电机设备、控制系统及其工作电压的检测方法和装置与流程

1.本发明涉及永磁同步电机控制技术领域，特别涉及一种开绕组电机工作电压的检测方法、开绕组电机工作电压的检测装置、电机控制系统及电机设备。


背景技术：

2.现有开绕组电机采用双逆变器进行驱动，理论上可给电机施加2倍的高电压，以扩大电机的运行范围。但现有技术中的并双逆变器电机驱动电路需要辅助使用零相电流抑制控制方式，以控制使得双逆变器的其中性点电位和双逆变器输出至电机的电压，更加精准。这种驱动方式，理论上可给电机施加相当于原来单逆变器驱动时2倍的高电压，以扩大电机的运行范围。
3.但是，实际上，双逆变器施加给电机的电压能具体达到多少倍，目前，还没有检测方法来检测出其具体输出倍数，因而在实际控制时，只能保守的按照推测的倍数，例如通常以单逆变器驱动时的1.6倍的输出倍数去设置算法以控制电机工作。显然，由于无法实际知晓其倍数具体为多少，在逆变器实际输出电压与算法中设定倍数不匹配时，不仅会使电机转速、转矩等多方面达不到预设的控制效果，甚至还会降低转速、电机电流的振动等方面控制效果。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提供一种开绕组电机工作电压的检测方法，旨在解决由于未知双逆变器的输出电压范围，而影响开绕组电机控制效果的问题。
5.为实现上述目的，本发明提出一种开绕组电机工作电压的检测方法。所述开绕组电机工作电压的检测方法包括以下步骤：
6.获取开绕组电机运行时的零相电压，以及获取输出至逆变器三相驱动电压中任一相的驱动电压；
7.根据零相电压和输出至逆变器三相驱动电压中任一相的驱动电压确定开绕组电机的相电压；以及
8.根据所述开绕组电机的相电压和预设的相电压计算出所述开绕组电机的工作电压。
9.可选地，所述根据零相电压和输出至逆变器三相驱动电压中任一相的驱动电压确定开绕组电机的相电压的步骤包括：
10.确定零相电压的第一振幅幅值和第一相位角，以及确定输出至逆变器三相驱动电压中任一相的驱动电压的第二振幅幅值和第二相位角；
11.根据第二振幅幅值和第二相位角确定第二振幅值的最大值，以及确定逆变器输出至三相绕组的任一相驱动电压的第三相位角；以及
12.根据第一振幅幅值、第二振幅幅值的最大值、第三相位角和第一预设公式计算得到开绕组电机的相电压，所述第一预设公式为vdc-1＝m_α
·
(vdc-vz_amp)
·
sin(θ+nπ)；
13.其中，vz_amp为第一振幅幅值，vdc为第二振幅幅值的最大值，θ为第三相位角，m_α从0至1中选取，nπ为各相电压的初始相位角。
14.可选地，所述根据所述开绕组电机的相电压和预设的相电压计算出所述开绕组电机的工作电压的步骤具体为：
15.将开绕组电机的相电压、预设的相电压以及第二预设公式进行运算，以计算得到所述开绕组电机的工作电压，所述第二预设公式为：(m_a
·
(vdc-vz_amp)
·
sin(θ+nπ))/(m_a
·
(vdc/2)
·
sin(θ+nπ))。
16.可选地，在所述根据所述开绕组电机的相电压和预设的相电压计算出所述开绕组电机的工作电压的步骤之后，所述开绕组电机工作电压的检测方法还包括：
17.获取在所述m_a
·
(vdc-vz_amp)
·
sin(θ+nπ)中m_α取1和sin(θ+nπ)取1以及在所述m_a
·
(vdc/2)
·
sin(θ+nπ)中m_α取和sin(θ+nπ)取1时的所述开绕组电机的工作电压，并将该工作电压配置为所述开绕组电机的上限工作电压。
18.可选地，所述确定零相电压的第一振幅幅值和第一相位角的步骤包括：
19.将零相电压代入第三预设公式以计算确定零相电压的第一振幅幅值和第一相位角，所述第三预设公式为：vz＝bsin(nωt-α)，所述为vz零相电压，所述b为第一振幅幅值，所述nωt-α为第一相位角，所述α为相位差，n为三相电流中谐波分量的次数，ωt为开绕组电机的电角度。
20.可选地，所述预设的相电压为三相绕组采用星型连接或者三角形连接的电机采用与所述开绕组电机相同参数情况下测得的相电压。
21.可选地，执行所述获取开绕组电机运行时的零相电压，以及获取输出至逆变器三相驱动电压中任一相的驱动电压的步骤之前，所述开绕组电机工作电压的检测方法方法还包括：
22.配置一电机的三相绕组采用星型连接，且采用与所述开绕组电机相同参数控制电机运行；以及
23.获取该电机在运行时，其三相绕组任意一相的相电压，vdc-2＝m_α
·
(vdc/2)
·
sin(θ+nπ)，并将该相电压配置为预设的相电压；
24.其中，vdc-2为三相绕组任意一相的相电压，m_α从0至1中选取，nπ为各相电压的初始相位角。
25.可选地，所述获取开绕组电机运行所需的零相电压的步骤包括：
26.获取驱动开绕组电机运行的三相电流iu、iv和iw；
27.将三相电流iu、iv和iw代入以下公式：iz＝(iu+iv+iw)/3计算得到开绕组电机运行时的零相电流；以及
28.根据零相电流计算得到零相电压。
29.本发明还提出一种开绕组电机工作电压的检测装置，所述开绕组电机工作电压的检测装置包括：
30.存储器；
31.处理器；以及
32.存储在存储器上并可在处理器上运行的开绕组电机的检测程序，所述处理器执行
所述开绕组电机的检测程序时实现如上所述的开绕组电机工作电压的检测方法。
33.本发明还提出一种电机控制系统，所述电机控制系统包括：
34.采样单元，用于对开绕组电机进行采样，并输出相应的采样信号；
35.逆变单元，用于将接入的直流电经逆变变换为交流电后输出至所述电机，以驱动所述开绕组电机工作；以及
36.主控单元，所述主控单元包括如上所述的开绕组电机工作电压的检测装置，所述主控单元分别与所述采样单元及所述逆变单元连接；所述主控单元用于根据获取的所述开绕组电机工作电压的上限值生成相应的电机控制参数，以驱动所述逆变单元控制开绕组电机运行。
37.可选地，所述主控单元还包括：
38.零相电流纹波抑制器，用于根据采样单元输出的采样信号获取开绕组电机运行时的零相电压并输出；以及
39.单相锁相环，用于接收所述零相电流纹波抑制器输出的零相电压，以获取第一振幅幅值和第一相位角，并将所述第一振幅幅值和所述第一相位角输出至所述开绕组电机工作电压的检测装置。
40.本发明还提出一种电机设备，所述电机设备包括开绕组电机及如上所述的电机控制系统；
41.所述开绕组电机的三相受控端与所述电机控制系统的三相输出端连接。
42.本发明开绕组电机工作电压的检测方法通过获取开绕组电机运行时的零相电压，以及获取输出至逆变器三相驱动电压中任一相的驱动电压；并根据零相电压和输出至逆变器三相驱动电压中任一相的驱动电压确定开绕组电机的相电压；以及根据所述开绕组电机的相电压和预设的相电压计算出所述开绕组电机的工作电压。本发明可在控制开绕组电机运行之前，提前获取开绕组电机运行的工作电压范围以及逆变器输出至开绕组电机的三相电压的电压范围，进而可使本领域技术人员根据上述范围配置主控单元中用于控制开绕组电机运行的相关算法，以使逆变器的输出电压时刻处于上述范围之中，避免了逆变器输出范围之外的输出电压，从而解决了由于未知双逆变器的输出电压范围，而影响开绕组电机控制效果的问题。
附图说明
43.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。
44.图1为本发明开绕组电机工作电压的检测方法一实施例的流程示意图；
45.图2为图1中步骤s200另一实施例的流程示意图；
46.图3为本发明开绕组电机工作电压的检测方法另一实施例的流程示意图；
47.图4为图2中步骤s210另一实施例的流程示意图；
48.图5为本发明开绕组电机工作电压的检测方法另一实施例的流程示意图；
49.图6为本发明开绕组电机工作电压的检测方法另一实施例的流程示意图；
50.图7为本发明开绕组电机工作电压的检测装置一实施例硬件运行环境的结构示意图；
51.图8为本发明电机设备一实施例的硬件结构示意图；
52.图9为图8中零相电流纹波抑制器一实施例的硬件结构示意图；
53.图10为在开绕组电机的工作电压波动最大的情况下，本发明开绕组电机工作电压的检测装置输出的三相驱动电压中任一相驱动电压的波形结构示意图。
54.附图标号说明：
55.标号名称标号名称101存储器30主控单元102处理器31零相电流纹波抑制器103通信总线32单相锁相环10采样单元40开绕组电机20逆变单元
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56.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
57.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。
58.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。
59.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。
60.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。
61.本发明提出一种开绕组电机工作电压的检测方法。
62.在本实施例中，开绕组电机工作电压的检测方法可应用于开绕组电机的控制系统中，其发生阶段可在开绕组电机正式运行之前。而开绕组电机的控制系统中可包括用于采集开绕组电机多种工作参数的采样单元，用于输出三相电压驱动开绕组电机工作的逆变单元以及用于根据采样单元采集的工作参数控制逆变单元工作的主控单元。其中，逆变单元
可包括一主逆变器和一辅逆变器。
63.参照图1，在本发明一实施例中，所述开绕组电机工作电压的检测方法包括以下步骤：
64.步骤s100、获取开绕组电机运行时的零相电压，以及获取输出至逆变器三相驱动电压中任一相的驱动电压；
65.本实施例中，由于逆变单元中任意一逆变器均为在主控单元的控制下输出三相电压以驱动开绕组电机工作，因此主控单元可通过采样单元来获取任意一逆变器输出至开绕组电机的各相电压的采样值，并可根据该采样值计算得到用于驱动逆变器输出各相电压的三相驱动电压(即零相电压补偿后的三相驱动电压)，而此时主控单元还可根据自身集成的用于生成三相驱动电压的硬件短路和软件程序或算法来获取与该采样值对应的，且由自身输出至逆变器的三相驱动电压(即零相电压补偿前的三相驱动电压)，进而使主控单元可根据两者的差值计算得到零相电压。可以理解的是，主控单元可根据集成的硬件短路和软件程序或算法来输出多路控制信号来控制各逆变器中相应开关器件的开启/关闭，以实现驱动其输出三相电压；因此，各逆变器输出至开绕组电机的三相电压与主控单元输出至各逆变器的多路控制信号存在一一对应的关系。本实施例以三相驱动电压表征主控单元输出至各逆变器的多路控制信号为例进行解释说明。
66.步骤s200、根据零相电压和输出至逆变器三相驱动电压中任一相的驱动电压确定开绕组电机的相电压；以及
67.本实施例中，零线电压也可分为三相，以用于对主控单元输出至逆变器的三相驱动电压分别进行电压补偿。因此，主控单元可根据零线电压与输出至逆变器三相驱动电压中任一相的驱动电压来获取逆变器实际接收到的三相驱动电压，进而可通过计算逆变器在逆变转换中的开关频率来获取其输出至开绕组电机的三相电压以及其各相绕组之间的相电压。
68.步骤s300、根据所述开绕组电机的相电压和预设的相电压计算出所述开绕组电机的工作电压。
69.本实施例中，开绕组电机本身等同于在原电机结构上将其中心点打开为分立的绕组，因此预设的相电压可为采用原电机结构电机的相电压；且主控单元还可根据预先存储的多种算法来计算得到原电机结构电机其相电压的多种参数，例如：最大值、最小值或平均值等。可以理解的是，主控单元可通过利用开绕组电机的相电压和预设相电压的多种参数来计算得到开绕组电机的相电压的多种参数。例如：主控单元可先获取预设的相电压的平均值分别与其最大值和最小值的倍数关系，再获取开绕组电机的相电压与预设的相电压的平均值的倍数关系，进而可使主控单元利用上述三者倍数关系将相关数据进行同比的缩小或放大后，可得到开绕组电机的相电压的最大值及最小值。当然，在实际应用中，计算得到的预设相电压的多种参数以及其与开绕组电机的相电压之间的计算逻辑，均根据实际需要确定，在此不做限制，例如计算逻辑还可以为取极限或微积分等方式。而在获取开绕组电机相电压的最大值及最小值之后，本领域技术人员可根据其和开绕组电机的电机原理来确定开绕组电机的工作电压范围，以及逆变器输出至开绕组电机的三相电压的电压范围。
70.本发明开绕组电机工作电压的检测方法通过获取开绕组电机运行时的零相电压，以及获取输出至逆变器三相驱动电压中任一相的驱动电压；并根据零相电压和输出至逆变
器三相驱动电压中任一相的驱动电压确定开绕组电机的相电压；以及根据所述开绕组电机的相电压和预设的相电压计算出所述开绕组电机的工作电压。本发明可在控制开绕组电机运行之前，提前获取开绕组电机运行的工作电压范围以及逆变器输出至开绕组电机的三相电压的电压范围，进而可使本领域技术人员根据上述范围配置主控单元中用于控制开绕组电机运行的相关算法，以使逆变器的输出电压时刻处于上述范围之中，避免了逆变器输出范围之外的输出电压，从而解决了由于未知双逆变器的输出电压范围，而影响开绕组电机控制效果的问题。
71.参照图2，在本发明一实施例中，所述根据零相电压和输出至逆变器三相驱动电压中任一相的驱动电压确定开绕组电机的相电压的步骤s200包括：
72.步骤s210、确定零相电压的第一振幅幅值和第一相位角，以及确定输出至逆变器三相驱动电压中任一相的驱动电压的第二振幅幅值和第二相位角；
73.本实施例中，主控单元可将一个周期中获取到的零相电压的最大值配置为第一振幅幅值，且还可根据该最大值的零相电压出现相邻两次的时间来确定一个周期所对应的时间，可以理解的是，将第一次出现第一振幅幅值的时间与二分之一个周期的时间进行减法计算后，其计算结果的相反数即为第一相位角。主控单元在通过采样值计算得到驱动逆变器输出各相电压的三相驱动电压时，可同时根据各相电压的采样值的实时波动状态来计算出各相电压的最大值及对应的周期时间，根据最大值及周期时间来确定各相驱动电压的第二振幅幅值和第二相位角的过程可与上述确定第一振幅幅值和第一相位角的过程一致，在此不再赘述。
74.步骤s220、根据第二振幅幅值和第二相位角确定第二振幅值的最大值，以及确定逆变器输出至三相绕组的任一相驱动电压的第三相位角；
75.本实施例中，输出至逆变器的各相驱动电压对应的电压值在0和第二振幅幅值之间来回波动，因此第二振幅幅值的最大值即为第二振幅幅值对应的电压值。主控单元可根据第二振幅幅值和第二相位角来获取逆变器中各开关器件的工作状态，进而得到逆变器输出的各相电压的相位角，即第三相位角。
76.步骤s230、根据第一振幅幅值、第二振幅幅值的最大值、第三相位角和第一预设公式计算得到开绕组电机的相电压，所述第一预设公式为vdc-1＝m_α
·
(vdc-vz_amp)
·
sin(θ+nπ)；
77.其中，vz_amp为第一振幅幅值，vdc为第二振幅幅值的最大值，θ为第三相位角，m_α从0至1中选取，nπ为各相电压的初始相位角。
78.本实施例中，第一预设公式表征为开绕组电机相电压的实时状态；其中，m_α表征为幅值比例系数，(vdc-vz_amp)表征为开绕组电机相电压的幅值，sin(θ+nπ)表征为各相相电压随第三相位角θ的实时波动状态，nπ可根据相数不同分别选取为0
°
、120
°
或者240
°
，解的且可以理是vdc大于vz_a mp。根据该第一预设公式，本发明开绕组电机工作电压的检测方法可以获取开绕组电机中任意一相在任意幅值比例系数、任意幅值和任意相位下的相电压，以使在检测时，可通过对开绕组电机各相均进行检测来实现不同相检测结果之间的互相检验，进而可保证最终获取的开绕组电机工作电压的精确度。
79.参照图3，在本发明一实施例中，所述根据所述开绕组电机的相电压和预设的相电压计算出所述开绕组电机的工作电压的步骤s300具体为：
80.将开绕组电机的相电压、预设的相电压以及第二预设公式进行运算，以计算得到所述开绕组电机的工作电压，所述第二预设公式为：(m_a
·
(vdc-vz_amp)
·
sin(θ+nπ))/(m_a
·
(vdc/2)
·
sin(θ+nπ))。
81.本实施例中，m_a
·
(vdc-vz_amp)
·
sin(θ+nπ)中各标识的具体含义可为上述第一预设公式一致，在此不再赘述；而在m_a
·
(vdc/2)
·
sin(θ+nπ)中，m_α可表征为采用原电机结构电机的幅值比例系数，(vd/2)表征为采用原电机结构电机的相电压的幅值，sin(θ+nπ)表征为采用原电机结构电机中各相相电压随各相相位角θ的实时波动状态，nπ同样可根据相数不同分别选取为0
°
、120
°
或者240
°
。因此，第二预设公式中的分子可表示为开绕组电机的相电压(本实施例中以vdc-1指代说明)，其分母可表示为预设的相电压(本实施例中以vdc-2指代说明)，进而可得到等式：
82.而在其原电机结构与开绕组电机结构一致，且测试条件相同的情况下，可将其化简为其中，分子部分的vdc为第二振幅幅值的最大值，分母部分的vdc为采用原电机结构的电机输出至逆变器的三相驱动电压中任一相幅值的最大值，且vdc-2可根据实际情况选取为原电机结构电机其相电压的多种参数，v_amp为第一振幅幅值，由此可知，上述化简后的等式其等号右边均为定值，因此，vdc-1的值也为定值。本发明开绕组电机工作电压的检测方法通过将开绕组电机的相电压、预设的相电压与第二预设公式联立求解，巧妙的利用采用原电机结构的电机及其工作时的电压数据来获取开绕组电机工作时的工作电压，从而解决了现有技术无法直接测量获取问题。、
83.参照图3，在本发明一实施例中，在所述根据所述开绕组电机的相电压和预设的相电压计算出所述开绕组电机的工作电压的步骤s300之后，所述开绕组电机工作电压的检测方法还包括步骤s400：
84.获取在所述m_a
·
(vdc-vz_amp)
·
sin(θ+nπ)中m_α取1和sin(θ+nπ)取1以及在所述m_a
·
(vdc/2)
·
sin(θ+nπ)中m_α取和sin(θ+nπ)取1时的所述开绕组电机的工作电压，并将该工作电压配置为所述开绕组电机的上限工作电压。
85.本实施例中，当分子中m_α取1和sin(θ+nπ)取1时，开绕组电机的相电压vdc-1为最大值，即vdc-1＝(vdc-vz_amp)；而在分母中m_α取和sin(θ+nπ)取1时，此时采用原电机结构电机的相电压同样取最大值，将上述取值代入上述第二预设公式可得而此时的vdc-2可取为最大值，即vdc-2＝vdc，因此，可以理解的是，此刻vdc-1也为开绕组电机工作电压的最大值。需要注意的是，由于本发明所应用的阶段可在电机控制阶段之前，因此本领域技术人员可通过调节零相电压中的相位角来使其补充后并输出至逆变器的三相驱动电压，可驱动逆
变器控制开绕组电机处于不同的工况。参照图10，本领域技术人员可通过将零相电压中的相位角调节至π(在下述实施例中，即α＝π时)，此时逆变器输出至开绕组电机的三相电压的波动最大，而在此测试条件下，测得的工作电压的最大值也为所有工况中的最大工作电压值。如此可使得主控单元在获取该工作电压的最大值后，可将其配置为用于控制逆变器输出三相电压的软件程序或算法中的上限工作电压参数，以使逆变器可输出至开绕组电机的三相电压的最大值小于等于该工作电压的最大值。
86.参照图4，在本发明一实施例中，所述确定零相电压的第一振幅幅值和第一相位角的步骤s210包括：
87.将零相电压代入第三预设公式以计算确定零相电压的第一振幅幅值和第一相位角，所述第三预设公式为：vz＝bsin(nωt-α)，所述为vz零相电压，所述b为第一振幅幅值，所述nωt-α为第一相位角，所述α为相位差，n为三相电流中谐波分量的次数，ωt为开绕组电机的电角度。
88.本实施例中，主控单元可将实时获取的各零相电压的电压值转换为电压曲线的形式，并可确定该电压曲线的曲线表达式；主控单元可通过对该电压曲线的表达式进行分析以获取其最大电压值并将其配置为第一振幅幅值，以及还可分别获取零相电压的相位差、三相电流中谐波分量的次数及开绕组电机的电角度来计算得到第一相位角，或者，主控单元还可直接将电压曲线的表达式与第三预设公式进行比对，以直接获取第一振幅幅值和第一相位角。在一可选实施例中，n为3，以表征三相电流中的3次谐波分量。本发明开绕组电机工作电压的检测方法通过采用零相电压的振幅幅值及其相位角来表征开绕组电机工作电压的实时波动幅度，进而可根据其表征的波动幅度来获取开绕组电机的工作电压范围。
89.参照图5，在本发明一实施例中，所述预设的相电压为三相绕组采用星型连接或者三角形连接的电机采用与所述开绕组电机相同参数情况下测得的相电压。
90.进一步地，执行所述获取开绕组电机运行时的零相电压，以及获取输出至逆变器三相驱动电压中任一相的驱动电压的步骤s100之前，所述开绕组电机工作电压的检测方法方法还包括：
91.步骤s500、配置一电机的三相绕组采用星型连接，且采用与所述开绕组电机相同参数控制电机运行；
92.步骤s600、获取该电机在运行时，其三相绕组任意一相的相电压，vdc-2＝m_α
·
(vdc/2)
·
sin(θ+nπ)，并将该相电压配置为预设的相电压；
93.其中，vdc-2为三相绕组任意一相的相电压，m_α从0至1中选取，nπ为各相电压的初始相位角。
94.本实施例中，开绕组电机的原结构电机可为星型连接或者三角形连接，本实施例以星型连接为例进行解释说明。在测试前，可配置一星型连接的电机(星型连接的电机为单逆变器驱动)，并驱动逆变器控制其工作，直至其零相电压等于开绕组电机的零相电压，即与开绕组电机相同参数情况下，获取该星型连接的电压中三相任意一相的实时相电压，该实时相电压的可以该电压曲线vdc-2＝m_α
·
(vdc/2)
·
sin(θ+nπ)来表示，其中，m_α同样表征为星型连接电机的幅值比例系数，(vd/2)表征为星型连接电机的相电压的幅值，sin(θ+nπ)表征为星型连接电机中各相相电压随各相相位角θ的实时波动状态，nπ可根据各相相数分别选取为0
°
、120
°
或者240
°
。而当原结构为三角形连接时，所获取的电压曲线表征为线电
压曲线，可将其转换为相电压曲线后再依照本发明开绕组电机工作电压的检测方法来获取开绕组电机的工作电压。如此设置，可在正式测试开始前获取原结构电机在相同测试条件下的多种电压数据，以用于配置预设的相电压。
95.参照图6，在本发明一实施例中，所述获取开绕组电机运行所需的零相电压的步骤包括：
96.步骤s700、获取驱动开绕组电机运行的三相电流iu、iv和iw；
97.步骤s800、将三相电流iu、iv和iw代入以下公式：iz＝(iu+iv+iw)/3计算得到开绕组电机运行时的零相电流；
98.步骤s900、根据零相电流计算得到零相电压。
99.本实施例中，主控单元可通过采样单元来获取逆变器输出至开绕组电机的三相电流，并可将各相电流根据该公式iz＝(iu+iv+iw)/3来计算得到零相电压对各相电流的平均补偿值。可以理解的是，在理想情况下，即无需零相电流补偿的情况下，iz＝0，因此在零相电压补偿后，iz等于0，因此各相电流之和的平均值表征为零相电压对各相电流的平均补偿值；主控单元可根据该平均补偿值来计算得到与之对应的零相电压的大小。需要注意的是，在实际应用中，开绕组电机中中性点电位的变动也会影响逆变器输出至开绕组电机的三相电压的上限，而零相电压的实质为对三相电压中性点电位变动的电压补偿，因此本发明通过零相电压来获取开绕组电机的工作电压，可避免由于中性点电位变动导致计算得到开绕组电机的工作电压在实际应用时出现误差的情况。
100.本发明还提出一种开绕组电机工作电压的检测装置，可应用于电机控制系统中。
101.参照图7，在本发明一实施例中，所述开绕组电机工作电压的检测装置包括：
102.存储器101；
103.处理器120；以及
104.存储在存储器101上并可在处理器102上运行的开绕组电机的检测程序，所述处理器102执行所述开绕组电机的检测程序时实现如上所述的开绕组电机工作电压的检测方法。
105.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。可以理解的是，检测装置中还可设置有其他的相关程序，以驱动电机控制系统中其他的功能单元工作。
106.本发明还提出一种电机控制系统。
107.参照图8，在本发明一实施例中，所述电机控制系统包括：
108.采样单元10，用于对开绕组电机40进行采样，并输出相应的采样信号；
109.逆变单元20，用于将接入的直流电经逆变变换为交流电后输出至所述电机，以驱动所述开绕组电机40工作；以及
110.主控单元30，所述主控单元30包括如权利要求9所述的开绕组电机工作电压的检测装置，所述主控单元30分别与所述采样单元10及所述逆变单元20连接；所述主控单元30用于根据获取的所述开绕组电机工作电压的上限值生成相应的电机控制参数，以驱动所述逆变单元20控制开绕组电机40运行。
111.本实施例中，采样单元10可为电流/电压型传感器件；逆变单元20可为双逆变器结构，即可包括一主逆变器和一辅逆变器，两逆变器均可经电压母线串联连接，并与直流电源形成电源回路，以将直流电源输出的直流电压逆变为三相交流电压后输出至开绕组电机40。
112.主控单元30可为上位机或者plc，其中可集成有相应的硬件电路和软件程序或算法，并可通过端口及接线与电机控制系统中其他的功能单元连接，以通过运行硬件电路和软件程序或算法，及调用相应的参数数据来输出对应的控制信号至各功能单元来控制其工作状态，并可接受各功能单元在工作时反馈的各种信号，从而实现对电机控制系统的整体监控。本实施例中，主控单元30可在检测阶段获，通过上述开绕组电机工作电压的检测方法来获取开绕组电机40的上限工作电压，即电机工作电压的上限值，并可通过将其配置为逆变器驱动程序中的相关参数，以使得主控单元30在驱动逆变器控制开绕组机运行时，不会输出超出其软件程序或算法中所设定的输出倍数，进而即可使开绕组电机40转速、转矩等多方面达到预设的控制效果，还可稳定转速、电机电流的振动等方面控制效果。
113.参照图8，在本发明一实施例中，所述主控单元30还包括：
114.零相电流纹波抑制器31，用于根据采样单元10输出的采样信号获取开绕组电机40运行时的零相电压并输出；
115.单相锁相环32，用于接收所述零相电流纹波抑制器31输出的零相电压，以获取第一振幅幅值和第一相位角，并将所述第一振幅幅值和所述第一相位角输出至所述开绕组电机工作电压的检测装置。
116.本实施例中，采样单元10可用于对辅逆变器输出至开绕组电机40的三相交流电流进行采样，并可分别输出电流采样信号至开绕组电机工作电压的检测装置和零相电流纹波抑制器31。而零相电流纹波抑制器31可根据接收到的各相交流电的电流采样信号，确定对开绕组电机工作电压的检测装置输出的各相驱动电压进行补偿的零相电压，并可在确定后将之叠加至各相驱动电压以进行补偿。
117.单相锁相环32中可集成用于数模转换的adc转换电路以及用于存储分析程序或算法的存储器件，以及调用存储器件存储内容的处理器件。单相锁相环32可将零相电压经数模转换后调用分析程序或算法对其进行分析处理，以获取其第一振幅幅值和第一相位角，并可在获取后将之输出至开绕组电机工作电压的检测装置，以使其可根据第一振幅幅值和第一相位角计算得到开绕组电机40的工作电压。本发明通过设置零相电流纹波抑制器31及单相锁相环32，并通过单相锁相环32来获取零相电压的第一振幅幅值和第一相位角并将至输出至检测装置，进而使得检测装置可根据第一振幅幅值和第一相位角来配置相应的电机控制参数，以使逆变单元20的输出电压可与设定的电机控制参数相匹配。
118.本发明还提出一种电机设备，所述电机设备包括开绕组电机40及如上所述的电机控制系统；
119.所述开绕组电机40的三相受控端与所述电机控制系统的三相输出端连接。
120.鉴于该电机设备包括上述电机控制系统；所述电机控制系统的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在电机设备中使用了上述电机控制系统，因此，该电机设备的实施例包括上述电机控制系统全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
121.本实施例中，电机控制系统的三相输出端为逆变单元20的三相输出端，即其中主逆变器和辅逆变器的三相输出端。电机控制系统的三相输出端与开绕组电机40的三相受控端一一对应连接。
122.可以理解的是，图8并不构成对本发明电机设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
123.以上所述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。