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CN113872480B - 相位补偿器的设计方法、装置、存储介质和采集系统 - Google Patents

相位补偿器的设计方法、装置、存储介质和采集系统 Download PDF

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CN113872480B CN202111137852.1A CN202111137852A CN113872480B CN 113872480 B CN113872480 B CN 113872480B CN 202111137852 A CN202111137852 A CN 202111137852A CN 113872480 B CN113872480 B CN 113872480B
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Abstract

本申请公开了一种相位补偿器的设计方法、装置、存储介质和采集系统。该方法包括：获取互感器采样调理电路的等效电气参数；基于等效电气参数和电流互感器的等效模型确定表征电流互感器的相频特性的传递函数；基于传递函数确定相位补偿器的设计参数，设计参数包括：超前补偿电路的校正参数和滞后补偿电路的校正参数。如此，可以基于本申请实施例方法设计的相位补偿器对电流互感器采集的电流信号进行相位补偿，可以有效降低三相电机的控制成本，尤其是在过调制区，可以在满足有效电压矢量的基础上，实现相电流的采集，进而可以在母线电压不变的情形下，增大电机的输出转矩，提高电源电压利用率。

Description

相位补偿器的设计方法、装置、存储介质和采集系统
技术领域
本申请涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种相位补偿器的设计方法、装置、存储介质和采集系统。
背景技术
随着节能降耗技术的积极推广，电机控制的节能技术日益受到重视。例如，变频空调器采用具有损耗小、效率高的永磁同步电机(Permanent Magnetic SynchronousMachine，PMSM)。
变频器驱动永磁同步电机时，变频器的三相桥式逆变器可以采用SVPWM(SpaceVector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制)方式控制。SVPWM源于交流电动机定子磁链跟踪的思想，易于数字控制器的实现，且输出电流波形好、直流环节电压利用率高等优点。
传统的SVPWM控制系统中，由于需要测量三相的交流电信号作为反馈，实现电流的闭环控制，即变频器的交流侧需要设置三个电流传感器，导致成本高、结构复杂及体积大，不利于集成化。采用单电流传感器来完成三相电流的重构成为研究的热点。
在实际应用中，为了提高三相桥式逆变器的输出电压，以在电机控制中增大电机的最大输出转矩，往往需要采用过调制技术。然而，由于发生过调制现象时，空间矢量落在不可观测区，相关的基于单电流传感器完成相电流采集方法的方法难以实现。
因此，在过调制区往往需要采用霍尔电流传感器采集三相电机的任意两相的相电流，从而得到当前的三相电流值，然而霍尔电流传感器成本高，增大了三相电机控制的成本。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种相位补偿器的设计方法、装置、存储介质和采集系统，旨在基于电流互感器进行相电流采集，降低三相电机的控制成本。
本申请实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种相位补偿器的设计方法，包括：
获取互感器采样调理电路的等效电气参数，所述互感器采样调理电路用于采集设置于电机的相线上的电流互感器的二次侧的电流信号；
基于所述等效电气参数和所述电流互感器的等效模型确定表征所述电流互感器的相频特性的传递函数；
基于所述传递函数确定相位补偿器的设计参数，所述设计参数包括：超前补偿电路的校正参数和滞后补偿电路的校正参数。
在一些实施方案中，所述等效电气参数包括：等效电阻、等效电感、等效电容及负载电阻，所述电流互感器的等效模型如下：
其中，e(t)为电流互感器二次侧感应生成的电动势，φ为感应磁通，M为互感系数，i为一次侧绕组电流，t为时间，μ0为磁导率，N1为一次侧匝数，N2为二次侧匝数，h为矫顽力系数，Rout为一次侧等效电阻，Rin为二次侧等效电阻；
所述基于所述等效电气参数和所述电流互感器的等效模型确定表征所述电流互感器的相频特性的传递函数，采用如下公式：
其中，H(s)为传递函数，s为传递函数的复变量，M为互感系数，R0为所述互感器采样调理电路的等效电阻、L0为所述互感器采样调理电路的等效电感，C0为所述互感器采样调理电路的等效电容，Rl为所述互感器采样调理电路的负载电阻。
在一些实施方案中，所述基于所述传递函数确定相位补偿器的设计参数，包括：
基于所述传递函数确定所述电流互感器的谐振频率；
基于所述谐振频率确定所述超前补偿电路的相位校正参数和所述滞后补偿电路的相位校正参数；
基于所述传递函数的互感系数确定所述超前补偿电路的幅值校正参数和所述滞后补偿电路的幅值校正参数。
第二方面，本申请实施例提供了一种相位补偿器的设计装置，包括：
获取模块，用于获取互感器采样调理电路的等效电气参数，所述互感器采样调理电路用于采集设置于电机的相线上的电流互感器的二次侧的电流信号；
运算模块，用于基于所述等效电气参数和所述电流互感器的等效模型确定表征所述电流互感器的相频特性的传递函数；
参数设计模块，用于基于所述传递函数确定相位补偿器的设计参数，所述设计参数包括：超前补偿电路的校正参数和滞后补偿电路的校正参数。
在一些实施方案中，所述等效电气参数包括：等效电阻、等效电感、等效电容及负载电阻，所述电流互感器的等效模型如下：
其中，e(t)为电流互感器二次侧感应生成的电动势，φ为感应磁通，M为互感系数，i为一次侧绕组电流，t为时间，μ0为磁导率，N1为一次侧匝数，N2为二次侧匝数，h为矫顽力系数，Rout为一次侧等效电阻，Rin为二次侧等效电阻；
所述运算模块采用如下公式：
其中，H(s)为传递函数，s为传递函数的复变量，M为互感系数，R0为所述互感器采样调理电路的等效电阻、L0为所述互感器采样调理电路的等效电感，C0为所述互感器采样调理电路的等效电容，Rl为所述互感器采样调理电路的负载电阻。
在一些实施方案中，所述参数设计模块具体用于：
基于所述传递函数确定所述电流互感器的谐振频率；
基于所述谐振频率确定所述超前补偿电路的相位校正参数和所述滞后补偿电路的相位校正参数；
基于所述传递函数的互感系数确定所述超前补偿电路的幅值校正参数和所述滞后补偿电路的幅值校正参数。
第三方面，本申请实施例提供了一种相位补偿器的设计设备，包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器，用于运行计算机程序时，执行本申请实施例第一方面所述方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种电机的相电流采集系统，包括：
电流互感器，设置于三相电机的相线上；
互感器采样调理电路，连接所述电流互感器的二次侧，用于采集所述电流互感器的二次侧的电流信号；
本申请实施例第一方面所述方法设计的相位补偿器，连接所述互感器采样调理电路，用于对所述互感器采样调理电路输出的电流信号进行移相补偿，得到所述相线的相电流。
在一些实施方案中，所述电流互感器的数量为两个，分别设置于所述三相电机的任意两相的相线上，相应地，所述互感器采样调理电路及所述相位补偿器，与所述电流互感器一一对应设置。
在一些实施方案中，所述互感器采样调理电路包括：串接于所述电流互感器的二次侧的采样电阻及连接于采样电阻两端的用于差分放大的运算放大器。
第五方面，本申请实施例提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本申请实施例所述方法的步骤。
本申请实施例提供的技术方案，获取互感器采样调理电路的等效电气参数，互感器采样调理电路用于采集设置于电机的相线上的电流互感器的二次侧的电流信号；基于等效电气参数和电流互感器的等效模型确定表征电流互感器的相频特性的传递函数；基于传递函数确定相位补偿器的设计参数，设计参数包括：超前补偿电路的校正参数和滞后补偿电路的校正参数。如此，可以基于本申请实施例方法设计的相位补偿器对电流互感器采集的电流信号进行相位补偿，从而实现对三相电机的相线电流的采集，可以有效降低三相电机的控制成本，尤其是在过调制区，可以在满足有效电压矢量的基础上，实现相电流的采集，进而可以在母线电压不变的情形下，增大电机的输出转矩，提高电源电压利用率。
附图说明
图1为相关技术中基于母线电流采集的电机应用系统的结构示意图；
图2为空间电压矢量的分布示意图；
图3为本申请实施例中空间电压矢量不可观测区的原理示意图；
图4为相关技术中基于移相处理的原理示意图；
图5为本申请实施例相位补偿器的设计方法的流程示意图；
图6为本申请实施例互感器采样调理电路的结构示意图；
图7为本申请实施例互感器采样调理电路的等效电路示意图；
图8为本申请实施例中相位补偿器的电路示意图之一；
图9为本申请实施例中相位补偿器的电路示意图之二；
图10为本申请实施例相位补偿器的设计装置的结构示意图；
图11为本申请实施例相位补偿器的设计设备的结构示意图；
图12为本申请一应用示例中三相电机的相线上电流互感器的布置示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本申请再作进一步详细的描述。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
相关技术中，基于母线电流采集的电机应用系统如图1所示，该系统包括：电机M、三相桥式逆变器101、直流电源DC及母线电流采集装置102。
示例性地，直流电源DC的正极与负极之间还连接电容C1。直流电源DC供应的直流电经三相桥式逆变器101转换为电机M的三相电源，该电机M可以为PMSM。该三相桥式逆变器101可以由变频器采用SVPWM方式控制。其中，母线电流采集装置102可以采用典型的单电阻采样电路，例如，包括接入至直流电源DC的负极与三相桥式逆变器101之间的采样电阻Shunt，采样电阻Shunt的两端电压经运算放大器传递至AD转换电路，由AD转换电路转换生成母线电流，该母线电流用于后续的相电流采集方法，进而将重构的三相交流电流作为反馈以实现电流的闭环控制。
可以理解的是，三相桥式逆变器采用SVPWM调制方式控制，有8种开关工作状态，包括6个非零电压矢量(V1-V6)和2个零电压矢量(V0和V7)，其将电压空间平面分成六边形如图2所示。相电流重构的基本原理是利用1个PWM周期内在不同的时刻采样的母线电流，得到各个相电流。直流母线的电流与三相电流的关系由瞬时开关量的状态决定，关系如表1所示。
表1
电压矢量 相电流 电压矢量 相电流
V1 Ic V5 -Ib
V2 Ib V6 -Ic
V3 -Ia V0 0
V4 Ia V7 0
在实际应用中，考虑到母线电流的采样需满足采样窗口，即要求非零电压矢量必须持续1个最小采样时长Tmin，Tmin＝Td+Tset+TAD，其中，Td表示上下桥臂的死区时长，Tset表示母线电流建立时长，TAD表示采样转换时长。
如图3所示，当输出的电压矢量处于低调制区或非零电压矢量附近时，在1个PWM周期内可能存在非零电压矢量的持续时长小于Tmin的情况。这种情况使采样的母线电流毫无意义。本申请实施例中，将在一个PWM周期内不能采样到两相不同相电流(即两个非零电压矢量对应的母线直流)的区域统称为不可观测区。
相关技术中，为了保证每个PWM周期可以采样到两相相电流，需要在不可观测区通过移相处理，保证一个PWM周期内采样到两相相电流。例如，如图4所示，示例性地，三相线路包括：a相、b相及c相线路，原有的T1的采样窗口小于Tmin，将通过移相处理，将b相的高电平右移Tshift，可以使得移相后的T1的采样窗口等于Tmin。
当不可观测区为过调制区域时，例如，图3所示的六边形的内切圆之外的区域，会出现移相移出PWM周期导致不能满足有效矢量电压的问题，然而，如果为了保证矢量电压的PWM周期，则会出现无法提供采样窗口的情况，导致无法在一个PWM周期内采集到两相相电流，因此，相关的基于移相处理的相电流采集方法的方法无法满足过调制区的三相电流的重构要求。
需要说明的是，上述基于母线电流采样进行三相电流的重构，由于不是同时得到电机的相电流，两个采样一定存在时间差，导致采样是误差的，且受开关震荡影响，不能采集很窄脉冲的电流。此外，如果改用传统相电流采样传感器(例如，霍尔电流传感器)，会造成成本上升过大。
基于此，本申请各种实施例中，为了既保证相电流采样，又满足成本控制的需求，采用价格便宜的电流互感器进行相电流采样，然而电流互感器由于是依据电磁感应原理，将一次侧的电流转换为二次侧的电流来测量的仪器，其存在相位延时的问题。
基于此，本申请各种实施例中，提出了一种针对电流互感器采样拓扑的相位补偿器的设计方法，基于本申请实施例方法设计的相位补偿器，可以对电流互感器采集的电流信号进行相位补偿，得到实际的相电流。
如图5所示，本申请实施例提供了一种相位补偿器的设计方法，包括：
步骤501，获取互感器采样调理电路的等效电气参数，互感器采样调理电路用于采集设置于电机的相线上的电流互感器的二次侧的电流信号。
步骤502，基于等效电气参数和电流互感器的等效模型确定表征电流互感器的相频特性的传递函数。
步骤503，基于传递函数确定相位补偿器的设计参数，设计参数包括：超前补偿电路的校正参数和滞后补偿电路的校正参数。
可以理解的是，本申请实施例可以基于上述方法设计的相位补偿器对电流互感器采集的电流信号进行相位补偿，从而实现对三相电机的相线电流的采集，可以有效降低三相电机的控制成本，尤其是在过调制区，可以在满足有效电压矢量的基础上，实现相电流的采集，进而可以在母线电压不变的情形下，增大电机的输出转矩，提高电源电压利用率。
如图6所示，本申请实施例中，互感器采样调理电路包括：串接于电流互感器的二次侧的采样电阻Rs及连接于采样电阻Rs两端的用于差分放大的运算放大器。
可以理解的是，电流互感器二次侧感应的电流流经采样电阻Rs时，可以由经运算放大器差分放大后输出，从而转换为可以被AD转换电路采样的信号。例如，运算放大器输出信号给MCU(微处理器)，从而可以由微处理器经过AD转换得到电流值。
这里，由于电流互感器基于电磁感应效应，二次侧的电流信号存在时延导致的相移，导致电流互感器采集的电流信号存在相位延时，无法进行电机的矢量控制。
示例性地，电流互感器的等效模型如下：
其中，e(t)为电流互感器二次侧感应生成的电动势，φ为感应磁通，M为互感系数，i为一次侧绕组电流，t为时间，μ0为磁导率，N1为一次侧匝数，N2为二次侧匝数，h为矫顽力系数，Rout为一次侧等效电阻，Rin为二次侧等效电阻。
示例性地，将图6所示的互感器采样调理电路等效成如图7所示的等效电路。可以通过LCR(电感电容电阻)测试仪测试图7所示的等效电路的等效电气参数。如图7所示，该等效电气参数包括：等效电阻R0、等效电感L0、等效电容C0及负载电阻Rl。
示例性地，基于等效电气参数和电流互感器的等效模型确定表征电流互感器的相频特性的传递函数，采用如下公式：
其中，H(s)为传递函数，s为传递函数的复变量，M为互感系数，R0为互感器采样调理电路的等效电阻、L0为互感器采样调理电路的等效电感，C0为互感器采样调理电路的等效电容，Rl为互感器采样调理电路的负载电阻。
由上述传递函数H(s)可以得知：电流互感器的相频特性在小于谐振频率的频率段是超前的，而在大于谐振频率/>的频率段是滞后的，基于此，可以设计相位补偿器的设计参数。
在一些实施例中，基于传递函数确定相位补偿器的设计参数，包括：
基于传递函数确定电流互感器的谐振频率；
基于谐振频率确定超前补偿电路的相位校正参数和滞后补偿电路的相位校正参数；
基于传递函数的互感系数确定超前补偿电路的幅值校正参数和滞后补偿电路的幅值校正参数。
示例性地，如图8及图9所示，相位补偿器可以包括：串联连接的超前补偿电路A和滞后补偿电路B。其中，超前补偿电路A包括：电阻R1～R3及电容C1，电阻R1的第一端作为输入端、第二端连接电阻R2的第一端，且电容C1并联于电阻R2的两端，电阻R2的第二端作为输出端，且该第二端经电阻R3接地。滞后补偿电路B包括：运算放大器、电阻Rs、电阻Rf及电容C2，运算放大器的反相输入端接地、同相输入端连接电阻Rs、同相输入端与输出端端之间经电容C2和电阻Rf连接。
这里，超前补偿电路A的传递函数如下：
其中，K1为超前补偿电路A的幅值校正参数，w11、w22为超前补偿电路A的相位校正参数，/>
滞后补偿电路B的传递函数如下：
其中，K2为滞后补偿电路B的幅值校正参数，w2为滞后补偿电路B的相位校正参数，/>
示例性地，可以基于电流互感器的谐振频率确定超前补偿电路的相位校正参数和滞后补偿电路的相位校正参数，具体地，/>
示例性地，可以基于电流互感器的传递函数的互感系数确定超前补偿电路的幅值校正参数和滞后补偿电路的幅值校正参数，具体地，K1和K2满足K1*K2*M＝1的条件。
如此，可以基于本申请实施例的方法合理设计相位补偿器的设计参数，进而确定超前补偿电路A和滞后补偿电路B中各元件的参数，使得相位补偿器能够补偿电流互感器采集引起的相位偏差，从而还原相电流。
为了实现本申请实施例的方法，本申请实施例还提供一种相位补偿器的设计装置，该相位补偿器的设计装置与上述相位补偿器的设计方法对应，上述相位补偿器的设计方法实施例中的各步骤也完全适用于本申请相位补偿器的设计装置实施例。
如图10所示，该相位补偿器的设计装置包括：获取模块1001、运算模块1002及参数设计模块1003。
获取模块1001用于获取互感器采样调理电路的等效电气参数，互感器采样调理电路用于采集设置于电机的相线上的电流互感器的二次侧的电流信号；
运算模块1002，用于基于等效电气参数和电流互感器的等效模型确定表征电流互感器的相频特性的传递函数；
参数设计模块1003，用于基于传递函数确定相位补偿器的设计参数，设计参数包括：超前补偿电路的校正参数和滞后补偿电路的校正参数。
在一些实施例中，等效电气参数包括：等效电阻、等效电感、等效电容及负载电阻，电流互感器的等效模型如下：
其中，e(t)为电流互感器二次侧感应生成的电动势，φ为感应磁通，M为互感系数，i为一次侧绕组电流，t为时间，μ0为磁导率，N1为一次侧匝数，N2为二次侧匝数，h为矫顽力系数，Rout为一次侧等效电阻，Rin为二次侧等效电阻；
运算模块1002采用如下公式：
其中，H(s)为传递函数，s为传递函数的复变量，M为互感系数，R0为互感器采样调理电路的等效电阻、L0为互感器采样调理电路的等效电感，C0为互感器采样调理电路的等效电容，Rl为互感器采样调理电路的负载电阻。
在一些实施例中，参数设计模块1003具体用于：
基于传递函数确定电流互感器的谐振频率；
基于谐振频率确定超前补偿电路的相位校正参数和滞后补偿电路的相位校正参数；
基于传递函数的互感系数确定超前补偿电路的幅值校正参数和滞后补偿电路的幅值校正参数。
实际应用时，获取模块1001、运算模块1002及参数设计模块1003，可以由相位补偿器的设计装置的处理器来实现。当然，处理器需要运行存储器中的计算机程序来实现它的功能。
需要说明的是：上述实施例提供的相位补偿器的设计装置在进行相位补偿器的设计方法时，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的相位补偿器的设计装置与相位补偿器的设计方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
基于上述程序模块的硬件实现，且为了实现本申请实施例的方法，本申请实施例还提供一种相位补偿器的设计设备。图11仅仅示出了该相位补偿器的设计设备的示例性结构而非全部结构，根据需要可以实施图11示出的部分结构或全部结构。
如图11所示，本申请实施例提供的相位补偿器的设计设备1100包括：至少一个处理器1101、存储器1102和用户接口1103。相位补偿器的设计设备1100中的各个组件通过总线系统1104耦合在一起。可以理解，总线系统1104用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统1104除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图11中将各种总线都标为总线系统1104。
其中，用户接口1103可以包括显示器、键盘、鼠标、轨迹球、点击轮、按键、按钮、触感板或者触摸屏等。
本申请实施例中的存储器1102用于存储各种类型的数据以支持相位补偿器的设计设备的操作。这些数据的示例包括：用于在相位补偿器的设计设备上操作的任何计算机程序。
本申请实施例揭示的相电流采集可以应用于处理器1101中，或者由处理器1101实现。处理器1101可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，相电流采集的各步骤可以通过处理器1101中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器1101可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)，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。处理器1101可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器1102，处理器1101读取存储器1102中的信息，结合其硬件完成本申请实施例提供的相电流采集的步骤。
在示例性实施例中，相位补偿器的设计设备可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、DSP、可编程逻辑器件(PLD，Programmable Logic Device)、复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable LogicDevice)、现场可编程逻辑门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)、通用处理器、控制器、微控制器(MCU，Micro Controller Unit)、微处理器(Microprocessor)、或者其他电子元件实现，用于执行前述方法。
可以理解，存储器1102可以是易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，Read OnlyMemory)、可编程只读存储器(PROM，Programmable Read-Only Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM，Erasable Programmable Read-Only Memory)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、磁性随机存取存储器(FRAM，ferromagnetic random access memory)、快闪存储器(Flash Memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(CD-ROM，Compact Disc Read-Only Memory)；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(SRAM，Static Random Access Memory)、同步静态随机存取存储器(SSRAM，Synchronous Static Random Access Memory)、动态随机存取存储器(DRAM，Dynamic Random Access Memory)、同步动态随机存取存储器(SDRAM，SynchronousDynamic Random Access Memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM，Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)、增强型同步动态随机存取存储器(ESDRAM，Enhanced Synchronous Dynamic Random Access Memory)、同步连接动态随机存取存储器(SLDRAM，SyncLink Dynamic Random Access Memory)、直接内存总线随机存取存储器(DRRAM，Direct Rambus Random Access Memory)。本申请实施例描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
本申请实施例还提供了一种电机的相电流采集系统，包括：电流互感器、互感器采样调理电路及前述方法设计的相位补偿器，其中，电流互感器设置于三相电机的相线上；互感器采样调理电路连接电流互感器的二次侧，用于采集电流互感器的二次侧的电流信号；相位补偿器连接互感器采样调理电路，用于对互感器采样调理电路输出的电流信号进行移相补偿，得到相线的相电流。
示例性地，如图12所示，电流互感器的数量为两个，分别设置于三相电机的任意两相的相线上，相应地，互感器采样调理电路及相位补偿器，与电流互感器一一对应设置。
可以理解的是，在过调制区，本申请实施例可以基于两个电流互感器采集的相线的电流信号，进行移相补偿处理后，得到两相的相电流，进而得到当前的三相电流，然后实现电机的矢量闭环控制。
示例性地，如图6所示，互感器采样调理电路包括：串接于电流互感器的二次侧的采样电阻Rs及连接于采样电阻Rs两端的用于差分放大的运算放大器。
在示例性实施例中，本申请实施例还提供了一种存储介质，即计算机存储介质，具体可以是计算机可读存储介质，例如包括存储计算机程序的存储器1102，上述计算机程序可由相电流采集设备的处理器1101执行，以完成本申请实施例方法的步骤。计算机可读存储介质可以是ROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器。
需要说明的是：“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
另外，本申请实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请披露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种相位补偿器的设计方法，其特征在于，包括：
获取互感器采样调理电路的等效电气参数，所述互感器采样调理电路用于采集设置于电机的相线上的电流互感器的二次侧的电流信号；
基于所述等效电气参数和所述电流互感器的等效模型确定表征所述电流互感器的相频特性的传递函数；
基于所述传递函数确定相位补偿器的设计参数，所述设计参数包括：超前补偿电路的校正参数和滞后补偿电路的校正参数；其中，
所述基于所述传递函数确定相位补偿器的设计参数，包括：
基于所述传递函数确定所述电流互感器的谐振频率；
基于所述谐振频率确定所述超前补偿电路的相位校正参数和所述滞后补偿电路的相位校正参数，所述超前补偿电路的相位校正参数表征所述超前补偿电路的转折频率，所述滞后补偿电路的相位校正参数表征所述滞后补偿电路的转折频率；
基于所述传递函数的互感系数确定所述超前补偿电路的幅值校正参数和所述滞后补偿电路的幅值校正参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等效电气参数包括：等效电阻、等效电感、等效电容及负载电阻，所述电流互感器的等效模型如下：
其中，e(t)为电流互感器二次侧感应生成的电动势，φ为感应磁通，M为互感系数，i为一次侧绕组电流，t为时间，μ0为磁导率，N1为一次侧匝数，N2为二次侧匝数，h为矫顽力系数，Rout为一次侧等效电阻，Rin为二次侧等效电阻；
所述基于所述等效电气参数和所述电流互感器的等效模型确定表征所述电流互感器的相频特性的传递函数，采用如下公式：
其中，H(s)为传递函数，s为传递函数的复变量，M为互感系数，R0为所述互感器采样调理电路的等效电阻、L0为所述互感器采样调理电路的等效电感，C0为所述互感器采样调理电路的等效电容，Rl为所述互感器采样调理电路的负载电阻。
3.一种相位补偿器的设计装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取互感器采样调理电路的等效电气参数，所述互感器采样调理电路用于采集设置于电机的相线上的电流互感器的二次侧的电流信号；
运算模块，用于基于所述等效电气参数和所述电流互感器的等效模型确定表征所述电流互感器的相频特性的传递函数；
参数设计模块，用于基于所述传递函数确定相位补偿器的设计参数，所述设计参数包括：超前补偿电路的校正参数和滞后补偿电路的校正参数；其中，
所述参数设计模块，具体用于基于所述传递函数确定所述电流互感器的谐振频率；基于所述谐振频率确定所述超前补偿电路的相位校正参数和所述滞后补偿电路的相位校正参数；所述谐振频率介于所述超前补偿电路的两个转折频率之间，且所述谐振频率大于所述滞后补偿电路的转折频率；基于所述传递函数的互感系数确定所述超前补偿电路的幅值校正参数和所述滞后补偿电路的幅值校正参数。
4.根据权利要求3所述的相位补偿器的设计装置，其特征在于，所述等效电气参数包括：等效电阻、等效电感、等效电容及负载电阻，所述电流互感器的等效模型如下：
其中，e(t)为电流互感器二次侧感应生成的电动势，φ为感应磁通，M为互感系数，i为一次侧绕组电流，t为时间，μ0为磁导率，N1为一次侧匝数，N2为二次侧匝数，h为矫顽力系数，Rout为一次侧等效电阻，Rin为二次侧等效电阻；
所述运算模块采用如下公式：
其中，H(s)为传递函数，s为传递函数的复变量，M为互感系数，R0为所述互感器采样调理电路的等效电阻、L0为所述互感器采样调理电路的等效电感，C0为所述互感器采样调理电路的等效电容，Rl为所述互感器采样调理电路的负载电阻。
5.一种相位补偿器的设计设备，其特征在于，包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，
所述处理器，用于运行计算机程序时，执行权利要求1至2任一项所述方法的步骤。
6.一种电机的相电流采集系统，其特征在于，包括：
电流互感器，设置于三相电机的相线上；
互感器采样调理电路，连接所述电流互感器的二次侧，用于采集所述电流互感器的二次侧的电流信号；
如权利要求1至2任一项所述方法设计的相位补偿器，连接所述互感器采样调理电路，用于对所述互感器采样调理电路输出的电流信号进行移相补偿，得到所述相线的相电流。
7.根据权利要求6所述的相电流采集系统，其特征在于，
所述电流互感器的数量为两个，分别设置于所述三相电机的任意两相的相线上，相应地，所述互感器采样调理电路及所述相位补偿器与所述电流互感器一一对应设置。
8.根据权利要求6所述的相电流采集系统，其特征在于，
所述互感器采样调理电路包括：串接于所述电流互感器的二次侧的采样电阻及连接于采样电阻两端的用于差分放大的运算放大器。
9.一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至2任一项所述方法的步骤。
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