电流控制方法、装置、电子设备及存储介质与流程

文档序号:29852165发布日期:2022-04-30 08:11阅读:166来源:国知局
电流控制方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本技术涉及电机(英文可以表示为motor)技术领域,尤其涉及一种电流控制方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术:

2.相关技术中,针对电机控制器中的母线电容,由于电解电容存在寿命、可靠性、成本等方面的问题,无电解电容控制成为近年来的研究热点。将电机控制器中的母线电容换成小容值薄膜电容后,电机控制器的母线电压呈2倍网侧电压频率波动,甚至跌落到零附近,导致电机出现噪音问题。


技术实现要素:

3.为解决相关技术问题,本技术实施例提供一种电流控制方法、装置、电子设备及存储介质。
4.本技术实施例的技术方案是这样实现的:
5.本技术实施例提供了一种电流控制方法,包括:
6.确定第一电流值和第二电流值;所述第一电流值对应目标电机的交轴电流;所述第二电流值对应所述目标电机的直轴电流;
7.根据所述第一电流值,结合第一电压及第二电压,确定针对所述目标电机的交轴电流的第一补偿电流,并利用所述第一补偿电流更新所述第一电流值,得到第三电流值;所述第一电压表征连接所述目标电机的电机控制器的交流电压;所述第二电压表征所述电机控制器的母线电压;
8.根据所述第三电流值,结合第一变化率及第二变化率,确定针对所述目标电机的直轴电流的第二补偿电流,并利用所述第二补偿电流更新所述第二电流值,得到第四电流值;所述第一变化率表征所述电机控制器的交流电压变化率;所述第二变化率表征所述电机控制器的母线电压变化率;
9.根据所述第三电流值和所述第四电流值,控制所述电机控制器中逆变器的桥臂的开关状态,以使所述电机控制器向所述目标电机输入所述第三电流值和所述第四电流值对应的正弦电流。
10.上述方案中,所述根据所述第一电流值,结合第一电压及第二电压,确定针对所述目标电机的交轴电流的第一补偿电流,包括:
11.利用所述第一电压和所述第二电压,确定波形发生器的输入系数;
12.利用所述第一电压,确定第一角度;所述第一角度为所述电机控制器的交流电压对应的角度;
13.利用所述第一电流值、确定的输入系数和第一角度,通过所述波形发生器,确定所述第一补偿电流。
14.上述方案中,所述利用所述第一电压和所述第二电压,确定波形发生器的输入系
数,包括:
15.利用所述第一电压和所述第二电压,结合第一映射表,确定波形发生器的输入系数;所述第一映射表包含多个所述电机控制器的交流电压、母线电压与波形发生器的输入系数之间的映射关系。
16.上述方案中,所述利用所述第一电压,确定第一角度,包括:
17.利用所述第一电压,通过锁相环(pll),确定所述第一角度。
18.上述方案中,所述根据所述第三电流值,结合第一变化率及第二变化率,确定针对所述目标电机的直轴电流的第二补偿电流,包括:
19.利用所述第三电流值,确定所述第二补偿电流对应的幅值;
20.利用所述第一变化率和所述第二变化率,确定所述第二补偿电流对应的相位;
21.根据确定的幅值和相位,确定所述第二补偿电流。
22.上述方案中,所述利用所述第三电流值,确定所述第二补偿电流对应的幅值,包括:
23.利用所述第三电流值,结合第二映射表,确定所述第二补偿电流对应的幅值;所述第二映射表包含多个幅值与所述目标电机的交轴电流之间的映射关系;在所述第二映射表中,所述幅值随着所述目标电机的交轴电流的增大而增大。
24.上述方案中,所述利用所述第一变化率和所述第二变化率,确定所述第二补偿电流对应的相位,包括:
25.将所述第一变化率与所述第二变化率进行比较,得到比较结果;
26.根据所述比较结果和参考相位,确定所述第二补偿电流对应的相位;所述参考相位表征上一控制周期的第二补偿电流对应的相位。
27.上述方案中,所述根据所述比较结果和参考相位,确定所述第二补偿电流对应的相位,包括:
28.在所述比较结果表征第一差值大于第一阈值的情况下,将所述参考相位增加第一相位值,得到所述第二补偿电流对应的相位;所述第一差值由所述第二变化率减去所述第一变化率得到;
29.或者,
30.在所述比较结果表征第二差值大于所述第一阈值的情况下,将所述参考相位减小第二相位值,得到所述交流偏置量对应的相位;所述第二差值由所述第一变化率减去所述第二变化率得到。
31.上述方案中,所述确定第一电流值,包括:
32.获取所述目标电机在当前控制周期的第一转速和第二转速;所述第一转速表征所述目标电机在第一时长内加速到目标转速所需的转速指令对应的转速;所述第二转速表征所述目标电机的实际转速;
33.根据所述第一转速和所述第二转速,确定所述第一电流值。
34.上述方案中,所述确定第二电流值,包括:
35.获取所述目标电机在当前控制周期的第二转速;所述第二转速表征所述目标电机的实际转速;
36.利用所述第一电压、所述第二电压和所述第二转速,确定所述第二电流值。
37.上述方案中,所述利用所述第一电压、所述第二电压和所述第二转速,确定所述第二电流值,包括:
38.利用所述第一电压、所述第二电压和所述第二转速,结合第三映射表,确定所述第二电流值;所述第三映射表包含多个所述目标电机的直轴电流、反馈转速、所述电机控制器的交流电压及母线电压之间的映射关系。
39.本技术实施例还提供了一种电流控制装置,包括:
40.第一处理单元,用于确定第一电流值和第二电流值;所述第一电流值对应目标电机的交轴电流;所述第二电流值对应所述目标电机的直轴电流;
41.第二处理单元,用于根据所述第一电流值,结合第一电压及第二电压,确定针对所述目标电机的交轴电流的第一补偿电流,并利用所述第一补偿电流更新所述第一电流值,得到第三电流值;所述第一电压表征连接所述目标电机的电机控制器的交流电压;所述第二电压表征所述电机控制器的母线电压;
42.第三处理单元,用于根据所述第三电流值,结合第一变化率及第二变化率,确定针对所述目标电机的直轴电流的第二补偿电流,并利用所述第二补偿电流更新所述第二电流值,得到第四电流值;所述第一变化率表征所述电机控制器的交流电压变化率;所述第二变化率表征所述电机控制器的母线电压变化率;
43.第四处理单元,用于根据所述第三电流值和所述第四电流值,控制所述电机控制器中逆变器的桥臂的开关状态,以使所述电机控制器向所述目标电机输入所述第三电流值和所述第四电流值对应的正弦电流。
44.本技术实施例还提供了一种电子设备,包括:处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器,
45.其中,所述处理器用于运行所述计算机程序时,执行上述任一方法的步骤。
46.本技术实施例还提供了一种存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一方法的步骤。
47.本技术实施例提供的电流控制方法、装置、电子设备及存储介质,确定第一电流值和第二电流值;所述第一电流值对应目标电机的交轴电流;所述第二电流值对应所述目标电机的直轴电流;根据所述第一电流值,结合第一电压及第二电压,确定针对所述目标电机的交轴电流的第一补偿电流,并利用所述第一补偿电流更新所述第一电流值,得到第三电流值;所述第一电压表征连接所述目标电机的电机控制器的交流电压;所述第二电压表征所述电机控制器的母线电压;根据所述第三电流值,结合第一变化率及第二变化率,确定针对所述目标电机的直轴电流的第二补偿电流,并利用所述第二补偿电流更新所述第二电流值,得到第四电流值;所述第一变化率表征所述电机控制器的交流电压变化率;所述第二变化率表征所述电机控制器的母线电压变化率;根据所述第三电流值和所述第四电流值,控制所述电机控制器中逆变器的桥臂的开关状态,以使所述电机控制器向所述目标电机输入所述第三电流值和所述第四电流值对应的正弦电流。本技术实施例提供的方案,基于电机控制器的交流电压和母线电压,对目标电机的交轴电流进行补偿,并基于目标电机的交轴电流、电机控制器的交流电压变化率和母线电压变化率,对目标电机的直轴电流进行补偿;如此,能够提高电流控制的稳定性,从而能够减小电机的噪音,有效改善电机的噪音问题。
附图说明
48.图1为本技术实施例电流控制方法的流程示意图;
49.图2为本技术应用实施例生成交轴电流指令(即第三电流值)的流程示意图;
50.图3为本技术应用实施例生成直轴电流指令(即第四电流值)的流程示意图;
51.图4为本技术应用实施例生成针对直轴电流的补偿电流(即第二补偿电流)的流程示意图;
52.图5为本技术实施例电流控制装置的结构示意图;
53.图6为本技术实施例电子设备的结构示意图。
具体实施方式
54.下面结合附图及实施例对本技术再作进一步详细的描述。
55.相关技术中,针对电机控制器中的母线电容较小(比如电容值为5微法(μf))、母线电压波动大的情况,需要进行合理的电流控制,比如进行弱磁控制。为了适应母线电压的变化,可以对电机的电流进行相对适应的控制,但很难兼顾到负载输出和母线电压适应性两者之间的保障,即保障母线电压下跌但负载还能够输出。并且,考虑到效率因素,通常会采用平均电压弱磁的方式,即保证一个母线电压周期内电压够用,但无法保证电压一直够用,会出现电流失控区,在电机低速范围内出现未弱磁但电流部分失控的情况,引起噪音问题,不满足一些特定产品对电机噪音的要求。
56.基于此,在本技术的各种实施例中,基于电机控制器的交流电压和母线电压,对目标电机的交轴电流进行补偿,并基于目标电机的交轴电流、电机控制器的交流电压变化率和母线电压变化率,对目标电机的直轴电流进行补偿;如此,能够提高电流控制的稳定性,从而能够减小电机的噪音,有效改善电机的噪音问题。
57.本技术实施例提供一种电流控制方法,应用于电子设备,如图1所示,该方法包括:
58.步骤101:确定第一电流值和第二电流值;
59.这里,所述第一电流值对应目标电机的交轴电流;所述第二电流值对应所述目标电机的直轴电流;
60.步骤102:根据所述第一电流值,结合第一电压及第二电压,确定针对所述目标电机的交轴电流的第一补偿电流,并利用所述第一补偿电流更新所述第一电流值,得到第三电流值;
61.这里,所述第一电压表征连接所述目标电机的电机控制器的交流电压;所述第二电压表征所述电机控制器的母线电压;
62.步骤103:根据所述第三电流值,结合第一变化率及第二变化率,确定针对所述目标电机的直轴电流的第二补偿电流,并利用所述第二补偿电流更新所述第二电流值,得到第四电流值;
63.这里,所述第一变化率表征所述电机控制器的交流电压变化率;所述第二变化率表征所述电机控制器的母线电压变化率;
64.步骤104:根据所述第三电流值和所述第四电流值,控制所述电机控制器中逆变器的桥臂的开关状态,以使所述电机控制器向所述目标电机输入所述第三电流值和所述第四电流值对应的正弦电流。
65.实际应用时,所述电子设备的内部可以设置有所述目标电机和所述电机控制器,或者所述电子设备可以通过外部电路连接所述目标电机和所述电机控制器。所述电子设备、所述目标电机和所述电机控制器之间的结构具体可以根据需求设置,本技术实施例对此不作限定。
66.实际应用时,所述电子设备需要实时地控制所述电机控制器,以实现针对所述目标电机的实时电流控制,该实时控制过程存在控制节拍(也可以称为控制拍),即控制周期;换句话说,所述电子设备需要周期性地控制所述逆变器的桥臂的开关状态。这里,所述控制周期可以根据需求设置,比如100微秒(μs),本技术实施例对此不作限定。
67.实际应用时,所述逆变器的桥臂也可以称为桥臂功率开关管,控制所述逆变器的桥臂的开关状态,可以理解为控制所述逆变器的桥臂的开关程度。具体地,所述电子设备确定所述第三电流值和所述第四电流值后,可以利用预设算法,比如空间矢量脉宽调制(svpwm,space vector pulse width modulation)算法,确定需要输出到所述逆变器的桥臂的数字信号。这里,所述数字信号的范围为0至1;所述数字信号为0时,所述逆变器的桥臂关闭,即完全关断;所述数字信号为1时,所述逆变器的桥臂全部打开,即完全导通。
68.实际应用时,所述第一电流值、所述第二电流值、所述第三电流值和所述第四电流值也可以称为电流指令,所述电流指令为虚拟量,并非指物理信号,可以理解为算法内部的中间变量。
69.在步骤101中,实际应用时,可以基于所述目标电机的转速确定所述第一电流值。
70.基于此,在一实施例中,所述确定第一电流值,可以包括:
71.获取所述目标电机在当前控制周期的第一转速和第二转速;所述第一转速表征所述目标电机在第一时长内加速到目标转速所需的转速指令对应的转速;所述第二转速表征所述目标电机的实际转速;
72.根据所述第一转速和所述第二转速,确定所述第一电流值。
73.实际应用时,所述目标转速可以理解为用户希望所述目标电机达到的转速,是外部输入参数,具体可以根据需求设置;换句话说,所述电子设备可以从本地配置文件或其他电子设备中获取所述目标转速。
74.实际应用时,所述电子设备可以采样(即检测)所述目标电机的电流、电压等信息,结合预设算法(可以根据需求设置)计算所述第二转速。
75.实际应用时,所述第一转速是基于所述第二转速和所述目标转速确定的,所述第一时长可以根据需求设置,比如4秒(s)、5s等。具体地,所述电子设备确定所述第二转速和所述目标转速后,可以利用所述第二转速、所述目标转速和所述第一时长,结合预设算法(可以根据需求设置)计算所述第一转速。这里,所述转速指令为虚拟量,并非指物理信号,可以理解为算法内部的中间变量,所述电子设备基于所述转速指令控制所述电机控制器,可以使所述目标电机在所述第一时长内从所述第二转速达到所述目标转速。
76.实际应用时,所述第一转速也可以称为指令转速;所述第二转速也可以称为反馈转速;本技术实施例对所述第一转速和所述第二转速的名称不作限定。
77.实际应用时,所述电子设备根据所述第一转速和所述第二转速,可以利用预设算法,比如pi控制算法、准pr控制算法等,确定所述第一电流值。这里,所述预设算法可以数字控制器的形式设置在所述电子设备中,比如pi控制器、准pr控制器等。
78.在一实施例中,所述确定第二电流值,可以包括:
79.获取所述目标电机在当前控制周期的第二转速;所述第二转速表征所述目标电机的实际转速;
80.利用所述第一电压、所述第二电压和所述第二转速,确定所述第二电流值。
81.具体地,在一实施例中,所述利用所述第一电压、所述第二电压和所述第二转速,确定所述第二电流值,可以包括:
82.利用所述第一电压、所述第二电压和所述第二转速,结合第三映射表,确定所述第二电流值;所述第三映射表包含多个所述目标电机的直轴电流、反馈转速、所述电机控制器的交流电压及母线电压之间的映射关系。
83.实际应用时,所述第三映射表可以基于所述目标电机的弱磁输出能力和所述目标电机的弱磁需求确定。
84.在步骤102中,实际应用时,所述电子设备可以实时地采样(即检测)所述电机控制器的交流电压和母线电压,得到所述第一电压和所述第二电压。
85.实际应用时,所述电子设备可以利用预设的波形发生器,确定所述第一补偿电流。
86.基于此,在一实施例中,所述根据所述第一电流值,结合第一电压及第二电压,确定针对所述目标电机的交轴电流的第一补偿电流,可以包括:
87.利用所述第一电压和所述第二电压,确定波形发生器的输入系数;
88.利用所述第一电压,确定第一角度;所述第一角度为所述电机控制器的交流电压对应的角度;
89.利用所述第一电流值、确定的输入系数和第一角度,通过所述波形发生器,确定所述第一补偿电流。
90.这里,所述第一补偿电流与所述第一角度为负的余弦关系。
91.在一实施例中,所述利用所述第一电压和所述第二电压,确定波形发生器的输入系数,可以包括:
92.利用所述第一电压和所述第二电压,结合第一映射表,确定波形发生器的输入系数;所述第一映射表包含多个所述电机控制器的交流电压、母线电压与波形发生器的输入系数之间的映射关系。
93.实际应用时,所述第一映射表可以基于所述电机控制器的交流电压大小、所述目标电机的负载能力以及所述目标电机的负载能力对所述电机控制器的母线电压的影响程度确定。
94.实际应用时,所述电子设备可以实时地采样所述电机控制器的交流电压,利用pll,确定所述第一角度。
95.基于此,在一实施例中,所述利用所述第一电压,确定第一角度,可以包括:
96.利用所述第一电压,通过pll,确定所述第一角度。
97.在步骤103中,实际应用时,所述电子设备可以在预设时长(比如一个控制周期)内实时地采样所述目标电机的交流电压和母线电压,并计算得到所述第一变化率和所述第二变化率。
98.在一实施例中,所述根据所述第三电流值,结合第一变化率及第二变化率,确定针对所述目标电机的直轴电流的第二补偿电流,可以包括:
99.利用所述第三电流值,确定所述第二补偿电流对应的幅值;
100.利用所述第一变化率和所述第二变化率,确定所述第二补偿电流对应的相位;
101.根据确定的幅值和相位,确定所述第二补偿电流。
102.其中,在一实施例中,所述利用所述第三电流值,确定所述第二补偿电流对应的幅值,可以包括:
103.利用所述第三电流值,结合第二映射表,确定所述第二补偿电流对应的幅值;所述第二映射表包含多个幅值与所述目标电机的交轴电流之间的映射关系;在所述第二映射表中,所述幅值随着所述目标电机的交轴电流的增大而增大。
104.实际应用时,所述第二映射表可以基于所述目标电机的负载能力对所述电机控制器的母线电压的影响程度确定。由于所述第二映射表中的幅值随着所述目标电机的交轴电流的增大而增大,利用所述第二映射表确定的幅值也能够随着所述第三电流值的增大而增大。
105.在一实施例中,所述利用所述第一变化率和所述第二变化率,确定所述第二补偿电流对应的相位,可以包括:
106.将所述第一变化率与所述第二变化率进行比较,得到比较结果;
107.根据所述比较结果和参考相位,确定所述第二补偿电流对应的相位;所述参考相位表征上一控制周期的第二补偿电流对应的相位。
108.实际应用时,所述电子设备根据所述比较结果和参考相位,可以采用预设算法,比如自适应pi控制算法,确定所述第二补偿电流对应的相位。
109.具体地,在一实施例中,所述根据所述比较结果和参考相位,确定所述第二补偿电流对应的相位,可以包括:
110.在所述比较结果表征第一差值大于第一阈值的情况下,将所述参考相位增加第一相位值,得到所述第二补偿电流对应的相位;所述第一差值由所述第二变化率减去所述第一变化率得到;
111.或者,
112.在所述比较结果表征第二差值大于所述第一阈值的情况下,将所述参考相位减小第二相位值,得到所述交流偏置量对应的相位;所述第二差值由所述第一变化率减去所述第二变化率得到。
113.这里,所述第一比较结果表征第一差值大于第一阈值,可以理解为所述第二变化率明显大于所述第一变化率;对应地,所述第一比较结果表征第二差值大于所述第一阈值,可以理解为所述第二变化率明显小于所述第一变化率。
114.实际应用时,所述第一阈值、所述第一差值和所述第二差值可以根据需求设置,所述第二差值与所述第一差值可以相等。
115.实际应用时,在所述第一比较结果表征所述第一变化率等于所述第二变化率的情况下,可以直接将pll输出的相位确定为所述交流偏置量对应的相位。
116.实际应用时,为了提高电流控制的准确性和稳定性,可以根据需求设置针对波形发生器的输入系数、第一补偿电流、第二补偿电流、所述第一角度、所述第四电流值、所述第三电流值、所述第二电流值、所述第二补偿电流对应的幅值、所述第二补偿电流对应的相位等本技术实施例中的至少一个变量的限制范围,比如,可以将交流偏置量对应的相位限制
在0
°
至90
°
之间;再比如,可以将所述第一角度限制在0
°
至180
°
之间,一旦所述第一角度超过180
°
,则将该角度减去180
°
后作为新的第一角度。
117.本技术实施例提供的电流控制方法,确定第一电流值和第二电流值;所述第一电流值对应目标电机的交轴电流;所述第二电流值对应所述目标电机的直轴电流;根据所述第一电流值,结合第一电压及第二电压,确定针对所述目标电机的交轴电流的第一补偿电流,并利用所述第一补偿电流更新所述第一电流值,得到第三电流值;所述第一电压表征连接所述目标电机的电机控制器的交流电压;所述第二电压表征所述电机控制器的母线电压;根据所述第三电流值,结合第一变化率及第二变化率,确定针对所述目标电机的直轴电流的第二补偿电流,并利用所述第二补偿电流更新所述第二电流值,得到第四电流值;所述第一变化率表征所述电机控制器的交流电压变化率;所述第二变化率表征所述电机控制器的母线电压变化率;根据所述第三电流值和所述第四电流值,控制所述电机控制器中逆变器的桥臂的开关状态,以使所述电机控制器向所述目标电机输入所述第三电流值和所述第四电流值对应的正弦电流。本技术实施例提供的方案,基于电机控制器的交流电压和母线电压,对目标电机的交轴电流进行补偿,并基于目标电机的交轴电流、电机控制器的交流电压变化率和母线电压变化率,对目标电机的直轴电流进行补偿;如此,能够提高电流控制的稳定性,从而能够减小电机的噪音,有效改善电机的噪音问题。
118.下面结合应用实施例对本技术再作进一步详细的描述。
119.在本应用实施例中,所述电机控制器的交流电压表示为uac;所述电机控制器的母线电压表示为udc;直轴称为d轴;交轴称为q轴;所述第一转速表示为nref;所述第二转速表示为nfdb;所述第一电流值称为初始的q轴电流指令,表示为iqref’;所述第二电流值称为初始的d轴电流指令或者弱磁电流指令,表示为idref’;所述第一补偿电流称为q轴补偿电流,表示为iqcom;所述第二补偿电流称为d轴补偿电流,表示为idcom;所述第三电流值称为最终的q轴电流指令,表示为iqref;所述第四电流值称为最终的d轴电流指令或者弱磁电流指令,表示为idref;所述波形发生器的输入系数表示为kq;所述第一角度表示为θac;所述第二补偿电流对应的幅值表示为idcom_val;所述第二补偿电流对应的相位表示为idcom_θ。
120.本应用实施例提供了一种电流控制系统,包括控制芯片(即上述电子设备)、与控制芯片连接的电机控制器和电机,所述电机控制器包含小电容(比如电容值为10μf),导致所述电机控制器的母线波动大。控制芯片根据采样获得的uac、udc以及nfdb,结合需求的转速指令nref,可获得iqref和idref,再结合q轴的电流采样反馈信息iqfdb和d轴的电流采样反馈信息idfdb,可以通过电流环pi,计算出q轴需要的指令电压uqref和d轴需要的指令电压udref,再经过电机的预设调制方式,实现电机的电流控制。这里,所述指令电压为虚拟量,并非指物理信号,可以理解为算法内部的中间变量。
121.具体地,本应用实施例的电流控制过程可以包括以下步骤:
122.步骤1:进行速度环计算,根据转速指令和转速反馈的差值,通过pi控制算法,计算iqref’。
123.步骤2:根据采样获得的uac和udc,进行查表(即上述第一映射表),获得波形发生器的输入系数kq。该表格需要由用户在算法执行之前提前建立完成,其中主要考虑负载效应对于母线电压跌落的影响,用户可以根据电机输入的交流电压大小、电机负载的大小、施
加电机负载导致的母线电压跌落情况进行表格的建立。完成表格建立后,则可根据uac和udc的大小,来推断负载的大小,从而获得q轴电流补偿的波形发生器的系数。
124.步骤3:根据采样获得的uac,进行pll锁相环,得到网侧电压角度θac。这里,若θac>180
°
,则θac=θac-180
°

125.得到后θac,结合iqref’和kq,可以通过以下公式计算iqcom:
126.iqcom=-kq*iqref’*cosθac
ꢀꢀꢀꢀ
(1)
127.步骤4:根据速度环计算得到iqref’和波形发生器计算得到的iqcom,通过以下公式计算出最终的q轴电流指令:
128.iqref=iqref’+iqcom
ꢀꢀꢀꢀ
(2)
129.步骤5:根据iqref和采样得到的iqfdb,经过q轴电流环pi,可以计算出q轴需要的指令电压uqref。
130.这里,如图2所示,通过执行步骤1至步骤5,可以完成uqref的计算,实现电机在q轴上的控制。
131.步骤6:根据采样获得的uac、udc和nfdb,在弱磁模块进行查表(即上述第三映射表),计算弱磁模块输出的d轴电流指令idref’。该表格需要由用户在算法执行之前提前建立完成,其中主要考虑uac的有效值大小以及电机的总体弱磁输出能力,还可以考虑实时udc的瞬时值大小,结合电机此时的转速,得到电机实时的弱磁需求;并结合总体弱磁输出能力和实时弱磁需求进行表格的建立。
132.步骤7:根据iqref进行查表(即上述第二映射表),获得idcom_val。该表格需要由用户在算法执行之前提前建立完成,在该表格中,idcom_val与iqref的定性关系为:iqref越大,idcom_val越大。表格中的具体数值需要根据电机负载大小对于母线电压的影响程度来设计。
133.步骤8:根据uac和udc之间的电压变化率(即上述第一变化率及第二变化率),采用自适应pi算法,确定idcom_θ。该算法的基本逻辑趋势为:如果母线电压增加变化率明显大于交流电压增加变化率,则相位增加;如果母线电压增加变化率明显小于交流电压增加变化率,则相位减小;若母线电压增加变化率与交流电压增加变化率相同,idcom_θ则与电网锁相得到的相位保持一致,并将相位值限制在0至90
°
之间。
134.步骤9:根据idcom_val和idcom_θ,结合余弦函数,可以通过以下公式合成d轴补偿电流:
135.idcom=idcom_val*cos(idcom_θ)
ꢀꢀꢀꢀ
(3)
136.其中,由于在电机控制中需要弱磁控制,所以idcom为负值。
137.步骤10:根据idref’和idcom,通过以下公式计算idref:
138.idref=idref’+idcom
ꢀꢀꢀꢀ
(4)
139.步骤11:根据idref和采样得到的idfdb,经过d轴电流环pi,可以计算出d轴需要的指令电压udref。
140.这里,如图3和图4所示,通过执行步骤6至步骤11,可以完成udref的计算,实现电机在d轴上的控制。结合uqref和udref,再经过电机的预设调制方式,最终可以实现电机的电流控制。本应用实施例的方案,针对母线波动大的硬件拓扑,比如无电解电容拓扑控制场景,通过idcom和iqcom,能够有效改善电流控制稳定性和电机的噪音问题,实现对电流控制
的优化。
141.为了实现本技术实施例的方法,本技术实施例还提供了一种电流控制装置,设置在电子设备上,所述电子设备内部设置有目标电机和电机控制器,或者通过外部电路连接有目标电机和电机控制器;如图5所示,该装置包括:
142.第一处理单元501,用于确定第一电流值和第二电流值;所述第一电流值对应目标电机的交轴电流;所述第二电流值对应所述目标电机的直轴电流;
143.第二处理单元502,用于根据所述第一电流值,结合第一电压及第二电压,确定针对所述目标电机的交轴电流的第一补偿电流,并利用所述第一补偿电流更新所述第一电流值,得到第三电流值;所述第一电压表征连接所述目标电机的电机控制器的交流电压;所述第二电压表征所述电机控制器的母线电压;
144.第三处理单元503,用于根据所述第三电流值,结合第一变化率及第二变化率,确定针对所述目标电机的直轴电流的第二补偿电流,并利用所述第二补偿电流更新所述第二电流值,得到第四电流值;所述第一变化率表征所述电机控制器的交流电压变化率;所述第二变化率表征所述电机控制器的母线电压变化率;
145.第四处理单元504,用于根据所述第三电流值和所述第四电流值,控制所述电机控制器中逆变器的桥臂的开关状态,以使所述电机控制器向所述目标电机输入所述第三电流值和所述第四电流值对应的正弦电流。
146.其中,在一实施例中,所述第二处理单元502,具体用于:
147.利用所述第一电压和所述第二电压,确定波形发生器的输入系数;
148.利用所述第一电压,确定第一角度;所述第一角度为所述电机控制器的交流电压对应的角度;
149.利用所述第一电流值、确定的输入系数和第一角度,通过所述波形发生器,确定所述第一补偿电流。
150.在一实施例中,所述第二处理单元502,还用于利用所述第一电压和所述第二电压,结合第一映射表,确定波形发生器的输入系数;所述第一映射表包含多个所述电机控制器的交流电压、母线电压与波形发生器的输入系数之间的映射关系。
151.在一实施例中,所述第二处理单元502,还用于利用所述第一电压,通过pll,确定所述第一角度。
152.在一实施例中,所述第三处理单元503,具体用于:
153.利用所述第三电流值,确定所述第二补偿电流对应的幅值;
154.利用所述第一变化率和所述第二变化率,确定所述第二补偿电流对应的相位;
155.根据确定的幅值和相位,确定所述第二补偿电流。
156.在一实施例中,所述第三处理单元503,还用于利用所述第三电流值,结合第二映射表,确定所述第二补偿电流对应的幅值;所述第二映射表包含多个幅值与所述目标电机的交轴电流之间的映射关系;在所述第二映射表中,所述幅值随着所述目标电机的交轴电流的增大而增大。
157.在一实施例中,所述第三处理单元503,还用于:
158.将所述第一变化率与所述第二变化率进行比较,得到比较结果;
159.根据所述比较结果和参考相位,确定所述第二补偿电流对应的相位;所述参考相
位表征上一控制周期的第二补偿电流对应的相位。
160.在一实施例中,所述第三处理单元503,还用于:
161.在所述比较结果表征第一差值大于第一阈值的情况下,将所述参考相位增加第一相位值,得到所述第二补偿电流对应的相位;所述第一差值由所述第二变化率减去所述第一变化率得到;
162.或者,
163.在所述比较结果表征第二差值大于所述第一阈值的情况下,将所述参考相位减小第二相位值,得到所述交流偏置量对应的相位;所述第二差值由所述第一变化率减去所述第二变化率得到。
164.在一实施例中,所述第一处理单元501,具体用于:
165.获取所述目标电机在当前控制周期的第一转速和第二转速;所述第一转速表征所述目标电机在第一时长内加速到目标转速所需的转速指令对应的转速;所述第二转速表征所述目标电机的实际转速;
166.根据所述第一转速和所述第二转速,确定所述第一电流值。
167.在一实施例中,所述第一处理单元501,还用于:
168.获取所述目标电机在当前控制周期的第二转速;所述第二转速表征所述目标电机的实际转速;
169.利用所述第一电压、所述第二电压和所述第二转速,确定所述第二电流值。
170.在一实施例中,所述第一处理单元501,还用于利用所述第一电压、所述第二电压和所述第二转速,结合第三映射表,确定所述第二电流值;所述第三映射表包含多个所述目标电机的直轴电流、反馈转速、所述电机控制器的交流电压及母线电压之间的映射关系。
171.这里,所述电流控制装置的功能相当于本技术应用实施例中控制芯片的功能。
172.实际应用时,所述第一处理单元501、所述第二处理单元502、所述第三处理单元503和所述第四处理单元504可由电流控制装置中的处理器结合通信接口实现。
173.需要说明的是:上述实施例提供的电流控制装置在控制电机控制器时,仅以上述各程序模块的划分进行举例说明,实际应用时,可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的程序模块,以完成以上描述的全部或者部分处理。另外,上述实施例提供的电流控制装置与电流控制方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。
174.基于上述程序模块的硬件实现,且为了实现本技术实施例的方法,本技术实施例还提供了一种电子设备,所述电子设备内部设置有目标电机和电机控制器,或者通过外部电路连接有目标电机和电机控制器;如图6所示,该电子设备600包括:
175.通信接口601,能够与其他电子设备进行信息交互;
176.处理器602,与所述通信接口601连接,以实现与其他电子设备进行信息交互,用于运行计算机程序时,执行上述一个或多个技术方案提供的方法;
177.存储器603,存储能够在所述处理器602上运行的计算机程序。
178.具体地,所述处理器602,用于:
179.确定第一电流值和第二电流值;所述第一电流值对应目标电机的交轴电流;所述第二电流值对应所述目标电机的直轴电流;
180.根据所述第一电流值,结合第一电压及第二电压,确定针对所述目标电机的交轴电流的第一补偿电流,并利用所述第一补偿电流更新所述第一电流值,得到第三电流值;所述第一电压表征连接所述目标电机的电机控制器的交流电压;所述第二电压表征所述电机控制器的母线电压;
181.根据所述第三电流值,结合第一变化率及第二变化率,确定针对所述目标电机的直轴电流的第二补偿电流,并利用所述第二补偿电流更新所述第二电流值,得到第四电流值;所述第一变化率表征所述电机控制器的交流电压变化率;所述第二变化率表征所述电机控制器的母线电压变化率;
182.根据所述第三电流值和所述第四电流值,控制所述电机控制器中逆变器的桥臂的开关状态,以使所述电机控制器向所述目标电机输入所述第三电流值和所述第四电流值对应的正弦电流。
183.其中,在一实施例中,所述处理器602,还用于:
184.利用所述第一电压和所述第二电压,确定波形发生器的输入系数;
185.利用所述第一电压,确定第一角度;所述第一角度为所述电机控制器的交流电压对应的角度;
186.利用所述第一电流值、确定的输入系数和第一角度,通过所述波形发生器,确定所述第一补偿电流。
187.在一实施例中,所述处理器602,还用于利用所述第一电压和所述第二电压,结合第一映射表,确定波形发生器的输入系数;所述第一映射表包含多个所述电机控制器的交流电压、母线电压与波形发生器的输入系数之间的映射关系。
188.在一实施例中,所述处理器602,还用于利用所述第一电压,通过pll,确定所述第一角度。
189.在一实施例中,所述处理器602,还用于:
190.利用所述第三电流值,确定所述第二补偿电流对应的幅值;
191.利用所述第一变化率和所述第二变化率,确定所述第二补偿电流对应的相位;
192.根据确定的幅值和相位,确定所述第二补偿电流。
193.在一实施例中,所述处理器602,还用于利用所述第三电流值,结合第二映射表,确定所述第二补偿电流对应的幅值;所述第二映射表包含多个幅值与所述目标电机的交轴电流之间的映射关系;在所述第二映射表中,所述幅值随着所述目标电机的交轴电流的增大而增大。
194.在一实施例中,所述处理器602,还用于:
195.将所述第一变化率与所述第二变化率进行比较,得到比较结果;
196.根据所述比较结果和参考相位,确定所述第二补偿电流对应的相位;所述参考相位表征上一控制周期的第二补偿电流对应的相位。
197.在一实施例中,所述处理器602,还用于:
198.在所述比较结果表征第一差值大于第一阈值的情况下,将所述参考相位增加第一相位值,得到所述第二补偿电流对应的相位;所述第一差值由所述第二变化率减去所述第一变化率得到;
199.或者,
200.在所述比较结果表征第二差值大于所述第一阈值的情况下,将所述参考相位减小第二相位值,得到所述交流偏置量对应的相位;所述第二差值由所述第一变化率减去所述第二变化率得到。
201.在一实施例中,所述处理器602,还用于:
202.获取所述目标电机在当前控制周期的第一转速和第二转速;所述第一转速表征所述目标电机在第一时长内加速到目标转速所需的转速指令对应的转速;所述第二转速表征所述目标电机的实际转速;
203.根据所述第一转速和所述第二转速,确定所述第一电流值。
204.在一实施例中,所述处理器602,还用于:
205.获取所述目标电机在当前控制周期的第二转速;所述第二转速表征所述目标电机的实际转速;
206.利用所述第一电压、所述第二电压和所述第二转速,确定所述第二电流值。
207.在一实施例中,所述处理器602,还用于利用所述第一电压、所述第二电压和所述第二转速,结合第三映射表,确定所述第二电流值;所述第三映射表包含多个所述目标电机的直轴电流、反馈转速、所述电机控制器的交流电压及母线电压之间的映射关系。
208.需要说明的是:所述处理器602具体执行上述操作的过程详见方法实施例,这里不再赘述。
209.当然,实际应用时,电子设备600中的各个组件通过总线系统604耦合在一起。可理解,总线系统604用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统604除包括数据总线之外,还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见,在图6中将各种总线都标为总线系统604。
210.本技术实施例中的存储器603用于存储各种类型的数据以支持电子设备600的操作。这些数据的示例包括:用于在电子设备600上操作的任何计算机程序。
211.上述本技术实施例揭示的方法可以应用于处理器602中,或者由处理器602实现。处理器602可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器602中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器602可以是通用处理器、数字信号处理器(dsp,digital signal processor),或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器602可以实现或者执行本技术实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本技术实施例所公开的方法的步骤,可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中,该存储介质位于存储器603,处理器602读取存储器603中的信息,结合其硬件完成前述方法的步骤。
212.在示例性实施例中,电子设备600可以被一个或多个应用专用集成电路(asic,application specific integrated circuit)、dsp、可编程逻辑器件(pld,programmable logic device)、复杂可编程逻辑器件(cpld,complex programmable logic device)、现场可编程门阵列(fpga,field-programmable gate array)、通用处理器、控制器、微控制器(mcu,micro controller unit)、微处理器(microprocessor)、或者其他电子元件实现,用于执行前述方法。
213.可以理解,本技术实施例的存储器603可以是易失性存储器或者非易失性存储器,也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中,非易失性存储器可以是只读存储器(rom,read only memory)、可编程只读存储器(prom,programmable read-only memory)、可擦除可编程只读存储器(eprom,erasable programmable read-only memory)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom,electrically erasable programmable read-only memory)、磁性随机存取存储器(fram,ferromagnetic random access memory)、快闪存储器(flash memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(cd-rom,compact disc read-only memory);磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(ram,random access memory),其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明,许多形式的ram可用,例如静态随机存取存储器(sram,static random access memory)、同步静态随机存取存储器(ssram,synchronous static random access memory)、动态随机存取存储器(dram,dynamic random access memory)、同步动态随机存取存储器(sdram,synchronous dynamic random access memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(ddrsdram,double data rate synchronous dynamic random access memory)、增强型同步动态随机存取存储器(esdram,enhanced synchronous dynamic random access memory)、同步连接动态随机存取存储器(sldram,synclink dynamic random access memory)、直接内存总线随机存取存储器(drram,direct rambus random access memory)。本技术实施例描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其他适合类型的存储器。
214.在示例性实施例中,本技术实施例还提供了一种存储介质,即计算机存储介质,具体为计算机可读存储介质,例如包括存储计算机程序的存储器603,上述计算机程序可由电子设备600的处理器602执行,以完成前述方法所述步骤。计算机可读存储介质可以是fram、rom、prom、eprom、eeprom、flash memory、磁表面存储器、光盘、或cd-rom等存储器。
215.需要说明的是:“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
216.另外,本技术实施例所记载的技术方案之间,在不冲突的情况下,可以任意组合。
217.以上所述,仅为本技术的较佳实施例而已,并非用于限定本技术的保护范围。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1