一种三相电机等效母线电流估算方法、系统及存储介质与流程

本发明涉及电动机控制，具体涉及一种三相电机等效母线电流估算方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、新能源汽车中大量使用了三相电机，三相电机由电机控制器进行控制。电机控制器需要获取三相电机母线的等效直流电流。等效直流电流用于实现限制最大功率输出和电机相关的状态诊断功能中。现有技术中，三相电机等效母线电流一般有两种计算方法：通过电流霍尔传感器进行测量，直接获取直流电流。这种方式一方面增加电流霍尔传感器会增加硬件成本，另一方面如果电流霍尔传感器或硬件电路失效，则直流电流将无法获取。还有一种比较常见的直流电流估算方法，不使用电流霍尔传感器。而是先通过控制器电压指令vd、vq和电机电流反馈id、iq，计算电机三相功率pabc＝1.5*(vd*id+vq*iq)。之后通过电机控制器效率折算直流功率pdc＝pabc/effi，然后通过功率方程折算直流电流idc＝pdc/vdc。这种方法计算过程较长，且每个环节都存在误差。例如：vd、vq和实际输出电压vd、vq存在误差，电机控制器效率与实际工况相关联且变化范围较大，如此计算得到的母线直流电流与实际差异较大，难以保证精度。为此需要研究新的三相电机等效母线电流估算技术。

2、如中国专利cn111431452a，公开日2020年7月17日，提供了一种电机控制器的母线电流估算方法，包括：s1、将指定母线电压、指定母线电压下的各转速点及各转速点下的扭矩点组成一系列的测点；s2、检测电机控制器在各测点下的母线电流值；s3、计算对应测点的母线电流相关数；s4、基于各扭矩区间内两测量点的母线电流测量值及对应的母线电流相关数建立对应扭矩区间的映射参数；s5、计算对应扭矩区间内各预估点的母线电流值，称为母线电流估算值；s6、基于差值法计算不同母线电压下不同转矩及转速下的母线电流值，即为母线电流估算值。其技术方案采用估算方法计算母线电流，可以减少一个电流传感器，降低电机控制器的硬件成本，同时可以实现电机控制器的小型化、轻量化。但其存在估算精度低的技术问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题：目前电机母线电流估算精度低的技术问题。提出了一种三相电机等效母线电流估算方法、系统及存储介质，能够提高电机母线电流检测的精度。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种三相电机等效母线电流估算方法，所述三相电机的每相均通过一对igbt供电，一对igbt分别记为上桥臂igbt和下桥臂igbt，包括以下步骤：

3、在每个pwm载波周期内，采集电机的三相电流值，分别记为ia、ib及ic；

4、根据每相电流值及pwm信号，计算对应相的下桥臂igbt的实际导通时刻和实际关断时刻，三相的下桥臂igbt的实际导通时刻分别记为ta1、tb1及tc1，三相的下桥臂igbt的实际关断时刻分别记为ta2、tb2及tc2；

5、计算当前pwm载波周期内的等效母线直流电流iavg＝-[ia*(ta2-ta1)+ib*(tb2-tb1)+ic*(tc2-tc1)]/tperiod，其中，tperiod为pwm载波周期的时间长度；

6、对连续的若干个pwm载波周期内的等效母线直流电流iavg进行滤波后，作为每个pwm载波周期内的最终的等效母线直流电流。

7、作为优选，在每个pwm载波周期时间的中点，进行电机的三相电流值的采集。

8、作为优选，计算实际导通时刻的方法包括：

9、通过三相电流值ia、ib及ic查对应表，获得每相电流值下，igbt的开启动作时长，开启动作时长分别记为ton_a、ton_b及ton_c；

10、当相电流流向电机线圈时，ti1＝ti_prev+tdead+ton_i，当相电流流向控制器时，ti1＝ti_prev+toff_i，其中i∈{a,b,c}，ti_prev为上个pwm周期的pwm比较寄存器存储的比较值，tdead为igbt的死区时长。

11、作为优选，上个pwm周期的pwm比较寄存器存储的比较值ti_prev的获得方法包括：比较值ti_prev为上一个pwm周期的dq轴电流环经vd/vq指令的输出，经过反park变换和空间矢量脉宽调制后得到的占空比。

12、作为优选，所述对应表记录不同电流下，igbt的开启动作时长和关断动作时长，所述对应表为通过对igbt试验测试获得或者由igbt规格书中记录的参数获得。

13、作为优选，计算实际关断时刻的方法包括：

14、通过三相电流值ia、ib及ic查对应表，获得每相电流值下，igbt的关闭动作时长，关闭动作时长分别记为toff_a、toff_b及toff_c；

15、当相电流流向电机线圈时，ti2＝(tperiod-ti)+tdead+ton_i，当相电流流向控制器时，ti2＝(tperiod-ti)+toff_i，其中i∈{a,b,c}，tperiod为(pwm开关频率对应的周期值，即1/开关频率),ti为本pwm周期的pwm比较寄存器存储的比较值，tdead为igbt的死区时长。

16、作为优选，本pwm周期的pwm比较寄存器存储的比较值ti的获得方法包括：比较值ti为当前pwm周期的dq轴电流环经vd/vq指令的输出，经过反park变换和空间矢量脉宽调制后得到的占空比。

17、作为优选，所述滤波为一阶低通滤波。

18、一种嵌入式系统，所述嵌入式系统包括存储器、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程序，所述程序被所述处理器执行时实现如前述的一种三相电机等效母线电流估算方法。

19、一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如前述的一种三相电机等效母线电流估算方法。

20、本发明的有益技术效果包括：本申请提供的三相电机等效母线电流估算方法，输入量只有三相pwm信号以及电机的三相电流，相比现有的母线直流电流估算方法，实现计算量大幅减少，并且避免了直流电压采样偏差、电流环输出vdvq指令偏差等引入的额外误差，同时也考虑了死区的影响，从下管导通宽度折算直流电流，提升了估算的电流精度。

21、本发明的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

技术特征：

1.一种三相电机等效母线电流估算方法，所述三相电机的每相均通过一对igbt供电，一对igbt分别记为上桥臂igbt和下桥臂igbt，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的一种三相电机等效母线电流估算方法，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的一种三相电机等效母线电流估算方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的一种三相电机等效母线电流估算方法，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的一种三相电机等效母线电流估算方法，其特征在于，

6.根据权利要求1或2所述的一种三相电机等效母线电流估算方法，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的一种三相电机等效母线电流估算方法，其特征在于，

8.根据权利要求1或2所述的一种三相电机等效母线电流估算方法，其特征在于，

9.一种嵌入式系统，其特征在于，所述嵌入式系统包括存储器、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程序，所述程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的一种三相电机等效母线电流估算方法。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的一种三相电机等效母线电流估算方法。

技术总结
本发明涉及电动机控制技术领域，具体涉及一种三相电机等效母线电流估算方法、系统及存储介质，包括以下步骤：在每个PWM载波周期内，采集电机的三相电流值；根据每相电流值及PWM信号，计算对应相的下桥臂IGBT的实际导通时刻和实际关断时刻；计算当前PWM载波周期内的等效母线直流电流Iavg；对连续的若干个PWM载波周期内的等效母线直流电流Iavg进行滤波后。本发明的有益技术效果包括：本申请提供的三相电机等效母线电流估算方法，输入量只有三相PWM信号以及电机的三相电流，相比现有的母线直流电流估算方法，实现计算量大幅减少。

技术研发人员：孟路朋,杜朝辉,曹冠晖
受保护的技术使用者：浙江奥思伟尔电动科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15