CN117458939A - 电机的母线电压补偿方法、装置及终端设备 - Google Patents

电机的母线电压补偿方法、装置及终端设备 Download PDF

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CN117458939A
CN117458939A CN202311389783.2A CN202311389783A CN117458939A CN 117458939 A CN117458939 A CN 117458939A CN 202311389783 A CN202311389783 A CN 202311389783A CN 117458939 A CN117458939 A CN 117458939A
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陈毅东
朱松龄
唐英飞
欧阳旭敏
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Shenzhen Zhaowei Machinery and Electronics Co Ltd
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Shenzhen Zhaowei Machinery and Electronics Co Ltd
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/14Estimation or adaptation of motor parameters, e.g. rotor time constant, flux, speed, current or voltage

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本申请适用于电机控制领域,提供了一种电机的母线电压补偿方法、装置、终端设备及存储介质,包括:首先采集母线电压对应的当前电压值并根据当前电压值确定第一电压补偿值,接着在定子绕组对应的驱动电压中增加预设的直流电压分量以确定定子绕组的当前电阻变化量并根据当前电阻变化量确定第二电压补偿值,最后根据第一电压补偿值及第二电压补偿值确定母线电压对应的当前电压补偿值,由此,根据母线电压当前电压值与电子绕组的当前电阻变化量确定母线电压的当前电压补偿值,提升了电机的母线电压补偿的实时性与精确性,同时也提高了电机系统运行的稳定性。

Description

电机的母线电压补偿方法、装置及终端设备
技术领域
本申请属于电机控制领域,尤其涉及一种电机的母线电压补偿方法、装置、终端设备及存储介质。
背景技术
在工业和交通等领域中,三相同步电机等电机设备因其高效率、高功率密度等优点而得到了广泛应用。然而,在实际运行中,电网电压的波动或负载变化等因素可能会导致母线电压的周期性变化,这会影响电机系统的稳定性和性能,为了应对这一问题可以采用母线电压补偿方法,以使电机系统能够在不稳定的电网条件下保持稳定运行。
相关技术中,母线电压补偿方法在硬件方面可以采用增大直流母线的电容容量的方法,在软件方面,也可以提前根据母线电压的波动进行母线电压的补偿,然而,利用上述方法进行母线电压补偿时,无法实时考虑到系统内部工况因素对母线电压的影响,从而导致母线电压补偿不及时且不准确,降低了电机运行的稳定性。
发明内容
本申请实施例提供了一种电机的母线电压补偿方法、装置、终端设备及存储介质,可以解决目前常规的母线电压补偿中,没有考虑电机中的定子绕组温度变化导致的母线电压补偿不及时且不精确的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种电机的母线电压补偿方法,包括:采集母线电压对应的当前电压值;根据所述当前电压值,确定第一电压补偿值;在所述定子绕组对应的驱动电压中增加预设的直流电压分量,以确定所述定子绕组的当前电阻变化量;根据所述当前电阻变化量,确定第二电压补偿值;根据所述第一电压补偿值及所述第二电压补偿值,确定母线电压对应的当前电压补偿值。
在本申请技术方案,主要根据母线电压的当前电压值以及定子绕组的当前电阻变化量分别确定第一电压补偿值与第二电压补偿值,再结合第一电压补偿值与第二电压补偿值确定母线电压对应的当前电压补偿值,由此可以使得电机的母线电压补偿更加及时与精确,进一步的增加了电机在运行过程中的稳定性。
在第一方面的一种可能的实现方式中,定子绕组对应的驱动电压包括在第一坐标系中的第一电压分量及第二电压分量,其中,第一坐标系包括第一坐标轴及第二坐标轴,第一坐标轴与第二坐标轴互相正交,第一电压分量是指预设的直流电压分量在第一坐标轴上的电压分量,第二电压分量是指预设的直流电压分量在第二坐标轴上的电压分量,上述在定子绕组对应的驱动电压中增加预设的直流电压分量,包括:
将预设的直流电压分量添加至第一电压分量。
可选的,在第一方面的另一种可能的实现方式中,上述在定子绕组对应的驱动电压中增加预设的直流电压分量,以确定定子绕组的当前电阻变化量,包括:
对预设的直流电压分量进行坐标变换,以将预设的直流电压分量转换至第二坐标系中进行表示,并确定预设的直流电压分量在第三坐标轴上的第三电压分量,其中,第三坐标轴是指第二坐标系中与第一坐标轴对应的坐标轴;
采集定子绕组对应的驱动电流在第一坐标轴上的第一电流分量;
根据第三电压分量与第一电流分量确定定子绕组的当前电阻变化量。
可选的,在第一方面的另一种可能的实现方式中,上述根据第三电压分量与第一电流分量确定定子绕组的当前电阻变化量,包括:
对第一电流分量进行低通滤波,以获取第三坐标轴上的第二电流分量;
根据第三电压分量与第二电流分量,确定定子绕组的当前电阻变化量。
可选的,在第一方面的另一种可能的实现方式中,上述根据当前电阻变化量,确定第二电压补偿值,包括:
根据定子绕组的当前电阻变化量、定子绕组的驱动电流以及定子绕组的电感,确定第二电压补偿值。
可选的,在第一方面的另一种可能的实现方式中,上述根据当前电压值,确定第一电压补偿值,包括:
根据当前电压值与预设的母线电压参考值,确定电压误差信号值;
根据电压误差信号值,确定第一电压补偿值。
可选的,在第一方面的另一种可能的实现方式中,上述根据当前电压值与预设的母线电压参考值,确定电压误差信号值,包括:
根据当前电压值与预设的母线电压参考值,确定电压误差值;
根据电压误差值与预设的比例增益系数,确定比例控制输出值;
根据电压误差值与预设的积分增益系数,确定积分控制输出值;
根据比例控制输出值与积分控制输出值,确定电压误差信号值。
第二方面,本申请实施例提供了一种电机的母线电压补偿装置,包括:采集模块,用于采集母线电压对应的当前电压值;第一确定模块,用于根据所述当前电压值,确定第一电压补偿值;第二确定模块,用于在所述定子绕组对应的驱动电压中增加预设的直流电压分量,以确定所述定子绕组的当前电阻变化量;第三确定模块,用于根据所述当前电阻变化量,确定第二电压补偿值;第四确定模块,用于根据所述第一电压补偿值及所述第二电压补偿值,确定母线电压对应的当前电压补偿值。
在第二方面的一种可能的实现方式中,上述第二确定模块,包括:
添加单元,用于将预设的直流电压分量添加至第一电压分量。
在第二方面的一种可能的实现方式中,上述第二确定模块,还包括:
第一确定单元,用于对预设的直流电压分量进行坐标变换,以将预设的直流电压分量转换至第二坐标系中进行表示,并确定预设的直流电压分量在第三坐标轴上的第三电压分量,其中,第三坐标轴是指第二坐标系中与第一坐标轴对应的坐标轴;
采集单元,用于采集定子绕组对应的驱动电流在第一坐标轴上的第一电流分量;
第二确定单元,用于根据第三电压分量与第一电流分量确定定子绕组的当前电阻变化量。
可选的,在第二方面的另一种可能的实现方式中,上述第二确定单元,具体用于:
对第一电流分量进行低通滤波,以获取第三坐标轴上的第二电流分量;
根据第三电压分量与第二电流分量确定定子绕组的当前电阻变化量。
可选的,在第二方面的另一种可能的实现方式中,上述第三确定模块,包括:
第三确定单元,用于根据定子绕组的当前电阻变化量、定子绕组的驱动电流以及定子绕组的电感,确定第二电压补偿值。
可选的,在第二方面的另一种可能的实现方式中,上述第一确定模块,包括:
第四确定单元,用于根据当前电压值与预设的母线电压参考值,确定电压误差信号值;
第五确定单元,用于根据电压误差信号值,确定第一电压补偿值。
可选的,在第二方面的另一种可能的实现方式中,上述第四确定单元,具体用于:
根据当前电压值与预设的母线电压参考值,确定电压误差值;
根据电压误差值与预设的比例增益系数,确定比例控制输出值;
根据电压误差值与预设的积分增益系数,确定积分控制输出值;
根据比例控制输出值与积分控制输出值,确定电压误差信号值。
第三方面,本申请实施例提供了一种终端设备,包括:存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序,其中,处理器执行计算机程序时实现如前述的电机的母线电压补偿方法。
第四方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,上述计算机程序被处理器执行时实现如前述的电机的母线电压补偿方法。
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是本申请一实施例提供的电机的母线电压补偿方法的流程示意图;
图2是本申请另一实施例提供的电机的母线电压补偿方法的流程示意图;
图3是本申请再一实施例提供的电机的母线电压补偿方法的流程示意图;
图4是本申请又一实施例提供的电机的母线电压补偿方法的流程示意图;
图5是本申请实施例提供的电机的母线电压补偿装置的结构示意图;
图6是本申请实施例提供的终端设备的结构示意图。
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。
下面参考附图对本申请提供的电机的母线电压补偿方法、装置、终端设备及存储介质进行详细描述。
图1示出了本申请实施例提供的一种电机的母线电压补偿方法的流程示意图。
步骤101,采集母线电压对应的当前电压值。
其中,母线电压,可以是指整个电力系统中的电压水平,母线通常用来连接电力系统中的各种设备,如发电机等。
举例来说,可以采用模拟数字转换器采集母线电压对应的当前电压值,具体过程可以为:电压传感器连接到母线上,同时与模拟数字转换器连接,电压传感器会将采集到的母线对应的模拟电压发送至模拟数字转换器中,模拟数字转换器会将模拟电压转换为数值。
在本申请实施例中,可以先对母线当前的电压值进行采集,进而根据当前电压值确定母线电压总补偿值中的一部分电压补偿值。
步骤102,根据当前电压值,确定第一电压补偿值。
其中,第一电压补偿值,可以是指根据当前电压值判断母线电压处于不稳定状态时,需要额外对母线电压进行补偿的电压值。
在本申请实施例中,可以先获取母线电压对应的当前电压值,接着根据当前电压值确定第一电压补偿值,从而对母线电压进行电压补偿。
步骤103,在定子绕组对应的驱动电压中增加预设的直流电压分量,以确定定子绕组的当前电阻变化量。
其中,定子绕组,可以是指电机的一个组成部分,它是安装在电机定子上的一组绝缘导线或线圈,通常环绕在定子铁芯的槽中,定子绕组的主要作用是产生电磁场,并与电机的转子相互作用,从而实现电能到机械能的转换。
其中,预设的直流电压分量,可以是指提前设置的在交流电信号中包含的恒定直流成分。例如,在一个交流电路中,如果在交流信号的基础上叠加了一个恒定的直流电压,那么这个直流电压成分就是直流电压分量。
其中,电阻变化量,可以是指在定子绕组的驱动电压中增加预设的直流电压分量后,电子绕组对应的电阻值产生的变化量。
需要说明的是,因为定子绕组在运行过程中会产生温度升高的情况,一般定子绕组采用的金属材料为铜线,根据金属铜的物理特性,其电阻率变化与温度呈现如下线性关系:
ρ=ρ0(1+αt)
其中ρ0为0℃铜的电阻率,α为铜的平均温度系数:0.0039,T为温度,因此根据上述公式可知,当定子绕组温度升高时,定子绕组对应的电阻变化率也会随之增加,对应的,定子绕组的电阻也会增大,进而导致定子绕组电阻分压增大,所以需要进行母线电压补偿。
在本申请实施例中,可以通过在定子绕组的驱动电压中增加预设的直流电压分量,可以使得定子绕组中的电流产生一个直流分量,进一步的,可以根据欧姆定律,通过测量电流和电压的关系,由此确定定子绕组的当前电阻变化量。
步骤104,根据当前电阻变化量,确定第二电压补偿值。
其中,第二电压补偿值,可以是指由于定子绕组的电阻产生变化导致的母线电压产生变化,此时母线电压产生变化对应的母线电压补偿值。
在本申请实施例中,由于定子绕组的电阻发生变化会导致母线电压产生变化,因此需要通过定子绕组的当前电阻变化量求出母线电压对应的第二电压补偿值,从而对母线电压进行补偿,使电机及其系统稳定运行。
步骤105,根据第一电压补偿值及第二电压补偿值,确定母线电压对应的当前电压补偿值。
其中,当前电压补偿值,可以是指根据第一电压补偿值与第二电压补偿值确定的母线电压当前的总体补偿值。
在本申请实施例中,在获取到根据实时母线电压确定的第一电压补偿值与根据定子绕组的电阻变化量确定的第二电压补偿值后,可以结合第一电压补偿值与第二电压补偿值,确定母线电压当前的总体补偿值,从而使得母线电压的补偿更加及时与准确,增加电机及其系统运行的稳定性。
本申请提供的电机的母线电压补偿方法,通过采集母线电压对应的当前电压值确定第一电压补偿值,然后在定子绕组对应的驱动电压中增加预设的直流电压分量,以确定定子绕组的当前电阻变化量,接着根据当前电阻变化量,确定第二电压补偿值,最后根据第一电压补偿值及第二电压补偿值,确定母线电压对应的当前电压补偿值。由此通过结合第一电压补偿值与第二电压补偿值对母线电压进行补偿,可以使得电机的母线电压补偿更加及时与精确,进一步的增加了电机在运行过程中的稳定性。
在本申请的一种可能的实现形式中,还可以通过对预设的直流电压分量在电机对应的坐标系中进行变化,从而求出定子绕组对应的当前电阻变化量。
下面结合图2,对本申请实施例提供的电机的母线电压补偿方法进行进一步说明。
图2示出了本申请实施例提供的另一种电机的母线电压补偿方法的流程示意图。
步骤201,采集母线电压对应的当前电压值。
步骤202,根据当前电压值,确定第一电压补偿值。
上述步骤201-202的具体实现过程及原理,可以参照上述实施例的详细描述,此处不再赘述。
步骤203,将预设的直流电压分量添加至第一电压分量。
其中,第一电压分量,可以是指定子绕组对应的驱动电压包括在坐标系中的电压分量。
需要说明的是,定子绕组对应的驱动电压包括在第一坐标系中的第一电压分量及第二电压分量,其中,第一坐标系包括第一坐标轴及第二坐标轴,第一坐标轴与第二坐标轴互相正交,第一电压分量是指驱动电压在第一坐标轴上的电压分量,上述第二电压分量是指驱动电压在第二坐标轴上的电压分量。
作为一种可能的实现方式,用来表示第一电压分量的坐标系可以为αβ坐标轴,αβ坐标轴是一种用于描述三相交流系统的坐标系,通常用于控制和分析三相电路中的电压和电流,其中,α轴与β轴互相正交,在使用αβ坐标轴表示定子绕组对应的驱动电压时,第一电压分量可以是指驱动电压在α轴上的电压分量,第二电压分量可以是指驱动电压在β轴上的电压分量,由此,将预设的直流电压分量添加至第一电压分量是将预设的直流电压分量添加至驱动电压在α轴上的电压分量,本申请对此不做限定。
在本申请实施例中,可以将预设的直流电压分量添加至第一电压分量,由此使定子绕组的电阻发生变化,从而为后续获取定子绕组的电阻变化量做准备,同时,使用正交直角坐标系表示驱动电压的电压分量,可以简化电机的控制算法,实现对电机的高效精确控制。
步骤204,对预设的直流电压分量进行坐标变换,以将预设的直流电压分量转换至第二坐标系中进行表示,并确定预设的直流电压分量在第三坐标轴上的第三电压分量。
其中,第三电压分量,可以是指预设的直流电压分量经过坐标变换后在第二坐标系中表示的电压分量。
需要说明的是,第三坐标轴与表示第一电压分量的坐标轴相互重合。
作为一种可能的方式,第二坐标系可以为三相坐标系,即ABC坐标系,在ABC坐标系中,A轴、B轴及C轴之间的夹角为120度,第三坐标轴可以为A轴,结合步骤203中,将预设的直流电压分量添加至第一电压分量,可以表示为将预设的直流电压分量添加至αβ坐标轴中的α轴上,接着根据逆克拉克变换,将预设的直流电压分量表示在ABC坐标系中的A轴、B轴及C轴上,假设预设的直流电压分量为ΔUdc,则直流电压分量为ΔUdc在A轴、B轴及C轴上的电压分量可以表示为:
结合上述表达式可知,因为第三坐标轴为A轴,所以第三电压分量为UA_DC,本申请对此不做限定。
在本申请实施例中,可以将预设的直流电压分量进行坐标变换,将预设的直流电压分量从第一坐标系中转换到第二坐标系中进行表示,由此,可以确定预设的直流电压分量在第二坐标系中的第三坐标轴上的电压分量,即为第三电压分量,进一步的,可以根据第三电压分量、欧姆定律以及第一电流分量确定定子绕组的当前电阻变化量。
步骤205,采集定子绕组对应的驱动电流在第一坐标轴上的第一电流分量。
其中,第一电流分量,可以是指将预设的直流电压分量添加至第一电压分量后,采集的驱动电流在第一坐标轴上的电流分量。
举例来说,当第一坐标轴为αβ坐标轴时,在将预设的直流电压分量添加至表示在α轴上的第一电压分量后,采集表示在α轴上的电流,即为第一电流分量。
在本申请实施例中,在采集到定子绕组对应的驱动电流在第一坐标轴上的第一电流分量后,可以结合第三电压分量、第一电流分量及欧姆定律,确定定子绕组的当前电阻变化量。
步骤206,根据第三电压分量与第一电流分量,确定定子绕组的当前电阻变化量。
在本申请实施例中,在获取到第三电压分量与第一电流分量后,进行欧姆定律的计算,从而获取定子绕组的当前电阻变化量,进一步的,为后续根据当前电阻变化量获取第二电压补偿值完成数据准备。
进一步的,在本申请实施例一种可能的实现方式中,上述步骤206,可以包括:
对第一电流分量进行低通滤波,以获取第三坐标轴上的第二电流分量;
根据第三电压分量与第二电流分量,确定定子绕组的当前电阻变化量。
其中,低通滤波,可以是指允许低频信号通过,而削弱或阻止高频信号的传递,它用于去除高频噪音,保留信号中的基本信息。
举例来说,当第一坐标轴为αβ坐标轴时,第一电流分量可以表示在α轴上,此时对第一电流分量进行低通滤波以及逆克拉克变换,从而可以获取第一电流分量表示在ABC坐标轴中的A轴,即第三坐标轴上的电流分量,此时第三坐标轴上的电流分量为第二电流分量。
需要说明的是,在获取第三坐标轴上对应的第二电流分量以及第三坐标轴上对应的电压分量后,再根据欧姆定律可以计算出定子绕组对应的当前电阻变化量。
在本申请实施例中,需要对第一电流分量进行低通滤波以获取第三坐标轴上的第二电流分量,再结合上述实施例中获取到的第三坐标轴上的第三电压分量,从而确定定子绕组的当前电阻变化量。
步骤207,根据当前电阻变化量,确定第二电压补偿值。
步骤208,根据第一电压补偿值及第二电压补偿值,确定母线电压对应的当前电压补偿值。
上述步骤207-208的具体实现过程及原理,可以参照上述实施例的详细描述,此处不再赘述。
本申请提供的电机的母线电压补偿方法,通过采集母线电压对应的当前电压值确定第一电压补偿值,接着将预设的直流电压分量添加至第一电压分量,然后对预设的直流电压分量进行坐标变换,以将预设的直流电压分量转换至第二坐标系中进行表示,并确定预设的直流电压分量在第三坐标轴上的第三电压分量,接着采集定子绕组对应的驱动电流在第一坐标轴上的第一电流分量,根据第三电压分量与第一电流分量,确定定子绕组的当前电阻变化量,进一步的根据当前电阻变化量,确定第二电压补偿值,最后根据第一电压补偿值及第二电压补偿值,确定母线电压对应的当前电压补偿值。由此,通过添加预设的直流电压分量获取定子绕组的当前电阻变化量,从而获取母线电压的第二补偿值对母线电压进行补偿,由于母线电压的补偿考虑到了电子绕组升温的因素,使得母线电压的补偿方法更加精确,进一步的提升电机工作的稳定性。
在本申请的一种可能的实现形式中,可以根据定子绕组对应的当前电阻变化量对母线电压进行补偿。
下面结合图3,对本申请实施例提供的电机的母线电压补偿方法进行进一步说明。
图3示出了本申请实施例提供的另一种电机的母线电压补偿方法的流程示意图。
步骤301,采集母线电压对应的当前电压值。
步骤302,根据当前电压值,确定第一电压补偿值。
步骤303,在定子绕组对应的驱动电压中增加预设的直流电压分量,以确定定子绕组的当前电阻变化量。
上述步骤301-303的具体实现过程及原理,可以参照上述实施例的详细描述,此处不再赘述。
步骤304,根据定子绕组的当前电阻变化量、定子绕组的驱动电流以及定子绕组的电感,确定第二电压补偿值。
需要说明的是,定子绕组还可以通过dq坐标系表示电流电压的分布情况,进一步的可以根据电子定子电压方程求出定子绕组的补偿电压,即:
由于d轴一般设置电流为0,所以电阻的变化量只影响到了Uq的值,所以根据电阻变化量R、定子绕组的驱动电流iq以及定子绕组的电感Lq,可以确定Uq的值,即第二电压补偿值。
在本申请实施例中,在获取到定子绕组的当前电阻变化量后,再根据定子绕组的驱动电流以及定子绕组的电感,可以确定第二电压补偿值从而对母线电压进行补偿。
步骤305,根据第一电压补偿值及第二电压补偿值,确定母线电压对应的当前电压补偿值。
上述步骤305的具体实现过程及原理,可以参照上述实施例的详细描述,此处不再赘述。
本申请提供的电机的母线电压补偿方法,首先采集母线电压对应的当前电压值用于确定第一电压补偿值,接着在定子绕组对应的驱动电压中增加预设的直流电压分量,以确定定子绕组的当前电阻变化量,然后根据定子绕组的当前电阻变化量、定子绕组的驱动电流以及定子绕组的电感,确定第二电压补偿值,最后根据第一电压补偿值及第二电压补偿值,确定母线电压对应的当前电压补偿值。由此,通过计算定子绕组的当前变化量,求出第二电压补偿值,对母线电压进行补偿,从而增强了母线电压补偿的准确性,提升了电机运行的稳定性。
在本申请的一种可能的实现形式中,还可以通过对母线电压进行实时采集,从而确定第一电压补偿值。
下面结合图4,对本申请实施例提供的电机的母线电压补偿方法进行进一步说明。
图4示出了本申请实施例提供的另一种电机的母线电压补偿方法的流程示意图。
步骤401,采集母线电压对应的当前电压值。
上述步骤401的具体实现过程及原理,可以参照上述实施例的详细描述,此处不再赘述。
步骤402,根据当前电压值与预设的母线电压参考值,确定电压误差信号值。
其中,预设的母线电压参考值,可以是指提前预设的,根据母线电压处于稳定状态下的平均值设定的一个固定的,用于参考的电压数值。
其中,电压误差信号值,可以是指母线电压对应的当前电压值与预设的母线电压参考值通过计算获得的数值,用于确定第一电压补偿值。
在本申请实施例中,可以根据预设的母线电压参考值以及母线电压对应的当前电压值进行计算,从而获取电压误差信号值。
进一步的,在本申请实施例一种可能的实现方式中,上述步骤402,可以包括:
根据当前电压值与预设的母线电压参考值,确定电压误差值;
根据电压误差值与预设的比例增益系数,确定比例控制输出值;
根据电压误差值与预设的积分增益系数,确定积分控制输出值;
根据比例控制输出值与积分控制输出值,确定电压误差信号值。
其中,电压误差值,可以是指当前电压值与预设的母线电压参考值之间的差值,表示为e(t)。
其中,比例控制输出值,可以表示为:
p(t)=kp×e(t)
在上述公式中,kp为比例增益系数,用于控制比例控制的强度。
其中,积分控制输出值,可以表示为:
I(t)=ki0 te(τ)dτ
在上述公式中,ki为积分增益系数,用于控制积分控制的强度。
需要说明的是,根据比例控制输出值和比例控制输出值相加,可以获取最终的控制输出u(t),即电压误差信号值:
u(t)=p(t)+I(t)
在本申请实施例中,可以通过当前电压值与预设的母线电压参考值,确定电压误差值,再根据比例积分控制,获取电压误差信号值。
步骤403,根据电压误差信号值,确定第一电压补偿值。
在本申请实施例中,在获取到电压误差信号值后,确定第一电压补偿值,从而可以对因母线电压纹波而产生的母线电压波动进行电压补偿。
步骤404,在定子绕组对应的驱动电压中增加预设的直流电压分量,以确定定子绕组的当前电阻变化量。
步骤405,根据当前电阻变化量,确定第二电压补偿值。
步骤406,根据第一电压补偿值及第二电压补偿值,确定母线电压对应的当前电压补偿值。
上述步骤404-406的具体实现过程及原理,可以参照上述实施例的详细描述,此处不再赘述。
本申请提供的电机的母线电压补偿方法,首先采集母线电压对应的当前电压值,根据当前电压值与预设的母线电压参考值,确定电压误差信号值,再根据电压误差信号值,确定第一电压补偿值,接着在定子绕组对应的驱动电压中增加预设的直流电压分量,以确定定子绕组的当前电阻变化量,根据当前电阻变化量,确定第二电压补偿值,最后根据第一电压补偿值及第二电压补偿值,确定母线电压对应的当前电压补偿值,由此,通过采集母线电压的当前值确定第一电压补偿值,对母线电压进行补偿,提升了母线电压补偿的及时性,进一步的提升了电机运行的稳定性。
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,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
对应于上文实施例的电机的母线电压补偿方法,图5示出了本申请实施例提供的电机的母线电压补偿装置的结构框图,为了便于说明,仅示出了与本申请实施例相关的部分。
参照图5,该装置500包括:
采集模块501,用于采集母线电压对应的当前电压值;
第一确定模块502,用于根据当前电压值,确定第一电压补偿值;
第二确定模块503,用于在定子绕组对应的驱动电压中增加预设的直流电压分量,以确定定子绕组的当前电阻变化量;
第三确定模块504,用于根据当前电阻变化量,确定第二电压补偿值;
第四确定模块505,用于根据第一电压补偿值及第二电压补偿值,确定母线电压对应的当前电压补偿值。
在实际使用时,本申请实施例提供的电机的母线电压补偿装置,可以被配置在任意终端设备中,以执行前述电机的母线电压补偿方法。
本申请提供的母线电压补偿装置,通过采集母线电压对应的当前电压值确定第一电压补偿值,然后在定子绕组对应的驱动电压中增加预设的直流电压分量,以确定定子绕组的当前电阻变化量,接着根据当前电阻变化量,确定第二电压补偿值,最后根据第一电压补偿值及第二电压补偿值,确定母线电压对应的当前电压补偿值。由此通过结合第一电压补偿值与第二电压补偿值对母线电压进行补偿,可以使得电机的母线电压补偿更加及时与精确,进一步的增加了电机在运行过程中的稳定性。
在本申请实施例的一种可能的实现方式中,上述第二确定模块503,包括:
添加单元,用于将预设的直流电压分量添加至第一电压分量。
进一步的,在本申请实施例的一种可能的实现方式中,上述第二确定模块503,还包括:
第一确定单元,用于对预设的直流电压分量进行坐标变换,以将预设的直流电压分量转换至第二坐标系中进行表示,并确定预设的直流电压分量在第三坐标轴上的第三电压分量,其中,第三坐标轴是指第二坐标系中与第一坐标轴对应的坐标轴;
采集单元,用于采集定子绕组对应的驱动电流在第一坐标轴上的第一电流分量;
第二确定单元,用于根据第三电压分量与第一电流分量确定定子绕组的当前电阻变化量。
进一步的,在本申请实施例的又一种可能的实现方式中,上述第二确定单元,具体用于:
对第一电流分量进行低通滤波,以获取第三坐标轴上的第二电流分量;
根据第三电压分量与第二电流分量确定定子绕组的当前电阻变化量。
进一步的,在本申请实施例的又一种可能的实现方式中,上述第三确定模块504,包括:
第三确定单元,用于根据定子绕组的当前电阻变化量、定子绕组的驱动电流以及定子绕组的电感,确定第二电压补偿值。
进一步的,在本申请实施例的又一种可能的实现方式中,上述第一确定模块502,包括:
第四确定单元,用于根据当前电压值与预设的母线电压参考值,确定电压误差信号值;
第五确定单元,用于根据电压误差信号值,确定第一电压补偿值。
进一步的,在本申请实施例的又一种可能的实现方式中,上述第四确定单元,具体用于:
根据当前电压值与预设的母线电压参考值,确定电压误差值;
根据电压误差值与预设的比例增益系数,确定比例控制输出值;
根据电压误差值与预设的积分增益系数,确定积分控制输出值;
根据比例控制输出值与积分控制输出值,确定电压误差信号值。
需要说明的是,上述装置/单元之间的信息交互、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。
为了实现上述实施例,本申请还提出一种终端设备。
图6为本申请一个实施例的终端设备的结构示意图。
如图6所示,上述终端设备200包括:
存储器210及至少一个处理器220,连接不同组件(包括存储器210和处理器220)的总线230,存储器210存储有计算机程序,当处理器220执行所述程序时实现本申请实施例所述的电机的母线电压补偿方法。
总线230表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储器总线或者存储器控制器,外围总线,图形加速端口,处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说,这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线,微通道体系结构(MAC)总线,增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
终端设备200典型地包括多种电子设备可读介质。这些介质可以是任何能够被终端设备200访问的可用介质,包括易失性和非易失性介质,可移动的和不可移动的介质。
存储器210还可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质,例如随机存取存储器(RAM)240和/或高速缓存存储器250。终端设备200可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例,存储系统260可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图6未显示,通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图6中未示出,可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器,以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下,每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线230相连。存储器210可以包括至少一个程序产品,该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块,这些程序模块被配置以执行本申请各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块270的程序/实用工具280,可以存储在例如存储器210中,这样的程序模块270包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块270通常执行本申请所描述的实施例中的功能和/或方法。
终端设备200也可以与一个或多个外部设备290(例如键盘、指向设备、显示器291等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该终端设备200交互的设备通信,和/或与使得该终端设备200能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡,调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口292进行。并且,终端设备200还可以通过网络适配器293与一个或者多个网络(例如局域网(LAN),广域网(WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图所示,网络适配器293通过总线230与终端设备200的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合终端设备200使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理器220通过运行存储在存储器210中的程序,从而执行各种功能应用以及数据处理。
需要说明的是,本实施例的终端设备的实施过程和技术原理参见前述对本申请实施例的电机的母线电压补偿方法的解释说明,此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,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终端设备上运行时,使得终端设备执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
所述集成的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,所述的计算机程序可存储于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拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory,RAM)、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。在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。
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/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。
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)

1.一种电机的母线电压补偿方法,其特征在于,所述电机包括定子绕组,所述方法包括:
采集母线电压对应的当前电压值;
根据所述当前电压值,确定第一电压补偿值;
在所述定子绕组对应的驱动电压中增加预设的直流电压分量,以确定所述定子绕组的当前电阻变化量;
根据所述当前电阻变化量,确定第二电压补偿值;
根据所述第一电压补偿值及所述第二电压补偿值,确定母线电压对应的当前电压补偿值。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述定子绕组对应的驱动电压包括在第一坐标系中的第一电压分量及第二电压分量,其中,所述第一坐标系包括第一坐标轴及第二坐标轴,所述第一坐标轴与所述第二坐标轴互相正交,所述第一电压分量是指所述驱动电压在所述第一坐标轴上的电压分量,所述第二电压分量是指所述驱动电压在所述第二坐标轴上的电压分量,所述在所述定子绕组对应的驱动电压中增加预设的直流电压分量,包括:
将所述预设的直流电压分量添加至所述第一电压分量。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述在所述定子绕组对应的驱动电压中增加预设的直流电压分量,以确定所述定子绕组的当前电阻变化量,包括:
对所述预设的直流电压分量进行坐标变换,以将所述预设的直流电压分量转换至第二坐标系中进行表示,并确定所述预设的直流电压分量在第三坐标轴上的第三电压分量,其中,所述第三坐标轴是指所述第二坐标系中与所述第一坐标轴对应的坐标轴;
采集所述定子绕组对应的驱动电流在所述第一坐标轴上的第一电流分量;
根据所述第三电压分量与所述第一电流分量确定所述定子绕组的当前电阻变化量。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述第三电压分量与所述第一电流分量确定所述定子绕组的当前电阻变化量,包括:
对所述第一电流分量进行低通滤波,以获取所述第三坐标轴上的第二电流分量;
根据所述第三电压分量与所述第二电流分量,确定所述定子绕组的当前电阻变化量。
5.如权利要求1-4任一所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前电阻变化量,确定第二电压补偿值,包括:
根据所述定子绕组的当前电阻变化量、所述定子绕组的驱动电流以及所述定子绕组的电感,确定所述第二电压补偿值。
6.如权利要求1-4任一所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前电压值,确定第一电压补偿值,包括:
根据所述当前电压值与预设的母线电压参考值,确定电压误差信号值;
根据所述电压误差信号值,确定所述第一电压补偿值。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前电压值与预设的母线电压参考值,确定电压误差信号值,包括:
根据所述当前电压值与所述预设的母线电压参考值,确定电压误差值;
根据所述电压误差值与预设的比例增益系数,确定比例控制输出值;
根据所述电压误差值与预设的积分增益系数,确定积分控制输出值;
根据所述比例控制输出值与所述积分控制输出值,确定所述电压误差信号值。
8.一种电机的母线电压补偿装置,其特征在于,所述电机包括定子绕组,所述装置包括:
采集模块,用于采集母线电压对应的当前电压值;
第一确定模块,用于根据所述当前电压值,确定第一电压补偿值;
第二确定模块,用于在所述定子绕组对应的驱动电压中增加预设的直流电压分量,以确定所述定子绕组的当前电阻变化量;
第三确定模块,用于根据所述当前电阻变化量,确定第二电压补偿值;
第四确定模块,用于根据所述第一电压补偿值及所述第二电压补偿值,确定母线电压对应的当前电压补偿值。
9.一种终端设备,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7任一项所述的方法。
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,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7中任一项所述的方法。
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