基于單電流傳感器的三相電流重構(gòu)方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于單電流傳感器的三相電流重構(gòu) 方法以及一種基于單電流傳感器的三相電流重構(gòu)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 基于單電流傳感器的電流重構(gòu)技術(shù)因其高性價(jià)比而在家電行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。 通過單個(gè)電流傳感器檢測(cè)直流母線電流，并結(jié)合PWM脈寬調(diào)制就可以重構(gòu)出電機(jī)三相相電 流，達(dá)到電機(jī)矢量控制的電流反饋要求。
[0003] 相關(guān)的單電流傳感器電流重構(gòu)技術(shù)在低調(diào)制區(qū)（輸出電壓幅值很?。┖筒豢捎^測(cè) 區(qū)(輸出電壓矢量接近基本矢量)需要對(duì)PWM波形進(jìn)行移相，以準(zhǔn)確地檢測(cè)出直流母線電流。 但是，相關(guān)技術(shù)的PWM移相方法只考慮一相移動(dòng)或者兩相移動(dòng)，無法適用于三相調(diào)制，無法 準(zhǔn)確地重構(gòu)出三相相電流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的 一個(gè)目的在于提出一種基于單電流傳感器的三相電流重構(gòu)方法，該方法可準(zhǔn)確地重構(gòu)出三 相相電流。
[0005] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種基于單電流傳感器的三相電流重構(gòu)裝置。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面實(shí)施例提出了一種基于單電流傳感器的三相電流 重構(gòu)方法，所述單電流傳感器用于檢測(cè)直流母線電流，所述方法包括以下步驟:在當(dāng)前PWM 周期對(duì)電機(jī)進(jìn)行矢量控制以獲得三相輸出電壓，并根據(jù)電壓調(diào)制算法對(duì)所述三相輸出電壓 進(jìn)行調(diào)制以獲得當(dāng)前PWM周期的下行半周期的PWM波形對(duì)應(yīng)的三相比較點(diǎn)時(shí)間;根據(jù)預(yù)設(shè)的 窄脈寬限制閾值對(duì)所述當(dāng)前PWM周期的下行半周期的PWM波形對(duì)應(yīng)的三相比較點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行 窄脈寬限制，并根據(jù)電流采樣窗口時(shí)間對(duì)窄脈寬限制后的三相比較點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行移相處 理以獲得三相上行比較點(diǎn)時(shí)間和三相下行比較點(diǎn)時(shí)間；根據(jù)所述三相上行比較點(diǎn)時(shí)間和三 相下行比較點(diǎn)時(shí)間輸出下一 PWM周期的PffM波形，并根據(jù)所述三相下行比較點(diǎn)時(shí)間獲取所述 下一 PffM周期的第一 AD采樣觸發(fā)時(shí)刻和第二AD采樣觸發(fā)時(shí)刻;在所述下一 PffM周期根據(jù)所述 第一 AD采樣觸發(fā)時(shí)刻和所述第二AD采樣觸發(fā)時(shí)刻對(duì)應(yīng)讀取第一直流母線采樣電流和第二 直流母線采樣電流，并根據(jù)所述第一直流母線采樣電流和第二直流母線采樣電流重構(gòu)所述 電機(jī)的三相電流。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的基于單電流傳感器的三相電流重構(gòu)方法，首先在當(dāng)前 PffM周期對(duì)電機(jī)進(jìn)行矢量控制以獲得三相輸出電壓，并根據(jù)電壓調(diào)制算法對(duì)三相輸出電壓 進(jìn)行調(diào)制以獲得當(dāng)前PWM周期的下行半周期的PWM波形對(duì)應(yīng)的三相比較點(diǎn)時(shí)間，其次根據(jù)預(yù) 設(shè)的窄脈寬限制閾值對(duì)當(dāng)前PWM周期的下行半周期的PWM波形對(duì)應(yīng)的三相比較點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行 窄脈寬限制，并根據(jù)電流采樣窗口時(shí)間對(duì)窄脈寬限制后的三相比較點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行移相處 理以獲得三相上行比較點(diǎn)時(shí)間和三相下行比較點(diǎn)時(shí)間，然后根據(jù)三相上行比較點(diǎn)時(shí)間和三 相下行比較點(diǎn)時(shí)間輸出下一 PWM周期的PWM波形，并根據(jù)三相下行比較點(diǎn)時(shí)間獲取下一 PWM 周期的第一AD米樣觸發(fā)時(shí)刻和第二AD米樣觸發(fā)時(shí)刻，最后在下一PWM周期根據(jù)第一AD米樣 觸發(fā)時(shí)刻和第二AD采樣觸發(fā)時(shí)刻對(duì)應(yīng)讀取第一直流母線采樣電流和第二直流母線采樣電 流，并根據(jù)第一直流母線采樣電流和第二直流母線采樣電流重構(gòu)電機(jī)的三相電流。由此，該 方法可在多種調(diào)制算法例如三相調(diào)制、兩相調(diào)制中對(duì)PWM波形進(jìn)行移相處理，進(jìn)而通過單電 流傳感器準(zhǔn)確地重構(gòu)出電機(jī)三相相電流，并且通過窄脈寬限制可減小功率開關(guān)管的開關(guān)損 耗。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)PffM周期的下行半周期的PffM波形對(duì)應(yīng)的三相比較 點(diǎn)時(shí)間包括最大相比較點(diǎn)時(shí)間Tmax、中間相比較點(diǎn)時(shí)間Tmid和最小相比較點(diǎn)時(shí)間Tmin，其 中，Tmax > Tmid > Tmin。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述根據(jù)預(yù)設(shè)的窄脈寬限制閾值對(duì)所述當(dāng)前PWM周期 的下行半周期的PWM波形對(duì)應(yīng)的三相比較點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行窄脈寬限制，包括：當(dāng)TmaxXTs-Tm)/ 2時(shí)，將所述當(dāng)前PWM周期的下行半周期的PffM波形對(duì)應(yīng)的三相比較點(diǎn)時(shí)間中的最大相比較 點(diǎn)時(shí)間Tmax限制為Ts/2，其中，Ts為所述PffM周期，Tm為所述預(yù)設(shè)的窄脈寬限制閾值；當(dāng)Tmin < Tm/2時(shí)，將所述當(dāng)前PffM周期的下行半周期的PffM波形對(duì)應(yīng)的三相比較點(diǎn)時(shí)間中的最小相 比較點(diǎn)時(shí)間Tmin限制為0。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述根據(jù)電流采樣窗口時(shí)間對(duì)窄脈寬限制后的三相比 較點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行PWM移相處理以獲得三相上行比較點(diǎn)時(shí)間和三相下行比較點(diǎn)時(shí)間，包括：當(dāng) (Tmax-TmidXTw時(shí)，對(duì)所述窄脈寬限制后的三相比較點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行最大相移相處理，并在最 大相移相處理之后進(jìn)行最小相移相處理，以及在最小相移相處理之后計(jì)算所述三相上行比 較點(diǎn)時(shí)間和三相下行比較點(diǎn)時(shí)間，其中，Tw為所述電流采樣窗口時(shí)間；當(dāng)（Tmax-Tmid) 2 Tw 且(Tmid-TminXTw時(shí)，對(duì)所述窄脈寬限制后的三相比較點(diǎn)時(shí)間直接進(jìn)行最小相移相處理， 并在最小相移相處理之后計(jì)算所述三相上行比較點(diǎn)時(shí)間和三相下行比較點(diǎn)時(shí)間；當(dāng)（Tmax-Tmid) 2 Tw且(Tmid-Tmin) 2 Tw時(shí)，直接計(jì)算所述三相上行比較點(diǎn)時(shí)間和三相下行比較點(diǎn)時(shí) 間。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)所述窄脈寬限制后的三相比較點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行最大相移 相處理時(shí)，如果(Tmid+Tw) 2 Ts/2,則設(shè)置5max= (Ts/2-Tmax)，并設(shè)置δη?(1 = δη?η= (Ts/2-Tw-Tmin)，其中，Tw為所述電流采樣窗口時(shí)間，Ts為所述P麗周期，5max為最大相移相量，δ 1111(1為中間相移相量，5111；[11為最小相移相量；如果(1'111丨(1+1￥)<^8/2，則設(shè)置511^=(1'11^(1+ Tw-Tmax)，并設(shè)置3mid = 3min = 00
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)所述窄脈寬限制后的三相比較點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行最小相移 相處理時(shí)，如果(Tmin-Tw) < 0，則設(shè)置3max = 3max+Tw-Tmin，并設(shè)置3mid = 3mid+Tw_Tmin， 以及設(shè)置3min = 5min-Tmin，其中，Tw為所述電流采樣窗口時(shí)間，5max為最大相移相量，5mid 為中間相移相量，δπ?η為最小相移相量；如果（Tmin-Tw) >0，則設(shè)置δπ?η = δπ?η - (Tw-Tmin)，并保持5max和Smid不變。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，PffM周期的下行半周期的PffM波形對(duì)應(yīng)的三相比較點(diǎn)時(shí) 間根據(jù)以下公式計(jì)算所述三相上行比較點(diǎn)時(shí)間和三相下行比較點(diǎn)時(shí)間：Tmax_down = Tmax+ 5max，Tmid_down = Tmid+5mid，Tmin_down = Tmin+5min，其中，Tmax_down、Tmid_down和 Tmin_down分別為所述三相下行比較點(diǎn)時(shí)間中的最大相下行比較點(diǎn)時(shí)間、中間相下行比較 點(diǎn)時(shí)間和最小相下行比較點(diǎn)時(shí)間，Tmax、Tmid和Tmin分別為移相前的最大相下行比較點(diǎn)時(shí) 間、中間相下行比較點(diǎn)時(shí)間和最小相下行比較點(diǎn)時(shí)間；Tmax_up = Tmax X 2-Tmax_down， Tmid_up = Tmid X 2-Tmid_down，Tmin_up = Tmax X 2-Tmin_down，其中，Tmax_up、Tmid_up和 Tmin_up分別為所述三相上行比較點(diǎn)時(shí)間中的最大相上行比較點(diǎn)時(shí)間、中間相上行比較點(diǎn) 時(shí)間和最小相上行比較點(diǎn)時(shí)間。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在獲得所述三相上行比較點(diǎn)時(shí)間之后，還對(duì)所述三相 上行比較點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行限幅處理。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述電壓調(diào)制算法為三相調(diào)制算法、最小相兩相調(diào)制 算法、最大相兩相調(diào)制算法和最大最小相兩相調(diào)制算法中的任意一種。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述電流采樣窗口時(shí)間為直流母線電流信號(hào)上升穩(wěn)定 時(shí)間與AD米樣時(shí)米樣轉(zhuǎn)換時(shí)間之和。
[0017] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明另一方面實(shí)施例提出了一種基于單電流傳感器的三相電 流重構(gòu)裝置，所述單電流傳感器用于檢測(cè)直流母線電流，所述裝置包括：電壓調(diào)制模塊，用 于根據(jù)電壓調(diào)制算法對(duì)三相輸出電壓進(jìn)行調(diào)制以獲得當(dāng)前PWM周期的上行半周期的PWM波 形對(duì)應(yīng)的三相比較點(diǎn)時(shí)間，其中，所述三相輸出電壓根據(jù)當(dāng)前PWM周期對(duì)電機(jī)進(jìn)行矢量控制 獲得;PWM移相模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的窄脈寬限制閾值對(duì)所述當(dāng)前PffM周期的上行半周期的 PWM波形對(duì)應(yīng)的三相比較點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行窄脈寬限制，并根據(jù)電流采樣窗口時(shí)間對(duì)窄脈寬限制 后的三相比較點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行PWM移相處理以獲得三相上行比較點(diǎn)時(shí)間和三相下行比較點(diǎn)時(shí) 間；Pmi輸出模塊，用于根據(jù)所述三相上行比較點(diǎn)時(shí)間和三相下行比較點(diǎn)時(shí)間輸出下一 PWM 周期的PWM波形;AD采樣觸發(fā)時(shí)刻獲取模塊，用于根據(jù)所述三相上行比較點(diǎn)時(shí)間獲取所述下 一 PffM周期的第一 AD采樣觸發(fā)時(shí)刻和第二AD采樣觸發(fā)時(shí)刻;三相電流重構(gòu)模塊，用于在所述 下一 PffM周期根據(jù)所述第一 AD采樣觸發(fā)時(shí)刻和所述第二AD采樣觸發(fā)時(shí)刻對(duì)應(yīng)讀取第一直流 母線采樣電流和第二直流母線采樣電流，并根據(jù)所述第一直流母線采樣電流和第二直流母 線米樣電流重構(gòu)所述電機(jī)的二相電流。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的基于單電流傳感器的三相電流重構(gòu)裝置，首先電壓調(diào)制 模塊根據(jù)電壓調(diào)制算法對(duì)三相輸出電壓進(jìn)行調(diào)制以獲得當(dāng)前PWM周期的下行半周期的PWM 波形對(duì)應(yīng)的三相比較點(diǎn)時(shí)間，其次PWM移相模塊根據(jù)預(yù)設(shè)的窄脈寬限制閾值對(duì)當(dāng)前PffM周期 的下行半周期的PWM波形對(duì)應(yīng)的三相比較點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行窄脈寬限制，并根據(jù)電流采樣窗口時(shí) 間對(duì)窄脈寬限制后的三相比較點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行PWM移相處理以獲得三相上行比較點(diǎn)時(shí)間和三相 下行比較點(diǎn)時(shí)間，然后ΠΜ輸出模塊根據(jù)三相上行比較點(diǎn)時(shí)間和三相下行比較點(diǎn)時(shí)間輸出 下一 P麗周期的P麗波形，AD采樣觸發(fā)時(shí)刻獲取模塊根據(jù)三相下行比較點(diǎn)時(shí)間獲取下一 P麗 周期的第一 AD采樣觸發(fā)時(shí)刻和第二AD采樣觸發(fā)時(shí)刻，最后三相電流重構(gòu)模塊在下一 PWM周 期根據(jù)第一 AD采樣觸發(fā)時(shí)刻和第二AD采樣觸發(fā)時(shí)刻對(duì)應(yīng)讀取第一直流母線采樣電流和第 二直流母線采樣電流，并根據(jù)第一直流母線采樣電流和第二直流母線采樣電流重構(gòu)電機(jī)的 三相電流。由此，該裝置可在多種調(diào)制算法例如三相調(diào)制、兩相調(diào)制中對(duì)ΠΜ波形進(jìn)行移相 處理，進(jìn)而通過單電流傳感器準(zhǔn)確地重構(gòu)出電機(jī)三相相電流，并且通過窄脈寬限制可減小 功率開關(guān)管的開關(guān)損耗。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)PffM周期的下行半周期的PffM波形對(duì)應(yīng)的三相比較 點(diǎn)時(shí)間包括最大相比較點(diǎn)時(shí)間Tmax、中間相比較點(diǎn)時(shí)間Tmid和最小相比較點(diǎn)時(shí)間Tmin，其 中，Tmax > Tmid > Tmin。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述PWM移相模塊根據(jù)所述預(yù)設(shè)的窄脈寬限制閾值對(duì) 所述當(dāng)前PWM周期的下行半周期的PWM波形對(duì)應(yīng)的三相比較點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行窄脈寬限制時(shí)，其 中，當(dāng)Tmax>(Ts-Tm)/2時(shí)，所述HVM移相模塊將所述當(dāng)前HVM周期的下行半周期的HVM波形