本发明涉及单电阻移相电流采样技术领域，特别是涉及一种单电阻移相电流采样方法及装置。
背景技术：
单电阻电流采样原理是利用装设在直流母线上的采样电阻采集直流母线电流，然后根据不同开关状态下，直流母线电流对应与电机相电流的对应关系确定三相电流值，这种电流方法与传统两电阻或三电阻采样方法相比节省了采样通道，降低了电机控制器的成本和体积。
但是，单电阻电流采样技术存在基本矢量作用时间小于最小电流采样时间tmin的采样盲区，影响电流采样，采用pwm(pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制)移相方法虽然可以解决采样盲区的电流采样问题，但该方法需要通过移动某一相或者两相的pwm保证基本电压矢量作用时间大于tmin，如图1所示，移相后的v2、v3作用时间均大于tmin，在v2、v3时刻内采样电流值就是对应两相的电流值。即使在保证移相前后非零矢量开始状态相同的情况下，相电流平均值仍难以采集，如图3所示，当t移相前较小时，相电流i仍然无法采集，如图2所示，由于0.5*t移相前<ts,母线电流没有稳定，移相后t移相后增大了，但是只有在t＝0.5*t移相前时刻的相电流才能体现移相前非零矢量作用时间内的平均相电流，此时刻母线电流没有稳定无法采集。
然而这种移相算法存在电流采样误差，因为每相电流在整个pwm周期内都在根据桥臂开关状态的改变而变化，移相会造成三相电流在pwm周期的波形的改变，尤其当有新的矢量插入时，会造成电流的异常变化，严重影响电流采样精度。如图1所示，移相导致了pwm前半周期的非零电压矢量作用时间不同，因此在移相后v3过程中的三相电流与移相前的v3过程中的三相电流存在误差。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种单电阻移相电流采样方法及装置，可有效采集电流采样盲区内的相电流，避免因母线电流未稳定和移相带来电流异常变换造成的电流采集误差。
为达到上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种单电阻移相电流采样方法，包括：
根据三相pwm占空比判断所有非零矢量作用时间是否均大于最小电流采样时间；
若是，则采集每个周期内4个非零矢量作用时间中点的母线电流，并计算出两相电流值，根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系确定三相电流值；
若否，则采用保证非零矢量开始状态不变的pwm移相方法进行移相，对非零矢量作用时间增大的非零矢量采用母线电流未稳定时相电流计算方法采集母线电流，对原本非零矢量作用时间大于所述最小电流采样时间的非零矢量采集中点的母线电流，并计算出两相电流值，根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系确定三相电流值。
具体的，所述采集每个周期内4个非零矢量作用时间中点的母线电流，并计算出两相电流值，根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系确定三相电流值的步骤，包括：
设定一个pwm周期内，包含4段非零矢量作用时间，即两端v2和两端v3，在v2作用期间内采集的母线电流为a相电流，在v3作用期间内采集的母线电流为c相电流的负值；
在两端v2的中间时刻对母线电流采样，测得i1_1，i1_2，取平均值i1avr即为a相电流，即：ia＝i1avr＝(i1_1+i1_2)/2；
在两段v3的中间时刻对母线电流采样，测得i2_1，i2_2，取平均值i2avr即为c相电流，即ic＝(-1)*i2avr＝(-1)*(i2_1+i2_2)/2；
根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系以及三相电流之和为零，确定第三相电流值，ib＝0-ia-ic。
具体的，所述采用保证非零矢量开始状态不变的pwm移相方法进行移相，对非零矢量作用时间增大的非零矢量采用母线电流未稳定时相电流计算方法采集母线电流，采集原本非零矢量作用时间大于所述最小电流采样时间中点的母线电流，并计算出两相电流值，根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系确定三相电流值的步骤，包括：
设定一个pwm周期内，包含4段非零矢量作用时间，采用保证非零矢量开始状态不变的pwm移相方法进行移相，消除采样盲区；
对作用时间增大的非零矢量采用母线电流未稳定时相电流计算方法采集母线电流，测得i1_1，i1_2，取平均值i1avr即为a相电流，即：ia＝i1avr＝(i1_1+i1_2)/2；
对作用时间未发生变化的非零矢量中间时刻对母线电流采样，测得i2_1，i2_2，取平均值i2avr即为c相电流，即：ic＝(-1)*i2avr＝(-1)*(i2_1+i2_2)/2；
根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系以及三相电流之和为零，确定第三相电流值，ib＝0-ia-ic。
一种单电阻移相电流采样装置，包括：
判断单元，用于根据三相pwm占空比判断所有非零矢量作用时间是否均大于最小电流采样时间；
第一计算单元，用于当所有非零矢量作用时间均大于所述最小电流采样时间时，采集每个周期内4个非零矢量作用时间中点的母线电流，并计算出两相电流值，根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系确定三相电流值；
第二计算单元，用于当所有非零矢量作用时间并非均大于所述最小电流采样时间时，采用保证非零矢量开始状态不变的pwm移相方法进行移相，对非零矢量作用时间增大的非零矢量采用母线电流未稳定时相电流计算方法采集母线电流，对原本非零矢量作用时间大于所述最小电流采样时间的非零矢量采集中点的母线电流，并计算出两相电流值，根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系确定三相电流值。
具体的，所述第一计算单元用于：
设定一个pwm周期内，包含4段非零矢量作用时间，即两端v2和两端v3，在v2作用期间内采集的母线电流为a相电流，在v3作用期间内采集的母线电流为c相电流的负值；
在两端v2的中间时刻对母线电流采样，测得i1_1，i1_2，取平均值i1avr即为a相电流，即：ia＝i1avr＝(i1_1+i1_2)/2；
在两段v3的中间时刻对母线电流采样，测得i2_1，i2_2，取平均值i2avr即为c相电流，即：ic＝(-1)*i2avr＝(-1)*(i2_1+i2_2)/2；
根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系以及三相电流之和为零，确定第三相电流值，ib＝0-ia-ic。
具体的，所述第二计算单元用于：
设定一个pwm周期内，包含4段非零矢量作用时间，采用保证非零矢量开始状态不变的pwm移相方法进行移相，消除采样盲区；
对作用时间增大的非零矢量采用母线电流未稳定时相电流计算方法采集母线电流，测得i1_1，i1_2，取平均值i1avr即为a相电流，即：
ia＝i1avr＝(i1_1+i1_2)/2
对作用时间未发生变化的非零矢量中间时刻对母线电流采样，测得i2_1，i2_2，取平均值i2avr即为c相电流，即：
ic＝(-1)*i2avr＝(-1)*(i2_1+i2_2)/2
根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系以及三相电流之和为零，确定第三相电流值，ib＝0-ia-ic。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种单电阻移相电流采样方法及装置，该方法根据三相pwm占空比判断所有非零矢量作用时间是否均大于最小电流采样时间；若是，则采集每个周期内4个非零矢量作用时间中点的母线电流，并计算出两相电流值；若否，则采用保证非零矢量开始状态不变的pwm移相方法进行移相，对非零矢量作用时间增大的非零矢量采用母线电流未稳定时相电流计算方法采集母线电流，对原本非零矢量作用时间大于所述最小电流采样时间的非零矢量采集中点的母线电流，并计算出两相电流值，根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系确定三相电流值。
本发明提供的单电阻移相电流采样方法及装置利用保证电流采样所在非零矢量开始状态不变的pwm移相方法增大作用时间太小的基本矢量作用时间，并保证此基本矢量作用开始状态与未移相时状态相同，利用母线电流未稳定时相电流计算方法采样计算出未移相的情况下此基本矢量作用期间内相电流的平均值，可有效采集电流采样盲区内的相电流，避免因母线电流未稳定和移相带来电流异常变换造成的电流采集误差。
附图说明
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中单电阻移相电流采样的相电流的示意图；
图2为现有技术中开始状态相同情况下，移相前后电流曲线图；
图3为本发明实施例提供的一种单电阻移相电流采样方法流程示意图；
图4为本发明实施例提供的开始状态相同情况下，移相前后电流曲线图；
图5为本发明实施例提供的一个pwm周期内包含4段非零矢量作用时间的示意图；
图6为本发明实施例提供的单电阻移相前后pwm波形示意图；
图7为本发明实施例提供的一种单电阻移相电流采样装置结构示意图。
具体实施方式
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做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。
参见附图3所示，本发明实施例提供了一种单电阻移相电流采样方法，该方法具体包括如下步骤：
s301、根据三相pwm占空比判断所有非零矢量作用时间是否均大于最小电流采样时间，若是，则执行步骤s302；若否，则执行步骤s303。
具体的，如图4所示，在保证非零矢量开始状态不变的情况下通过移相增加了非零矢量作用时间如图4，在t1和t2时刻，采集两次母线电流(此时母线电流即为相电流)，i_1，i_2，在非零矢量作用中间时刻(t＝t移相前/2)时刻的电流i按如下公式计算，此电流就是移相前非零矢量作用时间段内相电流的平均值。
s302、采集每个周期内4个非零矢量作用时间中点的母线电流，并计算出两相电流值，根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系确定三相电流值。
具体的，当所有非零矢量作用时间均大于最小电流采样时间时，不需要对其进行移相处理，直接按照常规算法软件控制输出三相pwm信号触发驱动电路，每个周期的分为7段过程。在有效矢量作用时间内，母线电流等于三相电流(ia、ib、ic)中的一相电流。
所述采集每个周期内4个非零矢量作用时间中点的母线电流，并计算出两相电流值，根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系确定三相电流值的步骤，包括：
设定一个pwm周期内，包含4段非零矢量作用时间，如图5所示，即两端v2和两端v3，在v2作用期间内采集的母线电流为a相电流，在v3作用期间内采集的母线电流为c相电流的负值；
在两端v2的中间时刻对母线电流采样，测得i1_1，i1_2，取平均值i1avr即为a相电流，即：
ia＝i1avr＝(i1_1+i1_2)/2
在两段v3的中间时刻对母线电流采样，测得i2_1，i2_2，取平均值i2avr即为c相电流，即：
ic＝(-1)*i2avr＝(-1)*(i2_1+i2_2)/2；
根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系以及三相电流之和为零，确定第三相电流值，ib＝0–ia-ic。
s303、采用保证非零矢量开始状态不变的pwm移相方法进行移相，对非零矢量作用时间增大的非零矢量采用母线电流未稳定时相电流计算方法采集母线电流，对原本非零矢量作用时间大于所述最小电流采样时间的非零矢量采集中点的母线电流，并计算出两相电流值，根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系确定三相电流值。
具体的，当所有非零矢量作用时间并非均大于最小电流采样时间时，需要先采用保证非零矢量开始状态不变的pwm移相方法进行移相处理，然后对非零矢量作用时间增大的非零矢量采用母线电流未稳定时相电流计算方法采集母线电流。
需要说明的是，母线电流未稳定时相电流计算方法的原理如下：在非零矢量作用期间内，电路可近似等效为lr电流，相电流变换趋势为指数函数，由于非零矢量作用时间与电路电磁时间常数t＝l/r较小，可近似认为相电流变换趋势为一条倾斜直线，因此非零矢量作用期间内的相电流平均值等于中间时刻相电流的瞬时值。
在保证非零矢量开始状态不变的情况下通过移相增加了非零矢量作用时间如图4，在t1和t2时刻，采集两次母线电流(此时母线电流即为相电流)，i_1，i_2，在非零矢量作用中间时刻(t＝t移相前/2)时刻的电流i按如下公式计算，此电流就是移相前非零矢量作用时间段内相电流的平均值。
保证电流采样所在非零矢量开始状态不变的pwm移相方法做法如下，通过移相增大电流采样处的非零矢量作用时间，同时保证此非零矢量之前的一段时间内三相电压作用时序没有改变，这样保证了在增大非零矢量作用时间同时保证了非零矢量开始状态与移相前非零矢量开始状态相同。
一个具体实例如下图6所示，非零矢量v1_1与v1_2作用时间小于最小采样时间tmin，图中移相方法就是一种保证电流采样所在非零矢量开始状态不变的pwm移相方法。图6中上图是没有移相前的波形，每个周期内的v1_1与v1_2作用时间太短小于了最小采样时间，无法进行电流采样。按图6所示，对阴影部分向右移动一定距离，这样增大了cycle1内的v1_2和cycle3内的v1_1作用时间。
移相后cycle1内v2_1、v2_2本身时间长度没有变化，之前一个周期(cycle4)内的三相电压作用时序与移相前相同，所以在cycel1的v2_1与v2_2中间时刻对电流进行采样，得到i2_1、i2_2，就是移相前v2_1与v2_2内的平均电流；移相后cycle1内v1_2作用时间增大，v1_2之前一个周期内的三相电压作用时序与移相前相同，所以在v1_2开始状态与移相前是保持一致的，对v1_2内采用母线电流未稳定时相电流计算方法可计算出移相前v1_2内的平均电流i1_2；移相后cycle3内v1_1作用时间增大，v1_1之前一个周期内的三相电压作用时序与移相前相同，所以在v1_1开始状态与移相前是保持一致的，对v1_1内采用母线电流未稳定时相电流计算方法可计算出移相前v1_1内的平均电流i1_1；最后，根据i2_1、i2_2、i1_2、i1_1可计算得到两相平均电流i1、i2。
i1＝(i1_2+i1_1)/2；
i2＝(i2_2+i2_1)/2；
具体的，保证电流采样所在非零矢量开始状态不变的pwm移相方法具体实施有多种做法，不限于图6所示的，关键原则是是保证保证电流采样所在非零矢量开始状态不变。
所述采用保证非零矢量开始状态不变的pwm移相方法进行移相，对非零矢量作用时间增大的非零矢量采用母线电流未稳定时相电流计算方法采集母线电流，采集原本非零矢量作用时间大于所述最小电流采样时间中点的母线电流，并计算出两相电流值，根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系确定三相电流值的步骤，包括：
设定一个pwm周期内，包含4段非零矢量作用时间，采用保证非零矢量开始状态不变的pwm移相方法进行移相，消除采样盲区；
对作用时间增大的非零矢量采用母线电流未稳定时相电流计算方法采集母线电流，测得i1_1，i1_2，取平均值i1avr即为a相电流，即：
ia＝i1avr＝(i1_1+i1_2)/2
对作用时间未发生变化的非零矢量中间时刻对母线电流采样，测得i2_1，i2_2，取平均值i2avr即为c相电流，即：
ic＝(-1)*i2avr＝(-1)*(i2_1+i2_2)/2
根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系以及三相电流之和为零，确定第三相电流值，ib＝0-ia-ic。
需要说明的是，根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系确定三相电流值，按照表1确定三相电流值。
表1三相电流与i1、i2的对应关系
注：dutya、dutyb、dutyc表示a、b、c三相pwm的占空比。
本发明公开了一种单电阻移相电流采样方法，该方法利用保证电流采样所在非零矢量开始状态不变的pwm移相方法增大作用时间太小的基本矢量作用时间，并保证此基本矢量作用开始状态与未移相时状态相同，利用母线电流未稳定时相电流计算方法采样计算出未移相的情况下此基本矢量作用期间内相电流的平均值，可有效采集电流采样盲区内的相电流，避免因母线电流未稳定和移相带来电流异常变换造成的电流采集误差。
本发明在上述公开的方法的基础上，还公开了对应的装置。
下面对本发明实施例提供的单电阻移相电流采样装置进行介绍，需要说明的是，有关该单电阻移相电流采样装置的说明可参照上文提供的单电阻移相电流采样方法，以下并不做赘述。
参见附图7，本发明实施例提供了一种单电阻移相电流采样装置，该装置具体包括：判断单元701、第一计算单元702和第二计算单元703，其中：
判断单元701，用于根据三相pwm占空比判断所有非零矢量作用时间是否均大于最小电流采样时间；
第一计算单元702，用于当所有非零矢量作用时间均大于所述最小电流采样时间时，采集每个周期内4个非零矢量作用时间中点的母线电流，并计算出两相电流值，根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系确定三相电流值；
第二计算单元703，用于当所有非零矢量作用时间并非均大于所述最小电流采样时间时，采用保证非零矢量开始状态不变的pwm移相方法进行移相，对非零矢量作用时间增大的非零矢量采用母线电流未稳定时相电流计算方法采集母线电流，对原本非零矢量作用时间大于所述最小电流采样时间的非零矢量采集中点的母线电流，并计算出两相电流值，根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系确定三相电流值。
具体的，所述第一计算单元702用于：
设定一个pwm周期内，包含4段非零矢量作用时间，即两端v2和两端v3，在v2作用期间内采集的母线电流为a相电流，在v3作用期间内采集的母线电流为c相电流的负值；
在两端v2的中间时刻对母线电流采样，测得i1_1，i1_2，取平均值i1avr即为a相电流，即：
ia＝i1avr＝(i1_1+i1_2)/2
在两段v3的中间时刻对母线电流采样，测得i2_1，i2_2，取平均值i2avr即为c相电流，即：
ic＝(-1)*i2avr＝(-1)*(i2_1+i2_2)/2
根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系以及三相电流之和为零，确定第三相电流值，ib＝0-ia-ic。
具体的，所述第二计算单元603用于：
设定一个pwm周期内，包含4段非零矢量作用时间，采用保证非零矢量开始状态不变的pwm移相方法进行移相，消除采样盲区；
对作用时间增大的非零矢量采用母线电流未稳定时相电流计算方法采集母线电流，测得i1_1，i1_2，取平均值i1avr即为a相电流，即：ia＝i1avr＝(i1_1+i1_2)/2；
对作用时间未发生变化的非零矢量中间时刻对母线电流采样，测得i2_1，i2_2，取平均值i2avr即为c相电流，即ic＝(-1)*i2avr＝(-1)*(i2_1+i2_2)/2；
根据三相pwm占空比与所述两相电流值的对应关系以及三相电流之和为零，确定第三相电流值，ib＝0-ia-ic。
本发明公开了一种单电阻移相电流采样装置，该装置利用保证电流采样所在非零矢量开始状态不变的pwm移相方法增大作用时间太小的基本矢量作用时间，并保证此基本矢量作用开始状态与未移相时状态相同，利用母线电流未稳定时相电流计算方法采样计算出未移相的情况下此基本矢量作用期间内相电流的平均值，可有效采集电流采样盲区内的相电流，避免因母线电流未稳定和移相带来电流异常变换造成的电流采集误差。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。