電機驅動器的死區補償方法、電機驅動器及存儲介質與流程
本發明涉及電機控制技術領域，尤其涉及一種電機驅動器的死區補償方法、電機驅動器及存儲介質。
背景技術：
在電機控制領域，為了避免逆變器同一橋臂的上下開關管直通，在每一次上下開關管換流的過程中，都需要人為地設置一段上下開關管都不開通的時間，這段時間就是防止上下開關管直通的死區時間。
由于死區時間的設置會導致逆變器輸出電壓的占空比丟失，使得實際輸出電壓低于理論值，導致輸出電壓波形畸變，進而影響電機控制的精度，因此，如何補償死區問題對輸出電壓的影響是近年來學者們研究的熱點。從本質上講，現有的眾多死區補償方法可分為兩大類：第一類是針對理想死區時間進行補償，第二類是考慮開關器件非線性因素后對理想死區補償電壓進行修正。目前，理想死區問題已經得到了完美的解決，然而，在實際應用中，由于開關器件非線性因素的多樣性與復雜性，對開關器件的非線性因素的補償問題，并沒有非常完美的解決方案。
在開關器件的非線性因素中，開關管壓降、開關管的開通延時與關斷延時、門極驅動電路的延時是導致輸出電壓占空比丟失及輸出電壓畸變的主要因素。其中，開關管壓降這一因素直接導致輸出電壓脈沖的幅值小于理論值，開關過程中的延時因素直接導致輸出電壓脈沖的寬度大于理論值。只有將輸出電壓的脈沖幅值誤差、脈沖寬度誤差都補償的很精確，才能實現精確的電機控制。
然而，現有技術在進行死區補償時，通常是將延時時間差(即開關管的開通延時與關斷延時之差)作為一個固定值，而延時時間差會隨電流的變化而變化，導致死區補償不精確，影響電機控制精度。
上述內容僅用于輔助理解本發明的技術方案，并不代表承認上述內容是現有技術。
技術實現要素：
本發明的主要目的在于提供一種電機驅動器的死區補償方法、電機驅動器及存儲介質，旨在解決現有技術中死區補償不精確，影響電機控制精度的技術問題。
為實現上述目的，本發明提供一種電機驅動器的死區補償方法，所述方法包括以下步驟：
獲取電機的當前電流值及當前溫度值；
根據所述當前電流值及當前溫度值確定對應的當前延時時間差；
根據所述當前延時時間差對理想死區補償電壓進行修正。
優選地，所述根據所述當前電流值及當前溫度值確定對應的當前延時時間差，具體包括：
根據所述當前電流值及當前溫度值采用映射曲線集確定對應的當前延時時間差，所述映射曲線集包括不同溫度值下的映射曲線，所述映射曲線為反映延時時間差與電流值對應關系的曲線。
優選地，所述根據所述當前電流值及當前溫度值采用映射曲線確定對應的當前延時時間差，具體包括：
查找所述映射曲線集中各映射曲線的線性區，根據所述當前電流值及當前溫度值采用所述線性區確定對應的當前延時時間差。
優選地，所述根據所述當前電流值及當前溫度值采用所述線性區確定對應的當前延時時間差，具體包括：
從所述映射曲線集中選取兩條映射曲線，從選取的映射曲線的線性區中分別選取兩個參考點，獲取各參考點的參考電流值、參考溫度值及參考延時時間差，根據所述當前電流值、當前溫度值、各參考點的參考電流值、參考溫度值及參考延時時間差確定所述當前延時時間差。
優選地，根據所述當前電流值、當前溫度值、各參考點的參考電流值、參考溫度值及參考延時時間差通過下式確定所述當前延時時間差，
其中，t1(t)＝t(i1,t2)-k1(t-t2)2，t2(t)＝t(i2,t2)-k2(t-t2)2，k1＝-[t(i1,t1)-t(i1,t2)]/(t1-t2)2，k2＝-[t(i2,t1)-t(i2,t2)]/(t1-t2)2，i為當前電流值，t為當前溫度值，δtdelay(i,t)為當前延時時間差，t(i1,t1)為參考電流值i1、參考溫度值t1對應的參考延時時間差，t(i1,t2)為參考電流值i1、參考溫度值t2對應的參考延時時間差，t(i2,t1)為參考電流值i2、參考溫度值t1對應的參考延時時間差，t(i2,t2)為參考電流值i2、參考溫度值t2對應的參考延時時間差。
優選地，所述查找所述映射曲線集中各映射曲線的線性區，具體包括：
分別獲取所述映射曲線集中各映射曲線上每點的切線斜率，根據所述切線斜率確定各映射曲線的線性區。
優選地，所述根據所述切線斜率確定各映射曲線的線性區，具體包括：
對所述映射曲線集中的映射曲線進行遍歷，將遍歷到的當前映射曲線中切線斜率等于預設斜率的點作為分割點；
將所述當前映射曲線按照所述分割點進行分割，獲得至少兩個分割區；
判斷各分割區是否存在切線斜率大于預設斜率的點，將未存在切線斜率大于預設斜率的點的分割區作為所述當前映射曲線的線性區。
優選地，所述電機為三相變頻電機；
相應地，根據所述當前延時時間差通過下式對理想死區補償電壓進行修正，
其中，
此外，為實現上述目的，本發明還提供一種電機驅動器，所述電機驅動器包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的死區補償程序，所述死區補償程序配置為實現所述的死區補償方法的步驟。
此外，為實現上述目的，本發明還提供一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質上存儲有死區補償程序，所述死區補償程序被處理器執行時實現所述的死區補償方法的步驟。
本發明通過獲取電機的當前電流值及當前溫度值，根據所述當前電流值及當前溫度值確定對應的當前延時時間差，根據所述當前延時時間差對理想死區補償電壓進行修正，不再將延時時間差作為一個固定值，而是根據當前電流及當前溫度值所確定的開關延時差來對理想死區補償電壓進行修正，使輸出電壓與理論值更接近，提高了電機控制精度。
附圖說明
圖1是本發明實施例方案涉及的硬件運行環境的電機驅動器結構示意圖；
圖2為本發明電機驅動器的死區補償方法第一實施例的流程示意圖；
圖3為本發明電機驅動器的死區補償方法第二實施例的流程示意圖；
圖4為本發明電機驅動器的死區補償方法第三實施例的流程示意圖；
圖5為本發明實施例中延時時間差隨電流、溫度變化的規律示意圖；
圖6為本發明實施例中修正后的a相死區補償電壓的示意圖。
本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施方式
應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
參照圖1，圖1為本發明實施例方案涉及的硬件運行環境的電機驅動器結構示意圖。
如圖1所示，該電機驅動器可以包括：處理器1001，例如cpu，通信總線1002、用戶接口1003，存儲器1004。其中，通信總線1002用于實現這些組件之間的連接通信。用戶接口1003可以包括顯示屏(display)、輸入單元比如鍵盤(keyboard)，可選用戶接口1003還可以包括標準的有線接口、無線接口。存儲器1004可以是高速ram存儲器，也可以是穩定的存儲器(non-volatilememory)，例如磁盤存儲器。存儲器1004可選的還可以是獨立于前述處理器1001的存儲裝置。
本領域技術人員可以理解，圖1中示出的電機驅動器結構并不構成對電機驅動器的限定，可以包括比圖示更多或更少的部件，或者組合某些部件，或者不同的部件布置。
如圖1所示，作為一種計算機存儲介質的存儲器1004中可以包括操作系統、用戶接口模塊以及死區補償程序。
在圖1所示的電機驅動器中，所述電機驅動器通過處理器1001調用存儲器1004中存儲的死區補償程序，并執行以下操作：
獲取電機的當前電流值及當前溫度值；
根據所述當前電流值及當前溫度值確定對應的當前延時時間差；
根據所述當前延時時間差對理想死區補償電壓進行修正。
進一步地，處理器1001可以調用存儲器1004中存儲的死區補償程序，還執行以下操作：
根據所述當前電流值及當前溫度值采用映射曲線集確定對應的當前延時時間差，所述映射曲線集包括不同溫度值下的映射曲線，所述映射曲線為反映延時時間差與電流值對應關系的曲線。
進一步地，處理器1001可以調用存儲器1004中存儲的死區補償程序，還執行以下操作：
查找所述映射曲線集中各映射曲線的線性區，根據所述當前電流值及當前溫度值采用所述線性區確定對應的當前延時時間差。
進一步地，處理器1001可以調用存儲器1004中存儲的死區補償程序，還執行以下操作：
從所述映射曲線集中選取兩條映射曲線，從選取的映射曲線的線性區中分別選取兩個參考點，獲取各參考點的參考電流值、參考溫度值及參考延時時間差，根據所述當前電流值、當前溫度值、各參考點的參考電流值、參考溫度值及參考延時時間差確定所述當前延時時間差。
進一步地，處理器1001可以調用存儲器1004中存儲的死區補償程序，還執行以下操作：
根據所述當前電流值、當前溫度值、各參考點的參考電流值、參考溫度值及參考延時時間差通過下式確定所述當前延時時間差，
其中，t1(t)＝t(i1,t2)-k1(t-t2)2，t2(t)＝t(i2,t2)-k2(t-t2)2，k1＝-[t(i1,t1)-t(i1,t2)]/(t1-t2)2，k2＝-[t(i2,t1)-t(i2,t2)]/(t1-t2)2，i為當前電流值，t為當前溫度值，δtdelay(i,t)為當前延時時間差，t(i1,t1)為參考電流值i1、參考溫度值t1對應的參考延時時間差，t(i1,t2)為參考電流值i1、參考溫度值t2對應的參考延時時間差，t(i2,t1)為參考電流值i2、參考溫度值t1對應的參考延時時間差，t(i2,t2)為參考電流值i2、參考溫度值t2對應的參考延時時間差。
進一步地，處理器1001可以調用存儲器1004中存儲的死區補償程序，還執行以下操作：
分別獲取所述映射曲線集中各映射曲線上每點的切線斜率，根據所述切線斜率確定各映射曲線的線性區。
進一步地，處理器1001可以調用存儲器1004中存儲的死區補償程序，還執行以下操作：
對所述映射曲線集中的映射曲線進行遍歷，將遍歷到的當前映射曲線中切線斜率等于預設斜率的點作為分割點；
將所述當前映射曲線按照所述分割點進行分割，獲得至少兩個分割區；
判斷各分割區是否存在切線斜率大于預設斜率的點，將未存在切線斜率大于預設斜率的點的分割區作為所述當前映射曲線的線性區。
進一步地，所述電機為三相變頻電機，處理器1001可以調用存儲器1004中存儲的死區補償程序，還執行以下操作：
根據所述當前延時時間差通過下式對理想死區補償電壓進行修正，
其中，
本實施例通過上述方案，通過獲取電機的當前電流值及當前溫度值，根據所述當前電流值及當前溫度值確定對應的當前延時時間差，根據所述當前延時時間差對理想死區補償電壓進行修正，不再將延時時間差作為一個固定值，而是根據當前電流及當前溫度值所確定的開關延時差來對理想死區補償電壓進行修正，使輸出電壓與理論值更接近，提高了電機控制精度。
基于上述硬件結構，提出本發明電機驅動器的死區補償方法實施例。
參照圖2，圖2為本發明電機驅動器的死區補償方法第一實施例的流程示意圖。
在第一實施例中，所述電機驅動器的死區補償方法包括以下步驟：
s10：獲取電機的當前電流值及當前溫度值；
需要說明的是，所述當前電流值即為當前時刻流過電機變頻器橋臂上開關管的電流值，所述當前溫度值即為當前時刻所述電機變頻器橋臂上開關管的溫度值。
可理解的是，可通過多種方式來獲取所述當前電流值，例如：可采用電流傳感器來獲取所述當前電流值，也可采用電流檢測芯片來獲取所述當前電流值，本實施例對此不加以限制。
同樣，也可采用多種方式來獲取所述當前溫度值，例如：可采用溫度傳感器來獲取所述電流值，也可采用紅外測溫儀來獲取所述當前溫度值，本實施例對此不加以限制。
s20：根據所述當前電流值及當前溫度值確定對應的當前延時時間差；
在具體實現中，由于所述延時時間差會隨電流及溫度的變化而變化，因此，可根據所述當前電流值及當前溫度值來確定對應的當前延時時間差。
為便于確定所述當前延時時間差，可進行多次試驗測試，從而獲得映射曲線集，所述映射曲線集包括不同溫度值下的映射曲線，所述映射曲線為反映延時時間差與電流值對應關系的曲線，因此，本實施例中，步驟s20可根據所述當前電流值及當前溫度值采用映射曲線集確定對應的當前延時時間差。
需要說明的是，延時時間差即為關斷延時時間與開通延時時間的差值，計算公式可采用δtdelay＝tturn_off_delay-tturn_on_delay，其中，δtdelay為延時時間差，tturn_off_delay為關斷延時時間，tturn_on_delay為開通延時時間。
s30：根據所述當前延時時間差對理想死區補償電壓進行修正。
需要說明的是，理想死區補償電壓即為現有技術中采用理想死區時間進行補償后的電壓，但由于其未考慮到開關器件非線性因素，會導致死區補償不精確，影響電機控制精度。
本實施例通過獲取電機的當前電流值及當前溫度值，根據所述當前電流值及當前溫度值確定對應的當前延時時間差，根據所述當前延時時間差對理想死區補償電壓進行修正，不再將延時時間差作為一個固定值，而是根據當前電流及當前溫度值所確定的開關延時差來對理想死區補償電壓進行修正，使輸出電壓與理論值更接近，提高了電機控制精度。
進一步地，如圖3所示，基于第一實施例提出本發明電機驅動器的死區補償方法第二實施例。
本實施例中，步驟s20具體包括：
s20’：查找所述映射曲線集中各映射曲線的線性區，根據所述當前電流值及當前溫度值采用所述線性區確定對應的當前延時時間差。
可理解的是，由于所述映射曲線集中各映射曲線都可能存在變化幅度較快的非線性區，若采用非線性區確定所述當前延時時間差，會導致獲取的當前延時時間差無法保證精度，因此，本實施例中根據所述當前電流值及當前溫度值采用所述線性區確定對應的當前延時時間差，從而提高了當前延時時間差的獲取精度。
需要說明的是，由于所述線性區的變化幅度通常較慢，故而，其切線斜率通常較小，為便于查找所述映射曲線集中各映射曲線的線性區，本實施例中，可分別獲取所述映射曲線集中各映射曲線上每點的切線斜率，根據所述切線斜率確定各映射曲線的線性區。
為對所述線性區實現快速查找，本實施例中，可對所述映射曲線集中的映射曲線進行遍歷，將遍歷到的當前映射曲線中切線斜率等于預設斜率的點作為分割點；將所述當前映射曲線按照所述分割點進行分割，獲得至少兩個分割區；判斷各分割區是否存在切線斜率大于預設斜率的點，將未存在切線斜率大于預設斜率的點的分割區作為所述當前映射曲線的線性區。
進一步地，如圖4所示，基于第二實施例提出本發明電機驅動器的死區補償方法第三實施例。
本實施例中，步驟s20’具體包括：
s20”：查找所述映射曲線集中各映射曲線的線性區，從所述映射曲線集中選取兩條映射曲線，從選取的映射曲線的線性區中分別選取兩個參考點，獲取各參考點的參考電流值、參考溫度值及參考延時時間差，根據所述當前電流值、當前溫度值、各參考點的參考電流值、參考溫度值及參考延時時間差確定所述當前延時時間差。
當然，在具體實現中，可以直接在所述線性區中查找與所述當前電流值及當前溫度值對應的當前延時時間差，但考慮獲取當前延時時間差的效率問題，本實施例中，可從所述映射曲線集中選取兩條映射曲線，從選取的映射曲線的線性區中分別選取兩個參考點，再根據所述當前電流值、當前溫度值、各參考點的參考電流值、參考溫度值及參考延時時間差確定所述當前延時時間差。
參照圖5，根據實驗測試結果可計算延時時間差，根據計算結果可知，延時時間差隨電流、溫度變化的規律如圖5中實線所示，圖中的橫坐標為電流值，縱坐標為延時時間差。
圖5中的方框部分即為所述映射曲線的線性區，相應地，本實施例中，可根據所述當前電流值、當前溫度值、各參考點的參考電流值、參考溫度值及參考延時時間差通過下式確定所述當前延時時間差，
其中，t1(t)＝t(i1,t2)-k1(t-t2)2，t2(t)＝t(i2,t2)-k2(t-t2)2，k1＝-[t(i1,t1)-t(i1,t2)]/(t1-t2)2，k2＝-[t(i2,t1)-t(i2,t2)]/(t1-t2)2，i為當前電流值，t為當前溫度值，δtdelay(i,t)為當前延時時間差，t(i1,t1)為參考電流值i1、參考溫度值t1對應的參考延時時間差，t(i1,t2)為參考電流值i1、參考溫度值t2對應的參考延時時間差，t(i2,t1)為參考電流值i2、參考溫度值t1對應的參考延時時間差，t(i2,t2)為參考電流值i2、參考溫度值t2對應的參考延時時間差。
需要說明的是，圖5中的虛線即為根據上述公式對方框中各電流值及各溫度值分別計算獲得的延時時間差，可理解的是，所述當前電流值及當前溫度值需要也需要處于所述線性區中才可采用上述公式準確計算當前延時時間差，若當前電流值及當前溫度值不處于線性區中，則需要采用其他方式來確定當前延時時間差，例如：通過直接從所述映射曲線中進行對應查找等方式來確定，當然，還可采用其他方式，本實施例對此不加以限制。
可理解的是，所述電機可以為兩相變頻電機、三相變頻電機或四相變頻電機等，本實施例中以所述電機為三相變頻電機為例，但不限定本發明的保護范圍。
本實施例中，由于所述電機為三相變頻電機，而三相變頻電機的變頻器每一相均會具有橋臂，各橋臂分別具有上開關管和下開關管，故而，對于各相上的橋臂而言，分別具有當前電流值及當前溫度值(由于各相上的橋臂所處區域較為接近，故而當前溫度值通常相同)，而各相的當前電流值之間相互獨立，互不干擾，因此，各相的當前電流值可根據各相的當前電流值及當前溫度值分別采用上述公式計算對應的當前延時時間差，故而，可根據所述當前延時時間差通過下式對理想死區補償電壓進行修正，
其中，
需要說明的是，上述δvan_delay(ia,t)、δvbn_delay(ib,t)和δvcn_delay(ic,t)的上述計算公式可基于一個開關周期內伏秒積相等原則，將延時時間誤差折算成分量電壓誤差獲得。
本實施例中通過上述公式對理想死區補償電壓進行修正，改善了在高溫、高輸入電壓、低頻、低速工況時的控制精度，本實施例中，修正后的a相死區補償電壓可參照圖6。
此外，本發明實施例還提出一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質上存儲有死區補償程序，所述死區補償程序被處理器執行時實現如下操作：
獲取電機的當前電流值及當前溫度值；
根據所述當前電流值及當前溫度值確定對應的當前延時時間差；
根據所述當前延時時間差對理想死區補償電壓進行修正。
進一步地，所述死區補償程序被處理器執行時還實現如下操作：
根據所述當前電流值及當前溫度值采用映射曲線集確定對應的當前延時時間差，所述映射曲線集包括不同溫度值下的映射曲線，所述映射曲線為反映延時時間差與電流值對應關系的曲線。
進一步地，所述死區補償程序被處理器執行時還實現如下操作：
查找所述映射曲線集中各映射曲線的線性區，根據所述當前電流值及當前溫度值采用所述線性區確定對應的當前延時時間差。
進一步地，所述死區補償程序被處理器執行時還實現如下操作：
從所述映射曲線集中選取兩條映射曲線，從選取的映射曲線的線性區中分別選取兩個參考點，獲取各參考點的參考電流值、參考溫度值及參考延時時間差，根據所述當前電流值、當前溫度值、各參考點的參考電流值、參考溫度值及參考延時時間差確定所述當前延時時間差。
進一步地，所述死區補償程序被處理器執行時還實現如下操作：
根據所述當前電流值、當前溫度值、各參考點的參考電流值、參考溫度值及參考延時時間差通過下式確定所述當前延時時間差，
其中，t1(t)＝t(i1,t2)-k1(t-t2)2，t2(t)＝t(i2,t2)-k2(t-t2)2，k1＝-[t(i1,t1)-t(i1,t2)]/(t1-t2)2，k2＝-[t(i2,t1)-t(i2,t2)]/(t1-t2)2，i為當前電流值，t為當前溫度值，δtdelay(i,t)為當前延時時間差，t(i1,t1)為參考電流值i1、參考溫度值t1對應的參考延時時間差，t(i1,t2)為參考電流值i1、參考溫度值t2對應的參考延時時間差，t(i2,t1)為參考電流值i2、參考溫度值t1對應的參考延時時間差，t(i2,t2)為參考電流值i2、參考溫度值t2對應的參考延時時間差。
進一步地，所述死區補償程序被處理器執行時還實現如下操作：
分別獲取所述映射曲線集中各映射曲線上每點的切線斜率，根據所述切線斜率確定各映射曲線的線性區。
進一步地，所述死區補償程序被處理器執行時還實現如下操作：
對所述映射曲線集中的映射曲線進行遍歷，將遍歷到的當前映射曲線中切線斜率等于預設斜率的點作為分割點；
將所述當前映射曲線按照所述分割點進行分割，獲得至少兩個分割區；
判斷各分割區是否存在切線斜率大于預設斜率的點，將未存在切線斜率大于預設斜率的點的分割區作為所述當前映射曲線的線性區。
進一步地，所述電機為三相變頻電機，所述死區補償程序被處理器執行時還實現如下操作：
根據所述當前延時時間差通過下式對理想死區補償電壓進行修正，
其中，
本實施例通過上述方案，通過獲取電機的當前電流值及當前溫度值，根據所述當前電流值及當前溫度值確定對應的當前延時時間差，根據所述當前延時時間差對理想死區補償電壓進行修正，不再將延時時間差作為一個固定值，而是根據當前電流及當前溫度值所確定的開關延時差來對理想死區補償電壓進行修正，使輸出電壓與理論值更接近，提高了電機控制精度。
需要說明的是，在本文中，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者系統不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者系統所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者系統中還存在另外的相同要素。
上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。
通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到上述實施例方法可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現，當然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實施方式。基于這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在如上所述的一個存儲介質(如rom/ram、磁碟、光盤)中，包括若干指令用以使得一臺終端設備(可以是手機，計算機，服務器，空調器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述的方法。
以上僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
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