CN115913013A - 电机的功率控制方法及控制装置、计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电机的功率控制方法及控制装置、计算机存储介质。该电机的功率控制方法包括：基于电机的当前相电流计算电机的当前输入功率；基于当前输入功率估算第一当前直流母线功率；将第一当前直流母线功率作为反馈功率，对电机进行功率控制。通过这种方式，能够简化电机的控制器的控制电路，且降低控制器成本。

Description

电机的功率控制方法及控制装置、计算机存储介质

技术领域

本申请涉及电机技术领域，特别是涉及一种电机的功率控制方法及控制装置、计算机存储介质。

背景技术

电机的控制方式包括电流环控制、位置环控制、速度环控制、功率环控制等。然而，目前的电机的功率环控制方式存在控制器的电路较为复杂、控制成本高的问题。

发明内容

本申请提供一种电机的功率控制方法及控制装置、计算机存储介质，以简化控制电路、降低成本。

为解决上述技术问题，本申请提出一种电机的功率控制方法。该电机的功率控制方法包括：基于电机的当前相电流计算电机的当前输入功率；基于当前输入功率估算第一当前直流母线功率；将第一当前直流母线功率作为反馈功率，对电机进行功率控制。

为解决上述技术问题，本申请提出一种电机的控制装置。该电机的控制装置包括：采样电路，用于获取电机的当前相电流；处理电路，与采样电路连接，用于基于电机的当前相电流计算电机的当前输入功率，并基于当前输入功率估算第一当前直流母线功率，将第一当前直流母线功率作为反馈功率，并基于反馈功率产生控制信号；驱动电路，与处理电路连接，用于基于控制信号驱动电机工作，以调整电机的输入功率。

为解决上述技术问题，本申请提出一种电机的控制装置。该电机的控制装置包括：功率获取模块，用于基于电机的当前相电流计算电机的当前输入功率；反馈功率获取模块，与功率获取模块连接，用于基于当前输入功率估算第一当前直流母线功率；功率控制模块，与反馈功率获取模块连接，用于将第一当前直流母线功率作为反馈功率，对电机进行功率控制。

为解决上述技术问题，本申请提出一种计算机存储介质。该计算机存储介质上存储有程序指令，程序指令被处理器执行时实现上述电机的功率控制方法。

本申请是基于电机的当前相电流计算电机的当前输入功率，并基于当前输入功率估算当前直流母线功率，因此本申请通过软件方法就能估算到当前直流母线功率，进而能够简化电机的控制器的控制电路，且降低控制器的成本。

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，其中：

图1是本申请电机的功率控制方法一实施例的流程示意图；

图2是图1实施例中步骤S11的一具体流程示意图；

图3是图1实施例中步骤S12的一具体流程示意图；

图4是图3实施例中步骤S31的一具体流程示意图；

图5是图1实施例中步骤S13的一具体流程示意图；

图6是图5实施例中步骤S54的一具体流程示意图；

图7是本申请电机的功率控制方法另一实施例的流程示意图；

图8是本申请电机的功率控制方法又一实施例的流程示意图；

图9是本申请电机的控制装置一实施例的结构示意图；

图10是图9实施例的一工作流程示意图；

图11是图9实施例的另一工作流程示意图；

图12是本申请电机的控制装置一实施例的结构示意图；

图13是本申请计算机存储介质一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请实施例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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本申请首先提出一种电机的功率控制方法，如图1所示，图1是本申请电机的功率控制方法一实施例的流程示意图。本实施例的功率控制方法具体包括以下步骤：

步骤S11：基于电机的当前相电流计算电机的当前输入功率。

可选地，本实施例可以通过如图2所示的方法实现步骤S11。本实施例的方法包括步骤S21至步骤S23。

步骤S21：获取电机的当前相电流及电机的当前转子位置。

其中，以三相电机为例，相电流是指三相电源中流过每相负载的电流，通常分别用Ia、Ib、Ic表示。三相电流是通过三根导线，每根导线作为其他两根的回路，其三个分量的相位差依次为一个周期的三分之一或120°相位角的电流。对于星型接法的电机，相电流等于线电流；对于三角型接法的电机，线电流等于相电流的

倍，且线电流滞后相电流30°。

在一应用场景中，可以利用采样电阻等采样电路获取电机的当前相电流。本实施例可以获取电机的任意两相的当前相电流，并基于基尔霍夫电流定律(三相电流之和为零)，通过该两相的当前相电流获取另一相的当前相电流。

在一应用场景中，可以利用编码器或者霍尔传感器等获取电机的当前转子位置，可以用电机的当前角度表示。

步骤S22：基于当前相电流及电机的当前转子位置计算电机的D轴反馈电流、Q轴反馈电流、D轴电压及Q轴电压。

D轴和Q轴代表直轴和交轴。通过把定子电流分解为直轴分量和交轴分量，分别计算各自的电枢反应，从而更好地进行控制。

例如，在永磁同步电机控制中，为了能够得到类似直流电机的控制特性，在电机的转子上建立了一个坐标系，此坐标系与转子同步转动，取转子磁场方向为D轴(直轴)，垂直于转子磁场方向为Q轴(交轴)，将电机的数学模型转换到此坐标系下，可实现D轴和Q轴的解耦，从而得到良好控制特性。“Q轴”相当于直流电动机的转子电气指标，“D轴”相当于直流电动机的励磁的电气指标。由此，将电动机的三相驱动解耦成两相，一相为磁场电流，一相为力矩电流。

具体地，本实施例可以基于电机的当前转子位置，即电机转子的当前角度，将采集到的电机的当前相电流进行Clark变换及park变换得到电机的D轴反馈电流Id1及Q轴反馈电流Iq1，并基于D轴反馈电流Id1、Q轴反馈电流Iq1计算D轴电压Ud1、Q轴电压Uq1。

其中，电机的三相电流作用于电机，三相电流在三相平面的ABC静止坐标系中是关于电机转子的角度的余弦函数或者正弦函数。Clark变换用于将ABC静止坐标系变换到αβ静止坐标系，以得到电流Iα、Iβ；在αβ静止坐标系中，α轴和β轴的相位差为90°，且Iα、Iβ的大小是对时间变化的正弦波或者余弦波。park变换用于将αβ静止坐标系转换到dq旋转坐标系，以基于电流Iα、Iβ及电机转子的角度得到D轴反馈电流Id1及Q轴反馈电流Iq1。

在获取到D轴反馈电流Id1及Q轴反馈电流Iq1后，可以基于D轴反馈电流Id1、Q轴反馈电流Iq1与D轴给定电流Id2和Q轴给定电流Iq2(参阅下文)计算D轴电压Ud1及Q轴电压Uq1。具体地，可以计算D轴反馈电流Id1与D轴给定电流Id2的差值并将该差值输入调节器以得到D轴电压Ud1，可以计算Q轴反馈电流Iq1与Q轴给定电流Iq2的差值并将该差值输入调节器以得到q轴电压Uq1，以实现后续的闭环控制。

步骤S23：基于D轴反馈电流、Q轴反馈电流、D轴电压及Q轴电压计算电机的当前输入功率。

计算电机的当前输入功率P1＝Id1*Ud1+Iq1*Uq1。其中，电机的当前输入功率也可以理解为用于控制电机的控制器(可理解为下文记载的本申请的电机的控制装置)的当前输出功率。

步骤S12：基于当前输入功率估算第一当前直流母线功率。

其中，第一当前直流母线功率可以理解为用于控制电机的控制器的当前直流母线功率。

可选地，本实施例可以通过如图3所示的方法实现步骤S12。本实施例的方法包括步骤S31及步骤S32。

步骤S31：获取校准系数。

本实施例的校准系数K大于1。校准系数K用于将当前输入功率P1折算到直流母线侧进而间接得到第一当前直流母线功率P2。

可选地，本实施例可以通过如图4所示的方法实现步骤S31。

步骤S41：获取电机的关联参数，关联参数包括电机的当前转子位置差、当前转速和/或当前时延。

具体地，可以获取电机的当前转子位置差、当前转速、当前时延中的至少一个关联参数。在实际应用中，选择获取电机的当前转子位置差、当前转速及当前时延三个关联参数。

其中，由于第一当前直流母线功率的计算需要用到D轴反馈电流Id1、Q轴反馈电流Iq1、D轴电压Ud1及Q轴电压Uq1(参阅下文)，其中，在第A个FOC运算周期基于采集的相电流Ia、Ib、Ic计算出D轴反馈电流Id1、Q轴反馈电流Iq1，随后可基于D轴反馈电流Id1、Q轴反馈电流Iq1与D轴给定电流Id2和Q轴给定电流Iq2(参阅下文)计算D轴电压Ud1及Q轴电压Uq1，由于在计算过程中电机持续在运行，计算出D轴电压Ud1及Q轴电压Uq1的运算周期为第B个FOC运算周期，第B个FOC运算周期下的D轴反馈电流Id1、Q轴反馈电流Iq1与第A个FOC运算周期下的不一样(或者说第B个FOC运算周期下的D轴电压Ud1、Q轴电压Uq1与第A个FOC运算周期下的不一样)，因此需要对D轴反馈电流Id1、Q轴反馈电流Iq1、D轴电压Ud1及Q轴电压Uq1进行统一，统一到第A个FOC运算周期下的数据或统一到第B个FOC运算周期下的数据均可，此时需要用到当前时延ΔT及当前转子位置差Δangle。当前时延ΔT可以理解为第A个FOC运算周期中D轴反馈电流Id1和Q轴反馈电流Iq1的计算时刻与第B个FOC运算周期中D轴电压Ud1及Q轴电压Uq1的计算时刻之间的时间差，Δangle为第A个FOC运算周期中的转子位置与第B个FOC运算周期中的转子位置之间的差值。

步骤S42：利用关联参数确定校准系数。

例如，当关联参数同时包括电机的当前转子位置差、当前转速及当前时延时，校准系数K可同时基于电机的当前转子位置差、当前转速和当前时延进行确定。电机的当前转子位置差、当前转速和/或当前时延等参数的不同组合，对应不同的校准系数K值。

步骤S32：根据当前输入功率与校准系数估算第一当前直流母线功率。

其中，P2＝K*P1。

由于直流侧功率(即第一当前直流母线功率P2)和交流侧功率(即当前输入功率P1)存在效率上的损失，因此本实施例可以利用校准系数K来校准当前输入功率P1以获得第一当前直流母线功率P2，由此，能够直接估算得到第一当前直流母线功率P2，而无需设置额外的电流传感器来获取第一当前直流母线功率P2，有利于降低成本。

步骤S13：将第一当前直流母线功率作为反馈功率，以对电机进行功率控制。

本实施例是基于电机的当前相电流计算电机的当前输入功率，并基于当前输入功率估算第一当前直流母线功率，与在直流母线电流侧增加一个电流传感器用来计算反馈功率的方式相比，本实施例仅通过软件方法就能估算到第一当前直流母线功率，进而能够简化电机的控制器的控制电路，且降低控制器的降低成本。

可选地，本实施例可以通过如图5所示的方法实现步骤S13，本实施例的方法包括步骤S51至步骤S54。

步骤S51：获取电机的给定功率。

电机的给定功率是操控台给定的电机的输入功率。

步骤S52：基于给定功率及反馈功率计算定子电流。

以上述计算获得第一当前直流母线功率P2作为反馈功率，并基于给定功率及反馈功率进行功率闭环控制，获取定子电流Is。

步骤S53：基于定子电流获得D轴给定电流及Q轴给定电流。

对定子电流Is进行电流处理，得到对应的D轴给定电流Id2和Q轴给定电流Iq2。

步骤S54：基于D轴给定电流、Q轴给定电流、D轴反馈电流、Q轴反馈电流及电机的当前转子位置对电机进行功率控制。

具体地，可以通过如图6所示的方法实现步骤S54。本实施例的方法包括步骤S61及步骤S62。

步骤S61：根据D轴给定电流、Q轴给定电流、D轴反馈电流、Q轴反馈电流及电机的当前转子位置计算D轴电压、Q轴电压。

在具体应用场景中，可以基于电机的当前转子位置，即当前电机角度及D轴反馈电流Id1、Q轴反馈电流Iq1，利用PID(Proportional(比例)、Integral(积分)、Differential(微分))调节器对D轴给定电流Id2和Q轴给定电流Iq2进行PID控制，得到D轴电压Ud1及Q轴电压Uq1。或者可以基于电机的当前转子位置，即当前电机角度及D轴反馈电流Id1、Q轴反馈电流Iq1，利用PI(Proportional(比例)、Integral(积分))调节器对D轴给定电流Id2和Q轴给定电流Iq2进行PID控制，得到D轴电压Ud1及Q轴电压Uq1。

其中，PI控制是根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，对电机进行控制。而PID控制是根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例、积分及微信通过非线性组合构成控制量，对电机进行控制。

步骤S62：基于D轴电压及Q轴电压对电机进行功率控制。

具体地，可以基于D轴电压及Q轴电压计算控制信号，然后基于控制信号控制电机工作，以调整电机的输入功率。

在具体应用场景中，可以对D轴电压Ud1及Q轴电压Uq1进行逆park变化，得到二轴电压Uα、Uβ，然后对二轴电压进行空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse WidthModulation，SVPWM)，得到实际需要的三相电压，基于该三相电压产生PWM等控制信号，或者直接利用二轴电压Uα、Uβ产生PWM等控制信号，输出给(驱动电路)逆变开关，控制逆变开关动作，以驱动电机工作。

在另一实施例中，电机的当前输入功率包括第一功率及第二功率，其中，第一功率和第二功率可以通过如下方式进行计算：先计算D轴反馈电流Id1与D轴电压Ud1之间的第一乘积、Q轴反馈电流Iq1与Q轴电压Uq1之间的第二乘积、D轴反馈电流Id1与Q轴电压Uq1之间的第三乘积、Q轴反馈电流Iq1与D轴电压Ud1之间的第四乘积；接着计算第一乘积与第二乘积之和为第一功率P，计算第三乘积与第四乘积之差为第二功率Q。步骤S12基于当前输入功率估算第一当前直流母线功率可以通过基于第一功率与第二功率计算第一当前直流母线功率来实现。具体地，计算第一功率P与第二功率Q的开方值(如公式中的功率S)作为电机的第一当前输入功率。具体可参阅下述公式：

由于D轴反馈电流Id1、D轴电压Ud1、Q轴反馈电流Iq1及Q轴电压Uq1是直流量，直流量的波动较小，因此采用上述公式获取的电机的第一当前直流母线功率比较稳定，且该计算值与实际的直流母线的功率的值更为接近。

在另一实施例中，第一功率和第二功率还可以通过如下方式进行计算：可以先计算电流Iα与电压Uα之间的第五乘积、电流Iβ与电压Uβ之间的第六乘积、电流Iα与电压Uβ之间的第七乘积、电流Iβ与电压Uα之间的第八乘积；接着计算第五乘积与第六乘积之和为第一功率P，计算第七乘积与第八乘积之差为第二功率Q。在获得第一功率P和第二功率Q后，可以计算第一功率P与第二功率Q的开方值作为电机的第一当前直流母线功率(如公式中的功率S)。具体可参阅下述公式：

上述两个公式是等效的。

本申请进一步提出另一实施例的电机的功率控制方法，如图7所示，本实施例的功率控制方法包括步骤S71至步骤S76。

步骤S71：确定用于对电机的直流母线进行电流采集的电流采集电路是否异常。

可以在直流母线电流侧增加一个电流采集电路，如电流传感器等，用于采集直流母线的直流电流，并基于该直流电流的大小等参数确定该电流采集电路是否异常。

步骤S72：若电流采集电路异常，则基于电机的当前相电流计算电机的当前输入功率。

步骤S73：基于当前输入功率估算第一当前直流母线功率。

步骤S74：将第一当前直流母线功率作为反馈功率，对电机进行功率控制。

若确定电流采集电路异常，则基于电机的当前相电流计算电机的当前输入功率，并基于当前输入功率估算第一当前直流母线功率，及将第一当前直流母线功率作为反馈功率，对电机进行功率控制，具体实施方式可以参阅上述实施例。

步骤S75：若电流采集电路正常，则基于直流母线的直流电流及直流电压计算直流母线的第二当前直流母线功率。

计算直流电流及直流电压的乘积为直流母线的第二当前直流母线功率。其中，直流电压可以通过电阻分压采样电路采样得到。

步骤S76：将第二当前直流母线功率作为反馈功率，对电机进行功率控制。

具体控制方式可参阅上述实施例。

若电流采集电路正常，则直接利用直流侧母线的直流电压和直流电流估算反馈功率，接着利用反馈功率做闭环调节后直接输出电流指令到内环，从而实现功率的闭环控制。

本申请进一步提出另一实施例的电机的功率控制方法，如图8所示，本实施例的功率控制方法包括步骤S81至步骤S86。

步骤S81：基于电机的当前相电流计算电机的当前输入功率。

具体实施方式可以参阅上述实施例。

步骤S82：基于当前输入功率估算第一当前直流母线功率。

具体实施方式可以参阅上述实施例。

步骤S83：确定用于对电机的直流母线进行电流采集的电流采集电路是否异常。

可以在直流母线电流侧增加一个电流采集电路，如电流传感器等，用于采集直流母线的直流电流，并基于该直流电流的大小等参数确定该电流采集电路是否异常。

步骤S84：若电流采集电路异常，则将第一当前直流母线功率作为反馈功率，对电机进行功率控制。

若确定电流采集电路异常，则将第一当前直流母线功率作为反馈功率，对电机进行功率控制，具体实施方式可以参阅上述实施例。

步骤S85：若电流采集电路正常，则基于直流母线的直流电流及直流电压计算直流母线的第二当前直流母线功率。

具体实施方式可以参阅上述实施例。

步骤S86：将第二当前直流母线功率作为反馈功率，对电机进行功率控制。

具体控制方式可参阅上述实施例。

本实施例与图7实施例的区别在于：本实施例的计算第一当前直流母线功率及第二直流母线功率可以同步计算，在电流采集电路异常时，可以直接无缝切换到利用软件估算方式，即第一当前直流母线功率控制电机，使得电机的控制更为流畅。

相关技术中，通常先用直流侧母线电压和电流估算反馈功率，接着利用反馈功率做闭环调节后直接输出转矩，然后通过查表得到与转矩对应的矢量控制需要的转矩电流和励磁电流，从而实现功率控制；但这种直接输出转矩的方式，需要针对电机进行电机转矩标定处理，电机转矩标定比较浪费时间，且电路较复杂，若更换电机，需要重新对新的电机进行转矩标定。

图7及图8所示实施例将第一当前直流母线功率或第二当前直流母线功率作为反馈功率，以对电机进行功率控制，因此无需利用转矩可实现功率控制，无需进行电机转矩标定，从而能够节约电机转矩标定时间，且能够提高电机的控制方案的可移植性。

另外，图7及图8所示实施例同时具备利用电流采集电路采集的直流电压获取反馈功率以及用软件算法获取反馈功率这两种方案。图7及图8所示实施例在直流母线侧的电流采集电路无异常时，基于直流母线侧的直流电流及直流电压获取反馈功率，能够降低运算复杂度，提高功率控制效率；而在电流采集电路无异常时，采用软件方法获取反馈功率，能够保证正常获取反馈功率，以保证电机的功率控制正常进行，提高电路的可靠性。并且，与设置两个电流采集电路，其中一个电流采集电路作为冗余以在另一个电流采集电路异常时起作用的方案相比，图7及图8所示实施例的方案只需设置一个电流采集电路即可，在提高电路的可靠性的同时，还降低了控制器的电路复杂度和成本。

本申请进一步提出一种电机的控制装置，如图9所示，图9是本申请电机的控制装置一实施例的结构示意图。本实施例的控制装置(图未标)包括：采样电路71、处理电路72及驱动电路73；其中，采样电路71用于获取电机的当前相电流；处理电路72与采样电路71连接，用于基于电机的当前相电流计算电机的当前输入功率，并基于当前输入功率估算第一当前直流母线功率，将第一当前直流母线功率作为反馈功率，并基于反馈功率产生控制信号；驱动电路73与处理电路72连接，用于基于控制信号驱动电机工作，以调整电机的输入功率。

控制信号可以是脉宽调制信号PWM，通过调节PWM的占空比来调节电机的输入功率。

处理电路72可以是集成处理芯片。

驱动电路73可以包括逆变电路等。

当然，本实施例的控制装置还可以包括供电电路、滤波电路、整流电路等。

可选地，本实施例的处理电路72还用于获取校准系数，并根据当前输入功率与校准系数估算当前直流母线功率。由于直流侧功率(即当前直流母线功率)和交流侧功率(即当前输入功率)存在效率上的损失，因此本实施例可以利用校准系数来校准当前直流母线功率，能够提高功率控制的精准度。

具体实施方式可以参阅上述实施例。

处理电路72还用于获取电机的当前转子位置差、当前转速和/或当前时延等关联参数，并利用关联参数确定校准系数，能够进一步提高功率控制的精准度。

具体实施方式可以参阅上述实施例。

可选地，本实施例的控制装置还包括位置检测电路74，与处理电路72连接，用于获取电机的当前转子位置，处理电路72还用于基于当前相电流及电机的当前转子位置计算电机的D轴反馈电流、Q轴反馈电流、D轴电压及Q轴电压，并基于D轴反馈电流、Q轴反馈电流、D轴电压及Q轴电压计算电机的当前输入功率。

具体实施方式可以参阅上述实施例。

其中，位置检测电路74可以是编码器或者霍尔传感器等。

可选地，处理电路72还用于基于电机的给定功率及反馈功率计算定子电流，并基于定子电流获得D轴给定电流及Q轴给定电流；处理电路72还用于根据D轴给定电流、Q轴给定电流、D轴反馈电流、Q轴反馈电流对电机进行功率控制。

可选地，处理电路72还用于根据D轴给定电流、Q轴给定电流、D轴反馈电流、Q轴反馈电流及电机的当前转子位置计算D轴电压、Q轴电压，并基于D轴电压及Q轴电压对电机进行功率控制。

可选地，处理电路72还用于基于D轴电压及Q轴电压计算控制信号。驱动电路73还用于基于控制信号控制电机工作，以调整电机的输入功率。

具体实施方式可以参阅上述实施例。

可选地，处理电路72还用于获取第一功率及第二功率，并基于第一功率及第二功率计算第一当前直流母线功率。

具体实施方式可以参阅上述实施例。

可选地，本实施例还包括电流采集电路，与处理电路72连接，用于采集直流母线的电流。

可选地，处理电路72还用于确定用于对电机的直流母线进行电流采集的电流采集电路是否异常；若电流采集电路异常，则基于电机的当前相电流计算电机的当前输入功率，并基于当前输入功率估算第一当前直流母线功率，且将第一当前直流母线功率作为反馈功率，并基于反馈功率产生控制信号。

具体实施方式可以参阅上述实施例。

可选地，处理电路72还用于确定用于对电机的直流母线进行电流采集的电流采集电路是否异常。在电流采集电路异常时，处理电路72将第一当前直流母线功率作为反馈功率，并基于反馈功率产生控制信号，而无论电流采集电路是否异常，处理电路72均执行基于电机的当前相电流计算电机的当前输入功率，并基于当前输入功率估算第一当前直流母线功率的动作。

具体实施方式可以参阅上述实施例。

可选地，处理电路72还用于在确定电流采集电路正常，基于直流母线的直流电流及直流电压计算直流母线的第二当前直流母线功率，并将第二当前直流母线功率作为反馈功率，对电机进行功率控制。

具体实施方式可以参阅上述实施例。

在一应用场景中，如图10所示，先基于电机的给定功率P3(来源于中控单元)及反馈功率P2进行功率闭环直接输出定子电流Is；接着，电流Is经过电流处理得到对应的D轴给定电流Id2和Q轴给定电流Iq2；接着，D轴给定电流Id2和Q轴给定电流Iq2经过磁场定向控制(Field Oriented Control，FOC)(如电流环)得到D轴电压Ud1及Q轴电压Uq1；接着，利用空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation，VPWM)产生控制信号控制电机(Motor)的驱动电路(Controller)，以驱动电机工作；同时，直接采样电机的三相当前相电流Ia、Ib、Ic及电机的当前转子位置，并基于当前相电流Ia、Ib、Ic及电机的当前转子位置(即电机角度angle)得到D轴反馈电流Id1、Q轴反馈电流Iq1、D轴电压Ud1及Q轴电压Uq1；然后得到电机的当前输入功率P1＝Id1*Ud1+Iq1*Uq1；最后将当前输入功率P1折算到直流母线侧进而间接得到直流母线功率P2＝K*P1，以直流母线功率P2为反馈功率，且可以通过电机的当前转速Speed、当前时延ΔT及当前转子位置差Δangle调节校准系数K。

在另一应用场景中，如图11所示，功率指令可以来源于中控单元发出的油门开度信号，油门的开度对应系统需要功率的大小。油门开度和需要的功率成线性对应关系。

获取相电流Ia、Ib、Ic，对相电流Ia、Ib、Ic进行Clark变换，得到电流Iα、Iβ；获取电机转子的角度θ，基于电机转子的角度θ对电流Iα、Iβ经park变换，得到D轴反馈电流Id1及Q轴反馈电流Iq1。计算上一FOC运算周期的功率指令(也即上一FOC运算周期的给定功率)与上一FOC运算周期的反馈功率的差值，将差值输入调节器(可以是PI调节器或PID调节器)以获得定子电流Is。基于MTPA(Maximum Torque Per Ampere，最大转矩电流比)模块生成D轴给定电流Id2和Q轴给定电流Iq2(或者根据

获得D轴给定电流Id2和Q轴给定电流Iq2，其中D轴给定电流Id2直接设为0)；将D轴给定电流Id2和Q轴给定电流Iq2分别与和D轴反馈电流Id1及Q轴反馈电流Iq1作差之后，送入对应的调节器(可以是PI调节器或PID调节器)，由调节器进行计算之后分别生成对应的D轴电压Ud1及Q轴电压Uq1。将D轴电压Ud1、Q轴电压Uq1、D轴反馈电流Id1及Q轴反馈电流Iq1送入功率模块，进行第一功率及第二功率的计算，并根据第一功率和第二功率计算得到第一当前直流母线功率；将当前FOC运算周期的功率指令和第一当前直流母线功率作差之后的结果送入到PI调节器进行计算，得到所需要的电流指令定子电流Is。获得新的定子电流Is后，根据该定子电流Is计算出新的D轴反馈电流Id1及Q轴反馈电流Iq1；根据新的D轴反馈电流Id1及Q轴反馈电流Iq1计算出新的D轴电压Ud1及Q轴电压Uq1；新的D轴电压Ud1及Q轴电压Uq1经过反park变换之后计算得到电压Uα、Uβ，电压Uα、Uβ进行SVPWM计算，产生占空比信号，最后作用于逆变器，实现对电机的控制。

在电机的功率控制中，如果电流采集电路异常，则处理电路72可以按照图11或图12所示流程进行功率控制；如果电流采集电路正常，则处理电路72直接根据采集到的直流母线的直流电流进行功率控制。

本申请进一步提出一种电机的控制装置，如图12所示，图12是本申请电机的控制装置一实施例的结构示意图。本实施例的控制装置(图未标)包括：功率获取模块91、反馈功率获取模块92及功率控制模块93；其中，功率获取模块91用于基于电机的当前相电流计算电机的当前输入功率；反馈功率获取模块92与功率获取模块91连接，用于基于当前输入功率估算第一当前直流母线功率；功率控制模块93与反馈功率获取92模块连接，用于将第一当前直流母线功率作为反馈功率，对电机进行功率控制。

可选地，反馈功率获取模块92还用于获取校准系数，根据所述当前输入功率与所述校准系数估算所述当前直流母线功率。

可选地，反馈功率获取模块92还用于获取所述电机的关联参数，并利用所述关联参数确定所述校准系数。其中，所述关联参数包括所述电机的当前转子位置差、当前转速和/或当前时延。

可选地，功率获取模块91还用于获取所述电机的当前相电流及所述电机的当前转子位置，基于所述当前相电流及所述电机的当前转子位置计算所述电机的D轴反馈电流、Q轴反馈电流、D轴电压及Q轴电压，并基于所述D轴反馈电流、所述Q轴反馈电流、所述D轴电压及所述Q轴电压计算所述电机的当前输入功率。

可选地，功率控制模块93还用于获取所述电机的给定功率，并基于所述给定功率及所述反馈功率计算定子电流。功率控制模块93还用于基于所述定子电流获得D轴给定电流及Q轴给定电流，并基于所述D轴给定电流、所述Q轴给定电流、所述D轴反馈电流、所述Q轴反馈电流及所述电机的当前转子位置对所述电机进行功率控制。

可选地，功率控制模块93还用于根据所述D轴给定电流、所述Q轴给定电流、所述D轴反馈电流、所述Q轴反馈电流及所述电机的当前转子位置计算D轴电压、Q轴电压，基于所述D轴电压及所述Q轴电压对所述电机进行功率控制。

可选地，功率控制模块93还用于基于所述D轴电压及所述Q轴电压计算控制信号，基于所述控制信号控制所述电机工作，以调整所述电机的输入功率。

可选地，反馈功率获取模块92还用于获取第一功率及第二功率，并基于第一功率及第二功率计算第一当前直流母线功率。

可选地，控制装置还包括异常判断模块。异常判断模块用于确定用于对电机的直流母线进行电流采集的电流采集电路是否异常。若电流采集电路异常，则功率获取模块91用于基于电机的当前相电流计算电机的当前输入功率，反馈功率获取模块92用于基于当前输入功率估算第一当前直流母线功率，功率控制模块93用于将第一当前直流母线功率作为反馈功率，对述电机进行功率控制；或者，功率控制模块93用于在电流采集电路异常时，将第一当前直流母线功率作为反馈功率，对电机进行功率控制；而无论电流采集电路是否异常，功率获取模块91均用于基于电机的当前相电流计算电机的当前输入功率，反馈功率获取模块92均用于基于当前输入功率估算第一当前直流母线功率。

可选地，反馈功率获取模块92还用于在确定电流采集电路正常时，基于直流母线的直流电流及直流电压计算直流母线的第二当前直流母线功率，功率控制模块93用于将第二当前直流母线功率作为反馈功率，对电机进行功率控制。

本申请进一步提出一种计算机存储介质，如图13所示，图13是本申请计算机存储介质一实施例的结构示意图。计算机存储介质100上存储有程序指令101，程序指令101被处理器(图未示)执行时实现上述任一项实施例所述的电机的功率控制方法。

本实施例计算机存储介质100可以是但不局限于U盘、SD卡、PD光驱、移动硬盘、大容量软驱、闪存、多媒体记忆卡、服务器等。

本申请是基于电机的当前相电流计算电机的当前输入功率，并基于当前输入功率估算当前直流母线功率，因此本申请无需利用电流传器等采集直流母线电流，就能估算到当前直流母线功率，进而能够简化电机的控制器的控制电路，且降低控制器的降低成本。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种电机的功率控制方法，其特征在于，包括：

基于所述电机的当前相电流计算所述电机的当前输入功率；

基于所述当前输入功率估算第一当前直流母线功率；

将所述第一当前直流母线功率作为反馈功率，对所述电机进行功率控制。

2.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，在所述将所述第一当前直流母线功率作为反馈功率，对所述电机进行功率控制之前，所述功率控制方法还包括：

确定用于对所述电机的直流母线进行电流采集的电流采集电路是否异常；

若所述电流采集电路异常，则执行所述基于所述电机的当前相电流计算所述电机的当前输入功率的步骤或者执行将所述第一当前直流母线功率作为反馈功率，对所述电机进行功率控制的步骤。

3.根据权利要求2所述的功率控制方法，其特征在于，所述功率控制方法还包括：

若所述电流采集电路正常，则基于所述直流母线的直流电流及直流电压计算所述直流母线的第二当前直流母线功率；

将所述第二当前直流母线功率作为反馈功率，对所述电机进行功率控制。

4.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，所述基于所述当前输入功率估算第一当前直流母线功率，包括：

获取校准系数；

根据所述当前输入功率与所述校准系数估算所述第一当前直流母线功率。

5.根据权利要求4所述的功率控制方法，其特征在于，所述获取校准系数，包括：

获取所述电机的关联参数，所述关联参数包括所述电机的当前转子位置差、当前转速和/或当前时延；

利用所述关联参数确定所述校准系数。

6.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，所述基于所述电机的当前相电流计算所述电机的当前输入功率，包括：

获取所述电机的当前相电流及所述电机的当前转子位置；

基于所述当前相电流及所述电机的当前转子位置计算所述电机的D轴反馈电流、Q轴反馈电流、D轴电压及Q轴电压；

基于所述D轴反馈电流、所述Q轴反馈电流、所述D轴电压及所述Q轴电压计算所述电机的当前输入功率。

7.根据权利要求6所述的功率控制方法，其特征在于，所述当前输入功率包括第一功率及第二功率，所述基于所述当前输入功率估算第一当前直流母线功率，包括：

基于所述第一功率与所述第二功率计算所述第一当前直流母线功率。

8.根据权利要求6所述的功率控制方法，其特征在于，所述对所述电机进行功率控制，包括：

获取所述电机的给定功率；

基于所述给定功率及所述反馈功率计算定子电流；

基于所述定子电流获得所述D轴给定电流及所述Q轴给定电流；

基于所述D轴给定电流、所述Q轴给定电流、所述D轴反馈电流、所述Q轴反馈电流及所述电机的当前转子位置对所述电机进行功率控制。

9.根据权利要求8所述的功率控制方法，其特征在于，所述基于所述D轴给定电流、所述Q轴给定电流、所述D轴反馈电流、所述Q轴反馈电流及所述电机的当前转子位置对所述电机进行功率控制，包括：

根据所述D轴给定电流、所述Q轴给定电流、所述D轴反馈电流、所述Q轴反馈电流及所述电机的当前转子位置计算D轴电压、Q轴电压；

基于所述D轴电压及所述Q轴电压对所述电机进行功率控制。

10.根据权利要求9所述的功率控制方法，其特征在于，基于所述D轴电压及所述Q轴电压对所述电机进行功率控制，包括：

基于所述D轴电压及所述Q轴电压计算控制信号；

基于所述控制信号控制所述电机工作，以调整所述电机的输入功率。

11.一种电机的控制装置，其特征在于，包括：

采样电路，用于获取所述电机的当前相电流；

处理电路，与所述采样电路连接，用于基于所述电机的当前相电流计算所述电机的当前输入功率，并基于所述当前输入功率估算第一当前直流母线功率，将所述第一当前直流母线功率作为反馈功率，并基于所述反馈功率产生控制信号；

驱动电路，与所述处理电路连接，用于基于所述控制信号驱动所述电机工作，以调整所述电机的输入功率。

12.一种电机的控制装置，其特征在于，包括：

功率获取模块，用于基于所述电机的当前相电流计算所述电机的当前输入功率；

反馈功率获取模块，与所述功率获取模块连接，用于基于所述当前输入功率估算第一当前直流母线功率；

功率控制模块，与所述反馈功率获取模块连接，用于将所述第一当前直流母线功率作为反馈功率，对所述电机进行功率控制。

13.一种计算机存储介质，其特征在于，其上存储有程序指令，所述程序指令被处理器执行以实现权利要求1至10任一项所述的电机的功率控制方法。

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