CN104393819B - 电机的驱动方法和装置、电机以及空调 - Google Patents
电机的驱动方法和装置、电机以及空调 Download PDFInfo
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Abstract
本发明适用于电机领域,提供了电机的驱动方法和装置、电机以及空调。控制模块在接收到第一指令时,在所述第一指令指定的周期内,根据相电流重构模块重构的第一相电流生成第一驱动信号,在所述第一指令指定的周期的下一周期以所述第一驱动信号驱动所述逆变器模块;未接收到所述第一指令时,在所述第一指令指定的周期以外的周期,控制模块根据相电流估计模块估计的第二相电流生成第而驱动信号,以所述第二驱动信号驱动所述逆变器模块。有效避免:如在每个周期都重构第一相电流而需移相来延长采样时间TS,造成的相电流中的谐波分流增大和噪声引入的问题。
Description
技术领域
本发明属于电机领域,尤其涉及电机的驱动方法和装置、电机以及空调。
背景技术
电机,俗称马达,常用作电器或机械的动力源。对于电器中的压缩机或者空调中的风机,通常采用二相电机或三相电机,例如,永磁同步电机。
参见图1,现有的三相电机惯用逆变器模块驱动,控制逆变器模块驱动所需的驱动信号由控制模块产生。具体对于产生驱动信号的整个过程为:首先由控制模块产生本周期驱动逆变器模块的驱动信号(如PWM信号),通过该驱动信号控制逆变器模块中的开关的导通或关断;在本周期,通过电流采样模块采集逆变器模块的电流,相电流重构模块根据采集到的电流重构出驱动电机所用的相电流;根据重构出的相电流生成下一周期驱动逆变器模块的驱动信号。
发明内容
本发明的目的在于提供电机的驱动方法和装置、电机以及空调,以一种崭新方式产生用于控制逆变器模块驱动信号。
一方面,本发明提供一种电机的驱动装置,包括逆变器模块、控制模块、电流采样模块,所述逆变器模块分别与所述控制模块和所述电流采样模块电连接;所述电机的驱动装置还包括相电流重构模块和相电流估计模块,所述相电流重构模块和所述相电流估计模块电连接;
所述控制模块,用于在接收到第一指令时,在所述第一指令指定的周期内,导通所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接,同时导通所述控制模块与所述相电流重构模块的电连接,同时向所述电流采样模块输出相电流采样指令;还用于在所述控制模块与所述相电流重构模块电连接时,从所述相电流重构模块获取所述第一相电流,并根据所述第一相电流生成第一驱动信号,以所述第一驱动信号驱动所述逆变器模块;还用于在未接收到第一指令时,在除所述第一指令指定的周期以外的其它周期内,导通所述控制模块与所述相电流估计模块的电连接,同时断开所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接,从所述相电流估计模块获取所述第二相电流,并根据所述第二相电流生成第二驱动信号,以所述第二驱动信号驱动所述逆变器模块;
所述电流采样模块,用于在所述相电流采样指令指定的采样时间TS内检测所述逆变器模块的直流侧的电流;
所述相电流重构模块,用于根据所述电流采样模块检测到的电流和所述逆变器模块中的开关的导通时间段,重构出第一相电流,向所述相电流估计模块输出所述第一相电流;
所述相电流估计模块,用于以所述第一相电流为初始相电流,依次估计出除所述第一指令指定的周期以外的每个周期的第二相电流。
一方面,本发明提供一种电机,所述电机包括权利要求上述的电机的驱动装置。
一方面,本发明提供一种空调,所述空调包括上述的电机。
一方面,本发明提供电机的驱动方法,应用于包括逆变器模块、控制模块、电流采样模块、相电流重构模块和相电流估计模块的电机的驱动装置,所述电机的驱动方法包括:
步骤A11,所述控制模块在接收到第一指令时,在所述第一指令指定的周期内,导通所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接,导通所述控制模块与所述相电流重构模块的电连接,向所述电流采样模块输出相电流采样指令;
步骤A12,所述电流采样模块在所述相电流采样指令指定的采样时间TS内检测所述逆变器模块的直流侧的电流;
步骤A13,所述相电流重构模块根据所述电流采样模块检测到的电流和所述逆变器模块中的开关的导通时间段,重构出第一相电流,向所述相电流估计模块输出所述第一相电流;
步骤A14,所述控制模块在其与所述相电流重构模块电连接时,从所述相电流重构模块获取所述第一相电流,并根据所述第一相电流生成第一驱动信号,以所述第一驱动信号驱动所述逆变器模块;
步骤A15,所述相电流估计模块以所述第一相电流为初始相电流,依次估计出除所述第一指令指定的周期以外的每个周期的第二相电流;
步骤A16,所述控制模块在未接收到第一指令时,在除所述第一指令指定的周期以外的其它周期内,导通所述控制模块与所述相电流估计模块的电连接,同时断开所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接,从所述相电流估计模块获取所述第二相电流,并根据所述第二相电流生成第二驱动信号,以所述第二驱动信号驱动所述逆变器模块。
本发明的有益效果:在接收到第一指令时,在所述第一指令指定的周期内,控制模块根据相电流重构模块重构的第一相电流生成第一驱动信号,在所述第一指令指定的周期的下一周期以所述第一驱动信号驱动所述逆变器模块;未接收到所述第一指令时,在所述第一指令指定的周期以外的周期,控制模块根据相电流估计模块估计的第二相电流生成第而驱动信号,以所述第二驱动信号驱动所述逆变器模块。有效避免:如在每个周期都重构第一相电流而需移相来延长采样时间TS,造成的相电流中的谐波分流增大和噪声引入的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,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发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是背景技术提供的电机的驱动装置的组成结构图;
图2是本发明实施例提供的电机的驱动装置的组成结构图;
图3是相电流估计模块的一种组成结构图;
图4是针对A相、B相和C相独立设计的相电流估计模块的示意图;
图5是移相前的驱动信号与移相后的第三驱动信号的对比图;
图6是每隔M个周期的第三驱动信号的示意图;
图7是本发明实施例提供的电机的驱动方法的流程图;
图8是基于图7提供的电机的驱动方法的一种优化流程图;
图9是基于图7提供的电机的驱动方法的一种优化流程图;
图10是基于图8提供的电机的驱动方法的一种优化流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
图2示出了本发明实施例提供的电机的驱动装置的组成结构,为了便于描述,仅示出了与本发明实施例相关的部分。
参见图2,本发明实施例提供的电机的驱动装置包括逆变器模块、控制模块、电流采样模块,所述逆变器模块分别与所述控制模块和所述电流采样模块电连接;
其中,所述逆变器模块用于驱动电机工作;作为所述逆变器模块的一具体实施例,所述逆变器模块为三相逆变器,所述三相逆变器中内设有多个开关,分为:构成三相逆变器的上桥臂的开关,和构成三相逆变器的下桥臂的开关;每个开关的导通或者关断都由所述控制模块输出的驱动信号决定;在本发明实施例中,该驱动信号至少包括三种信号:所述第一驱动信号、所述第二驱动信号、所述第三驱动信号。
在本发明实施例中,电流采样模块可采用电阻实现,或者采用流传感器实现。
具体实施过程中,如果采用电流传感器采样逆变器模块的直流侧的电流,可采样硬件冗余法在直流侧设置多个互备的电流传感器,在原工作的电流传感器发生故障时用冗余的电流传感器替代;能够有效克服:因仅用单个电流传感器采样逆变器模块的直流侧的电流,在没有互备电流传感器的情况下,因该单个电流传感器发生故障,无法继续进行电流采样,电流采样模块失效。
具体实施过程中,如果采用电阻采样逆变器模块的直流侧的电流,因电阻成本较低,可有效节省成本,尤其适用于对成本控制要求较高的家用变频空调场合。
作为本发明实施例一具体实施方式,如图2所示,逆变器模块包括NPN型三极管VT1、NPN型三极管VT2、NPN型三极管VT3、NPN型三极管VT4、NPN型三极管VT5、NPN型三极管VT6;由NPN型三极管VT1、NPN型三极管VT2和NPN型三极管VT3组成逆变器模块的上桥臂,由NPN型三极管VT4、NPN型三极管VT5和NPN型三极管VT6组成逆变器模块的下桥臂。NPN型三极管VT4的发射极、NPN型三极管VT5的发射极和NPN型三极管VT6的发射极电连接,并同时外接电流采样模块。NPN型三极管VT1、NPN型三极管VT2、NPN型三极管VT3、NPN型三极管VT4、NPN型三极管VT5、NPN型三极管VT6的导通或关断都由控制模块输出的驱动信号(包括第一驱动信号、第二驱动信号或第三驱动信号)决定;举例说明,在上桥臂的NPN型三极管VT3和NPN型三极管VT5、下桥臂的NPN型三极管VT4同时导通的导通时间段内,电流采样模块采样到流过逆变器模块的A相电流;举例说明,在上桥臂的NPN型三极管VT1和NPN型三极管VT5、下桥臂的NPN型三极管VT6同时导通的导通时间段内,电流采样模块采样到流过逆变器模块的C相电流;举例说明,在上桥臂的NPN型三极管VT1和NPN型三极管VT3、下桥臂的NPN型三极管VT2同时导通的导通时间段内,电流采样模块采样到流过逆变器模块的B相电流。
值得说明的是,本发明实施例提供的电机的驱动装置还包括相电流重构模块和相电流估计模块,所述相电流重构模块和所述相电流估计模块电连接;
对于电机的驱动装置包括的相电流重构模块,其基于电流采样模块采样到的电流(即从逆变器模块的下桥臂采集到的电流),并根据在采集该电流时逆变器模块中每个开关的开关状态(即在一个周期内,逆变器模块中每个开关的导通时间段)区分出A相电流、B相电流和C相电流;从而实现对相电流(A相电流、B相电流和C相电流)的重构。
具体地,控制模块在向逆变器模块在一个周期内输出的驱动信号中,指定了逆变器模块中每个开关分别在该个周期的哪个时间段导通,即确定逆变器模块中每个开关在该个周期的导通时间段。
从而,从确定的上桥臂的NPN型三极管VT3和NPN型三极管VT5、下桥臂的NPN型三极管VT4同时导通的导通时间段,可根据所述电流采样模块在该导通时间段内的采样时间TS采样得到的电流,重构出电机的相电流中的A相电流。
同理,从确定的上桥臂的NPN型三极管VT1和NPN型三极管VT5、下桥臂的NPN型三极管VT6同时导通的导通时间段,可根据所述电流采样模块在该导通时间段内的采样时间TS采样得到的电流,重构出电机的相电流中的C相电流。
同理,从确定的上桥臂的NPN型三极管VT1和NPN型三极管VT3、下桥臂的NPN型三极管VT2同时导通的导通时间段,可根据所述电流采样模块在该导通时间段内的采样时间TS采样得到的电流,重构出电机的相电流中的B相电流。
对于电机的驱动装置包括的相电流估计模块,当赋予初始状态(初始相电流)之后,可基于该初始状态依次迭代出以后周期的状态(估计的相电流,包括:估计的A相电流、估计的B相电流、估计的C相电流);在迭代过程中,以本周期的状态(估计的本周期的相电流)为输入参数重构出下一周期的状态(估计的下一周期的相电流),依次类推,重构出以后周期的状态(估计的以后周期的相电流)。
具体在本发明实施例中,由逆变器模块、电流采样模块、相电流重构模块、相电流估计模块以及所述控制模块构成的驱动电机工作的驱动信号生成原理如下:
其中,所述控制模块,在接收到第一指令时,在所述第一指令指定的周期内,导通所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接,同时导通所述控制模块与所述相电流重构模块的电连接,同时向所述电流采样模块输出相电流采样指令;
对应地,所述电流采样模块,在所述相电流采样指令指定的采样时间TS内检测所述逆变器模块的直流侧的电流;
对应地,相电流重构模块,根据所述电流采样模块检测到的电流和所述逆变器模块中的开关的导通时间段,重构出第一相电流,向所述相电流估计模块输出所述第一相电流;
所述控制模块在所述控制模块与所述相电流重构模块电连接时,从所述相电流重构模块获取所述第一相电流,并根据所述第一相电流生成第一驱动信号,以所述第一驱动信号驱动所述逆变器模块。
值得说明的是,在本发明实施例中,所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接导通与否,是由控制模块控制的。作为一具体实施方式,在所述相电流重构模块与所述电流采样模块之间,串联第一开关模块,控制模块可通过第一开关模块控制导通或断开所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接;需说明的是,第一开关模块可采用现有的可控开关实现,例如电子开关、继电器开关等等。具体在本发明实施例中,当控制模块检测到所述第一指令时,在所述第一指令指定的周期内,控制模块会导通所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接。在所述第一指令指定的周期以外的其他周期,控制模块会断开所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接;
值得说明的是,在本发明实施例中,所述控制模块与所述相电流重构模块的电连接导通与否,是由控制模块控制的。作为一具体实施方式,在所述控制模块与所述相电流重构模块之间,串联第二开关模块,控制模块可通过第二开关模块控制导通或断开所述控制模块与所述相电流重构模块的电连接;需说明的是,第二开关模块可采用现有的可控开关实现,例如电子开关、继电器开关等等。具体在本发明实施例中,当控制模块检测到所述第一指令时,在所述第一指令指定的周期内,控制模块会导通所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接。所述第一指令指定的周期以外的其他周期,控制模块会断开所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接。
值得说明的是,在本发明实施例中,所述控制模块与所述相电流估计模块的电连接导通与否,是由控制模块控制的。作为一具体实施方式,在所述控制模块与所述相电流估计模块之间,串联第三开关模块,控制模块可通过第三开关模块控制导通或断开所述控制模块与所述相电流估计模块的电连接;需说明的是,第三开关模块可采用现有的可控开关实现,例如电子开关、继电器开关等等。具体在本发明实施例中,当控制模块检测到所述第一指令时,在所述第一指令指定的周期内,控制模块会断开所述控制模块与所述相电流估计模块的电连接。所述第一指令指定的周期以外的其他周期,控制模块会导通所述控制模块与所述相电流估计模块的电连接。作为本发明实施例一实施方式,第二开关模块和第三开关模块采用同一开关器件实现,例如采用针对相电流的相数分别采用电控的单刀多掷开关实现。
具体在本发明实施例中,所述第一指令可由用户操作而触发,例如:用户通过遥控器触发控制模块生成该第一指令。所述第一指令也可由预设的流程程序触发,例如,预先设定间隔周期的个数,每间隔设定的周期,控制模块自动生成一次该第一指令。
如图2所示,当控制模块检测到该第一指令时,在所述第一指令指定的周期内,向所述电流采样模块输出相电流采样指令;该电流采样模块在所述相电流采样指令指定的采样时间TS内检测所述逆变器模块的直流侧的电流(即采集流过逆变器模块的下桥臂的电流);
与此同时,如图2所示,在所述第一指令指定的周期内,控制模块已导通所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接;这时,所述相电流重构模块可根据该电流采样模块采集到的电流重构出电机的第一相电流(重构出的A相电流ias、重构出的B相电流ibs、重构出的C相电流ics)。
与此同时,在所述第一指令指定的周期内,所述控制模块导通了其与所述相电流重构模块的电连接,因此控制模块可根据重构出的第一相电流生成第一驱动信号,在所述第一指令指定的周期的下一个周期以第一驱动信号逆变器模块,即在所述第一指令指定的周期的下一个周期,由第一驱动信号指定逆变器模块中每个开关(包括:下桥臂的开关和上桥臂的开关)的导通时间段和断开时间段。
如图2所示,对于除所述第一指令指定的周期以外的其它周期,因为所述控制模块未接收到第一指令,所述控制模块仅从相电流估计模块获取估计的第二相电流,而不从相电流重构模块获取第一相电流;并根据第二相电流生成用于驱动所述逆变器模块的第二驱动信号;
其中,如图2所示,所述控制模块,在未接收到第一指令时,在除所述第一指令指定的周期以外的其它周期内,导通所述控制模块与所述相电流估计模块的电连接,同时断开所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接,从所述相电流估计模块获取所述第二相电流(估计的A相电流估计的B相电流估计的C相电流),并根据所述第二相电流生成第二驱动信号,以所述第二驱动信号驱动所述逆变器模块;
对应地,如图2所示,所述相电流估计模块,以所述第一相电流为初始相电流,依次估计出除所述第一指令指定的周期以外的每个周期的第二相电流。
具体在本发明实施例中,在除所述第一指令指定的周期以外的其它周期内,控制模块断开所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接,因此,所述相电流重构模块不对所述电流采样模块采集的电流进行相电流的重构。
与此同时,在除所述第一指令指定的周期以外的其它周期内,所述控制模块导通其与所述相电流估计模块的电连接;这样,在除所述第一指令指定的周期以外的其它周期内,所述控制模块仅根据从所述相电流估计模块获取的第二相电流生成第二驱动信号,以第二驱动信号逆变器模块;具体在本发明实施例中,在除了所述第一指令指定的周期的下一个周期,每个周期控制逆变器模块所需的第二驱动信号,均由控制模块根据上一周期从相电流估计模块获取的第二相电流生成;继而,在除了所述第一指令指定的周期的下一个周期的每个周期,由第二驱动信号指定逆变器模块中每个开关(包括:下桥臂的开关和上桥臂的开关)的导通时间段和断开时间段。
需说明的是,如上所述,所述第一指令指定的周期的下一周期,所述相电流估计模块基于第一相电流估计出第二相电流;此后,在除所述第一指令指定的周期以外的周期,除了所述第一指令指定的周期的下一周期以外的其它周期,所述相电流估计模块都是基于上一周期的估计出第二相电流而估计出本周期的第二相电流。
作为本发明一实施例,给出了所述相电流估计模块的一种组成结构,如图3所示,为了便于描述,仅示出了与本发明实施例相关的部分。
在本实施例中,参见图3,所述相电流估计模块包括选择器、减法器、比例放大器、积分器和延迟器;
所述选择器具有第一端、第二端、和固定端,所述减法器具有加法端、减法端和合并输出端,所述比例放大器具有第一信号输入端和放大输出端,所述积分器具有第二信号输入端和积分输出端,所述延迟器具有第三信号输入端和延迟输出端;
所述选择器的第一端接所述相电流重构模块,所述选择器的第二端接所述延迟器的延迟输出端;在除所述第一指令指定的周期以外的其它周期中的第一个周期,导通所述选择器的第一端和固定端;在除所述第一指令指定的周期以外的其它周期中、除所述第一个周期之外的周期,导通所述选择器的第二端和固定端;
所述减法器的加法端、减法端和合并输出端对应接所述积分器的积分输出端、所述选择器的固定端和所述比例放大器的第一信号输入端,所述积分器具有第二信号输入端和积分输出端对应接所述比例放大器的放大输出端和所述延迟器的第三信号输入端;
在除所述第一指令指定的周期以外的其它周期内,由所述控制模块导通其与所述积分器的积分输出端的电连接。
在本实施例中,减法器用于:将从加法端输入的信号和减法端输入的信号相减,并从合并输出端输出相减后的信号。
比例放大器用于:对从第一信号输入端输入的信号按预设比例进行信号放大,并从放大输出端输出信号放大后的信号。该预设比例根据比例放大器内的放大电路而定。
积分器用于:对从第二信号输入端输入的信号积分,并从积分输出端输出积分后的信号。
延迟器用于:对从第三信号输入端输入的信号进行信号延迟,并从延迟输出端输出信号延迟后的信号。需说明的是,信号延迟的时间根据选用的延迟电路而定,在此不对延迟电路做限定,但该延迟电路的延迟时间根据本发明实施例所述的周期而定。
具体在本实施例中,在除所述第一指令指定的周期以外的其它周期中,控制模块与相电流估计模块电连接,相电流重构模块与所述选择器的第一端电连接;进而在除所述第一指令指定的周期以外的其它周期中的第一个周期,导通所述选择器的第一端和固定端,同时减法器的加法端没有信号输入,对从所述选择器的第一端接收到的所述第一相电流依次经过比例放大器进行电流信号的放大、积分器进行电流信号的积分,并从积分器的积分输出端向控制器输出信号积分出的电流信号(第二相电流)。与此同时,延迟器的第三信号输入端有了信号输入,输入从积分器的积分输出端输出的电流信号。
在除所述第一指令指定的周期以外的其它周期中、除所述第一个周期之外的周期,导通所述选择器的第二端和固定端,即不在从第一端引入第一相电流,而从第二端引入上一周期的第二相电流;继而,减法器将从加法端输入的信号(积分器在当时从积分输出端输出的信号)与延迟器输出的信号相减,并从合并输出端输出信号相减得到的信号;继而对从所述选择器的合并输出端输出的信号依次经过比例放大器进行信号放大、积分器的信号积分,并从积分器的积分输出端向控制器输出信号积分出的信号(第二相电流)。
作为本实施例的一具体实施方式,对于A相电流、B相电流和C相电流,分别独立设计相电流估计模块,如图4所示。具体地,针对A相电流的估计的相电流估计模块,从选择器的第一端输入:相电流重构模块输出的A相电流ias;对应地,积分器的积分输出端输出:估计的A相电流针对B相电流的估计的相电流估计模块,从选择器的第一端输入:相电流重构模块输出的B相电流ibs;对应地,积分器的积分输出端输出:估计的B相电流针对C相电流的估计的相电流估计模块,从选择器的第一端输入:相电流重构模块输出的C相电流ics;对应地,积分器的积分输出端输出:估计的C相电流
作为本发明一优选实施例,基于本发明实施例所述的电机的驱动装置,所述控制模块,还用于在接收到第一指令时,在所述第一指令指定的周期内,向所述逆变器模块输出第三驱动信号,延长所述相电流采样指令指定的采样时间TS;
所述逆变器模块,用于调整所述第三驱动信号指定的开关的导通时间段,使得所述第一指令指定的周期内流过所述开关的相电流的时间处于预设时间T,所述预设时间T大于延长后的所述相电流采样指令指定的采样时间TS。
在本优选实施例中,由于逆变器模块的电流中的相电流信息只有在非零矢量期间(即与相电流(A相电流、B相电流或C相电流)对应的开关的导通时间段)反应在直流侧;在非零矢量预设时间过短的电压区域,存在死区效应以及电流AD采样的振铃效应,电流重构将失效。因此,如果本发明实施例存在以下问题:因A相电流、B相电流或C相电流流过所述电流采样模块的时间较短,导致可用于采样的时间较短(即所述相电流采样指令指定的采样时间TS较短);则可采用本实施例的解决方法,即在接收到第一指令时,在所述第一指令指定的周期内,向所述逆变器模块输出第三驱动信号,通过该第三驱动信号调整所述逆变器模块中的开关的导通时间,进而实现以下调整:调整A相电流流过所述电流采样模块的时间,和/或调整B相电流流过所述电流采样模块的时间,和/或调整C相电流流过所述电流采样模块的时间。
进而控制模块可在所述相电流采样指令中延长指定所述采样时间TS,通过更长的采样时间TS在A相电流的预设时间T内进行A相电流的电流采样;同理,通过更长的采样时间TS在B相电流的预设时间T内进行B相电流的电流采样;同理,通过更长的采样时间TS在C相电流的预设时间T内进行C相电流的电流采样。
作为本优选实施例的一优选实施方式,为延长相电流(A相电流和/或B相电流和/或C相电流)流过所述电流采样模块的时间,本优选实施方式采用对驱动信号进行移相并得到第三驱动信号的方式实现。
具体实现中,所述逆变器模块,具体用于:
将导通A相电流的开关的导通时间段延迟第一时间,保持导通B相电流的开关的导通时间段不变,将导通C相电流的开关的导通时间段提前第二时间;
或者,将导通C相电流的开关的导通时间段延迟第二时间,保持导通B相电流的开关的导通时间段不变,将导通A相电流的开关的导通时间段提前第一时间;
其中,导通A相电流的开关的所述第一时间和导通C相电流的开关的所述第二时间均由所述第三驱动信号指定。
举例说明,如图5所示的一种移相方式,相对于移相前的A相驱动信号(即移相前的用于控制逆变器模块中流过A相电流的开关的驱动信号),第三驱动信号中的A相驱动信号(即移相后的用于控制逆变器模块中流过A相电流的开关的驱动信号)延迟了第一时间t1;移相前的B相驱动信号(即移相前的用于控制逆变器模块中流过B相电流的开关的驱动信号)和第三驱动信号中的B相驱动信号(即移相后的用于控制逆变器模块中流过B相电流的开关的驱动信号)相同,即不做延迟。相对于移相前的C相驱动信号(即移相前的用于控制逆变器模块中流过C相电流的开关的驱动信号),第三驱动信号中的C相驱动信号(即移相后的用于控制逆变器模块中流过C相电流的开关的驱动信号)提前了第二时间t2。
作为本发明实施例一优选实施方式,所述控制模块,每隔M个周期触发一次所述第一指令,所述M为大正整数。
本优选实施方式所要客服的问题:由于逆变器模块的电流中的相电流信息只有在非零矢量期间反应在直流侧;在非零矢量预设时间过短的电压区域,存在死区效应以及电流AD采样的振铃效应,电流重构将失效。为延长非零矢量的作用时间,如果在每个周期,控制模块都从相电流重构模块获取第一相电流、并根据第一相电流生成对应的第三驱动信号(具体是:根据第一相电流对驱动信号进行移相,并得到第三驱动信号),通过第三驱动信号调整逆变器模块中的开关的导通时间段,但延长非零矢量的作用时间会增大电流谐波分量与噪声。
为此平衡,提供了本优选实施方式提供的技术手段:仅每隔M个周期触发一次所述第一指令;在所述第一指令指定的周期内,延长非零矢量的作用时间。
作为延长非零矢量的作用时间的一种实施方式,控制模块根据所述第一指令指定的周期的上一周期估计出的第二相电流(由相电流估计模块估计出)生成第二驱动信号,并对该第二驱动信号进行移相而得到第三驱动信号;具体如图6所示,对该第二驱动信号中的A相驱动信号移相(延迟第一时间),得到第三驱动信号中的A相驱动信号,同时直接将该第二驱动信号中的B相驱动信号(即不对B相驱动信号移相)作为该第三驱动信号中的B相驱动信号,同时对该第二驱动信号中的C相驱动信号移相(提前第二时间),得到第三驱动信号中的C相驱动信号。
本发明实施例还提供一种电机,所述电机包括上述的电机的驱动装置。
本发明实施例还提供一种空调,所述空调包括上述的电机。
图7示出了本发明实施例提供的电机的驱动方法的流程,为了便于描述,仅示出了与本发明实施例相关的部分。
本发明实施例还提供一种电机的驱动方法,应用于包括逆变器模块、控制模块、电流采样模块、相电流重构模块和相电流估计模块的电机的驱动装置;参见图7,所述电机的驱动方法包括:
步骤A11,所述控制模块在接收到第一指令时,在所述第一指令指定的周期内,导通所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接,导通所述控制模块与所述相电流重构模块的电连接,向所述电流采样模块输出相电流采样指令;
步骤A12,所述电流采样模块在所述相电流采样指令指定的采样时间TS内检测所述逆变器模块的直流侧的电流;
步骤A13,所述相电流重构模块根据所述电流采样模块检测到的电流和所述逆变器模块中的开关的导通时间段,重构出第一相电流,向所述相电流估计模块输出所述第一相电流;
步骤A14,所述控制模块在其与所述相电流重构模块电连接时,从所述相电流重构模块获取所述第一相电流,并根据所述第一相电流生成第一驱动信号,以所述第一驱动信号驱动所述逆变器模块;
步骤A15,所述相电流估计模块以所述第一相电流为初始相电流,依次估计出除所述第一指令指定的周期以外的每个周期的第二相电流;
步骤A16,所述控制模块在未接收到第一指令时,在除所述第一指令指定的周期以外的其它周期内,导通所述控制模块与所述相电流估计模块的电连接,同时断开所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接,从所述相电流估计模块获取所述第二相电流,并根据所述第二相电流生成第二驱动信号,以所述第二驱动信号驱动所述逆变器模块。
作为本发明实施例一优选实施方式,如图8所示,图8是图7所述的电机的驱动方法的一种优化流程;具体地,
所述步骤A11,还包括:所述控制模块在接收到第一指令时,在所述第一指令指定的周期内,向所述逆变器模块输出第三驱动信号,延长所述相电流采样指令指定的采样时间TS;
所述步骤A11与步骤A12之间,所述电机的驱动方法还包括:步骤A17,所述逆变器模块调整所述第三驱动信号指定的开关的导通时间段,使得所述第一指令指定的周期内流过所述开关的相电流的时间处于预设时间T,所述预设时间T大于延长后的所述相电流采样指令指定的采样时间TS。
作为本发明实施例一优选实施方式,对图8所示的电机的驱动方法做进一步优化,作为本发明实施例步骤A17具体为:
所述逆变器模块将导通A相电流的开关的导通时间段延迟第一时间,保持导通B相电流的开关的导通时间段不变,将导通C相电流的开关的导通时间段提前第二时间;
或者,所述逆变器模块将导通C相电流的开关的导通时间段延迟第二时间,保持导通B相电流的开关的导通时间段不变,将导通A相电流的开关的导通时间段提前第一时间;
其中,导通A相电流的开关的所述第一时间和导通C相电流的开关的所述第二时间均由所述第三驱动信号指定。
作为本发明实施例一优选实施方式,所步骤A11之前,所述电机的驱动方法还包括:
A18,所述控制模块每隔M个周期触发一次所述第一指令,所述M为大正整数。
本优选实施方式可以是基于图7所述的电机的驱动方法的进一步改进方法(如图9所示),还可以是基于图8所述的电机的驱动方法的进一步改进方法(如图10所示)。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型,而且性能或用途相同,都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (11)
1.一种电机的驱动装置,包括逆变器模块、控制模块、电流采样模块,所述逆变器模块分别与所述控制模块和所述电流采样模块电连接;其特征在于,所述电机的驱动装置还包括相电流重构模块和相电流估计模块,所述相电流重构模块和所述相电流估计模块电连接;
所述控制模块用于在接收到第一指令时,在所述第一指令指定的周期内,导通所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接,同时导通所述控制模块与所述相电流重构模块的电连接,同时向所述电流采样模块输出相电流采样指令;所述控制模块还用于在所述控制模块与所述相电流重构模块电连接时,从所述相电流重构模块获取第一相电流,并根据所述第一相电流生成第一驱动信号,以所述第一驱动信号驱动所述逆变器模块;所述控制模块还用于在未接收到第一指令时,在除所述第一指令指定的周期以外的其它周期内,导通所述控制模块与所述相电流估计模块的电连接,同时断开所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接,从所述相电流估计模块获取第二相电流,并根据所述第二相电流生成第二驱动信号,以所述第二驱动信号驱动所述逆变器模块;
所述电流采样模块用于在所述相电流采样指令指定的采样时间内检测所述逆变器模块的直流侧的电流;
所述相电流重构模块用于根据所述电流采样模块检测到的电流和所述逆变器模块中的开关的导通时间段,重构出第一相电流,向所述相电流估计模块输出所述第一相电流;
所述相电流估计模块用于以所述第一相电流为初始相电流,依次估计出除所述第一指令指定的周期以外的每个周期的第二相电流。
2.如权利要求1所述的电机的驱动装置,其特征在于,
所述控制模块还用于在接收到第一指令时,在所述第一指令指定的周期内,向所述逆变器模块输出第三驱动信号,延长所述相电流采样指令指定的采样时间;
所述逆变器模块用于调整所述第三驱动信号指定的开关的导通时间段,使得所述第一指令指定的周期内流过所述开关的相电流的时间处于预设时间,所述预设时间大于延长后的所述相电流采样指令指定的采样时间。
3.如权利要求2所述的电机的驱动装置,其特征在于,所述逆变器模块具体用于:
将导通A相电流的开关的导通时间段延迟第一时间,保持导通B相电流的开关的导通时间段不变,将导通C相电流的开关的导通时间段提前第二时间;
或者,将导通C相电流的开关的导通时间段延迟第二时间,保持导通B相电流的开关的导通时间段不变,将导通A相电流的开关的导通时间段提前第一时间;
其中,所述第一时间和所述第二时间均由所述第三驱动信号指定。
4.如权利要求1所述的电机的驱动装置,其特征在于,
所述控制模块还用于每隔M个周期触发一次所述第一指令,所述M为大正整数。
5.如权利要求1所述的电机的驱动装置,其特征在于,所述相电流估计模块包括选择器、减法器、比例放大器、积分器和延迟器;
所述选择器具有第一端、第二端和固定端,所述减法器具有加法端、减法端和合并输出端,所述比例放大器具有第一信号输入端和放大输出端,所述积分器具有第二信号输入端和积分输出端,所述延迟器具有第三信号输入端和延迟输出端;
所述选择器的第一端接所述相电流重构模块,所述选择器的第二端接所述延迟器的延迟输出端;在除所述第一指令指定的周期以外的其它周期中的第一个周期,导通所述选择器的第一端和固定端;在除所述第一指令指定的周期以外的其它周期中、除所述第一个周期之外的周期,导通所述选择器的第二端和固定端;
所述减法器的加法端、减法端和合并输出端对应接所述积分器的积分输出端、所述选择器的固定端和所述比例放大器的第一信号输入端,所述积分器具有第二信号输入端和积分输出端对应接所述比例放大器的放大输出端和所述延迟器的第三信号输入端;
在除所述第一指令指定的周期以外的其它周期内,由所述控制模块导通其与所述积分器的积分输出端的电连接。
6.一种电机,其特征在于,所述电机包括权利要求1至5任一项所述的电机的驱动装置。
7.一种空调,其特征在于,所述空调包括权利要求6所述的电机。
8.一种电机的驱动方法,其特征在于,应用于包括逆变器模块、控制模块、电流采样模块、相电流重构模块和相电流估计模块的电机的驱动装置,所述电机的驱动方法包括:
步骤A11,所述控制模块在接收到第一指令时,在所述第一指令指定的周期内,导通所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接,导通所述控制模块与所述相电流重构模块的电连接,向所述电流采样模块输出相电流采样指令;
步骤A12,所述电流采样模块在所述相电流采样指令指定的采样时间TS内检测所述逆变器模块的直流侧的电流;
步骤A13,所述相电流重构模块根据所述电流采样模块检测到的电流和所述逆变器模块中的开关的导通时间段,重构出第一相电流,向所述相电流估计模块输出所述第一相电流;
步骤A14,所述控制模块在其与所述相电流重构模块电连接时,从所述相电流重构模块获取所述第一相电流,并根据所述第一相电流生成第一驱动信号,以所述第一驱动信号驱动所述逆变器模块;
步骤A15,所述相电流估计模块以所述第一相电流为初始相电流,依次估计出除所述第一指令指定的周期以外的每个周期的第二相电流;
步骤A16,所述控制模块在未接收到第一指令时,在除所述第一指令指定的周期以外的其它周期内,导通所述控制模块与所述相电流估计模块的电连接,同时断开所述相电流重构模块与所述电流采样模块的电连接,从所述相电流估计模块获取所述第二相电流,并根据所述第二相电流生成第二驱动信号,以所述第二驱动信号驱动所述逆变器模块。
9.如权利要求8所述的电机的驱动方法,其特征在于,
所述步骤A11,还包括:所述控制模块在接收到第一指令时,在所述第一指令指定的周期内,向所述逆变器模块输出第三驱动信号,延长所述相电流采样指令指定的采样时间;
所述步骤A11与步骤A12之间,所述电机的驱动方法还包括:步骤A17,所述逆变器模块调整所述第三驱动信号指定的开关的导通时间段,使得所述第一指令指定的周期内流过所述开关的相电流的时间处于预设时间,所述预设时间大于延长后的所述相电流采样指令指定的采样时间。
10.如权利要求9所述的电机的驱动方法,其特征在于,步骤A17具体为:
所述逆变器模块将导通A相电流的开关的导通时间段延迟第一时间,保持导通B相电流的开关的导通时间段不变,将导通C相电流的开关的导通时间段提前第二时间;
或者,所述逆变器模块将导通C相电流的开关的导通时间段延迟第二时间,保持导通B相电流的开关的导通时间段不变,将导通A相电流的开关的导通时间段提前第一时间;
其中,所述第一时间和所述第二时间均由所述第三驱动信号指定。
11.如权利要求9至10任一项所述的电机的驱动方法,其特征在于,步骤A11之前,所述电机的驱动方法还包括:
A18,所述控制模块每隔M个周期触发一次所述第一指令,所述M为大正整数。
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