[发明专利]电流采样方法与电流采样装置

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制领域，具体而言，涉及一种电流采样方法与电流采样装置。

背景技术

在变频空调器中，三相逆变电路是功率转换模块（IPM，Intelligent Power Module）中的重要部分，而为了保证IPM的正常工作，需要对逆变电路的三相电流进行采集和检测。

图1是根据现有技术的三相逆变电路的示意图，如图所示，三相逆变电路包括由直流电源、三个桥臂、采样电阻，其中桥臂由开关管G1~G6构成，G1、G3、G5分别为U相、V相、W相的上桥臂开关管、G2、G4、G6分别为U相、V相、W相的下桥臂开关管。上下桥臂在各自的PWM信号的控制下进行开断，完成逆变工作。而同一相的上下桥臂不能同时开通，否则会出现短路事故。所以六个开关器件的状态组合有8种，其中两种为三个上桥同时开(此时三个下桥同时关)和三个上桥同时关(此时三个下桥同时开)，另外6种状态可以表示为6个基本电压矢量。

现有技术的三相逆变电路电流采样方法可分为两种：第一种是直接应用电流采样元件如电流互感器或者霍尔电流传感器进行电流采样，这种方法使用电流互感器或者霍尔电流传感器进行电流采样，不受PWM脉宽的限制，但成本高，影响了应用范围。第二种是在IPM模块的下桥臂与地之间连接采样电阻，通过采样电阻获取该相的电流信号。显然，该控制方法要在IPM模块三个下桥臂同时导通时对三个采样电阻同时进行采样。

这种方法使用采样电阻进行电流采样，成本较低，在目前IPM中使用更加广泛。

使用上述第二种电流采样方法需要在电流采点插入采样窗口，在采样时间内强制将三个上桥臂关断，使电流从下桥臂通过，从而可以利用采样电阻获得电流大小。这样操作在PWM波中强制插入采样窗口，影响了逆变的正常控制。而且这种方法不能应用于过调制技术方法中。

针对使用现有技术的电流采样方法PWM波中强制插入采样窗口影响逆变控制的问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明旨在提供一种电流采样方法与电流采样装置，以解决现有技术中电流采样方法PWM波中强制插入采样窗口影响逆变控制的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电流采样方法，用于测量三相逆变电路的各相逆变电流，该电流采样方法包括：判断电压矢量目前所在的扇区以及该扇区对应的两个电流采样有效相；对两个电流采样有效相的电流进行采样；利用采样得到的两个电流采样有效相的电流值计算另一相的电流。

进一步地，判断电压矢量目前所在的扇区以及该扇区对应的两个电流采样有效相之后还包括：判断扇区对应的需限制脉宽的相；判断需限制脉宽的相的PWM的脉宽是否大于第一预设值；当需限制脉宽的相的PWM的脉宽大于第一预设值时，减小需限制脉宽的相的PWM脉宽为第二预设值。

进一步地，第一预设值为T_PWM-T_sample，第二预设值不大于T_PWM-T_sample，其中TPWM为PWM波的周期，T_sample为对电流采样需要的时间。

进一步地，判断扇区对应的需限制脉宽的相包括：当电压矢量处于第一扇区或电压矢量处于第四扇区时，V相为需限制脉宽的相；当电压矢量处于第二扇区或电压矢量处于第五扇区时，U相为需限制脉宽的相；当电压矢量处于第三扇区或电压矢量处于第六扇区时，W相为需限制脉宽的相。

进一步地，判断电压矢量目前所在的扇区以及该扇区对应的两个电流采样有效相包括：当电压矢量处于第一扇区或电压矢量处于第六扇区时，V相和W相为电流采样有效相；当电压矢量处于第二扇区或电压矢量处于第三扇区时，U相和W相为电流采样有效相；当电压矢量处于第四扇区或电压矢量处于第五扇区时，V相和U相为电流采样有效相。

进一步地，对两个电流采样有效相的电流进行采样包括：对两个电流采样有效相下桥臂连接的采样电阻两端的电压进行采样；根据采样得到的电压值计算得出两个电流采样有效相的电流值。

进一步地，利用采样得到的两个电流采样有效相的电流值计算得出另一相的电流包括：利用采样得到的两个电流采样有效相的电流值按照基尔霍夫电流定律计算得出另一相的电流。