超高速电机SNPC驱动器死区电压补偿方法、装置和电子设备与流程

超高速电机snpc驱动器死区电压补偿方法、装置和电子设备
技术领域
1.本技术涉及超高速电机技术领域，具体而言，涉及一种超高速电机snpc驱动器死区电压补偿方法、装置和电子设备。


背景技术：

2.超高速电机应用中最有前途的三电平拓扑之一是稀疏中性点钳位(sparce npc，snpc)拓扑结构，snpc拓扑结构只需10个开关管即可产生三电平电压输出。此外，由于没有中电压矢量，snpc具有优越的中性点平衡能力。但目前没有对超高速电机snpc驱动器死区电压进行补偿的方案。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本技术实施例的目的在于提供一种超高速电机snpc驱动器死区电压补偿方法、装置和电子设备。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种超高速电机snpc驱动器死区电压补偿方法，所述snpc驱动器为使用snpc拓扑结构的驱动器，所述方法包括：
5.snpc驱动器获取超高速电机的空间矢量电压，并在两相静止坐标系下，将所述空间矢量电压分解为第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量；
6.从snpc的空间矢量图中查询出与所述空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域；
7.利用与所述空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对所述第一空间矢量电压分量和所述第二空间矢量电压分量分别进行补偿。
8.第二方面，本技术实施例还提供了一种超高速电机snpc驱动器死区电压补偿装置，所述snpc驱动器为使用snpc拓扑结构的驱动器，所述装置包括：
9.获取模块，用于获取超高速电机的空间矢量电压，并在两相静止坐标系下，将所述空间矢量电压分解为第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量；
10.查询模块，用于从snpc的空间矢量图中查询出与所述空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域；
11.补偿模块，用于利用与所述空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对所述第一空间矢量电压分量和所述第二空间矢量电压分量分别进行补偿。
12.第三方面，本技术实施例还提供了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运行时执行上述第一方面所述的方法的步骤。
13.第四方面，本技术实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括有存储器，处理器以及一个或者一个以上的程序，其中所述一个或者一个以上程序存储于所述存储器中，且经配置以由所述处理器执行上述第一方面所述的方法的步骤。
14.本技术实施例上述第一方面至第四方面提供的方案中，利用snpc驱动器获取超高速电机的空间矢量电压，并在两相静止坐标系下，将空间矢量电压分解为第一空间矢量电
压分量和第二空间矢量电压分量；从snpc的空间矢量图中查询出与空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域；利用与空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量分别进行补偿，与相关技术中无法对超高速电机snpc驱动器死区电压进行补偿相比，可以利用从snpc的空间矢量图中查询出与空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对空间矢量电压分解后得到的第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量进行补偿，使得超高速电机snpc驱动器可以实现更强的鲁棒性和更好的性能。
15.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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获得其他的附图。
17.图1示出了本技术实施例1所提供的一种超高速电机snpc驱动器死区电压补偿方法的流程图；
18.图2示出了本技术实施例1所提供的snpc的空间矢量图；
19.图3示出了本技术实施例2所提供的一种超高速电机snpc驱动器死区电压补偿装置的结构示意图；
20.图4示出了本技术实施例3所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
21.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
22.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
23.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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技术中的具体含义。
24.超高速电机应用中最有前途的三电平拓扑之一是稀疏中性点钳位(sparce npc，snpc)拓扑结构，snpc拓扑结构只需10个开关管即可产生三电平电压输出。它能够产生三电平电压输出，与其他三电平同类产品相比成本最低。通过使用所有sic开关，可以提高开关
频率，从而显着提高超高速电机驱动系统的性能。然而，随着开关频率的增加，死区效应会变得非常明显。因此，输出相电流的质量显著降低。与其他传统的三电平和两电平拓扑结构相比，snpc拓扑结构具有不同的死区电压误差产生原理。因此，传统的死区补偿方法不能直接应用在使用snpc拓扑结构的驱动器中进行死区补偿。此外，由于没有中电压矢量，snpc具有优越的中性点平衡能力。但目前没有对超高速电机snpc驱动器死区电压进行补偿的方案。
25.基于此，本实施例提出一种超高速电机snpc驱动器死区电压补偿方法、装置和电子设备，利用snpc驱动器获取超高速电机的空间矢量电压，并在两相静止坐标系下，将空间矢量电压分解为第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量；从snpc的空间矢量图中查询出与空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域；利用与空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量分别进行补偿，可以利用从snpc的空间矢量图中查询出与空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对空间矢量电压分解后得到的第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量进行补偿，使得超高速电机snpc驱动器可以实现更强的鲁棒性和更好的性能。
26.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例对本技术做进一步详细的说明。
27.实施例1
28.本实施例提出一种超高速电机snpc驱动器死区电压补偿方法的执行主体是snpc驱动器。所述snpc驱动器为使用snpc拓扑结构的驱动器。
29.参见图1所示的一种超高速电机snpc驱动器死区电压补偿方法，本实施例提出一种超高速电机snpc驱动器死区电压补偿方法，包括以下步骤：
30.步骤100、获取超高速电机的空间矢量电压，并在两相静止坐标系下，将所述空间矢量电压分解为第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量。
31.在上述步骤100中，超高速电机的空间矢量电压是利用与snpc驱动器连接的电流控制器采集到的。
32.在两相静止坐标系下，将所述空间矢量电压分解为第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量的具体过程是现有技术，这里不再赘述。
33.步骤102、从snpc的空间矢量图中查询出与所述空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域。
34.在上述步骤102中，参见图2所示的snpc的空间矢量图，其中，α，β为静止两相坐标系下的两相坐标轴，六个三角形区域的sector1-sector6分别为扇区1至扇区6。
35.图2中的vs为空间矢量电压，除vs外的其他向量v(即图2中的无论下标为1-8或者是9_n，10_p这种的向量v)均为单位矢量电压，单位矢量电压用于合成空间矢量电压vs。
36.单位矢量电压后面括号内的0nn，pnn等由p、0或n三个字母组成的字符串，表示snpc中三相开关管输出的电压值。p、0、n分别三相开关管中的任一相开关管的输出电压为v
dc
，v
dc
/2或0。例如pnn代表任一相开关管中，a相开关管输出电压为v
dc
，b，c相开关管输出电压均为0，单位合成矢量即为pnn所代表的v1。
37.如图2所示，v7、v8、以及v
21
至v
32
的单位矢量电压均是0。
38.如图2所示，v
13
和v
14
的单位合成矢量是重合在一起的，v
13
和v
14
用于表示两种不同
的开关管开关状态，但这两种不同的开关管开关状态合成的单位电压矢量是相同的。
39.示例地，v
13
是0p0，表示v
13
对应的三相开关管a相，c相输出电压为v
dc
/2，b相输出电压为v
dc
。v
14
是n0n，表示v
14
对应的三相开关管a相，c相输出电压为0，b相输出电压为v
dc
/2。这两种状态下三相合成的单位电压矢量的方向和大小均是相同的。
40.扇区内的区域，包括：区域1和区域2，即空间矢量电压在各扇区中只能位于扇区1或者扇区2中。
41.步骤104、利用与所述空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对所述第一空间矢量电压分量和所述第二空间矢量电压分量分别进行补偿。
42.为了利用与空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量分别进行补偿，上述步骤104，可以执行以下步骤(1)至步骤(5)：
43.(1)查询出与所述空间矢量电压匹配的扇区对应的第一空间矢量电压分量的第一电压补偿量系数、以及第二空间矢量电压分量的第二电压补偿量系数，并基于与所述空间矢量电压匹配的扇区内的区域确定出区域系数；
44.(2)获取超高速电机的死区时间、直流电压量、snpc驱动器内开关管的开通时间和关断时间；
45.(3)通过以下公式对第一空间矢量电压分量的电压补偿量进行计算：
46.δv
α
＝m1*k
ss
(t
dt
+t
on-t
off
)v
dc
47.其中，δv
α
表示第一空间矢量电压分量的电压补偿量；m1表示第一空间矢量电压分量的第一电压补偿量系数；k
ss
表示与空间矢量电压匹配的扇区内的区域确定出的区域系数；t
dt
表示超高速电机的死区时间；v
dc
表示直流电压量；t
on
表示snpc驱动器内开关管的开通时间；t
off
表示snpc驱动器内开关管的关断时间；
48.(4)通过以下公式对第二空间矢量电压分量的电压补偿量进行计算：
49.δv
β
＝m2*k
ss
(t
dt
+t
on-t
off
)v
dc
50.其中，δv
β
表示第二空间矢量电压分量的电压补偿量；m2表示第二空间矢量电压分量的第二电压补偿量系数；
51.(5)利用第一空间矢量电压分量的电压补偿量，对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量，并利用第二空间矢量电压分量的电压补偿量，对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量。
52.在上述步骤(1)中，在一个实施方式中，扇区与第一空间矢量电压分量的第一电压补偿量系数、以及第二空间矢量电压分量的第二电压补偿量系数可以如下表1所示：
53.表1
54.55.基于与空间矢量电压匹配的扇区内的区域确定出区域系数，是利用扇区内的区域与区域系数的对应关系得到的。
56.在一个实施方式中，当空间矢量电压处于扇区的区域1时，区域系数k
ss
＝1.5，处于区域2(area2)时，区域系数k
ss
＝2。
57.在上述步骤(2)中，超高速电机的死区时间、直流电压量、snpc驱动器内开关管的开通时间和关断时间，均预先存储在snpc驱动器中。
58.为了得到补偿后的第一空间矢量电压分量和补偿后的第二空间矢量电压分量，上述步骤(5)可执行以下步骤(51)至步骤(59)：
59.(51)获取补偿电压校正增益系数；
60.(52)利用所述补偿电压校正增益系数、第一空间矢量电压分量的电压补偿量，对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量，并利用所述补偿电压校正增益系数、第二空间矢量电压分量的电压补偿量，对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量；
61.(53)按照补偿后的第一空间矢量电压分量和补偿后的第二空间矢量电压分量控制超高速电机工作，并在超高速电机工作的过程中获取超高速电机的三相电流；
62.(54)对所述三相电流进行坐标转换，得到d轴电流和q轴电流；
63.(55)对所述d轴电流和所述q轴电流进行滤波，得到所述d轴电流的六次谐波分量和所述q轴电流的六次谐波分量；
64.(56)对所述d轴电流的六次谐波分量和所述q轴电流的六次谐波分量进行坐标变换，得到坐标变换后的电流六次谐波分量；
65.(57)对所述坐标变换后的电流六次谐波分量进行低通滤波，得到坐标变换后的电流六次谐波分量的直流电流；
66.(58)当所述直流电流大于预设电流阈值时，利用扰动观察法对所述补偿电压校正增益系数进行优化，并返回执行所述利用所述补偿电压校正增益系数、第一空间矢量电压分量的电压补偿量，对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量，并利用所述补偿电压校正增益系数、第二空间矢量电压分量的电压补偿量，对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量步骤；
67.(59)当所述直流电流小于等于预设电流阈值时，继续按照补偿后的第一空间矢量电压分量和补偿后的第二空间矢量电压分量控制超高速电机工作。
68.在上述步骤(51)中，获取到的补偿电压校正增益系数，是补偿电压校正增益系数初始值，补偿电压校正增益系数的初始值为0，预先缓存在snpc驱动器中。
69.在上述步骤(52)中，具体地，为了计算补偿后的第一空间矢量电压分量和补偿后的第二空间矢量电压分量，可以执行以下步骤(521)至步骤(522)：
70.(521)通过以下公式对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量：
[0071]vα_comp
＝v
α_ref
+k
comp
δv
α
[0072]
其中，v
α_comp
表示补偿后的第一空间矢量电压分量；v
α_ref
表示第一空间矢量电压分量；k
comp
表示补偿电压校正增益系数；
[0073]
(522)通过以下公式对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间
矢量电压分量：
[0074]vβ_comp
＝v
β_ref
+k
comp
δv
β
[0075]
其中，v
β_comp
表示补偿后的第二空间矢量电压分量；v
β_ref
表示第二空间矢量电压分量。
[0076]
在上述步骤(53)中，利用电流控制器在超高速电机工作的过程中获取超高速电机的三相电流。
[0077]
在上述步骤(54)中，对所述三相电流进行坐标转换，得到d轴电流和q轴电流的过程是现有技术，这里不再赘述。
[0078]
在上述步骤(55)中，利用广义二阶积分器(sogi，second order generalized integrator)进行滤波的方式，得到d轴电流的六次谐波分量和q轴电流的六次谐波分量。具体过程是现有技术，这里不再赘述。
[0079]
在上述步骤(56)中，利用d轴电流的六次谐波分量和q轴电流的六次谐波分量分别乘以六次谐波变换矩阵，对所述d轴电流的六次谐波分量和所述q轴电流的六次谐波分量进行坐标变换，就可以得到坐标变换后的电流六次谐波分量。具体过程是现有技术，这里不再赘述。
[0080]
在上述步骤(57)中，对坐标变换后的电流六次谐波分量进行低通滤波，得到坐标变换后的电流六次谐波分量的直流电流的具体过程是现有技术，这里不再赘述。
[0081]
在上述步骤(58)中，预设电流阈值，可以是任何趋近于0的数值，这里不再一一赘述。
[0082]
通过以上步骤(51)至步骤(59)可知，可以分析snpc驱动器的死区电压误差，并且通过分析频域表达式的方式(即上述步骤(52)至步骤(58)描述的流程)来进行补偿电压校正增益系数的调整，使得本实施例提出的snpc驱动器在使用能适用于不同的工作条件，而且，采用了一种自适应死区电压补偿方式，可根据当前工作条件自适应调整补偿量，消除了人工调谐的需要。
[0083]
综上所述，本实施例提出一种超高速电机snpc驱动器死区电压补偿方法，利用snpc驱动器获取超高速电机的空间矢量电压，并在两相静止坐标系下，将空间矢量电压分解为第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量；从snpc的空间矢量图中查询出与空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域；利用与空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量分别进行补偿，与相关技术中无法对超高速电机snpc驱动器死区电压进行补偿相比，可以利用从snpc的空间矢量图中查询出与空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对空间矢量电压分解后得到的第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量进行补偿，使得超高速电机snpc驱动器可以实现更强的鲁棒性和更好的性能。
[0084]
实施例2
[0085]
本实施例提出一种超高速电机snpc驱动器死区电压补偿装置，用于执行上述实施例1提出的超高速电机snpc驱动器死区电压补偿方法。
[0086]
参见图3所示的一种超高速电机snpc驱动器死区电压补偿装置的结构示意图，snpc驱动器为使用snpc拓扑结构的驱动器，本实施例提出的超高速电机snpc驱动器死区电压补偿装置包括：
[0087]
获取模块300，用于获取超高速电机的空间矢量电压，并在两相静止坐标系下，将所述空间矢量电压分解为第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量；
[0088]
查询模块302，用于从snpc的空间矢量图中查询出与所述空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域；
[0089]
补偿模块304，用于利用与所述空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对所述第一空间矢量电压分量和所述第二空间矢量电压分量分别进行补偿。
[0090]
具体地，所述补偿模块304，具体用于，包括：
[0091]
查询出与所述空间矢量电压匹配的扇区对应的第一空间矢量电压分量的第一电压补偿量系数、以及第二空间矢量电压分量的第二电压补偿量系数，并基于与所述空间矢量电压匹配的扇区内的区域确定出区域系数；
[0092]
获取超高速电机的死区时间、直流电压量、snpc驱动器内开关管的开通时间和关断时间；
[0093]
通过以下公式对第一空间矢量电压分量的电压补偿量进行计算：
[0094]
δv
α
＝m1*k
ss
(t
dt
+t
on-t
off
)v
dc
[0095]
其中，δv
α
表示第一空间矢量电压分量的电压补偿量；m1表示第一空间矢量电压分量的第一电压补偿量系数；k
ss
表示与空间矢量电压匹配的扇区内的区域确定出的区域系数；t
dt
表示超高速电机的死区时间；v
dc
表示直流电压量；t
on
表示snpc驱动器内开关管的开通时间；t
off
表示snpc驱动器内开关管的关断时间；
[0096]
通过以下公式对第二空间矢量电压分量的电压补偿量进行计算：
[0097]
δv
β
＝m2*k
ss
(t
dt
+t
on-t
off
)v
dc
[0098]
其中，δv
β
表示第二空间矢量电压分量的电压补偿量；m2表示第二空间矢量电压分量的第二电压补偿量系数；
[0099]
利用第一空间矢量电压分量的电压补偿量，对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量，并利用第二空间矢量电压分量的电压补偿量，对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量。
[0100]
具体地，所述补偿模块304，用于利用第一空间矢量电压分量的电压补偿量，对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量，并利用第二空间矢量电压分量的电压补偿量，对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量，包括：
[0101]
获取补偿电压校正增益系数；
[0102]
利用所述补偿电压校正增益系数、第一空间矢量电压分量的电压补偿量，对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量，并利用所述补偿电压校正增益系数、第二空间矢量电压分量的电压补偿量，对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量；
[0103]
按照补偿后的第一空间矢量电压分量和补偿后的第二空间矢量电压分量控制超高速电机工作，并在超高速电机工作的过程中获取超高速电机的三相电流；
[0104]
对所述三相电流进行坐标转换，得到d轴电流和q轴电流；
[0105]
对所述d轴电流和所述q轴电流进行滤波，得到所述d轴电流的六次谐波分量和所述q轴电流的六次谐波分量；
[0106]
对所述d轴电流的六次谐波分量和所述q轴电流的六次谐波分量进行坐标变换，得到坐标变换后的电流六次谐波分量；
[0107]
对所述坐标变换后的电流六次谐波分量进行低通滤波，得到坐标变换后的电流六次谐波分量的直流电流；
[0108]
当所述直流电流大于预设电流阈值时，利用扰动观察法对所述补偿电压校正增益系数进行优化，并返回执行所述利用所述补偿电压校正增益系数、第一空间矢量电压分量的电压补偿量，对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量，并利用所述补偿电压校正增益系数、第二空间矢量电压分量的电压补偿量，对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量步骤；
[0109]
当所述直流电流小于等于预设电流阈值时，继续按照补偿后的第一空间矢量电压分量和补偿后的第二空间矢量电压分量控制超高速电机工作。
[0110]
具体地，所述补偿模块304，用于利用所述补偿电压校正增益系数、第一空间矢量电压分量的电压补偿量，对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量，并利用所述补偿电压校正增益系数、第二空间矢量电压分量的电压补偿量，对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量，包括：
[0111]
通过以下公式对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量：
[0112]vα_comp
＝v
α_ref
+k
comp
δv
α
[0113]
其中，v
α_comp
表示补偿后的第一空间矢量电压分量；v
α_ref
表示第一空间矢量电压分量；k
comp
表示补偿电压校正增益系数；
[0114]
通过以下公式对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量：
[0115]vβ_comp
＝v
β_ref
+k
comp
δv
β
[0116]
其中，v
β_comp
表示补偿后的第二空间矢量电压分量；v
β_ref
表示第二空间矢量电压分量。
[0117]
综上所述，本实施例提出一种超高速电机snpc驱动器死区电压补偿装置，利用snpc驱动器获取超高速电机的空间矢量电压，并在两相静止坐标系下，将空间矢量电压分解为第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量；从snpc的空间矢量图中查询出与空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域；利用与空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量分别进行补偿，与相关技术中无法对超高速电机snpc驱动器死区电压进行补偿相比，可以利用从snpc的空间矢量图中查询出与空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对空间矢量电压分解后得到的第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量进行补偿，使得超高速电机snpc驱动器可以实现更强的鲁棒性和更好的性能。
[0118]
实施例3
[0119]
本实施例提出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运行时执行上述实施例1描述的超高速电机snpc驱动器死区电压补偿方法的步骤。具体实现可参见方法实施例1，在此不再赘述。
[0120]
此外，参见图4所示的一种电子设备的结构示意图，本实施例还提出一种电子设
备，上述电子设备包括总线51、处理器52、收发机53、总线接口54、存储器55和用户接口56。上述电子设备包括有存储器55。
[0121]
本实施例中，上述电子设备还包括：存储在存储器55上并可在处理器52上运行的一个或者一个以上的程序，经配置以由上述处理器执行上述一个或者一个以上程序用于进行以下步骤(1)至步骤(3)：
[0122]
(1)snpc驱动器获取超高速电机的空间矢量电压，并在两相静止坐标系下，将所述空间矢量电压分解为第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量；
[0123]
(2)从snpc的空间矢量图中查询出与所述空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域；
[0124]
(3)利用与所述空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对所述第一空间矢量电压分量和所述第二空间矢量电压分量分别进行补偿。
[0125]
收发机53，用于在处理器52的控制下接收和发送数据。
[0126]
其中，总线架构(用总线51来代表)，总线51可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线51将包括由处理器52代表的一个或多个处理器和存储器55代表的存储器的各种电路链接在一起。总线51还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本实施例不再对其进行进一步描述。总线接口54在总线51和收发机53之间提供接口。收发机53可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。例如：收发机53从其他设备接收外部数据。收发机53用于将处理器52处理后的数据发送给其他设备。取决于计算系统的性质，还可以提供用户接口56，例如小键盘、显示器、扬声器、麦克风、操纵杆。
[0127]
处理器52负责管理总线51和通常的处理，如前述上述运行通用操作系统551。而存储器55可以被用于存储处理器52在执行操作时所使用的数据。
[0128]
可选的，处理器52可以是但不限于：中央处理器、单片机、微处理器或者可编程逻辑器件。
[0129]
可以理解，本技术实施例中的存储器55可以是易失性存储器或非易失性存储器，或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(read-only memory，rom)、可编程只读存储器(programmable rom，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable prom，eprom)、电可擦除可编程只读存储器(electrically eprom，eeprom)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，ram)，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(static ram，sram)、动态随机存取存储器(dynamic ram，dram)、同步动态随机存取存储器(synchronous dram，sdram)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate sdram，ddrsdram)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced sdram，esdram)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink dram，sldram)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus ram，drram)。本实施例描述的系统和方法的存储器55旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
[0130]
在一些实施方式中，存储器55存储了如下的元素，可执行模块或者数据结构，或者它们的子集，或者它们的扩展集：操作系统551和应用程序552。
[0131]
其中，操作系统551，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序552，包含各种应用程序，例如媒体播放器(media player)、浏览器(browser)等，用于实现各种应用业务。实现本技术实施例方法的程序可以包含在应用程序552中。
[0132]
综上所述，本实施例提出一种计算机可读存储介质和电子设备，利用snpc驱动器获取超高速电机的空间矢量电压，并在两相静止坐标系下，将空间矢量电压分解为第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量；从snpc的空间矢量图中查询出与空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域；利用与空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量分别进行补偿，与相关技术中无法对超高速电机snpc驱动器死区电压进行补偿相比，可以利用从snpc的空间矢量图中查询出与空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对空间矢量电压分解后得到的第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量进行补偿，使得超高速电机snpc驱动器可以实现更强的鲁棒性和更好的性能。
[0133]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种超高速电机snpc驱动器死区电压补偿方法，所述snpc驱动器为使用snpc拓扑结构的驱动器，其特征在于，所述方法包括：snpc驱动器获取超高速电机的空间矢量电压，并在两相静止坐标系下，将所述空间矢量电压分解为第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量；从snpc的空间矢量图中查询出与所述空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域；利用与所述空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对所述第一空间矢量电压分量和所述第二空间矢量电压分量分别进行补偿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用与所述空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对所述第一空间矢量电压分量和所述第二空间矢量电压分量分别进行补偿，包括：查询出与所述空间矢量电压匹配的扇区对应的第一空间矢量电压分量的第一电压补偿量系数、以及第二空间矢量电压分量的第二电压补偿量系数，并基于与所述空间矢量电压匹配的扇区内的区域确定出区域系数；获取超高速电机的死区时间、直流电压量、snpc驱动器内开关管的开通时间和关断时间；通过以下公式对第一空间矢量电压分量的电压补偿量进行计算：δv
α
＝m1*k
ss
(t
dt
+t
on-t
off
)v
dc
其中，δv
α
表示第一空间矢量电压分量的电压补偿量；m1表示第一空间矢量电压分量的第一电压补偿量系数；k
ss
表示与空间矢量电压匹配的扇区内的区域确定出的区域系数；t
dt
表示超高速电机的死区时间；v
dc
表示直流电压量；t
on
表示snpc驱动器内开关管的开通时间；t
off
表示snpc驱动器内开关管的关断时间；通过以下公式对第二空间矢量电压分量的电压补偿量进行计算：δv
β
＝m2*k
ss
(t
dt
+t
on-t
off
)v
dc
其中，δv
β
表示第二空间矢量电压分量的电压补偿量；m2表示第二空间矢量电压分量的第二电压补偿量系数；利用第一空间矢量电压分量的电压补偿量，对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量，并利用第二空间矢量电压分量的电压补偿量，对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用第一空间矢量电压分量的电压补偿量，对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量，并利用第二空间矢量电压分量的电压补偿量，对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量，包括：获取补偿电压校正增益系数；利用所述补偿电压校正增益系数、第一空间矢量电压分量的电压补偿量，对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量，并利用所述补偿电压校正增益系数、第二空间矢量电压分量的电压补偿量，对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量；按照补偿后的第一空间矢量电压分量和补偿后的第二空间矢量电压分量控制超高速电机工作，并在超高速电机工作的过程中获取超高速电机的三相电流；
对所述三相电流进行坐标转换，得到d轴电流和q轴电流；对所述d轴电流和所述q轴电流进行滤波，得到所述d轴电流的六次谐波分量和所述q轴电流的六次谐波分量；对所述d轴电流的六次谐波分量和所述q轴电流的六次谐波分量进行坐标变换，得到坐标变换后的电流六次谐波分量；对所述坐标变换后的电流六次谐波分量进行低通滤波，得到坐标变换后的电流六次谐波分量的直流电流；当所述直流电流大于预设电流阈值时，利用扰动观察法对所述补偿电压校正增益系数进行优化，并返回执行所述利用所述补偿电压校正增益系数、第一空间矢量电压分量的电压补偿量，对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量，并利用所述补偿电压校正增益系数、第二空间矢量电压分量的电压补偿量，对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量步骤；当所述直流电流小于等于预设电流阈值时，继续按照补偿后的第一空间矢量电压分量和补偿后的第二空间矢量电压分量控制超高速电机工作。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用所述补偿电压校正增益系数、第一空间矢量电压分量的电压补偿量，对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量，并利用所述补偿电压校正增益系数、第二空间矢量电压分量的电压补偿量，对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量，包括：通过以下公式对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量：v
α_comp
＝v
α_ref
+k
comp
δv
α
其中，v
α_comp
表示补偿后的第一空间矢量电压分量；v
α_ref
表示第一空间矢量电压分量；k
comp
表示补偿电压校正增益系数；通过以下公式对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量：v
β_comp
＝v
β_ref
+k
comp
δv
β
其中，v
β_comp
表示补偿后的第二空间矢量电压分量；v
β_ref
表示第二空间矢量电压分量。5.一种超高速电机snpc驱动器死区电压补偿装置，所述snpc驱动器为使用snpc拓扑结构的驱动器，其特征在于，所述装置包括：获取模块，用于获取超高速电机的空间矢量电压，并在两相静止坐标系下，将所述空间矢量电压分解为第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量；查询模块，用于从snpc的空间矢量图中查询出与所述空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域；补偿模块，用于利用与所述空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对所述第一空间矢量电压分量和所述第二空间矢量电压分量分别进行补偿。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述补偿模块，具体用于，包括：查询出与所述空间矢量电压匹配的扇区对应的第一空间矢量电压分量的第一电压补偿量系数、以及第二空间矢量电压分量的第二电压补偿量系数，并基于与所述空间矢量电压匹配的扇区内的区域确定出区域系数；
获取超高速电机的死区时间、直流电压量、snpc驱动器内开关管的开通时间和关断时间；通过以下公式对第一空间矢量电压分量的电压补偿量进行计算：δv
α
＝m1*k
ss
(t
dt
+t
on-t
off
)v
dc
其中，δv
α
表示第一空间矢量电压分量的电压补偿量；m1表示第一空间矢量电压分量的第一电压补偿量系数；k
ss
表示与空间矢量电压匹配的扇区内的区域确定出的区域系数；t
dt
表示超高速电机的死区时间；v
dc
表示直流电压量；t
on
表示snpc驱动器内开关管的开通时间；t
off
表示snpc驱动器内开关管的关断时间；通过以下公式对第二空间矢量电压分量的电压补偿量进行计算：δv
β
＝m2*k
ss
(t
dt
+t
on-t
off
)v
dc
其中，δv
β
表示第二空间矢量电压分量的电压补偿量；m2表示第二空间矢量电压分量的第二电压补偿量系数；利用第一空间矢量电压分量的电压补偿量，对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量，并利用第二空间矢量电压分量的电压补偿量，对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述补偿模块，用于利用第一空间矢量电压分量的电压补偿量，对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量，并利用第二空间矢量电压分量的电压补偿量，对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量，包括：获取补偿电压校正增益系数；利用所述补偿电压校正增益系数、第一空间矢量电压分量的电压补偿量，对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量，并利用所述补偿电压校正增益系数、第二空间矢量电压分量的电压补偿量，对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量；按照补偿后的第一空间矢量电压分量和补偿后的第二空间矢量电压分量控制超高速电机工作，并在超高速电机工作的过程中获取超高速电机的三相电流；对所述三相电流进行坐标转换，得到d轴电流和q轴电流；对所述d轴电流和所述q轴电流进行滤波，得到所述d轴电流的六次谐波分量和所述q轴电流的六次谐波分量；对所述d轴电流的六次谐波分量和所述q轴电流的六次谐波分量进行坐标变换，得到坐标变换后的电流六次谐波分量；对所述坐标变换后的电流六次谐波分量进行低通滤波，得到坐标变换后的电流六次谐波分量的直流电流；当所述直流电流大于预设电流阈值时，利用扰动观察法对所述补偿电压校正增益系数进行优化，并返回执行所述利用所述补偿电压校正增益系数、第一空间矢量电压分量的电压补偿量，对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量，并利用所述补偿电压校正增益系数、第二空间矢量电压分量的电压补偿量，对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量步骤；当所述直流电流小于等于预设电流阈值时，继续按照补偿后的第一空间矢量电压分量
和补偿后的第二空间矢量电压分量控制超高速电机工作。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述补偿模块，用于利用所述补偿电压校正增益系数、第一空间矢量电压分量的电压补偿量，对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量，并利用所述补偿电压校正增益系数、第二空间矢量电压分量的电压补偿量，对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量，包括：通过以下公式对第一空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第一空间矢量电压分量：v
α_comp
＝v
α_ref
+k
comp
δv
α
其中，v
α_comp
表示补偿后的第一空间矢量电压分量；v
α_ref
表示第一空间矢量电压分量；k
comp
表示补偿电压校正增益系数；通过以下公式对第二空间矢量电压分量进行补偿，得到补偿后的第二空间矢量电压分量：v
β_comp
＝v
β_ref
+k
comp
δv
β
其中，v
β_comp
表示补偿后的第二空间矢量电压分量；v
β_ref
表示第二空间矢量电压分量。9.一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，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1-4任一项所述的方法的步骤。10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括有存储器，处理器以及一个或者一个以上的程序，其中所述一个或者一个以上程序存储于所述存储器中，且经配置以由所述处理器执行权利要求1-4任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本申请提供了一种超高速电机SNPC驱动器死区电压补偿方法、装置和电子设备，其中，该方法包括：SNPC驱动器获取超高速电机的空间矢量电压，并在两相静止坐标系下，将空间矢量电压分解为第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量；从SNPC的空间矢量图中查询出与空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域；利用与空间矢量电压匹配的扇区和扇区内的区域，对第一空间矢量电压分量和第二空间矢量电压分量分别进行补偿。通过本申请实施例提供的超高速电机SNPC驱动器死区电压补偿方法、装置和电子设备，使得超高速电机SNPC驱动器可以实现更强的鲁棒性和更好的性能。鲁棒性和更好的性能。鲁棒性和更好的性能。


技术研发人员：肖曦 徐航 萨沙 张学锋 陶林 白江涛
受保护的技术使用者：势加透博洁净动力如皋有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/10/8