=C。
本技术方案提供的电机相电流采样电路因二极管D1或二极管D4的限制,仅采样正电流,即最终采样波形只有正半周期,但采样范围提高为同等采样电阻阻值条件下采样电路的采样范围的2倍。
另一方面,本发明还提供一种无运算放大电路的电机相电流拟合估算方法,应用于上述的采样电路,所述拟合估算方法包括以下步骤
正半周期拟合估算,在电机稳定运行阶段,采样得到电机某一相(S)正半周期(p)电角度为θi时刻的相电流值
Figure BDA0003376251060000041
以所述相电流值
Figure BDA0003376251060000042
验证及拟合得到正半周期相电流拟合模型;
负半周期拟合估算,将所述正半周期相电流拟合模型通过预设参数转换拟合得到负半周期相电流拟合模型以获得电机某一相(S)负半周期(n)电角度为θi时刻的相电流值
Figure BDA0003376251060000043
相电流拟合估算,以芯片口电压为预设值的预设采样三点的实际采样相电流值
Figure BDA0003376251060000044
将所述正半周期相电流拟合模型和所述负半周期相电流拟合模型通过正弦函数拟合计算得到正弦函数相电流拟合模型,并以所述正弦函数相电流拟合模型获得电机某一相(S)正负半周期(sign)电角度为θi时刻的拟合计算相电流值
Figure BDA0003376251060000045
优选地,所述相电流拟合估算步骤还包括:
所述芯片口电压为预设值的预设采样三点包括芯片口电压为1V、2V、3V的未失真波形区域采样三点
Figure BDA0003376251060000051
Figure BDA0003376251060000052
其中θ1V、θ2V、θ3V分别为采样芯片口电压为1V、2V、3V时的电角度;
当芯片口电压在3V以上波形区域时,判断当前实际采样相电流值
Figure BDA0003376251060000053
和拟合计算相电流值
Figure BDA0003376251060000054
的偏差
Figure BDA0003376251060000055
若偏差ΔI超出±5%时,将拟合计算相电流值
Figure BDA0003376251060000056
作为实际采样相电流值
Figure BDA0003376251060000057
优选地,所述正半周期相电流拟合模型为:
Figure BDA0003376251060000058
其中,S为A、B、C相绕组标志;p为正半周期标志;θi∈[0,π),i=1、2、3......为电角度;
Figure BDA0003376251060000059
为S相正半周期电角度为θi时刻的相电流值;IS,1为相电流峰值,其大小与负载和运行频率相关,在恒定负载和运行频率的条件下为常数;f为运行频率,预先设定;pp为电机转子极对数;Ir为采样电流拟合正弦函数的误差参数,其与负载稳定性、电机驱动算法的合理性、电机驱动载波频率的高低、电机驱动参数设置的准确性、电机设计的精确性等相关的一个参数,在较优化的条件下Ir<<IS,1
优选地,所述负半周期相电流拟合模型为:
Figure BDA0003376251060000061
其中,n为负半周标志;θi∈[π,2π),i=1、2、3……为电角度;
Figure BDA0003376251060000062
为S相负半周期电角度为θi时刻的相电流值;k为频率调整系数与电机加速度成正比,该参数需要根据实际速度变化调整(当恒速运行时k=1)。
优选地,所述正弦函数相电流拟合模型为:
Figure BDA0003376251060000063
其中,S为A、B、C相绕组标志;sign代表正负半周期的标识,n为负半周期标识,p为正半周期标识;c为计算值标志;Is,sign,c,i表示相电流当前计算值;Is,c,1为拟合计算的相电流峰值,由PS,1V1V,1)、PS,2V2V,2)、PS,3V3V,3)计算得到;fc为运行频率,由PS,1V1V,1)、PS,2V2V,2)、PS,3V3V,3)计算得到;pp为电机转子极对数;θi为电角度,
Figure BDA0003376251060000064
为波形相位。
另一方面,本发明还提供一种无运算放大电路的电机相电流采样与拟合方法,包括:
在控制矢量由100切换至000和/或010切换至000时,采样相电流值IS,S=A、B;
以上述的拟合估算方法,通过计算并更新得到最新相电流值
Figure BDA0003376251060000071
根据相电流值
Figure BDA0003376251060000072
判断是否过零以确定波形位于正半周期或负半周期,其中包括:当相电流值位于正半周期,存储正半周相电流值
Figure BDA0003376251060000073
;当相电流值位于负半周期,存储负半周相电流值
Figure BDA0003376251060000074
计算
Figure BDA0003376251060000075
得到总采样电流为
Figure BDA0003376251060000076
Sall=A、B、C。
优选地,所述当相电流值位于负半周期,存储负半周电流值
Figure BDA0003376251060000077
还包括以下步骤:
判断运行状态,根据控制系统速度环输入速度偏差值确定电机加速度a以调节频率调整系数k:
当运行状态为恒速运行时,以k=1存储负半周相电流值;
当运行状态为加速运行时,以k=|a|存储负半周相电流值;
当运行状态为减速运行时,以k=-|a|存储负半周相电流值。
优选地,在控制矢量由100切换至000时,采样相电流值IA包括:
获取当前A相电流采样电压值UA=IARA=-(IB+IC)RA,并以采样电压值UA换算得到A相电流值
Figure BDA0003376251060000081
优选地,在控制矢量由010切换至000时,采样相电流值IB包括:
获取当前B相电流采样电压值UB=IBRB=-(IA+IC)RB,并以采样电压值UB换算得到B相电流值
Figure BDA0003376251060000082
另一方面,本发明还提供一种芯片,包括上述的一种无运算放大电路的电机相电流采样电路。
另一方面,本发明还提供一种计算机可读的存储介质,其上存储有计算机程序,当所述计算机程序在计算机上执行时,使得所述计算机执行上述的一种无运算放大电路的电机相电流拟合估算方法。
优选地,还包括当所述计算机程序在计算机上执行时,使得所述计算机执行上述的一种无运算放大电路的电机相电流采样与拟合方法。
另一方面,本发明还提供一种计算机设备,包括存储器和处理器,其特征在于,所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序,以执行上述的一种无运算放大电路的电机相电流拟合估算方法。
优选地,还包括所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序,以执行上述的一种无运算放大电路的电机相电流采样与拟合方法。
相较于现有技术,本发明具有以下有益效果:
本发明通过采用无运算放大的电路设计电机相电流采样电路,由此精简电路并提高采样范围;通过正半周期相电流拟合模型拟合近似法估算负半周期相电流拟合模型以得到电机负半周相电流,由此得到无位置传感器矢量控制所需的相电流信号;通过正弦函数相电流拟合模型近似削顶失真波形,提高电机在过负荷的可控性,实现电机过负荷稳定运行。
附图说明
为了更清楚地说明技术方案,下面将对实施方式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方式,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为本发明的采样电路结构示意图。
图2为本发明的采样时刻示意图。
图3为本发明的正半周期采样波形示意图。
图4为本发明的拟合估算波形示意图。
图5为本发明的电机相电流拟合估算流程示意图。
图6为本发明的采样与拟合方法流程示意图。
图7为三相实际电流与采样电流的波形示意图。
图8为三相采样电流波形与采样电流偏差曲线示意图。
具体实施方式
为了能够清楚、完整地理解技术方案,现结合实施例和附图对本发明进一步说明,显然,所记载的实施例仅仅是本发明部分实施例,所属领域的技术人员在没有作出创造性劳动的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。
实施案例一:
如图1所示,一种无运算放大电路的电机相电流采样电路,包括电机的三相定子绕线端,其分别接入三组支路,三组支路并联连接,前端与VDP端电性连接,三组所述支路具体包括:
第一支路,依次连接有第一功率开关管Q1、第二功率开关管Q2和采样电阻RA,所述三相定子绕线端的A相(U)接入第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2之间,在第一支路上还包括二极管D1,其一端连接在所述采样电阻RA与第二功率开关Q2之间,用以限制电流流向;在所述二极管D1的另一端还增加了电阻R1和电容C1以构成RC滤波,所述RC滤波可根据实际情况增加或减少;在所述二极管D1的一端还增加了二极管D2与二极管D3以用于限制输出电压;
第二支路,依次连接有第三功率开关管Q3、第四功率开关管Q4和采样电阻RB,所述三相定子绕线端的B相(V)接入第三功率开关管Q3和第四功率开关管Q4之间,在第一支路上还包括二极管D1,其一端连接在所述采样电阻RB与第二功率开关Q4之间,用以限制电流流向;在所述二极管D4的另一端还增加了电阻R2和电容C2以构成RC滤波,所述RC滤波可根据实际情况增加或减少;在所述二极管D4的一端还增加了二极管D5与二极管D6以用于限制输出电压;
第三支路,具有第五功率开关管Q5和第六功率开关管Q6,所述三相定子绕线端的C相(W)接入第五功率开关管Q5和第六功率开关管Q6之间;所述第一支路和第二支路以及第三支路并联连接后通过采样电阻RC接地。
如图2所示,根据永磁同步电机的无传感器矢量控制方案,以A相采样为例,当控制矢量由100切换至000时,此时采样A相电流采样电压值:
US=ISRS=-(IB+IC)RS,S=A,
对应A相电流值为:
Figure BDA0003376251060000111
同理当控制矢量由010切换至000时,此时采样B相电流采样电压值:
US=ISRS=-(IA+IC)RS,S=B,
对应B相电流值为:
Figure BDA0003376251060000112
由基尔霍夫电流定律KCL得到:
IS=-(IA+IB),S=C,
因此,C相电流采样电压值:US=-(UA+UB),S=C。
如图1和3所示,本实施案例提供的无运算放大电路的电机相电流采样电路因二极管D1或二极管D4的限制,仅采样正电流,即最终采样波形只有正半周期,但采样范围提高为同等采样电阻阻值条件下采样电路的采样范围的2倍。
本实施案例中的采样电阻不局限于三电阻采样两相,也可用于三电阻采样或单电阻采样,以实现电流采样。本实施案例中的二极管D2和D3(D5和D6)用于限制输出电压用以避免芯片口过压损坏,设计中不局限于安装或者不安装。所述电阻R1(R2)与电容C1(C2)构成RC滤波,RC滤波可根据实际增加、减少或取消。所述绕组标志A、B、C亦可由U、V、W标志代替。
本实施案例还提供了另一种技术方案:一种芯片,包括上述的一种无运算放大电路的电机相电流采样电路。
实施案例二:
一种无运算放大电路的电机相电流拟合估算方法,应用于实施案例一的采样电路,所述拟合估算方法包括正半周期拟合估算步骤、负半周期拟合估算步骤和相电流拟合估算步骤。
如图3所示的正半周期采样波形示意图,所述正半周期拟合估算步骤包括:
在电机稳定运行阶段,采样得到电机某一相(S)正半周期(p)电角度为θi时刻的相电流值
Figure BDA0003376251060000131
以所述相电流值
Figure BDA0003376251060000132
验证及拟合得到正半周期相电流拟合模型:
Figure BDA0003376251060000133
其中,S为A、B、C相绕组标志;p为正半周期标志;θi∈[0,π),i=1、2、3......为电角度;
Figure BDA0003376251060000134
为S相正半周期电角度为θi时刻的相电流值;IS,1为相电流峰值,其大小与负载和运行频率相关,在恒定负载和运行频率的条件下为常数;f为运行频率,预先设定;pp为电机转子极对数,是从电机规格书确定的固定常数;Ir为采样电流拟合正弦函数的误差参数,其与负载稳定性、电机驱动算法的合理性、电机驱动载波频率的高低、电机驱动参数设置的准确性、电机设计的精确性等相关的一个参数,在较优化的条件下Ir<<IS,1
如图4所示,所述负半周期拟合估算步骤包括:
在电机系统和控制参数较优的条件下,将所述正半周期相电流拟合模型通过预设参数转换拟合得到负半周期相电流拟合模型:
Figure BDA0003376251060000135
其中,n为负半周标志;θi∈[π,2π),i=1、2、3......为电角度;
Figure BDA0003376251060000141
为S相负半周期电角度为θi时刻的相电流值;k为频率调整系数与电机加速度a成正比,该参数可以根据控制系统速度环输入速度偏差值确定电机加速度a,当恒速运行时k=1;
通过所述负半周期相电流拟合模型以获得电机某一相(S)负半周期(n.)电角度为θi时刻的相电流值
Figure BDA0003376251060000142
如图4和5所示,所述相电流拟合估算步骤包括:
以芯片口电压为为1V、2V、3V的未失真波形区域采样三点
Figure BDA0003376251060000143
的实际采样相电流值
Figure BDA0003376251060000144
将所述正半周期相电流拟合模型和所述负半周期相电流拟合模型通过正弦函数拟合计算得到正弦函数相电流拟合模型:
Figure BDA0003376251060000145
其中,S为A、B、C相绕组标志;sign代表正负半周期的标识,n为负半周期标识,p为正半周期标识;c为计算值标志;Is,sign,c,i表示相电流当前计算值;Is,c,1为拟合计算的相电流峰值,由PS,1V1V,1)、PS,2V2V,2)、PS,3V3V,3)计算得到;fc为运行频率,由PS,1V1V,1)、PS,2V2V,2)、PS,3V3V,3)计算得到;其中θ1V、θ2V、θ3V分别为采样芯片口电压为1V、2V、3V时的电角度;pp为电机转子极对数,是从电机规格书确定的固定常数;θi为电角度;
Figure BDA0003376251060000151
为波形相位。
并以所述正弦函数相电流拟合模型获得电机某一相(S)正负半周期(sign)电角度为θi时刻的拟合计算相电流值
Figure BDA0003376251060000152
当芯片口电压在3V以上波形区域时,判断当前实际采样相电流值
Figure BDA0003376251060000153
和拟合计算相电流值
Figure BDA0003376251060000154
的偏差ΔI:
Figure BDA0003376251060000155
若偏差ΔI超出±5%时,将拟合计算相电流值
Figure BDA0003376251060000156
作为实际采样相电流值
Figure BDA0003376251060000157
本实施案例通过正半周期相电流拟合模型拟合近似法估算负半周期相电流拟合模型以得到电机负半周相电流。由此可得到无位置传感器矢量控制所需的相电流信号;且通过正弦函数相电流拟合模型近似削顶失真波形,解决在超过常规相电流的恶劣条件下电流失真甚至采样范围不足的问题和无运算放大电路的负半周相电流拟合方法的问题。
本实施案例还提供了一种计算机可读的存储介质,其上存储有计算机程序,当所述计算机程序在计算机上执行时,使得所述计算机执行上述的一种无运算放大电路的电机相电流拟合估算方法。
本实施案例还提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,其特征在于,所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序,以执行上述的一种无运算放大电路的电机相电流拟合估算方法。
实施案例三:
如图6所示,一种无运算放大电路的电机相电流采样与拟合方法,应用于实施案例一的采样电路基础上,包括以下步骤:
在控制矢量由100切换至000和/或010切换至000时,采样相电流值IS,S=A、B,其中:
在控制矢量由100切换至000时,获取当前A相电流采样电压值UA=IARA=-(IB+IC)RA,并以采样电压值UA换算得到A相电流值
Figure BDA0003376251060000161
在控制矢量由010切换至000时,获取当前B相电流采样电压值UB=IBRB=-(IA+IC)RB,并以采样电压值UB换算得到B相电流值
Figure BDA0003376251060000162
以实施案例二提供的一种拟合估算方法,通过计算并更新得到最新相电流值
Figure BDA0003376251060000163
根据相电流值
Figure BDA0003376251060000164
判断是否过零以确定波形位于正半周期或负半周期,其中包括:
当相电流值位于正半周期,存储正半周相电流值
Figure BDA0003376251060000171
当相电流值位于负半周期,存储负半周相电流值
Figure BDA0003376251060000172
其中还包括以下判断步骤:
判断运行状态,根据控制系统速度环输入速度偏差值确定电机加速度a以调节频率调整系数k:
当运行状态为恒速运行时,以k=1存储负半周相电流值
Figure BDA0003376251060000173
当运行状态为加速运行时,以k=|a|存储负半周相电流值
Figure BDA0003376251060000174
当运行状态为减速运行时,以k=-|a|存储负半周相电流值
Figure BDA0003376251060000175
随后计算
Figure BDA0003376251060000176
得到总采样电流为
Figure BDA0003376251060000177
Sall=A、B、C。
本实施案例经测试所得的三相实际电流值与采样电流值的波形如图7所示,其中实际相电流与拟合电流基本重合,如图8所示,由图知实际电流与拟合电流偏差值相对相电流值较小,实现电机相电流采样的较高精度的拟合。
本实施案例以提高电机相电流采样范围并降低采样电路成本为目标,通过负半周期拟合估算可实现无运算放大电路的负半周的电流采样;通过相电流拟合估算进一步提高电机相电流的采样范围。
本实施案例还提供一种计算机可读的存储介质,其上存储有计算机程序,当所述计算机程序在计算机上执行时,使得所述计算机执行上述的一种无运算放大电路的电机相电流采样与拟合方法。
本实施案例还提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,其特征在于,所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序,以执行上述的一种无运算放大电路的电机相电流采样与拟合方法。
上述披露的仅为本发明优选实施例的一种或多种,用于帮助理解技术方案的发明构思,并非对本发明作其他形式的限制,所属领域的技术人员依据本发明所限定特征作出其他等同或惯用手段的置换方案,仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (12)

1.一种无运算放大电路的电机相电流拟合估算方法,其特征在于,应用于无运算放大电路的电机相电流采样电路,所述采样电路包括电机的三相定子绕线端,其分别接入具有采样电阻RA的第一支路、具有采样电阻RB的第二支路、第三支路,所述第一支路和第二支路以及第三支路并联连接后通过采样电阻RC接地,所述第一支路和第二支路还具有限压限流和滤波电路;
所述拟合估算方法包括以下步骤:
正半周期拟合估算,在电机稳定运行阶段,采样得到电机某一相(S)正半周期(ρ)电角度为θi时刻的相电流值
Figure FDA0003894831760000011
以所述相电流值
Figure FDA0003894831760000012
验证及拟合得到正半周期相电流拟合模型;
负半周期拟合估算,将所述正半周期相电流拟合模型通过预设参数转换拟合得到负半周期相电流拟合模型以获得电机某一相(S)负半周期(n)电角度为θi时刻的相电流值
Figure FDA0003894831760000013
相电流拟合估算,以芯片口电压为预设值的预设采样三点的实际采样相电流值
Figure FDA0003894831760000014
将所述正半周期相电流拟合模型和所述负半周期相电流拟合模型通过正弦函数拟合计算得到正弦函数相电流拟合模型,并以所述正弦函数相电流拟合模型获得电机某一相(S)正负半周期(sign)电角度为θi时刻的拟合计算相电流值
Figure FDA0003894831760000015
所述相电流拟合估算步骤还包括:
所述芯片口电压为预设值的预设采样三点包括芯片口电压为1V、2V、3V的未失真波形区域采样三点
Figure FDA0003894831760000016
其中θIV、θ2V、θ3V分别为采样芯片口电压为1V、2V、3V时的电角度;
当芯片口电压在3V以上波形区域时,判断当前实际采样相电流值
Figure FDA0003894831760000017
和拟合计算相电流值
Figure FDA0003894831760000018
的偏差
Figure FDA0003894831760000019
若偏差ΔI超出±5%时,将拟合计算相电流值
Figure FDA00038948317600000110
作为实际采样相电流值
Figure FDA00038948317600000111
2.根据权利要求1所述的一种无运算放大电路的电机相电流拟合估算方法,其特征在于,所述正半周期相电流拟合模型为:
Figure FDA0003894831760000021
其中,S为A、B、C相绕组标志;p为正半周期标志;θi∈[0,π),i=1、2、3......为电角度;
Figure FDA0003894831760000022
为S相正半周期电角度为θi时刻的相电流值;IS,1为相电流峰值,在恒定负载和运行频率的条件下为常数;f为运行频率,预先设定;pp为电机转子极对数;Ir为采样电流拟合正弦函数的误差参数。
3.根据权利要求1所述的一种无运算放大电路的电机相电流拟合估算方法,其特征在于,所述负半周期相电流拟合模型为:
Figure FDA0003894831760000023
其中,S为A、B、C相绕组标志;n为负半周标志;
θi∈[π,2π),i=1、2、3......为电角度;
Figure FDA0003894831760000024
为S相负半周期电角度为θi时刻的相电流值;IS,1为相电流峰值,在恒定负载和运行频率的条件下为常数;f为运行频率,预先设定;pp为电机转子极对数;Ir为采样电流拟合正弦函数的误差参数,k为频率调整系数与电机加速度成正比。
4.根据权利要求1所述的一种无运算放大电路的电机相电流拟合估算方法,其特征在于,所述正弦函数相电流拟合模型为:
Figure FDA0003894831760000025
其中,S为A、B、C相绕组标志;sign代表正负半周期的标识,n为负半周期标识,p为正半周期标识;c为计算值标志;Is,sign,c,i表示相电流当前计算值;Is,c,1为拟合计算的相电流峰值,由PS,1V1V,1)、PS,2V2V,2)、PS,3V3V,3)计算得到;fc为运行频率,由PS,1V1V,1)、PS,2V2V,2)、PS,3V3V,3)计算得到;pp为电机转子极对数;θi为电角度,
Figure FDA0003894831760000031
为波形相位。
5.一种无运算放大电路的电机相电流采样与拟合方法,其特征在于包括:
在控制矢量由100切换至000和/或010切换至000时,采样相电流值IS,S=A、B;
以权利要求1-4任一项所述的拟合估算方法,通过计算并更新得到最新相电流值
Figure FDA0003894831760000032
根据相电流值
Figure FDA0003894831760000033
判断是否过零以确定波形位于正半周期或负半周期,其中包括:当相电流值位于正半周期,存储正半周相电流值
Figure FDA0003894831760000034
为A、B、C相绕组标志;p为正半周标志;θi∈[π,2π),i=1、2、3......为电角度;
Figure FDA0003894831760000035
为S相正半周期电角度为θi时刻的相电流值;IS,1为相电流峰值,在恒定负载和运行频率的条件下为常数;f为运行频率,预先设定;pp为电机转子极对数;Ir为采样电流拟合正弦函数的误差参数;
当相电流值位于负半周期,存储负半周电流值
Figure FDA0003894831760000036
k为频率调整系数与电机加速度成正比,其中,n为负半周标志,
Figure FDA0003894831760000037
为S相负半周期电角度为θi时刻的相电流值;
计算
Figure FDA0003894831760000038
得到总采样电流为
Figure FDA0003894831760000041
6.根据权利要求5所述的一种无运算放大电路的电机相电流采样与拟合方法,其特征在于,所述当相电流值位于负半周期,存储负半周电流值
Figure FDA0003894831760000042
还包括以下步骤:
判断运行状态,根据控制系统速度环输入速度偏差值确定电机加速度a以调节频率调整系数k:
当运行状态为恒速运行时,以k=1存储负半周相电流值;
当运行状态为加速运行时,以k=|a|存储负半周相电流值;
当运行状态为减速运行时,以k=-|a|存储负半周相电流值。
7.根据权利要求6所述的一种无运算放大电路的电机相电流采样与拟合方法,其特征在于,在控制矢量由100切换至000时,采样相电流值IA包括:
获取当前A相电流采样电压值UA=IARA=-(IB+IC)RA,并以采样电压值UA换算得到A相电流值
Figure FDA0003894831760000043
8.根据权利要求5所述的一种无运算放大电路的电机相电流采样与拟合方法,其特征在于,在控制矢量由010切换至000时,采样相电流值IB包括:
获取当前B相电流采样电压值UB=IBRB=-(IA+IC)RB,并以采样电压值UB换算得到B相电流值
Figure FDA0003894831760000044
9.一种计算机可读的存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,当所述计算机程序在计算机上执行时,使得所述计算机执行如权利要求1-4中任一项所述的一种无运算放大电路的电机相电流拟合估算方法。
10.根据权利要求9所述的一种计算机可读的存储介质,其特征在于,还包括当所述计算机程序在计算机上执行时,使得所述计算机执行如权利要求5-8中任一项所述的一种无运算放大电路的电机相电流采样与拟合方法。
11.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器和处理器,其特征在于,所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序,以执行如权利要求1-4中任一项所述的一种无运算放大电路的电机相电流拟合估算方法。
12.根据权利要求11所述的一种计算机设备,其特征在于,还包括所述处理器通过调用所述计算机程序以执行如权利要求5-8中任一项所述的一种无运算放大电路的电机相电流采样与拟合方法。
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