[发明专利]一种三相逆变器移相方法和系统以及可读存储介质

说明书

本发明公开了一种三相逆变器移相方法和系统以及可读存储介质，首先获取一个PWM周期内三相逆变器的三相PWM信号的占空比信息，然后判断两个采样时间与最小采样时间的关系，基于判断结果选择是否进入移相阶段，若进入移相阶段则设置移相PWM信号，并对所述移相PWM信号进行移相处理。按照本发明提出的技术方案在任何时候都可以确保有两个采样时间，以此可以换算得出三相电机的三相电流，并且由于仅对一路PWM信号进行移相可以保证切换环节平滑过渡，不会出现占空比突变情况。减小了电机运行噪声，利用本发明的技术方案可以利用单电阻采样，有效降低成本和电路面积。

技术领域

本发明属于电力电子领域，尤其是涉及一种三相逆变器移相方法和系统以及可读存储介质。

背景技术

随着自动化和消费升级的发展，三相电机(三相异步电机、三相同步电机)应用越来越广泛。而在三相电机的逆变器中，电机的三相相电流检测是否准确直接影响到电机控制。目前针对三相逆变器的相电流检测方法中，中小功率的三相电机主要采用低成本的电阻采样方式，而电阻采样又分三电阻采样、双电阻采样和单电阻采样三种拓扑，请参考图1至图3，图1为三电阻采样的电路拓扑图，图2为双电阻采样的电路拓扑图，图3为单电阻采样的电路拓扑图。

三电阻采样、双电阻采样和单电阻采样的采样时刻波形请参考图4和图5，其中图4为三电阻采样以及双电阻采样的采样时刻波形图，图5为单电阻采样的采样时刻波形图。其中，三电阻采样在三个逆变器的下管导通的时候同时检测采样电阻上的电压即可获得三相电流；双电阻采样在三个下管导通的时候同时检测采样电阻上的电压即可获得两相电流，第三相电流可以通过Ia+Ib+Ic＝0的公式换算出来；而单电阻采样需要在一个PWM周期内，在一个上管开通另外两路下管开通的时刻采样(称为采样时间t1)第一路电流，在两路上管开通另外一路下管开通的时刻(称为采样时间t2)采样第二路电流，最后通过Ia+Ib+Ic＝0的公式换算第三路电流。

从硬件成本来讲，单电阻采样只需一个采样电阻以及一个运放，因此成本最低，电路面积也最小，双电阻采样和三电阻采样的成本和电路面积依次变高。但是由于单电阻采样对算法要求高，且存在一些待需要解决的问题，因此市面上大多数采用双电阻和三电阻采样拓扑。单电阻采样需要解决的问题主要有：当三相占空比中的两相或者三相占空比比较接近时，上面提到的采样时间t1或者t2就会非常小，而运放放大器和MOS管的发波会带来采样噪声，必须保证一定的采样时间才能确保检测的信号是准确的电流信号。若采样时间t1或者t2小于所需最小采样时间，就无法检测正确的电流信号。请参考图6和图7，图6为两个采样时间都足够的PWM波形，图7为采样时间t2不够的PWM波形。由于单电阻采样具有低成本低面积优势，现有技术中已针对上述问题提出了一些解决办法，其中一种办法叫移相法，具体步骤为：

1、判断三相PWM信号的占空比大小(假设PWMAPWMBPWMC)

2、如果PWMA－PWMBtmin(tmin是最小的采样时间)，那么PWMA向左移相或者PWMB向右移相，以构造出足够大小的采样时间t1。

3、如果PWMB－PWMCtmin，那么PWMB向右移相，以构造出足够大小的采样时间t2。

请参考图8，采用移相法可以把图7中采样时间t2不够的问题解决了。使用上述现有技术中提出的移相法，确实能检测准确的电流波形，而且也不会导致PWM占空比出现更改，但是实际在带动电机旋转的时候会有噪声出现，主要有以下原因：

请参考图9，假设还是PWMAPWMBPWMC，采样时间t1是足够的，随着电机的转动，PWMB逐渐减小导致PWMB与PWMC比较接近所以采样时间t2不够。因此利用现有技术的移相法移相后，三相逆变器按照以下方式发波：

PWMA不变，PWMB不变，PWMC向右移相以把采样时间t2移出来。然后随着电机的转动，PWMB占空比继续减小，PWMA、PWMB以及PWMC的占空比大小关系变为PWMAPWMCPWMB，此时三相逆变器按照以下方式发波：