电流零位确定方法、装置和存储介质与流程

1.本技术涉及电机控制技术领域，特别涉及一种电流零位确定方法、装置和存储介质。


背景技术：

2.电机系统一般包括母线、电机、连接于母线与电机之间的逆变器，以及与逆变器连接的控制器。在电机系统中，控制器对输入电机的三相电流的准确控制是至关重要的，而要保证三相电流的精确度，就需要确定三相电流的零位。
3.相关技术中，三相电流的零位不够准确，影响控制器对电机的准确控制。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种电流零位确定方法、装置和存储介质，可以准确确定电机的三相电流零位，便于控制器据此准确控制电机。所述技术方案如下：
5.第一方面，提供了一种电流零位确定方法，应用于电机系统中的控制器，所述电机系统包括母线、逆变器、电机和所述控制器，所述逆变器连接于所述母线与所述电机之间，所述控制器连接至所述逆变器，所述方法包括：
6.在所述控制器的启动时刻，获取所述母线输入至所述逆变器的母线电流值作为第一母线电流值，以及获取所述逆变器输出至所述电机的三相电流值；
7.在所述控制器的运行过程中，若所述电机的机械功率为零，则获取所述母线输入至所述逆变器的母线电流值作为第二母线电流值；
8.将所述第二母线电流值和所述第一母线电流值的差值作为电流零位漂移值；
9.根据所述电流零位漂移值和所述三相电流值确定三相电流零位。
10.在本技术中，在控制器的启动时刻，电机的机械功率为零，此时获取第一母线电流值和电机的三相电流值，获取到的三相电流值即为三相电流初始零位。在控制器的运行过程中，电机系统温度升高。在该运行过程中若电机的机械功率依旧为零，则母线的机械功率也接近零。此时可以获取第二母线电流值，第二母线电流值和第一母线电流值的差值即为由于电机系统温度升高而产生的电流零位漂移值。由此，根据该电流零位漂移值和该三相电流初始零位，即可确定在控制器的运行过程中的三相电流零位，从而便于控制器据此准确控制电机。
11.可选地，所述方法还包括：
12.获取所述电机的转速和扭矩；
13.若所述电机的转速小于或等于转速阈值，且所述电机的扭矩为零，则确定所述电机的机械功率为零。
14.可选地，所述转速阈值小于或等于所述电机的额定转速的三分之一。
15.可选地，所述三相电流值包括a相电流值、b相电流值和c相电流值，所述根据所述电流零位漂移值和所述三相电流值确定三相电流零位，包括：
16.将所述a相电流值与所述电流零位漂移值之和作为a相电流零位；
17.将所述b相电流值与所述电流零位漂移值之和作为b相电流零位；
18.将所述c相电流值与所述电流零位漂移值之和作为c相电流零位。
19.可选地，所述在所述控制器的启动时刻，获取所述母线输入至所述逆变器的母线电流值作为第一母线电流值，以及获取所述逆变器输出至所述电机的三相电流值，包括：
20.在所述控制器的启动时刻，通过第一霍尔电流传感器获取所述母线输入至所述逆变器的母线电流值作为第一母线电流值，以及通过第二霍尔电流传感器获取所述逆变器输出至所述电机的三相电流值。
21.可选地，所述根据所述电流零位漂移值和所述三相电流值确定三相电流零位之后，还包括：
22.根据所述三相电流零位，控制所述逆变器输出至所述电机的三相电流的大小。
23.第二方面，提供了一种电流零位确定装置，所述装置应用于电机系统中的控制器，所述电机系统包括母线、逆变器、电机和所述控制器，所述逆变器连接于所述母线与所述电机之间，所述控制器连接至所述逆变器，所述装置包括：
24.电流获取模块，用于在所述控制器的启动时刻，获取所述母线输入至所述逆变器的母线电流值作为第一母线电流值，以及获取所述逆变器输出至所述电机的三相电流值；
25.所述电流获取模块，还用于在所述控制器的运行过程中，若所述电机的机械功率为零，则获取所述母线输入至所述逆变器的母线电流值作为第二母线电流值；
26.差值确定模块，用于将所述第二母线电流值和所述第一母线电流值的差值作为电流零位漂移值；
27.电流零位确定模块，用于根据所述电流零位漂移值和所述三相电流值确定三相电流零位。
28.可选地，所述装置还包括：
29.电机数据获取模块，用于获取所述电机的转速和扭矩；
30.判断模块，用于若所述电机的转速小于或等于转速阈值，且所述电机的扭矩为零，则确定所述电机的机械功率为零。
31.可选地，所述转速阈值小于或等于所述电机的额定转速的三分之一。
32.可选地，所述三相电流值包括a相电流值、b相电流值和c相电流值，所述电流零位确定模块用于：
33.将所述a相电流值与所述电流零位漂移值之和作为a相电流零位；
34.将所述b相电流值与所述电流零位漂移值之和作为b相电流零位；
35.将所述c相电流值与所述电流零位漂移值之和作为c相电流零位。
36.可选地，所述电流获取模块用于：
37.在所述控制器的启动时刻，通过第一霍尔电流传感器获取所述母线输入至所述逆变器的母线电流值作为第一母线电流值，以及通过第二霍尔电流传感器获取所述逆变器输出至所述电机的三相电流值。
38.可选地，所述装置还包括：
39.控制模块，用于根据所述三相电流零位，控制所述逆变器输出至所述电机的三相电流的大小。
40.第三方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述第一方面所述的方法。
41.第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的方法。
42.可以理解的是，上述第二方面、第三方面和第四方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
43.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
44.图1是相关技术中电机系统的结构示意图；
45.图2是本技术实施例提供的第一种电流零位确定方法的流程图；
46.图3是本技术实施例提供的一种电机系统的结构示意图；
47.图4是本技术实施例提供的第二种电流零位确定方法的流程图；
48.图5是本技术实施例提供的一种判断电机的机械功率是否为0的操作的流程图；
49.图6是本技术实施例提供的第三种电流零位确定方法的流程图；
50.图7是本技术实施例提供的一种电流零位确定装置的流程图；
51.图8是本技术实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
52.其中，各附图标号所代表的含义分别为：
53.10、电机系统；
54.102、第一霍尔电流传感器；
55.104、第二霍尔电流传感器；
56.110、母线；
57.120、逆变器；
58.130、电机；
59.140、控制器；
60.150、电源；
61.20、电流零位确定装置；
62.201、电流获取模块；
63.202、差值确定模块；
64.203、电流零位确定模块；
65.30、计算机设备；
66.31、存储器；
67.32、计算机程序；
68.33、处理器。
具体实施方式
69.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
70.应当理解的是，本技术提及的“多个”是指两个或两个以上。在本技术的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，比如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，比如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，为了便于清楚描述本技术的技术方案，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
71.在对本技术实施例进行详细地解释说明之前，先对本技术实施例的应用场景予以说明。
72.图1是相关技术中电机系统10的结构示意图。电机系统10可以应用于电动汽车等设备中。请参见图1，电机系统10一般包括母线110、电机130、连接于母线110与电机130之间的逆变器120，以及控制器140。母线110连接于电源150与逆变器120之间，用于将电源150中的直流电传输至逆变器120。逆变器120用于将直流电转换为三相电流(即三相交流电)，并将三相电流传输至电机130，使电机130通电工作。控制器140与逆变器120连接，控制器140可以控制逆变器120输出至电机130的三相电流的大小和频率等。在电机系统10中，控制器140要准确控制电机130的转速，就需要精确控制输入电机130的三相电流的大小，而要精确控制输入电机130的三相电流的大小，就需要准确定位三相电流的零位。
73.相关技术中，一般以在控制器140的启动时刻时，逆变器120输出至电机130的三相电流的大小作为三相电流的零位。然而电机系统10在运行过程中，温度会升高，从而使三相电流的零位发生漂移。
74.为此，本技术实施例提供了一种电流零位确定方法，可以准确确定电机系统10中三相电流的零位，从而提高对电机130的控制准确度。
75.下面对本技术实施例提供的电流零位确定方法进行详细地解释说明。
76.本技术实施例提供的电流零位确定方法，应用于电机系统10中的控制器140。请参见图1，电机系统10包括母线110、逆变器120、电机130和控制器140。母线110用于向逆变器120输出直流电。逆变器120连接于母线110与电机130之间，用于将直流电转换为三相电流并输出至电机130，使电机130通电工作。控制器140与逆变器120连接，控制器140可以控制逆变器120输出至电机130的三相电流的大小和频率等。
77.图2是本技术实施例提供的一种电流零位确定方法的流程图。请参见图2，该方法包括以下步骤。
78.s100，在控制器140的启动时刻，获取母线110输入至逆变器120的母线电流值作为第一母线电流值，以及获取逆变器120输出至电机130的三相电流值。
79.控制器140的启动时刻是指控制器140由断电状态切换至上电状态，通电并开始工作的时刻。电机系统10中，在控制器140的启动时刻，电机130的机械功率为零。此时，获取母线110输入至逆变器120的母线电流值，并记录为第一母线电流值。换句话说，第一母线电流值为在控制器140的启动时刻时母线110内电流的大小。同时，在控制器140的启动时刻，还
获取逆变器120输出至电机130的三相电流的大小，即逆变器120输出至电机130的三相电流值。
80.在一些实施例中，步骤s100中控制器140获取第一母线电流值和三相电流值的操作可以通过霍尔电流传感器实现，即控制器140可以通过霍尔电流传感器采集第一母线电流值和三相电流值。霍尔电流传感器是基于霍尔效应，对导线中的电流大小进行检测的电流传感器。
81.图3是本技术实施例提供的一种电机系统10的结构示意图。请参见图3，电机系统10中设置有第一霍尔电流传感器102和第二霍尔电流传感器104。其中，第一霍尔电流传感器102设置于母线110侧，用于获取母线110输入至逆变器120的母线电流值。第二霍尔电流传感器104设置于三相电流的导线侧，用于获取逆变器120输出至电机130的三相电流值。
82.需要理解的是，三相电流包括a相电流、b相电流和c相电流，用于传输三相电流的导线也包括a相线、b相线和c相线，三相电流值也包括a相电流值、b相电流值和c相电流值。其中，a相线用于传输a相电流，a相电流的大小为a相电流值。b相线用于传输b相电流，b相电流的大小为b相电流值。c相线用于传输c相电流，c相电流的大小为c相电流值。由此，在本技术实施例中，可以设置三个第二霍尔电流传感器104。三个第二霍尔电流传感器104分别用于检测逆变器120输出至电机130的a相电流值、b相电流值和c相电流值。
83.由此，请参见图4，步骤s100具体可以包括：在控制器140的启动时刻，通过第一霍尔电流传感器102获取母线110输入至逆变器120的母线电流值作为第一母线电流值，以及通过第二霍尔电流传感器104获取逆变器120输出至电机130的三相电流值，即通过第二霍尔电流传感器104获取逆变器120输出至电机130的a相电流值、b相电流值和c相电流值。
84.s200，在控制器140的运行过程中，若电机130的机械功率为零，则获取母线110输入至逆变器120的母线电流值作为第二母线电流值。
85.控制器140的运行过程中是指控制器140启动之后，控制器140通电并处于工作状态。在该运行过程中，若电机130的机械功率为零，则母线110的机械功率也近似为零。此时，再次获取母线110输入至逆变器120的母线电流值，并记录为第二母线电流值。换句话说，第二母线电流值为控制器140的运行过程中，在母线110的机械功率近似为零时，母线110内电流的大小。
86.在一些实施例中，步骤s200中控制器140获取第二母线电流值的操作可以通过霍尔电流传感器实现，即控制器140可以通过霍尔电流传感器采集第二母线电流值。
87.如图3所示，电机系统10中设置有第一霍尔电流传感器102，第一霍尔电流传感器102设置于母线110侧，用于获取母线110输入至逆变器120的母线电流值。
88.具体地，请参见图4，步骤s200具体可以包括：在控制器140的运行过程中，若电机130的机械功率为零，则通过第一霍尔电流传感器102获取母线110输入至逆变器120的母线电流值作为第二母线电流值。
89.进一步地，参见图5，在控制器140的运行过程中，判断电机130的机械功率是否为零的操作可以包括如下步骤s001和步骤s002。当然，也可以通过其他方式来判断电机130的机械功率是否为零，本技术实施例对此不作限定。
90.s001，获取电机130的转速和扭矩。
91.一般来说，电机130的机械功率与电机130的转速和扭矩相关。由此，控制器140启
动之后，可以实时获取电机130的转速和电机130的扭矩。
92.s002，若电机130的转速小于或等于转速阈值，且电机130的扭矩为零，则确定电机130的机械功率为零。
93.若电机130的转速大于转速阈值，或/和电机130的扭矩不为零，则确定电机130的机械功率不为零。
94.控制器140内可以预存储有转速阈值。转速阈值用于与步骤s001中控制器140实时获取的电机130的转速进行大小比较。在本技术实施例中，若电机130的转速小于或等于该转速阈值，且电机130的扭矩为零，则电机130的机械功率为零。此时，即可执行步骤s200。
95.在本技术实施例中，控制器140内预设的转速阈值可以远小于电机130的额定转速。比如，该转速阈值可以小于电机130的额定转速的三分之一、或四分之一等，本技术实施例对此不作唯一限定。例如，当电机130的额定转速为1500转/分钟，则该转速阈值可以设置为500转/分钟、400转/分钟、或300转/分钟等。
96.当该转速阈值设置为300转/分钟，若电机130实时的转速为200转/分钟，且电机130的扭矩为零，则控制器140可以确定电机130的机械功率为零，继而执行上述步骤s200。反之，若电机130实时的转速为400转/分钟，或/和电机130的扭矩不为零，则控制器140可以确定电机130的机械功率不为零，此时不执行上述步骤s200。
97.s300，将第二母线电流值和第一母线电流值的差值作为电流零位漂移值。
98.分别获取第一母线电流值和第二母线电流值后，将第二母线电流值减去第一母线电流值，得到第二母线电流值和第一母线电流值的差值。
99.在控制器140的启动时刻，电机系统10尚未因工作而产生热量，此时逆变器120输出至电机130的三相电流值可以称之为三相电流初始零位。三相电流初始零位是零位发生漂移之前三相电流的零位。在控制器140的运行过程中，电机系统10因工作而产生热量，从而导致三相电流的零位发生漂移。此时，由于三相电流处于电流环控制中，三相电流的大小恒定不变，因此无法通过测量三相电流的大小确定三相电流零位。而由于母线电流不在电流环控制中，因此在机械功率为零的情况下，母线电流值始终对应三相电流零位。换句话说，上述的第一母线电流值对应三相电流初始零位，上述的第二母线电流值对应漂移后的三相电流零位。因此，可以将第二母线电流值和第一母线电流值的差值作为电流零位漂移值。
100.s400，根据该电流零位漂移值和该三相电流值确定三相电流零位。
101.在步骤s400中，该电流零位漂移值是步骤s300中确定出的第二母线电流值和第一母线电流值的差值，该三相电流值是步骤s100中确定出的在控制器140的启动时刻时逆变器120输出至电机130的三相电流值，也即上述的三相电流初始零位。根据该三相电流值(即三相电流初始零位)和该电流零位漂移值，即可计算得到漂移后的三相电流零位，从而达到确定在控制器140的运行过程中的三相电流零位的目的。如此，可以准确确定电机130的三相电流零位，从而便于控制器140据此准确控制电机130。
102.具体地，步骤s400中可以将该电流零位漂移值与该三相电流值之和作为三相电流零位。
103.由上述描述已知，三相电流包括a相电流、b相电流和c相电流，用于传输三相电流的导线也包括a相线、b相线和c相线，三相电流值也包括a相电流值、b相电流值和c相电流
值。这种情况下，三相电流零位包括a相电流零位、b相电流零位和c相电流零位。
104.由此，参见图4，在本技术实施例中，步骤s400具体可以包括如下步骤s410-步骤s430。
105.s410，将a相电流值与该电流零位漂移值之和作为a相电流零位。
106.s420，将b相电流值与该电流零位漂移值之和作为b相电流零位。
107.s430，将c相电流值与该电流零位漂移值之和作为c相电流零位。
108.在控制器140的启动时刻，通过第二霍尔电流传感器104获取逆变器120输出至电机130的a相电流值、b相电流值和c相电流值。在步骤s300中得到该电流零位漂移值之后，即可将该电流零位漂移值分别与a相电流值、b相电流值和c相电流值相加，得到a相电流零位、b相电流零位和c相电流零位。
109.进一步地，参见图6，在步骤s400之后，还包括步骤s500。
110.s500，根据该三相电流零位，控制逆变器120输出至电机130的三相电流的大小。
111.由前述描述已知，该三相电流零位的作用在于精确控制三相电流的大小。由此，控制器140在确定该三相电流零位后，即可以该三相电流零位为基准，控制逆变器120输出的三相电流的大小，也就精确控制了电机130所输入的三相电流的大小。
112.在本技术实施例中，在控制器140的启动时刻，电机130的机械功率为零，此时获取第一母线电流值和电机130的三相电流值，获取到的三相电流值即为三相电流初始零位。在控制器140的运行过程中，电机系统10温度升高。在该运行过程中若电机130的机械功率依旧为零，则母线110的机械功率也接近零。此时可以获取第二母线电流值，第二母线电流值和第一母线电流值的差值即为由于电机系统10温度升高而产生的电流零位漂移值。由此，根据该电流零位漂移值和该三相电流初始零位，即可确定在控制器140的运行过程中的三相电流零位，从而便于控制器140据此准确控制电机130。
113.图7是本技术实施例提供的一种电流零位确定装置20的结构示意图。该电流零位确定装置20应用于电机系统10中的控制器140。电机系统10包括母线110、逆变器120、电机130和控制器140。其中，逆变器120连接于母线110和电机130之间。控制器140连接至逆变器120，从而通过控制逆变器120，控制输入至电机130的三相电流的大小。
114.参见图7，该装置包括电流获取模块201、差值确定模块202和电流零位确定模块203。
115.电流获取模块201，用于在控制器140的启动时刻，获取母线110输入至逆变器120的母线电流值作为第一母线电流值，以及获取逆变器120输出至电机130的三相电流值。
116.电流获取模块201，还用于在控制器140的运行过程中，若电机130的机械功率为零，则获取母线110输入至逆变器120的母线电流值作为第二母线电流值。
117.差值确定模块202，用于将第二母线电流值和第一母线电流值的差值作为电流零位漂移值。
118.电流零位确定模块203，用于根据该电流零位漂移值和该三相电流值确定三相电流零位。
119.可选地，该转速阈值小于或等于电机130的额定转速的三分之一。
120.可选地，三相电流值包括a相电流值、b相电流值和c相电流值，电流零位确定模块203用于：
programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者也可以是任何常规的处理器。
136.存储器31在一些实施例中可以是计算机设备30的内部存储单元，比如计算机设备30的硬盘或内存。存储器31在另一些实施例中也可以是计算机设备30的外部存储设备，比如计算机设备30上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，存储器31还可以既包括计算机设备30的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器31用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(bootloader)、数据以及其他程序等，比如计算机程序的程序代码等。存储器31还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
137.本技术实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：至少一个处理器、存储器以及存储在该存储器中并可在该至少一个处理器上运行的计算机程序，该处理器执行该计算机程序时实现上述任意各个方法实施例中的步骤。
138.本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
139.本技术实施例提供了一种计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各个方法实施例中的步骤。
140.集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实现上述方法实施例中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，该计算机程序包括计算机程序代码，该计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。该计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、rom(read-only memory，只读存储器)、ram(random access memory，随机存取存储器)、cd-rom(compact disc read-only memory，只读光盘)、磁带、软盘和光数据存储设备等。本技术提到的计算机可读存储介质可以为非易失性存储介质，换句话说，可以是非瞬时性存储介质。
141.应当理解的是，实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过软件、硬件、固件或者其任意结合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。该计算机指令可以存储在上述计算机可读存储介质中。
142.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
143.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
144.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/计算机设备和方法，可
以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/计算机设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
145.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
146.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。