本发明专利技术涉及一种采用桥臂电阻的电机电流检测装置及电机电流检测方法。在该方法中，在与电机相连接的变频器的三个桥臂各自的下部桥臂上的IGBT的发射极与DCN之间串接采样电阻，将电阻上的压降放大之后传送给用于计算电流的下一级电路，由此检测下部桥臂的IGBT的漏极电流，在分别采得流过三个桥臂的电流后，通过软件算法来计算电机的三相电流。与现有的通常的电机电流采样方式相比，本发明专利技术的电机电流检测方法的采样方式简便且精度高，而且采样电路供电简单且可靠性高，即使在电机电流不平衡时，也能够迅速作出响应。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
现有的电机电流检测(采样)方式为采用CT (电流传感器)或者在输出相线上串接采样电阻，对电机的两相电流直接采样。现有的电机电流采样方式需要对CT和采样芯片悬浮供电，但用于悬浮供电的电源为用于驱动上桥臂开关管门极的电荷泵自举电路，对整体电路产生的影响有(I)增加自举电路的功率，而且当载波频率较低时，自举电路的电压波动较大；(2)自举电路只有在下管开关时才会有电压，因此当变频器停止时，电流采样电路无法工作；(3)当变频器重新开始工作时，自举电路电压建立需要约为20us的时间，这段时间内，电流采样电路不工作，因此无法控制电流。还有，现有的电机电流采样方式采用的是直接对两相电流进行采样，因此当三相电流不平衡时，系统无法检测到。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而提出的，目的在于，提供一种，利用桥臂电阻(Leg shunt resistance)作为采样电阻，电流采样方式简便、精度高，且采样电路供电方式简单、可靠性高，而且当电机电流不平衡时，能够迅速作出响应。为了实现上述目的，本专利技术提供一种电机电流检测装置，用于检测电机的各相电流，包括变频器，其各桥臂分别与上述电机的各相线相连接，就上述各桥臂中任一桥臂而言，该桥臂被与上述电机的相线连接的连接节点划分为上部桥臂和下部桥臂，上述上部桥臂与直流母线电压的正极相连接，上述下部桥臂与直流母线电压的负极相连接，在上述上部桥臂和下部桥臂上分别设有用于接通/断开该桥臂的开关元件，并且，上述各桥臂上的各开关元件构成PWM开关元件序列；多个采样电阻，分别设在上述变频器的各桥臂的下部桥臂上；检测装置，用于检测流过上述变频器的上述各桥臂的下部桥臂的电流，根据检测出的上述电流来计算上述电机的各相电流。另外，本专利技术还提供一种电机电流检测方法，用于检测与变频器连接的电机的各相电流，上述变频器的各桥臂分别与上述电机的各相线相连接，就上述各桥臂中的任一桥臂而言，该桥臂被与上述电机的相线连接的连接节点划分为上部桥臂和下部桥臂，上述上部桥臂与直流母线电压的正极相连接，上述下部桥臂与直流母线电压的负极相连接，在上述上部桥臂和下部桥臂上分别设有用于接通/断开该桥臂的开关元件，并且，上述各桥臂上的各开关元件构成PWM开关元件序列，在上述变频器的各桥臂的下部桥臂上分别设有采样电阻，上述电机电流检测方法包括检测步骤，根据上述PWM开关元件序列的接通/断开状态，检测流过上述变频器的上述各桥臂的下部桥臂的电流；计算步骤，根据检测出的上述电流，来计算上述电机的各相电流。在上述采用桥臂电阻的电机电流检测方法中，针对变频器的三个桥臂，分别在各桥臂的下部桥臂上的IGBT (绝缘栅双极三极管)的发射极与节点DCN之间串接采样电阻(桥臂电阻)，将该采样电阻上的压降放大之后传送给用于计算流过该下部桥臂的电流的下一级电路，由此检测下部桥臂的IGBT的漏极电流，并通过软件算法，根据如上所述那样采得的分别流过三个桥臂的电流来计算电机的三相电流。本专利技术利用桥臂电阻对分别流过桥臂的电流进行检测(采样)，采样电路供电简单且可靠性高，检测精确度也高。若采用本专利技术的电机电流采样方式，则当电机的三相电流不平衡时，系统能够检测到并迅速作出响应。附图说明图1是示出了本专利技术的电机电流检测装置的电路拓扑的图。图2是用于说明本专利技术的电机电流检测装置所使用的电机电流检测方法的电路拓扑的图。图3是不出了本专利技术涉及使用三相变频器时的电机的电压空间矢量的图。图4是示出了电压空间矢量在第一扇区时的情形的图。具体实施例方式下面，参照附图，对本专利技术的具体实施例的电机电流检测装置及电机电流检测方法进行详细说明。在附图中，节点(Node) DCP和DCN为将三相工业电源整流滤波之后的直流母线电压的两个节点，其中，DCP为直流母线电压的正极，DCN为直流母线电压的负极。图1是本专利技术的利用桥臂电阻来进行电机电流检测方法的电机电流检测装置的电路拓扑的图。如图1所示，通过三相变频器π的三个桥臂上的连接节点P1、P2、P3，三相交流电机M的三个相线分别与三相变频器UI的第一桥臂B1、第二桥臂B2、第三桥臂B3相连接，上述连接节点P1、P2、P3将上述第一桥臂B1、第二桥臂B2、第三桥臂B3分别划分为上部桥臂131讪2、63和下部桥臂131’、62’、63’。上部桥臂bl上设有开关元件VTl ;下部桥臂bl’上设有开关元件VT4和采样电阻Rl ;上部桥臂b2上设开关元件VT3;下部桥臂b2’上设有开关元件VT6和采样电阻R2 ;上部桥臂b3上设有开关元件VT5 ;下部桥臂b3’上设有开关元件VT2和采样电阻R3，由此通过用于接通/断开各桥臂的上部桥臂及下部桥臂的上述开关元件VTl VT6来构成PWM (脉冲宽度调制)开关元件序列(switch train)。并且，上述各桥臂的上部桥臂与节点DCP相连接，上述各桥臂的下部桥臂与节点DCN相连接。上述采样电阻(桥臂电阻)Rl R2分别设置在各桥臂的下部桥臂上。并且,开关元件VTl VT6分别由三极管(transistor)电路及二极管(Diode)构成，这种三极管电路及二极管并没有特别限定，在附图中只示出了由包括NPN型三极管的IGBT构成的例。此时，采样电阻RfR3分别串联连接于设置在各桥臂的下部桥臂上的IGBT的发射极与节点DCN之间。在本专利技术的电机电流检测(采样)方法中，对分别流过变频器的三个桥臂中的各桥臂的电流进行采样，并通过利用软件的算法等公知的方法来计算电机的三相电流。与现有的通常的电流采样方式相比较，本专利技术不仅采样方式简便、精确度高，而且对采样电路的供电简单、可靠性高，并且即使在电机电流不平衡时，也能够迅速作出响应。图2是用于说明本专利技术的利用电机电流检测装置的电机电流检测方法的电路拓扑，其中，简略图示了开关元件VTI VT6。如图2所示，在对三相逆变变频电路上的各桥臂的下部桥臂所具有的IGBT的漏极电流进行检测时，在各桥臂的下部桥臂上的IGBT(开关元件)的发射极与节点DCN之间分别串接采样电阻(桥臂电阻)Rl R3，并在各采样电阻的两端分别连接集成运算放大器(integrated operational amplifier) A C,利用集成运算放大器A C来检测采样电阻Rl R3的电压(压降)，然后将各电阻上的压降值放大之后传送给用于计算电流的下一级电路。上述采样电阻，其电阻值大小是根据采样电路的输出电压范围和流过该桥臂的电流的大小来确定的。若考虑到采样电阻上的功率损耗，则在选择电阻时，优选在功率方面留有余量。采样电阻的电压可由下式示出。并且，为了保证电流采样的准确度，优选采样使用无感电阻。U=I*R+L*di/dt (公式 I)其中，U为采样电阻两端的电压，I为流过采样电阻的电流，L为采样电阻的寄生电感，di/dt为电流对于时间的微分。采样得到分别流过三个桥臂的电流后，通过软件算法来计算出电机的三相电流。在本专利技术的变频器中，通过利用空间矢量的矢量脉宽调制(PWM)来控制PWM开关元件序列的动作，由此控制三相交流电机M的速度。因能够通过现有技术来实现上述控制，所以在此只进行简略的说明。通常，将图1及图2中的三相变频器的PWM开关元件序列，以在各桥臂上的两个开关元件中的某一个接通(O本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电机电流检测装置，用于检测电机的各相电流，其特征在于，包括：变频器，其各桥臂分别与上述电机的各相线相连接，就上述各桥臂中任一桥臂而言，该桥臂被与上述电机的相线连接的连接节点划分为上部桥臂和下部桥臂，上述上部桥臂与直流母线电压的正极相连接，上述下部桥臂与直流母线电压的负极相连接，在上述上部桥臂和下部桥臂上分别设有用于接通/断开该桥臂的开关元件，并且，上述各桥臂上的各开关元件构成PWM开关元件序列；多个采样电阻，分别设在上述变频器的各桥臂的下部桥臂上；检测装置，用于检测流过上述变频器的上述各桥臂的下部桥臂的电流，根据检测出的上述电流来计算上述电机的各相电流。
【技术特征摘要】
2011.10.26 CN 201110328204.41.一种电机电流检测装置，用于检测电机的各相电流，其特征在于，包括: 变频器，其各桥臂分别与上述电机的各相线相连接，就上述各桥臂中任一桥臂而言，该桥臂被与上述电机的相线连接的连接节点划分为上部桥臂和下部桥臂，上述上部桥臂与直流母线电压的正极相连接，上述下部桥臂与直流母线电压的负极相连接，在上述上部桥臂和下部桥臂上分别设有用于接通/断开该桥臂的开关元件，并且，上述各桥臂上的各开关元件构成PWM开关元件序列； 多个采样电阻，分别设在上述变频器的各桥臂的下部桥臂上； 检测装置，用于检测流过上述变频器的上述各桥臂的下部桥臂的电流，根据检测出的上述电流来计算上述电机的各相电流。2.根据权利要求1所述的电机电流检测装置，其特征在于，上述检测装置包括多个集成运算放大器，这些集成运算放大器分别与上述采样电阻相连接，用于检测各上述采样电阻上的压降，并将上述压降放大之后传送给用于计算流过上述下部桥臂的电流的下一级电路，由此检测流过上述下桥臂的电流。3.根据权利要求1或2所述的电机电流检测装置，其特征在于，上述电机为三相交流电机。4.根据权利要求1或2所述的电机电流检测装置，其特征在于，上述采样电阻为无感电阻。5.根据权利要求1或2所述的电机电流检测装置，上述多个开关元件由...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐峰，
申请(专利权)人：乐星产电无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：
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