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获取电机电阻参数的方法、装置及系统.pdf

  • 上传人:00062****4422
  • 文档编号:6130388
  • 上传时间:2019-04-17
  • 格式:PDF
  • 页数:16
  • 大小:2.61MB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201310004290.2

    申请日:

    2013.01.06

    公开号:

    CN103913636A

    公开日:

    2014.07.09

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 27/08申请日:20130106|||公开

    IPC分类号:

    G01R27/08

    主分类号:

    G01R27/08

    申请人:

    珠海格力电器股份有限公司

    发明人:

    张有林; 郭清风; 宋爱

    地址:

    519070 广东省珠海市前山金鸡西路六号

    优先权:

    专利代理机构:

    北京康信知识产权代理有限责任公司 11240

    代理人:

    吴贵明;张永明

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    内容摘要

    本发明公开了一种获取电机电阻参数的方法、装置及系统。其中,该方法包括:在关断逆变器的第一相的下桥臂、逆变器的第二相的上桥臂以及逆变器的第三相的上桥臂,并且导通逆变器的第一相的上桥臂、第二相的下桥臂以及第三相的下桥臂的情况下,获取通过逆变器的第一相的第一电流;判断第一电流的电流值是否等于预定电流值;在第一电流的电流值等于预定电流值的情况下,采集逆变器的输入电压;根据输入电压以及第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值。通过本发明,实现了准确获取不采用位置传感器的电机的定子电阻的电阻值,从而保证电机的控制性能。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种获取电机电阻参数的方法,其特征在于,包括:
    在关断逆变器的第一相的下桥臂、所述逆变器的第二相的上桥臂以及所述逆变器的第三相的上桥臂,并且导通所述逆变器的第一相的上桥臂、所述第二相的下桥臂以及所述第三相的下桥臂的情况下,获取通过所述逆变器的第一相的第一电流;
    判断所述第一电流的电流值是否等于预定电流值;
    在所述第一电流的电流值等于所述预定电流值的情况下,采集所述逆变器的输入电压;
    根据所述输入电压以及所述第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值。

    2.  根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在判断所述第一电流的电流值是否等于预定电流值之后,所述方法还包括:
    在所述第一电流的电流值不等于所述预定电流值的情况下,调整导通所述第一相的上桥臂的驱动信号的占空比,并获取调整后的驱动信号;
    在使用所述调整后的驱动信号导通所述逆变器的第一相的上桥臂之后,返回执行获取通过所述逆变器的第一相的第一电流的步骤,直至所述第一电流的电流值等于所述预定电流值。

    3.  根据权利要求2所述的方法,其特征在于,调整导通所述第一相的上桥臂的驱动信号的占空比的步骤包括:
    对所述第一电流和所述预定电流值进行比例积分计算,以获取比例积分结果;
    对所述比例积分结果进行占空比计算,以获取第一占空比;
    将所述驱动信号的当前占空比调整为所述第一占空比。

    4.  根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据所述输入电压以及所述第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值的步骤包括:
    根据如下公式计算所述电机电阻的电阻值R:
    R=d1*Vin*2/(I1*3),
    其中,所述d1为所述驱动信号的占空比,所述Vin为所述输入电压,所述I1为所述第一电流的电流值。

    5.  根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据所述输入电压以及所述第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值的步骤包括:
    读取所述逆变器的导通电阻和电流采样电阻;
    根据如下公式计算所述电机电阻的电阻值R,所述公式为:
    R=2*(d1*Vin/I1-Rs/2-3*Ron/2)/3,
    其中,所述Ron为所述导通电阻,所述Rs为所述电流采样电阻,所述d1为所述驱动信号的占空比,所述Vin为所述输入电压,所述I1为所述第一电流的电流值。

    6.  根据权利要求1所述的方法,其特征在于,获取通过所述第一相的第一电流的步骤包括:
    采集所述第二相的第二电流和所述第三相的第三电流;
    根据如下公式计算所述第一电流的电流值I1,所述公式为:
    I1=-(I2+I3),
    其中,所述I2为所述第二电流的电流值,所述I3为所述第三电流的电流值。

    7.  一种获取电机电阻参数的系统,其特征在于,包括:逆变器、电机以及控制器,其中,
    所述逆变器,连接于所述电机与所述控制器之间,用于在接收到所述控制器的电平信号之后,关断所述逆变器的第一相的下桥臂、所述逆变器的第二相的上桥臂以及所述逆变器的第三相的上桥臂,并且导通所述逆变器的第一相的上桥臂、所述第二相的下桥臂以及所述第三相的下桥臂,以使所述逆变器与所述电机形成第一电路;
    所述控制器,用于在所述逆变器与所述电机形成所述第一电路之后,获取通过所述逆变器第一相的第一电流,并在所述第一电流的电流值等于所述预定电流值的情况下,采集所述逆变器的输入电压,然后根据所述输入电压以及所述第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值。

    8.  根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述控制器包括:第一信号处理器、第二信号处理器、采集装置以及第一计算器,其中,
    所述第一信号处理器,分别与所述逆变器的第二相的上桥臂、所述逆变器的第三相的上桥臂、所述逆变器的第一相的下桥臂、所述第二相的下桥臂以及所述第三相的下桥臂连接,所述第一信号处理器用于分别向所述逆变器的第二相的上桥臂、所述逆变器的第三相的上桥臂以及所述逆变器的第一相的下桥臂发送低电平信号,并且向所述第二相的下桥臂、所述第三相的下桥臂发送高电平信号;
    所述第二信号处理器,与所述逆变器的第一相的上桥臂连接,用于向所述逆变器的第一相的上桥臂发送驱动信号;
    所述采集装置,包括电流采集装置、第一比较器、电压采集装置以及第二计算器,其中,
    所述电流采集装置,分别与所述逆变器的第二相和所述逆变器的第三相连接,用于在所述逆变器与所述电机形成所述第一电路之后,采集通过所述逆变器的第二相的第二 电流以及通过所述逆变器的第三相的第三电流;
    所述第二计算器,与所述电流采集装置连接,用于根据所述第二电流和第三电流计算获取通过所述逆变器的第一相的第一电流;
    所述第一比较器,与所述第二计算器连接,用于判断所述第一电流的电流值是否等于预定电流值;
    所述电压采集装置,连接于所述逆变器的电压输入端与所述第一比较器之间,用于在所述第一电流的电流值等于所述预定电流值的情况下,采集所述逆变器的输入电压;
    所述第一计算器,分别与所述第二信号处理器、所述第二计算器以及所述电压采集装置连接,用于根据所述输入电压以及所述第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值。

    9.  根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述控制器还包括:
    第一子处理器,与所述第一比较器连接,用于在所述第一电流的电流值不等于所述预定电流值的情况下,调整导通所述第一相的上桥臂的驱动信号的占空比,以获取调整后的驱动信号;
    第二子处理器,与所述第一子处理器连接,用于在使用所述调整后的驱动信号导通所述逆变器的第一相的上桥臂之后,触发执行所述电流采集装置。

    10.  根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述第一子处理器包括:
    比例积分调节器,连接于所述第二计算器与所述第二信号处理器之间,用于对所述第一电流和所述预定电流值进行比例积分计算,以获取比例积分结果,并对所述比例积分结果进行占空比计算获取第一占空比,以供所述第二信号处理器将所述驱动信号的当前占空比调整为所述第一占空比。

    11.  一种获取电机电阻参数的装置,其特征在于,包括:
    第一获取模块,用于在关断逆变器的第一相的下桥臂、所述逆变器的第二相的上桥臂以及所述逆变器的第三相的上桥臂,并且导通所述逆变器的第一相的上桥臂、所述第二相的下桥臂以及所述第三相的下桥臂的情况下,获取通过所述逆变器的第一相的第一电流;
    第一处理模块,用于判断所述第一电流的电流值是否等于预定电流值;
    第一采集模块,用于在所述第一电流的电流值等于所述预定电流值的情况下,采集所述逆变器的输入电压;
    第一计算模块,用于根据所述输入电压以及所述第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值。

    12.  根据权利要求11所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
    第二处理模块,用于在所述第一电流的电流值不等于所述预定电流值的情况下,调整导通所述第一相的上桥臂的驱动信号的占空比,并获取调整后的驱动信号;
    第三处理模块,用于在使用所述调整后的驱动信号导通所述逆变器的第一相的上桥臂之后,返回执行获取通过所述逆变器的第一相的第一电流的步骤,直至所述第一电流的电流值等于所述预定电流值。

    说明书

    说明书获取电机电阻参数的方法、装置及系统
    技术领域
    本发明涉及电机领域,具体而言,涉及一种获取电机电阻参数的方法、装置及系统。
    背景技术
    变频空调室外机风机定子绕组电阻随温度变化而变化,对于变频空调来说,其工作的温度范围较大,可以在零下30摄氏度到零上54摄氏度温度范围内工作,因此对应用于变频空调的室外机风机来说,其定子电阻也变化较大。变频空调室外机风机一般不采用位置传感器驱动,然而在不采用位置传感器驱动启动风机的情况下,定子电阻参数的准确与否对于风机的驱动有较大影响,定子电阻误差较大的话会影响到的运行性能,特别是风机的启动特性,会导致电机启动特性变差,甚至会导致启动失败,但是现有技术中并没有获取准确的定子电阻参数的方法。
    针对现有技术中获取的电机定子电阻参数误差很大,从而影响不采用位置传感器驱动的风机的运行性能的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
    发明内容
    针对相关技术中获取的电机定子电阻参数误差很大,从而影响不采用位置传感器驱动的风机的运行性能的问题,目前尚未提出有效的解决方案,为此,本发明的主要目的在于提供一种获取电机电阻参数的方法、装置及系统,以解决上述问题。
    为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种获取电机电阻参数的方法,方法,包括:在关断逆变器的第一相的下桥臂、逆变器的第二相的上桥臂以及逆变器的第三相的上桥臂,并且导通逆变器的第一相的上桥臂、第二相的下桥臂以及第三相的下桥臂的情况下,获取通过逆变器的第一相的第一电流;判断第一电流的电流值是否等于预定电流值;在第一电流的电流值等于预定电流值的情况下,采集逆变器的输入电压;根据输入电压以及第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值。
    进一步地,在判断第一电流的电流值是否等于预定电流值之后,方法还包括:在第一电流的电流值不等于预定电流值的情况下,调整导通第一相的上桥臂的驱动信号的占空比,并获取调整后的驱动信号;在使用调整后的驱动信号导通逆变器的第一相的上桥臂之后,返回执行获取通过逆变器的第一相的第一电流的步骤,直至第一电流的电流值等于预定电流值。
    进一步地,调整导通第一相的上桥臂的驱动信号的占空比的步骤包括:对第一电流和预定电流值进行比例积分计算,以获取比例积分结果;对比例积分结果进行占空比计算,以获取第一占空比;将驱动信号的当前占空比调整为第一占空比。
    进一步地,根据输入电压以及第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值的步骤包括:根据如下公式计算电机电阻的电阻值R:R=d1*Vin*2/(I1*3),其中,d1为驱动信号的占空比,Vin为输入电压,I1为第一电流的电流值。
    进一步地,根据输入电压以及第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值的步骤包括:读取逆变器的导通电阻和电流采样电阻;根据如下公式计算电机电阻的电阻值R,公式为:R=2*(d1*Vin/I1-Rs/2-3*Ron/2)/3,其中,Ron为导通电阻,Rs为电流采样电阻,d1为驱动信号的占空比,Vin为输入电压,I1为第一电流的电流值。
    进一步地,获取通过第一相的第一电流的步骤包括:采集第二相的第二电流和第三相的第三电流;根据如下公式计算第一电流的电流值I1,公式为:I1=-(I2+I3),其中,I2为第二电流的电流值,I3为第三电流的电流值。
    为了实现上述目的,根据本发明的另一方面,提供了一种获取电机电阻参数的系统,该系统包括:逆变器、电机以及控制器,其中,逆变器,连接于电机与控制器之间,用于在接收到控制器的电平信号之后,关断逆变器的第一相的下桥臂、逆变器的第二相的上桥臂以及逆变器的第三相的上桥臂,并且导通逆变器的第一相的上桥臂、第二相的下桥臂以及第三相的下桥臂,以使逆变器与电机形成第一电路;控制器,用于在逆变器与电机形成第一电路之后,获取通过逆变器第一相的第一电流,并在第一电流的电流值等于预定电流值的情况下,采集逆变器的输入电压,然后根据输入电压以及第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值。
    进一步地,控制器包括:第一信号处理器、第二信号处理器、采集装置以及第一计算器,其中,第一信号处理器,分别与逆变器的第二相的上桥臂、逆变器的第三相的上桥臂、逆变器的第一相的下桥臂、第二相的下桥臂以及第三相的下桥臂连接,第一信号处理器用于分别向逆变器的第二相的上桥臂、逆变器的第三相的上桥臂以及逆变器的第一相的下桥臂发送低电平信号,并且向第二相的下桥臂、第三相的下桥臂发送高电平信号;第二信号处理器,与逆变器的第一相的上桥臂连接,用于向逆变器的第一相的上桥臂发送驱动信号;采集装置,包括电流采集装置、第一比较器、电压采集装置以及第二计算器,其中,电流采集装置,分别与逆变器的第二相和逆变器的第三相连接,用于在逆变器与电机形成第一电路之后,采集通过逆变器的第二相的第二电流以及通过逆变器的第三相的第三电流;第二计算器,与电流采集装置连接,用于根据第二电流和第三电流计算获取通过逆变器的第一相的第一电流;第一比较器,与第二计算器连接,用于判断第一电流的电流值是否等于预定电流值;电压采集装置,连接于逆变器的电压输入端与第一比较器之间,用于在第一电流的电流值等于预定电流值的情况下,采集逆变器的输入电压;第一计算器,分别与第二信号处理器、第二计算器以及电压采集装置连接,用于根据输入电压以及第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值。
    进一步地,控制器还包括:第一子处理器,与第一比较器连接,用于在第一电流的电流值不等于预定电流值的情况下,调整导通第一相的上桥臂的驱动信号的占空比,以获取调整后的驱动信号;第二子处理器,与第一子处理器连接,用于在使用调整后的驱动信号导通逆 变器的第一相的上桥臂之后,触发执行电流采集装置。
    进一步地,第一子处理器包括:比例积分调节器,连接于第二计算器与第二信号处理器之间,用于对第一电流和预定电流值进行比例积分计算,以获取比例积分结果,并对比例积分结果进行占空比计算获取第一占空比,以供第二信号处理器将驱动信号的当前占空比调整为第一占空比。
    为了实现上述目的,根据本发明的另一方面,提供了一种获取电机电阻参数的装置,该装置包括:第一获取模块,用于在关断逆变器的第一相的下桥臂、逆变器的第二相的上桥臂以及逆变器的第三相的上桥臂,并且导通逆变器的第一相的上桥臂、第二相的下桥臂以及第三相的下桥臂的情况下,获取通过逆变器的第一相的第一电流;第一处理模块,用于判断第一电流的电流值是否等于预定电流值;第一采集模块,用于在第一电流的电流值等于预定电流值的情况下,采集逆变器的输入电压;第一计算模块,用于根据输入电压以及第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值。
    进一步地,装置还包括:第二处理模块,用于在第一电流的电流值不等于预定电流值的情况下,调整导通第一相的上桥臂的驱动信号的占空比,并获取调整后的驱动信号;第三处理模块,用于在使用调整后的驱动信号导通逆变器的第一相的上桥臂之后,返回执行获取通过逆变器的第一相的第一电流的步骤,直至第一电流的电流值等于预定电流值。
    通过本发明,使得逆变器与电机形成第一电路,从而逆变器第一相与电机第一相的支路中的电阻为电机电阻,通过逆变器第一相的第一电流即为通过电机电阻的电流,并且通过驱动信号的占空比和逆变器的输入电压可以计算得出加在逆变器第一相两端的电压,从而可以计算得出电机电阻的电阻值,解决了现有技术中获取的电机定子电阻参数误差很大,从而影响不采用位置传感器驱动的风机的运行性能的问题,实现了准确获取不采用位置传感器的电机的定子电阻的电阻值,从而保证电机的控制性能的效果。
    附图说明
    此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
    图1是根据本发明实施例的获取电机电阻参数的系统的结构图;
    图2是根据本发明实施例的获取电机电阻参数的控制器的结构示意图;
    图3是根据图2所示实施例的获取电机电阻参数的控制器的电路拓扑图;
    图4是根据图3所示实施例的第一电路的等效电路图;
    图5是根据图4所示实施例的第一电路的等效电路图;
    图6是根据图3所示的实施例的电路拓扑等效电路图;
    图7是根据图3所示的驱动信号的控制框图;
    图8是根据本发明实施例的获取电机电阻参数的方法的流程图;以及
    图9是根据本发明实施例的获取电机电阻参数的装置的示意图。
    具体实施方式
    需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
    图1是根据本发明实施例的获取电机电阻参数的系统的结构图。图2是根据本发明实施例的获取电机电阻参数的控制器的结构示意图。如图1和图2所示,该系统可以包括:逆变器3、电机5以及控制器1,其中,逆变器3,连接于电机5与控制器1之间,用于在接收到控制器1的电平信号之后,关断逆变器3的第一相的下桥臂、逆变器3的第二相的上桥臂以及逆变器3的第三相的上桥臂,并且导通逆变器3的第一相的上桥臂、第二相的下桥臂以及第三相的下桥臂,以使逆变器3与电机5形成第一电路;控制器1,用于在逆变器3与电机5形成第一电路之后,获取通过逆变器3第一相的第一电流,并在第一电流的电流值等于预定电流值的情况下,采集逆变器3的输入电压,然后根据输入电压以及第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值。
    其中,如图1所示,逆变器3的输入电压为电源9的电压。
    通过本发明的系统,通过控制器关断逆变器的第一相的下桥臂、逆变器的第二相的上桥臂以及逆变器的第三相的上桥臂,并且导通逆变器的第一相的上桥臂、第二相的下桥臂以及第三相的下桥臂,以使得逆变器与电机形成第一电路,从而逆变器第一相与电机第一相的支路中的电阻为电机电阻,流过逆变器第一相的第一电流即为通过电机电阻的电流,并且通过逆变器的输入电压和逆变器的第一相的第一电流可以计算得出加在逆变器第一相两端的电压,从而可以计算得出电机电阻的电阻值,解决了现有技术中获取的电机定子电阻参数误差很大,从而影响不采用位置传感器驱动的风机的运行性能的问题,实现了准确获取不采用位置传感器的电机的定子电阻的电阻值,从而保证电机的控制性能的效果。
    另外,由于变频空调室外机风机易受外部环境影响,当外部有风时,风机会被风吹动,从而影响到辨识结果,因此需要采取特殊的控制策略以保证在电阻辨识时变频空调室外机风机处于静止状态,采用如图3所示的控制器1,图3是根据图2所示实施例的获取电机5电阻参数的控制器的电路拓扑图,需要通过逆变器3将电源9的电压通入电机5,然后通过检测通入电机5的电压和电流,从而通过计算得到电机电阻参数。其中,如图3所示,逆变器的输入电压是电源9的电压经过整流器7整流之后的直流电压。
    在本申请的上述实施例中,控制器1可以包括:第一信号处理器10、第二信号处理器30、采集装置50以及第一计算器70,其中,第一信号处理器10,分别与逆变器3的第二相的上桥臂、逆变器的第三相的上桥臂、逆变器3的第一相的下桥臂、第二相的下桥臂以及第三相的下桥臂连接,用于分别向逆变器3的第二相的上桥臂、逆变器3的第三相的上桥臂以及逆变器3的第一相的下桥臂发送低电平信号,并且向第二相的下桥臂、第三相的下桥臂发送高电平信号;第二信号处理器30,与逆变器3的第一相的上桥臂连接,用于向逆变器3的第一 相的上桥臂发送驱动信号;采集装置50,包括电流采集装置501、第一比较器503、电压采集装置505以及第二计算器507,其中,电流采集装置501,分别与逆变器3的第二相和逆变器3的第三相连接,用于在逆变器3与电机5形成第一电路之后,采集通过逆变器3的第二相的第二电流以及通过逆变器的第三相的第三电流;第二计算器507,与电流采集装置501连接,用于根据第二电流和第三电流计算获取通过逆变器3的第一相的第一电流;第一比较器503,与第二计算器507连接,用于判断第一电流的电流值是否等于预定电流值;电压采集装置505,连接于逆变器3的电压输入端与第一比较器503之间,用于在第一电流的电流值等于预定电流值的情况下,采集逆变器3的输入电压;第一计算器70,分别与第二信号处理器30、第二计算器507以及电压采集装置505连接,用于根据输入电压、第一电流以及驱动信号的占空比计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值。
    图3至图6中示出的电路图均为以向U相通驱动信号为例的等效电路图。
    具体地,如图3所示,将逆变器3第二相和第三相这两相的下桥臂驱动信号给高电平使其导通,上桥臂的驱动信号给低电平使其关断;将第一相的下桥臂给低电平使其关断,上桥臂通以占空比为duty的驱动信号,逆变器3死区会导致通过逆变器3给定到电机5上的电压与电机5上实际电压不同,采用这种控制方法可以完全不用考虑逆变器3死区因素的影响,从而可以保证辨识结果的准确性,另外,由于逆变器3任意两相下桥臂保持一直导通状态,可以使风机旋转产生反电势形成放电回路,从而产生刹车制动效果,同时由于第三相的下桥臂关断,上桥臂通以占空比为duty的驱动信号,这样向电机5内通入了定位电流,通过刹车和定位双重作用,从而保证室外机风机处于静止状态。
    具体地,在逆变器3与电机5形成第一电路之后,控制器1通过采集装置50获取逆变器3的第一相的第一电流和逆变器3的输入电压,具体地,电流采集装置501可以包括:第一子采集装置,分别与逆变器3的第二相和逆变器3的第三相连接,用于采集第二相的第二电流和第三相的第三电流,然后第一子计算器用于根据如下公式计算第一电流,公式为:I1=-(I2+I3),其中,I1为第一电流的电流值,I2为第二电流的电流值,I3为第三电流的电流值。
    图4是根据图3所示实施例的第一电路的等效电路图。图5是根据图4所示实施例的第一电路的等效电路图。
    图4和图5所示的电路图以对U相上桥臂通以占空比为duty的驱动信号为例的理想等效电路,图4中所示的实施例忽略了电机5以外的因素,其中,第二相的第二电流和第三相的第三电流分别为图4中示出的IV和IW,IV和IW为通过逆变器3第二相和第三相的电流采样电阻检测到的V、W相电流。其中,图4中的L即为在该电阻辨识的电路拓扑图中忽略的电机电感。
    逆变器3第一相的第一电流即为图4中示出的Id,Id为流入U相电流,Id=-(Iv+Iw)。
    在本发明的上述实施例中,第一计算器70可以包括:第一子计算器,分别与第二信号处理器30、第二计算器507以及电压采集装置505连接,用于根据如下公式计算电机电阻的电 阻值,公式为:R=d1*Vin*2/(I1*3),其中,R为电阻值,d1为驱动信号的占空比,Vin为输入电压,I1为第一电流的电流值。
    在图4和图5中以向U相通驱动信号为例,则图4和图5中所示的IV、IW、Id分别为I2、I3、I1。
    图4和图5中示出的Vd为经过逆变器3斩波后的等效直流电压,Vd=duty*Vdc,式中的duty即为上述实施例中的为驱动信号占空比,占空比即在功率器件在一个开关周期内高电平信号所占百分比,其中,Vdc为直流母线电压,即为上述实施例中的Vin,为逆变器3的输入电压。
    直流母线电压经过逆变器3斩波之后加在电机5上,电路达到稳定状态时,定子电感产生的压降可以忽略,可以得到图5的等效电路,由图4可以得到电机电阻为:
    R=duty*Vdc*2/(Id*3)。
    在本发明的上述实施例中,控制器1还可以包括:存储器,用于存储逆变器3的导通电阻和电机5的电流采样电阻,其中,第一计算器70还包括:第二子计算器,分别与存储器、第二信号处理器30、第二计算器507以及电压采集装置505连接,用于在从存储器中读取所述导通电阻和电流采样电阻之后,根据如下公式计算电机电阻的电阻值,公式为:R=2*(d1*Vin/I1-Rs/2-3*Ron/2)/3,其中,Ron为导通电阻,Rs为电流采样电阻,R为电阻值,d1为驱动信号的占空比,Vin为输入电压,I1为第一电流的电流值。
    图6是根据图3所示的实施例的电路拓扑等效电路图。如图6所示,该电路中考虑了逆变器3功率器件的导通电阻及电机5的电流采样电阻,但是仍然忽略了定子电感压降,由图6可得电机电阻为:R=2*(duty*Vdc/Id-Rs/2-3*Ron/2)/3,式中Rs为电流采样电阻,Ron为逆变器3的功率器件的导通电阻。
    在本申请的上述实施例中,控制器1还可以包括:第一子处理器,与第一比较器503连接,用于在第一电流的电流值不等于预定电流值的情况下,调整导通第一相的上桥臂的驱动信号的占空比,以获取调整后的驱动信号;第二子处理器,与第一子处理器连接,用于在使用调整后的驱动信号导通逆变器的第一相的上桥臂之后,触发执行电流采集装置501。
    根据本申请的上述实施例,第一子处理器可以包括:比例积分调节器,连接于第二计算器507与第二信号处理器30之间,用于对第一电流和预定电流值进行比例积分计算,以获取比例积分结果,并对比例积分结果进行占空比计算获取第一占空比,以供第二信号处理器30将驱动信号的当前占空比调整为第一占空比。
    图7是根据图3所示的驱动信号的控制框图。图7中示出了:比例积分调节器与第二信号处理器30中的PWM处理器连接,PWM处理器包括脉冲宽度调制模块,图7中的Idr为Id的给定值,也即上述实施例中的预定电流值,也即为电机5的额定电流,IV和IW为V、W相 电流,也即上述实施例中的第二相的第二电流的电流值和第三相的第三电流的电流值。
    图8是根据本发明实施例的获取电机电阻参数的方法的流程图,如8所示,本发明提供了一种获取电机电阻参数的方法,该方法包括如下步骤:
    步骤S102,在关断逆变器的第一相的下桥臂、逆变器的第二相的上桥臂以及逆变器的第三相的上桥臂,并且导通逆变器的第一相的上桥臂、第二相的下桥臂以及第三相的下桥臂的情况下,获取通过逆变器的第一相的第一电流。
    步骤S104,判断第一电流的电流值是否等于预定电流值。
    步骤S106,在第一电流的电流值等于预定电流值的情况下,采集逆变器的输入电压。
    步骤S108,根据输入电压以及第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值。
    采用本发明的上述实施例,通过在关断逆变器的第一相的下桥臂、逆变器的第二相的上桥臂以及逆变器的第三相的上桥臂,并且导通逆变器的第一相的上桥臂、第二相的下桥臂以及第三相的下桥臂的情况下,获取通过逆变器的第一相的第一电流,然后判断第一电流的电流值是否等于预定电流值,并在第一电流的电流值等于预定电流值的情况下,采集逆变器的输入电压,并根据输入电压以及第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值。通过本发明的获取电机电阻参数的方法,通过关断逆变器的第一相的下桥臂、逆变器的第二相的上桥臂以及逆变器的第三相的上桥臂,并且导通逆变器的第一相的上桥臂、第二相的下桥臂以及第三相的下桥臂,以使得逆变器与电机形成第一电路,从而逆变器第一相与电机第一相的支路中的电阻为电机电阻,通过逆变器第一相的第一电流即为通过电机电阻的电流,并且通过逆变器的输入电压和逆变器的第一相的第一电流可以计算得出加在逆变器第一相两端的电压,从而可以计算得出电机电阻的电阻值,解决了现有技术中获取的电机定子电阻参数误差很大,从而影响不采用位置传感器驱动的风机的运行性能的问题,实现了准确获取电机电阻的电阻值,从而保证电机的控制性能。
    具体地:当控制器1上电后关断逆变器3的第二相的上桥臂、逆变器3的第三相的上桥臂以及逆变器3的第一相的下桥臂,并且导通第二相的下桥臂、第三相的下桥臂以及导通逆变器3的第一相的上桥臂,并且第一相的上桥臂通以占空比为duty的驱动信号,以U相上桥臂导通为例进行具体说明:则U相为第一相,V相和W相分别为第二相和第三相,则具体地,将V、W下桥臂关断,上桥臂导通,U相下桥臂关断,导通U相上桥臂的驱动信号。
    在本发明的上述实施例中,在判断第一电流的电流值是否等于预定电流值之后,方法还可以包括:在第一电流的电流值不等于预定电流值的情况下,调整导通第一相的上桥臂的驱动信号的占空比,并获取调整后的驱动信号;在使用调整后的驱动信号导通逆变器的第一相的上桥臂之后,返回执行获取通过逆变器的第一相的第一电流的步骤,直至第一电流的电流值等于预定电流值。
    根据本申请的上述实施例,调整导通第一相的上桥臂的驱动信号的占空比的步骤可以包括:对第一电流和预定电流值进行比例积分计算,以获取比例积分结果;对比例积分结果进行占空比计算,以获取第一占空比;将驱动信号的当前占空比调整为第一占空比。
    具体地,对流过第一相的第一电流I1进行比例积分控制,具体的控制框图如图7所示。比例积分调节器输出经PWM处理器得到占空比为duty的驱动信号。其中,duty即为第一占空比。
    在本发明的上述实施例中,在第一电流的电流值不等于预定电流值的情况下,调整驱动信号的占空比,以获取调整后的驱动信号的步骤包括:调整驱动信号的占空比的值,然后读取第一电流的电流值,直至第一电流的电流值等于预定电流值,并获取调整后的驱动信号。
    具体地,可以通过第二信号处理器30控制驱动信号的占空比从零开始慢慢增大,同时实时检测I1,当I1达到电机5的额定电流值时,停止增大驱动信号的占空比,得到调整后的驱动信号。
    根据本申请的上述实施例,根据输入电压以及第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值的步骤可以包括:根据如下公式计算电机电阻的电阻值R:R=d1*Vin*2/(I1*3),其中,d1为驱动信号的占空比,Vin为输入电压,I1为第一电流的电流值。
    在本发明的上述实施例中,根据输入电压以及第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值的步骤可以包括:读取逆变器的导通电阻和电流采样电阻;根据如下公式计算电机电阻的电阻值R,公式为:R=2*(d1*Vin/I1-Rs/2-3*Ron/2)/3,其中,Ron为导通电阻,Rs为电流采样电阻,d1为驱动信号的占空比,Vin为输入电压,I1为第一电流的电流值。
    具体地,当I1达到给预定电流值之后,根据公式计算电机电阻的电阻值,在本申请的上述实施例中,可以采样若干次I2和I3,然后计算得到若干个电阻计算值,并对这若干个计算值作平均得到最终的电阻值。
    根据本申请的上述实施例,获取通过第一相的第一电流的步骤包括:采集第二相的第二电流和第三相的第三电流;根据如下公式计算第一电流的电流值I1,公式为:I1=-(I2+I3),其中,I2为第二电流的电流值,I3为第三电流的电流值。
    需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
    图9是根据本发明实施例的获取电机电阻参数的装置的示意图,如图9所示,该获取电机电阻参数的装置包括:第一获取模块10,用于在关断逆变器的第一相的下桥臂、逆变器的第二相的上桥臂以及逆变器的第三相的上桥臂,并且导通逆变器的第一相的上桥臂、第二相的下桥臂以及第三相的下桥臂的情况下,获取通过逆变器的第一相的第一电流;第一处理模块30,用于判断第一电流的电流值是否等于预定电流值;第一采集模块50,用于在第一电流的电流值等于预定电流值的情况下,采集逆变器的输入电压;第一计算模块70,用于根据输入电压以及第一电流计算电阻值,以获取电机电阻的电阻值。
    通过本发明,使得逆变器与电机形成第一电路,从而逆变器第一相与电机第一相的支路 中的电阻为电机电阻,通过逆变器第一相的第一电流即为通过电机电阻的电流,并且通过驱动信号的占空比和逆变器的输入电压可以计算得出加在逆变器第一相两端的电压,从而可以计算得出电机电阻的电阻值,解决了现有技术中获取的电机定子电阻参数误差很大,从而影响不采用位置传感器驱动的风机的运行性能的问题,实现了准确获取不采用位置传感器的电机的定子电阻的电阻值,从而保证电机的控制性能的效果。
    在本发明的上述实施例中,装置还包括:第二处理模块,用于在第一电流的电流值不等于预定电流值的情况下,调整导通第一相的上桥臂的驱动信号的占空比,并获取调整后的驱动信号;第三处理模块,用于在使用调整后的驱动信号导通逆变器的第一相的上桥臂之后,返回执行获取通过逆变器的第一相的第一电流的步骤,直至第一电流的电流值等于预定电流值。
    根据本发明的上述实施例,第二处理模块30可以包括:第一子计算模块,用于对第一电流和预定电流值进行比例积分计算,以获取比例积分结果;第二子计算模块,用于对比例积分结果进行占空比计算,以获取第一占空比;第一子处理模块,用于将驱动信号的当前占空比调整为第一占空比。
    在本发明的上述实施例中,第一计算模块70可以包括:第三子计算模块,用于根据如下公式计算电机电阻的电阻值R:R=d1*Vin*2/(I1*3),其中,d1为驱动信号的占空比,Vin为输入电压,I1为第一电流的电流值。
    根据本发明的上述实施例,第一计算模块70可以包括:读取模块,用于读取逆变器的导通电阻和电流采样电阻;第四子计算模块,用于根据如下公式计算电机电阻的电阻值R,公式为:R=2*(d1*Vin/I1-Rs/2-3*Ron/2)/3,其中,Ron为导通电阻,Rs为电流采样电阻,d1为驱动信号的占空比,Vin为输入电压,I1为第一电流的电流值。
    在本发明的上述实施例中,第一获取装置10可以包括:第二采集模块,用于采集第二相的第二电流和第三相的第三电流;第五子计算模块,用于根据如下公式计算第一电流的电流值I1,公式为:I1=-(I2+I3),其中,I2为第二电流的电流值,I3为第三电流的电流值。
    从以上的描述中,可以看出,本发明实现了如下技术效果:通过本发明,使得逆变器与电机形成第一电路,从而逆变器第一相与电机第一相的支路中的电阻为电机电阻,通过逆变器第一相的第一电流即为通过电机电阻的电流,并且通过逆变器的输入电压和第一相的第一电流可以计算得出加在逆变器第一相两端的电压,从而可以计算得出电机电阻的电阻值,解决了现有技术中获取的电机定子电阻参数误差很大,从而影响不采用位置传感器驱动的风机的运行性能的问题,实现了准确获取电机电阻的电阻值,从而保证电机的控制性能。
    显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
    以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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