电流采样延迟时间测量方法、系统及设备与流程

本技术实施例涉及电机控制，尤其涉及电流采样延迟时间测量方法、系统及设备。

背景技术：

1、在电动汽车主驱电机和高性能运动控制等应用场合，为了提高电机转矩控制的动态响应和稳态精度，一般采用基于磁场定向的矢量控制技术。

2、矢量控制技术包含了电流采样过程，但在电流采样整个过程中，会由于各种原因导致电流采样存在延迟，在相电流为交流电流情况下，这些延迟会导致软件中使用的采样电流值相对实际电流存在相移，最终导致磁场定向存在偏差而影响矢量控制的动态和稳态控制效果。

3、目前，相关技术中的方案无法准确快速地得到整个电流采样过程的延迟时间，从而导致矢量控制的动态和稳态控制效果下降。

技术实现思路

1、本技术实施例的主要目的在于提供一种电流采样延迟时间测量方法、系统及设备，旨在准确快速地得到整个电流采样过程的延迟时间，避免矢量控制的动态和稳态控制效果下降。

2、为实现上述目的，本技术实施例提供一种电流采样延迟时间测量方法，应用于电流采样延迟时间测量系统，所述系统包括被测电机、与所述被测电机同轴设置的陪测电机、与所述被测电机或其电机控制器电气连接的基准电信号测量设备、与所述被测电机的电机控制器数字输出端口和所述基准电信号测量设备电气连接的示波器，还包括与所述被测电机的电机控制器、所述陪测电机的电机控制器以及所述示波器通信连接的主控单元，所述电流采样延迟时间测量方法包括采用所述主控单元执行以下步骤：

3、控制所述被测电机进入不可控整流状态；

4、控制所述陪测电机的电机控制器调整所述陪测电机的转速，以将所述被测电机的工作电流频率调整为目标频率；

5、控制所述被测电机的电机控制器记录所述被测电机的采样电流，同时向所述被测电机的电机控制器发送电平调节命令，以改变所述被测电机的电机控制器与所述示波器连接的输出端口的电平，触发所述示波器同步获取所述基准电信号测量设备测量得到的所述被测电机的基准电信号；

6、根据所述目标频率、所述采样电流和所述基准电信号确定电流采样延迟时间。

7、可选地，所述基准电信号测量设备为电流测试探头；

8、所述向所述被测电机的电机控制器发送电平调节命令，以改变所述被测电机的电机控制器与所述示波器连接的输出端口的电平，触发所述示波器同步获取所述基准电信号测量设备测量得到的所述被测电机的基准电信号的步骤，包括：

9、向所述被测电机的电机控制器发送电平调节命令，以改变所述被测电机的电机控制器与所述示波器连接的输出端口的电平，触发所述示波器同步获取所述电流测试探头测量得到的所述被测电机的基准电流。

10、可选地，所述基准电信号测量设备为高压差分探头；

11、所述向所述被测电机的电机控制器发送电平调节命令，以改变所述被测电机的电机控制器与所述示波器连接的输出端口的电平，触发所述示波器同步获取所述基准电信号测量设备测量得到的所述被测电机的基准电信号的步骤，包括：

12、向所述被测电机的电机控制器发送电平调节命令，以改变所述被测电机的电机控制器与所述示波器连接的输出端口的电平，触发所述示波器同步获取所述高压差分探头测量得到的所述被测电机的基准电压；

13、基于所述基准电压和所述采样电流确定基准电流。

14、可选地，所述基于所述基准电压和所述采样电流确定基准电流的步骤，包括：

15、记录所述基准电压为母线电压一半的基准时刻；

16、计算所述采样电流的过零时刻相对于所述基准时刻的滞后时间；

17、基于所述滞后时间对所述采样电流进行重构得到基准电流。

18、可选地，所述根据所述目标频率、所述采样电流和所述基准电信号确定电流采样延迟时间的步骤，包括：

19、对所述采样电流和所述基准电流进行处理，得到所述采样电流和所述基准电流之间的相位差；

20、将所述相位差除以所述目标频率对应的电角频率得到电流采样延迟时间流。

21、可选地，所述对所述采样电流和所述基准电流进行处理，得到所述采样电流和所述基准电流之间的相位差的步骤，包括：

22、分别对所述基准电流和所述采样电流进行傅里叶分析，得到所述基准电流和所述采样电流的基波幅值和相位；

23、分别根据所述基准电流和所述采样电流的基波幅值和相位计算所述基准电流和所述采样电流的正序分量幅值和相位；

24、根据所述基准电流和所述采样电路的正序分量幅值和相位，计算所述采样电流的正序分量滞后于所述基准电流正序分量的相位，得到所述基准电流和所述采样电流之间的相位差。

25、此外，为实现上述目的，本技术实施例还提供一种电流采样延迟时间测量系统，所述电流采样延迟时间测量系统包括被测电机、与所述被测电机同轴设置的陪测电机、与所述被测电机或其电机控制器电气连接的基准电信号测量设备、与所述被测电机的电机控制器数字输出端口和所述基准电信号测量设备电气连接的示波器，还包括与所述被测电机的电机控制器、所述陪测电机的电机控制器以及所述示波器通信连接的主控单元；所述主控单元包括：

26、电机状态控制单元，用于控制所述被测电机进入不可控整流状态；

27、电机转速控制单元，用于控制所述陪测电机的电机控制器调整所述陪测电机的转速，以将所述被测电机的工作电流频率调整为目标频率；

28、基准电信号获取单元，用于控制所述被测电机的电机控制器记录所述被测电机的采样电流，同时向所述被测电机的电机控制器发送电平调节命令，以改变所述被测电机的电机控制器与所述示波器连接的输出端口的电平，触发所述示波器同步获取所述基准电信号测量设备测量得到的所述被测电机的基准电信号；

29、电流采样延迟时间计算单元，用于根据所述目标频率、所述采样电流和所述基准电信号确定电流采样延迟时间。

30、可选地，所述基准电信号测量设备为电流测试探头，所述被测电机的电机控制器与所述被测电机之间的交流连接线穿过所述电流测试探头的输入端，所述电流测试探头的输出端连接所述示波器，所述电流测试探头用于在所述被测电机工作在不可控整流状态的情况下，将测量得到的所述被测电机的基准电流传输至所述示波器。

31、可选地，所述基准电信号测量设备为高压差分探头，所述高压差分探头的输入端分别连接所述被测电机的三相交流输入端和所述被测电机的电机控制器的直流母线的负极，所述高压差分探头的输出端连接所述示波器的输入端，所述高压差分探头用于在所述被测电机工作在不可控整流状态的情况下，将测量得到的所述被测电机的基准电压传输至所述示波器。

32、可选地，所述目标频率fe与所述被测电机的转速n和极对数p的关系为所述电机转速控制单元具体用于：

33、根据公式计算所述被测电机的工作电流频率为所述目标频率时的目标转速；

34、控制所述陪测电机按照所述目标转速运行，以使与所述陪测电机同轴设置的被测电机按照所述目标转速运行，进而使所述被测电机的工作电流频率为所述目标频率。

35、可选地，所述电流采样延迟时间计算单元包括：

36、相位差计算单元，用于对所述采样电流和所述基准电流进行处理，得到两者的相位差；

37、延迟时间计算单元，用于将所述相位差除以所述目标频率对应的电角频率得到电流采样延迟时间。

38、可选地，所述相位差计算单元具体用于：

39、分别对所述基准电流和所述采样电流进行傅里叶分析，得到所述基准电流和所述采样电流的基波幅值和相位；

40、分别根据所述基准电流和所述采样电流的基波幅值和相位计算所述基准电流和所述采样电流的正序分量幅值和相位；

41、根据所述基准电流和所述采样电路的正序分量幅值和相位，计算所述采样电流的正序分量滞后于所述基准电流正序分量的相位，得到所述基准电流和所述采样电流之间的相位差。

42、此外，为实现上述目的，本技术实施例还提供一种电流采样延迟时间测量设备，所述电流采样延迟时间测量设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的电流采样延迟时间测量方法。

43、此外，为实现上述目的，本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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如上所述的电流采样延迟时间测量方法。

44、本技术实施例提出一种电流采样延迟时间测量方法、系统及设备，在所述电流采样延迟时间测量方法中，主控单元先控制被测电机进入不可控整流状态，然后控制陪测电机的电机控制器调整陪测电机的转速，进而实现对被测电机的转速的调整，使得所述被测电机的工作电流频率调整为目标频率，之后控制被测电机的电机控制器记录被测电机的采样电流，无需通过外部测量设备测量芯片adc端口电压得到采样电流，考虑了adc端口采样保持时间造成的延迟，从而能够使得最终的电流采样延迟时间更加准确，同时向被测电机的电机控制器发送电平调节命令，以改变被测电机的电机控制器与示波器连接的输出端口的电平，触发示波器同步获取基准电信号测量设备测量得到的被测电机的基准电信号，实现了基准电信号和采样电流的时间同步，最后根据目标频率、采样电流和基准电信号确定电流采样延迟时间。本技术实施例通过使被测电机工作在不可控整流状态对实际电流进行测量(作为“参考”)，然后与不可控整流状态下电机控制器软件中采样得到的电流值进行相位或过零时刻对比，来计算在该转速(每个转速对应一个电流频率)下的电流采样延迟时间。由于前者是通过选用高精度高带宽闭环霍尔进行的直接测量或者高带宽高压差分探头进行的等效测量，从而可认为其代表了真实的电流值或反映了真实电流过零点。由于后者测量电流时的主控芯片的模数转换配置和软件中断触发方式与正常电机控制时相同，其就代表了实际用于闭环控制的电流值。用前后两者的相位差或电流过零时刻差除以电流频率，即得到整个电流采样过程对该频率电流的延迟时间，克服了相关技术中的方案无法准确快速地得到整个电流采样过程的延迟时间的技术缺陷。