一种三相逆变器电流采样方法和电机装置与流程

1.本发明涉及一种三相逆变器电流采样方法和电机装置。


背景技术：

2.在采用svpwm(spacevectorpulsewidthmodulation，空间矢量脉宽调制)策略对三相逆变器进行控制的过程中，一个关键的技术环节是三相电流的采样。三相电流采样方案有多种，其中下桥臂三电阻采样是一种常用的采样方法，其硬件实现简单、成本低。
3.在下桥臂三电阻采样中，只有在下桥臂开关管导通的时间内，可以采样到相电流，并且各相的开关管开关切换都会给三相电流采样带来噪声。
4.为解决噪声问题，当前常用的电流采样方法包括：
①
在pwm周期中固定时刻采样，降低调制比，保证下桥臂有足够的导通时间；
②
在七段式或五段式svpwm调制中，每个周期都做判断，选择下桥臂有足够导通时间的段进行采样；
③
强制延长下桥臂导通时间。其中，方法
①
电压利用率较低，通常只有88％左右，导致电机极速降低；方法
②
电压利用率也无法达到100％，通常在94％左右，而且应用于小电感电机时，由于相电流上升和衰减较快，在不同时刻点采样会导致采样电流失真；方法
③
会导致输出电机相电压偏离目标电压，如专利公布号cn115800865a公开的一项专利。
5.因此，如何克服上述存在的缺陷，已成为本领域技术人员亟待解决的重要课题。


技术实现要素：

6.本发明克服了上述技术的不足，提供了一种三相逆变器电流采样方法和电机装置。
7.为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：
8.一种三相逆变器电流采样方法，采用下桥臂三电阻采样，并根据需要而对svpwm输出波形进行调整，设tneed表示正常采样所需最小下桥臂导通时间，设tsample表示采样保持时间，设tnoise为桥臂切换噪声时间，有tneed＝tsample+tnoise，设tmax表示三相下桥臂导通时间的最大值，设tmid表示三相下桥臂导通时间的中间值，设tmin表示三相下桥臂导通时间的最小值，有tmax≥tmid≥tmin，设tpwm表示pwm的周期，设a值表示tpwm与tmax之差，设b值表示tneed与tmin之差，具体方法如下：
9.判断tmin是否不小于tneed，当判断为否时则另行处理，当判断为是时则svpwm输出波形无需调整，采样相为三相或任意其中两相，并且进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample。
10.优选的，当tmin是否不小于tneed判断为否时，进一步判断a值是否大于或等于b值，当判断为否时则另行处理，当判断为是时则svpwm输出波形的三相下桥臂导通脉宽同时加上一个共模值c，所述共模值c取值范围在b值与a值之间，采样相为三相或任意其中两相，并且进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample。
11.如上所述，优选的，所述共模值c取值为tneed减去tmin之差。
12.如上所述，优选的，当tmin是否不小于tneed判断为否并且a值是否大于或等于b值判断为否时，通过调整使得tneed小于或等于tpwm的9.18％，然后再判断tmin是否不小于tneed、a值是否大于或等于b，若两者都为否时则继续向下执行、若两者不同为否时另行处理，svpwm输出波形的三相下桥臂导通脉宽同时减去tmin，采样相为除了下桥臂导通时间最小的相外的其他两相，进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample。
13.如上所述，优选的，通过调整使得tneed小于或等于tpwm的9.18％具体为通过调整pwm死区时间和/或调整开关管开关速率和/或调整运放带宽和/或调整采样保持时间tsample所得。
14.一种三相逆变器电流采样方法，采用下桥臂三电阻采样，并根据需要而对svpwm输出波形进行调整，设tneed表示正常采样所需最小下桥臂导通时间，设tsample表示采样保持时间，设tnoise为桥臂切换噪声时间，有tneed＝tsample+tnoise，设tmax表示三相下桥臂导通时间的最大值，设tmid表示三相下桥臂导通时间的中间值，设tmin表示三相下桥臂导通时间的最小值，有tmax≥tmid≥tmin，设tpwm表示pwm的周期，设a值表示tpwm与tmax之差，设b值表示tneed与tmin之差，具体方法如下：
15.在tmin小于tneed的情况下判断a值是否大于或等于b值，当判断为否时则另行处理，当判断为是时则svpwm输出波形的三相下桥臂导通脉宽同时加上一个共模值c，所述共模值c取值范围在b值与a值之间，采样相为三相或任意其中两相，并且将进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample。
16.如上所述，优选的，所述共模值c取值为tneed减去tmin之差。
17.一种三相逆变器电流采样方法，采用下桥臂三电阻采样，并根据需要而对svpwm输出波形进行调整，设tneed表示正常采样所需最小下桥臂导通时间，设tsample表示采样保持时间，设tnoise为桥臂切换噪声时间，有tneed＝tsample+tnoise，设tmax表示三相下桥臂导通时间的最大值，设tmid表示三相下桥臂导通时间的中间值，设tmin表示三相下桥臂导通时间的最小值，有tmax≥tmid≥tmin，设tpwm表示pwm的周期，设a值表示tpwm与tmax之差，设b值表示tneed与tmin之差，具体方法如下：
18.在tmin小于tneed的情况下判断a值是否小于b值，当判断为否时则另行处理，当判断为是时，通过调整使得tneed小于或等于tpwm的9.18％，然后再判断tmin是否不小于tneed、a值是否大于或等于b，若两者都为否时则继续向下执行、若两者不同为否时另行处理，svpwm输出波形的三相下桥臂导通脉宽同时减去tmin，采样相为除了下桥臂导通时间最小的相外的其他两相，进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample。
19.如上所述，优选的，通过调整使得tneed小于或等于tpwm的9.18％具体为通过调整pwm死区时间和/或调整开关管开关速率和/或调整运放带宽和/或调整采样保持时间tsample所得。
20.一种电机装置，包括有三相电机和用于输出svpwm以驱动所述三相电机工作的三相逆变器，所述三相逆变器采用了上述任一种的电流采样方法。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.1、本案实施方式一的电流采样方法在满足tmin不小于tneed时，每个相都有足够的导通时间以便于进行正常采样，因此，svpwm输出波形无需调整；另，进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample的要求，是为了保证tneed这一段刚好中心对齐，使得tneed有最宽的取值范围，实用性好，若tneed这一段非中心对齐时，则需要更小的tneed才能保证至少两相可采样。
23.2、本案实施方式二的电流采样方法在tmin小于tneed时，tmin没有足够的导通时间以便于进行正常采样，而当a值大于或等于b值时，tmax、tmid、tmin同步加上一个取值范围在b值与a值之间的共模值c，能够使调整后的tmax、tmid、tmin都有足够的导通时间以便于进行正常采样，并且调整后的tmax不超过tpwm，实用性好；另，进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample的要求，是为了保证tneed这一段刚好中心对齐，使得tneed有最宽的取值范围，实用性好，若tneed这一段非中心对齐时，则需要更小的tneed才能保证至少两相可采样。本方法通过调整svpwm输出波形的方式和选择下桥臂有足够的导通时间的采样相方式使采样电流不失真，有利于保证采样的准确性，实用性好。
24.3、本案实施方式三的电流采样方法在tmin小于tneed时，tmin没有足够的导通时间以便于进行正常采样，而a值小于b值时，若tmax、tmid、tmin同步加上一个取值范围在b值与a值之间的共模值c，调整后会使tmax超过tpwm，不符合实际情况，若svpwm输出波形的三相下桥臂导通脉宽同时减去tmin，则调整后的tmin为o，调整后的tmax、tmid依然有足够的导通时间以便于进行正常采样，即对调整后的tmax、tmid进行电流采样不失真，有利于保证采样的准确性，再通过电流重构可得到三相电流，实用性好；另，进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample的要求，是为了保证tneed这一段刚好中心对齐，使得tneed有最宽的取值范围，实用性好，若tneed这一段非中心对齐时，则需要更小的tneed才能保证至少两相可采样。本方法通过调整svpwm输出波形的方式和选择下桥臂有足够的导通时间的采样相方式使采样电流不失真，有利于保证采样的准确性，实用性好。
附图说明
25.图1是一种三相逆变器下桥臂三电阻电路图。
26.图2是下桥臂导通时间波形图一。
27.图3是下桥臂导通时间波形图二。
28.图4是下桥臂导通时间波形图三。
29.图5是满电压时下桥臂导通时间波形图。
具体实施方式
30.以下通过实施方式对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
31.实施方式一，如图1、图2所示，一种三相逆变器电流采样方法，采用下桥臂三电阻采样，并根据需要而对svpwm输出波形进行调整，设tmin表示三相下桥臂导通时间的最小值，设tneed表示正常采样所需最小下桥臂导通时间，设tsample表示采样保持时间，设
tnoise为桥臂切换噪声时间，有tneed＝tsample+tnoise，设tmax表示三相下桥臂导通时间的最大值，设tmid表示三相下桥臂导通时间的中间值，设tmin表示三相下桥臂导通时间的最小值，有tmax≥tmid≥tmin，设tpwm表示pwm的周期，设a值表示tpwm与tmax之差，设b值表示tneed与tmin之差，具体方法如下：判断tmin是否不小于tneed，当判断为否时则另行处理，当判断为是时则svpwm输出波形无需调整，采样相为三相或任意其中两相，并且进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample。
32.如上所述，如图2所示，本案实施方式一的电流采样方法在满足tmin不小于tneed时，每个相都有足够的导通时间以便于进行正常采样，因此，svpwm输出波形无需调整；另，进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample的要求，是为了保证tneed这一段刚好中心对齐，使得tneed有最宽的取值范围，实用性好，若tneed这一段非中心对齐时，则需要更小的tneed才能保证至少两相可采样。
33.实施方式二，如图1、图3所示，一种三相逆变器电流采样方法，其特征在于采用下桥臂三电阻采样，并根据需要而对svpwm输出波形进行调整，设tneed表示正常采样所需最小下桥臂导通时间，设tsample表示采样保持时间，设tnoise为桥臂切换噪声时间，有tneed＝tsample+tnoise，设tmax表示三相下桥臂导通时间的最大值，设tmid表示三相下桥臂导通时间的中间值，设tmin表示三相下桥臂导通时间的最小值，有tmax≥tmid≥tmin，设tpwm表示pwm的周期，设a值表示tpwm与tmax之差，设b值表示tneed与tmin之差，具体方法如下：在tmin小于tneed的情况下判断a值是否大于或等于b值，当判断为否时则另行处理，当判断为是时则svpwm输出波形的三相下桥臂导通脉宽同时加上一个共模值c，所述共模值c取值范围在b值与a值之间，采样相为三相或任意其中两相，并且将进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample。
34.如上所述，本案实施方式二的电流采样方法在tmin小于tneed时，tmin没有足够的导通时间以便于进行正常采样，而当a值大于或等于b值时，tmax、tmid、tmin同步加上一个取值范围在b值与a值之间的共模值c，能够使调整后的tmax、tmid、tmin都有足够的导通时间以便于进行正常采样，并且调整后的tmax不超过tpwm，实用性好；另，进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample的要求，是为了保证tneed这一段刚好中心对齐，使得tneed有最宽的取值范围，实用性好，若tneed这一段非中心对齐时，则需要更小的tneed才能保证至少两相可采样。本方法通过调整svpwm输出波形的方式和选择下桥臂有足够的导通时间的采样相方式使采样电流不失真，有利于保证采样的准确性，实用性好。
35.另，在实施方例二中，所述共模值c最佳取值为b值与a值之间的最小值，也即取值为b，可使得svpwm波形调整最小，最大限度保留svpwm的良好特性。
36.实施方式三，如图1、图4所示，一种三相逆变器电流采样方法，其特征在于采用下桥臂三电阻采样，并根据需要而对svpwm输出波形进行调整，设tneed表示正常采样所需最小下桥臂导通时间，设tsample表示采样保持时间，设tnoise为桥臂切换噪声时间，有tneed＝tsample+tnoise，设tmax表示三相下桥臂导通时间的最大值，设tmid表示三相下桥臂导通时间的中间值，设tmin表示三相下桥臂导通时间的最小值，有tmax≥tmid≥tmin，设tpwm表示pwm的周期，设a值表示tpwm与tmax之差，设b值表示tneed与tmin之差，具体方法如下：在tmin小于tneed的情况下判断a值是否小于b值，当判断为否时则另行处理，当判断为是
时，通过调整使得tneed小于或等于tpwm的9.18％，然后再判断tmin是否不小于tneed、a值是否大于或等于b，若两者都为否时则继续向下执行、若两者不同为否时另行处理，svpwm输出波形的三相下桥臂导通脉宽同时减去tmin，采样相为除了下桥臂导通时间最小的相外的其他两相，进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample。
37.如上所述，具体实施时，通过调整使得tneed小于或等于tpwm的9.18％具体为通过调整pwm死区时间和/或调整开关管开关速率和/或调整运放带宽和/或调整采样保持时间tsample所得。
38.本案实施方式三中调整所述tneed使得tneed小于或等于tpwm的9.18％，主要是为了满足至少有两相下桥臂导通时间大于或等于tneed，要使采样相不少于两相，则必须满足tneed《＝tmid，通过计算可得，tneed的最大值为tpwm的9.18％，此值可用穷举法估计，也可用非线性优化方法计算得到。
39.如上所述，tneed的最大值的计算方法可以为，利用穷举法进行估算,所述穷举法步骤为：
40.步骤1：令直流侧母线电压udc＝1，令调制比为1(也即电压利用率达到100％，电压利用率100％时能正常采样的话，小于100％时也必然能正常采样，因而只对电压利用率100％时进行穷举计算)，此时svpwm参考电压因为调制比
41.步骤2：令相位角θ＝0，计算电机三相相电压：
42.ua＝u
ref cos(θ)
43.ub＝u
ref cos(θ-2π/3)
44.uc＝u
ref cos(θ+2π/3)
45.步骤3：利用基于载波的svpwm调制方法(与基于空间矢量的svpwm调制方法等价)，调制得到逆变器输出三相端电压uu、uv和uw为：
46.uu＝ua+(u
dc-u
max-u
min
)/2
47.uv＝ub+(u
dc-u
max-u
min
)/2
48.uw＝uc+(u
dc-u
max-u
min
)/2
49.u
max
＝max(ua,ub,uc)
50.u
min
＝min(ua,ub,uc)
51.步骤4：令pwm周期tpwm＝1，计算三相下桥臂导通时间tu、tv和tw为：
52.tu＝t
pwm
(1-uu/u
dc
)
53.tv＝t
pwm
(1-uv/u
dc
)
54.tw＝t
pwm
(1-uw/u
dc
)
55.步骤5：找出三相下桥臂导通时间的最小值tmin、中间值tmid和最大值tmax：
56.t
max
＝max(tu,tv,tw)
57.t
mid
＝median(tu,tv,tw)
58.t
min
＝min(tu,tv,tw)
59.步骤6：设a值表示tpwm与tmax之差，对三相波形做两种调整：
60.①
三相下桥臂导通时间同时加上一个共模值，其共模值为a，则调整后三相下桥臂导通时间的最小值调整为：
61.t1＝t
min
+(t
pwm-t
max
)
62.②
三相下桥臂导通时间同时减去一个共模值，其共模值为tmin，则调整后三相下桥臂导通时间的最小值调整为0，中间值调整为：
63.t2＝t
mid-t
min
64.要保证两种调整方法中至少有一种满足不少于两相可正常采样，则正常采样所需下桥臂导通时间应不大于：
65.t
need_max_i
＝max(t1,t2)
66.记录此tneed_max_i到数组tneed_max[0]；
[0067]
步骤7：从0到2π均匀取10000个值，令步骤2中的θ取这些值重复步骤2到步骤6计算tneed_max_i并记录到数组tneed_max[i]；
[0068]
步骤8：找出数组tneed_max[]中的最小值tneed_max_all,则只要保证正常采样所需下桥臂导通时间不大于tneed_max_all，就能保证在任意相位角均有不少于两相可正常采样。
[0069]
上述步骤计算可得，tneed_max_all＝0.0918，也即利用本发明所述调整方法进行波形调整，要保证不少于两相可正常采样，必须保证tneed小于或等于tpwm的9.18％。
[0070]
如上所述，tneed的最大值的计算方法也可以为，用非线性优化方法计算得到，所述非线性优化问题为：
[0071]
min r(θ，km)＝t
need_max
/t
pwm
[0072]
s.t.ua＝u
ref cos(θ)
[0073]
ub＝u
ref cos(θ-2π/3)
[0074]
uc＝u
ref cos(θ+2π/3)
[0075]umax
＝max(ua,ub,uc)
[0076]umin
＝min(ua,ub,uc)
[0077]uu
＝ua+(u
dc-u
max-u
min
)/2
[0078]
uv＝ub+(u
dc-u
max-u
min
)/2
[0079]uw
＝uc+(u
dc-u
max-u
min
)/2
[0080][0081]
tu＝t
pwm
(1-uu/u
dc
)
[0082]
tv＝t
pwm
(1-uv/u
dc
)
[0083]
tw＝t
pwm
(1-uw/u
dc
)
[0084]
t
max
＝max(tu,tv,tw)
[0085]
t
mid
＝median(tu,tv,tw)
[0086]
t
min
＝min(tu,tv,tw)
[0087]
t1＝t
min
+(t
pwm-t
max
)
[0088]
t2＝t
mid-t
min
[0089]
t
need_max
＝max(t1,t2)
[0090]udc
＞0，t
pwm
＞0，km∈[0,1]，θ∈[0,2π)
[0091]
如上所述计算方法，km表示svpwm的调制比，uref表示svpwm调制的参考电压，udc
表示直流侧母线电压；uu、uv、uw分别对应svpwm调制的三相端电压，均为马鞍波波形；tu、tv和tw分别为svpwm调制的三相下桥臂导通时间，如图5所示调整前波形。求解上述优化问题，可以得到r关于θ和km的最小值为也即9.18％。
[0092]
如上所述穷举法和非线性优化方法，非线性优化方法计算更严谨，考虑了任意的直流侧母线电压、任意的pwm周期和任意的调制比，但是实际上tneed与tpwm的比值跟直流侧母线电压无关，跟pwm周期也无关，并且容易知道，调制比越大，对采样所需下桥臂导通时间越严格，所以穷举法是简化而恰当的。
[0093]
如上所述，本案实施方式三的电流采样方法在tmin小于tneed时，tmin没有足够的导通时间以便于进行正常采样，而a值小于b值时，若tmax、tmid、tmin同步加上一个取值范围在b值与a值之间的共模值c，调整后会使tmax超过tpwm，不符合实际情况，若svpwm输出波形的三相下桥臂导通脉宽同时减去tmin，则调整后的tmin为o，调整后的tmax、tmid依然有足够的导通时间以便于进行正常采样，即对调整后的tmax、tmid进行电流采样不失真，有利于保证采样的准确性，再通过电流重构可得到三相电流，实用性好；另，进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample的要求，是为了保证tneed这一段刚好中心对齐，使得tneed有最宽的取值范围，实用性好，若tneed这一段非中心对齐时，则需要更小的tneed才能保证至少两相可采样。本方法通过调整svpwm输出波形的方式和选择下桥臂有足够的导通时间的采样相方式使采样电流不失真，有利于保证采样的准确性，实用性好。
[0094]
如上所述，本案的实施方式一、二、三分别针对不同情况，其之间并没有冲突和交叉的情况，因此，实施方式一、二、三的任意两种都能组合使用。另，本电流采样方法适用于小电感电机，有利于在不影响输出电机相电压前提下，实现电压利用率达到100％。
[0095]
如图1至图5所示，为本案实施方式一、二、三结合使用后的一个具体实施方式如下：
[0096]
设svpwm输出波形的频率为20khz，则所述tpwm为50us。tpwm的9.18％等于4.6us，也即tneed应小于或等于4.6us。通过示波器测得，所述桥臂切换噪声时间tnoise为2us，则所述采样保持时间tsample应不大于4.6us-2us＝2.6us；还可通过适当调整采样电路参数和pwm死区时间，将所述桥臂切换噪声时间tnoise调整到更小的值，则所述采样保持时间tsample可设定的范围将更大。本实施方式采样保持时间设定为0.5us，因而，所述正常采样所需最小下桥臂导通时间tneed为2.5us，满足小于或等于4.6us的条件。
[0097]
所述三相逆变器采用磁场定向矢量控制(foc)，所述pwm采用七段式空间矢量调制(svpwm)。
[0098]
svpwm输出三相pwm脉冲宽度，pwm周期减去三相pwm脉冲宽度得到三相下桥臂导通时间，表示为tu、tv和tw，找出tu、tv和tw中最小的值，即为tmin。设a值表示tpwm与tmax之差，设b值表示tneed与tmin之差。
[0099]
如图2所示的三相波形图，当tmin大于或等于tneed(即2.5us)，则三相脉宽无需调整，三相均可采样，pwm输出波形与传统svpwm相同。
[0100]
如图3所示的三相波形图，当tmin小于tneed即tmin小于2.5us，且a值大于或等于b值时，三相下桥臂导通脉宽同时加上一个共模值c，此共模值c取值范围在b值与a值之间，采样相为三相或任意其中两相。本实施方式中的共模值c取值为b值与a值之间的最小值，也即
取值为b，此时三相均可采样，pwm输出波形与传统svpwm有所不同，但变化较小。
[0101]
如图4所示的三相波形图，当tmin小于tneed即tmin小于2.5us，且a值小于b值时，则三相下桥臂导通脉宽同时减去tmin，下桥臂导通时间最小的相不可采样，其他两相均可采样，再通过电流重构得到三相电流，pwm输出波形与传统svpwm差异较大。
[0102]
所述tneed小于或等于tpwm的9.18％的要求，如果不满足时，例如所述桥臂切换噪声时间tnoise为4us，所述采样保持时间tsample设定为1us，则所述正常采样所需最小下桥臂导通时间tneed为5us，大于tpwm的9.18％。当电机相电压基波频率为1khz，电机相电压幅度达到100％时，如图5调整前三相下桥臂导通时间波形；在t＝350us时刻，tu为2.2us，tv为48.0us，tw为6.8us，此时tmax为48us，tmid为6.8us，tmin为2.2us，则a值为2us，b值为2.8us，此时tmin小于tneed，且a值小于b值，属于情况3，tu、tv和tw同时减去tmin，得到调整后的三相下桥臂导通时间为0us、45.8us和4.6us，而tneed为5us，只有v相的下桥臂导通时间足够完成采样，无法满足至少两相采样的要求。要使至少有两相可采样，需要调整tneed到4.6us以下，使得v相和w相均可采样，有三种调整方法：
①
调整pwm死区时间或调整开关管开关速率或调整运放带宽，减小tnoise，使得tnoise不大于3.6us；
②
调整采样保持时间tsample，使得tsample不大于0.6us；
③
同时减小tnoise和tsample，使得它们的和不大于4.6us。
[0103]
如上所述，采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间。本实施方式中，下桥臂pwm为中心对齐pwm，因此采样时刻为pwm周期开始后的tpwm/2+tneed/2-tsample＝25.75us。
[0104]
如图5所示，当电机相电压幅度达到100％时，三相下桥臂导通时间随时间变化调整前和调整后的波形图。
[0105]
如图1所示，本案还公开一种电机装置，包括有三相电机和用于输出svpwm以驱动所述三相电机工作的三相逆变器，所述三相逆变器采用了上述的电流采样方法。
[0106]
如上所述，本案保护的是一种三相逆变器电流采样方法和电机装置，一切与本案相同或相近似的技术方案都应示为落入本案的保护范围内。

技术特征：
1.一种三相逆变器电流采样方法，其特征在于采用下桥臂三电阻采样，并根据需要而对svpwm输出波形进行调整，设tneed表示正常采样所需最小下桥臂导通时间，设tsample表示采样保持时间，设tnoise为桥臂切换噪声时间，有tneed＝tsample+tnoise，设tmax表示三相下桥臂导通时间的最大值，设tmid表示三相下桥臂导通时间的中间值，设tmin表示三相下桥臂导通时间的最小值，有tmax≥tmid≥tmin，设tpwm表示pwm的周期，设a值表示tpwm与tmax之差，设b值表示tneed与tmin之差，具体方法如下：判断tmin是否不小于tneed，当判断为否时则另行处理，当判断为是时则svpwm输出波形无需调整，采样相为三相或任意其中两相，并且进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample。2.根据权利要求1所述的一种三相逆变器电流采样方法，其特征在于当tmin是否不小于tneed判断为否时，进一步判断a值是否大于或等于b值，当判断为否时则另行处理，当判断为是时则svpwm输出波形的三相下桥臂导通脉宽同时加上一个共模值c，所述共模值c取值范围在b值与a值之间，采样相为三相或任意其中两相，并且进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample。3.根据权利要求2所述的一种三相逆变器电流采样方法，其特征在于所述共模值c取值为tneed减去tmin之差。4.根据权利要求2所述的一种三相逆变器电流采样方法，其特征在于当tmin是否不小于tneed判断为否并且a值是否大于或等于b值判断为否时，通过调整使得tneed小于或等于tpwm的9.18％，然后再判断tmin是否不小于tneed、a值是否大于或等于b，若两者都为否时则继续向下执行、若两者不同为否时另行处理，svpwm输出波形的三相下桥臂导通脉宽同时减去tmin，采样相为除了下桥臂导通时间最小的相外的其他两相，进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample。5.根据权利要求4所述的一种三相逆变器电流采样方法，其特征在于通过调整使得tneed小于或等于tpwm的9.18％具体为通过调整pwm死区时间和/或调整开关管开关速率和/或调整运放带宽和/或调整采样保持时间tsample所得。6.一种三相逆变器电流采样方法，其特征在于采用下桥臂三电阻采样，并根据需要而对svpwm输出波形进行调整，设tneed表示正常采样所需最小下桥臂导通时间，设tsample表示采样保持时间，设tnoise为桥臂切换噪声时间，有tneed＝tsample+tnoise，设tmax表示三相下桥臂导通时间的最大值，设tmid表示三相下桥臂导通时间的中间值，设tmin表示三相下桥臂导通时间的最小值，有tmax≥tmid≥tmin，设tpwm表示pwm的周期，设a值表示tpwm与tmax之差，设b值表示tneed与tmin之差，具体方法如下：在tmin小于tneed的情况下判断a值是否大于或等于b值，当判断为否时则另行处理，当判断为是时则svpwm输出波形的三相下桥臂导通脉宽同时加上一个共模值c，所述共模值c取值范围在b值与a值之间，采样相为三相或任意其中两相，并且将进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample。7.根据权利要求6所述的一种三相逆变器电流采样方法，其特征在于所述共模值c取值为tneed减去tmin之差。8.一种三相逆变器电流采样方法，其特征在于采用下桥臂三电阻采样，并根据需要而对svpwm输出波形进行调整，设tneed表示正常采样所需最小下桥臂导通时间，设tsample表
示采样保持时间，设tnoise为桥臂切换噪声时间，有tneed＝tsample+tnoise，设tmax表示三相下桥臂导通时间的最大值，设tmid表示三相下桥臂导通时间的中间值，设tmin表示三相下桥臂导通时间的最小值，有tmax≥tmid≥tmin，设tpwm表示pwm的周期，设a值表示tpwm与tmax之差，设b值表示tneed与tmin之差，具体方法如下：在tmin小于tneed的情况下判断a值是否小于b值，当判断为否时则另行处理，当判断为是时，通过调整使得tneed小于或等于tpwm的9.18％，然后再判断tmin是否不小于tneed、a值是否大于或等于b，若两者都为否时则继续向下执行、若两者不同为否时另行处理，svpwm输出波形的三相下桥臂导通脉宽同时减去tmin，采样相为除了下桥臂导通时间最小的相外的其他两相，进行电流采样的采样时刻为下桥臂导通的中心时刻点后移tneed/2再前移采样保持时间tsample。9.根据权利要求8所述的一种三相逆变器电流采样方法，其特征在于通过调整使得tneed小于或等于tpwm的9.18％具体为通过调整pwm死区时间和/或调整开关管开关速率和/或调整运放带宽和/或调整采样保持时间tsample所得。10.一种电机装置，其特征在于包括有三相电机和用于输出svpwm以驱动所述三相电机工作的三相逆变器，所述三相逆变器采用了权利要求1-9任意一项所述的电流采样方法。

技术总结
本发明公开了一种三相逆变器电流采样方法和电机装置，所述方法采用下桥臂三电阻采样，并对SVPWM输出波形进行调整，包括：当三相下桥臂导通时间的最小值大于或等于正常采样所需最小下桥臂导通时间时，波形无需调整；当最小值小于采样所需时间时，三相同步调整脉宽，使得三相下桥臂导通时间的最小值大于或等于采样所需时间，或等于0，且最大值不超过PWM周期,同时中间值大于或等于采样所需时间。所述电机装置包含三相电机和采用了所述电流采样方法的三相逆变器。本发明公开的方法及装置硬件实现简单、成本低，通过调整SVPWM输出波形的方式和选择下桥臂有足够的导通时间的采样相方式使采样电流不失真，有利于保证采样的准确性，实用性好。实用性好。实用性好。


技术研发人员：吴青龙
受保护的技术使用者：深圳丹青新技术有限公司
技术研发日：2023.06.14
技术公布日：2023/8/13