壓縮機轉矩補償方法、裝置及空調的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種壓縮機轉矩補償方法、裝置及空調，方法包括：獲取電機轉速估計值ωest；根據電機轉速波動值ωmrip獲取峰值轉矩補償量Tp；根據電機轉速指令值ωref與ωest獲取調速峰值轉矩指令T0；根據Tp和T0獲取總峰值轉矩指令Tt；根據交流輸入電壓相位θg獲取波形變量Wf，并利用Wf對Tt進行調制，得到調制后的轉矩指令Tref；根據Tref以及電機轉矩系數Kt獲取Q軸電流指令Iqref；根據Idref和Iqref以及Id和Iq，獲取D軸電壓指令Vd和Q軸電壓指令Vq；對Vd及Vq進行坐標變換后輸出給電機以驅動所述壓縮機。本發明能夠實現對壓縮機轉速波動的有效抑制。
【專利說明】
壓縮機轉矩補償方法、裝置及空調
技術領域
[0001] 本發明實施例涉及壓縮機技術領域，具體涉及一種壓縮機轉矩補償方法、裝置及 空調。
【背景技術】
[0002] 由于成本與效率方面的優勢，單轉子壓縮機在家用變頻電器中得到了廣泛。單轉 子壓縮機，即由電動機的轉子帶動一個偏心輪的機構。這種單轉子機構可以提高壓縮機的 性價比，降低制造成本。在電動機的轉子旋轉一周的過程中，負荷是不確定的，是隨著轉子 位置變化而變化的，尤其是在低頻運行時容易引起較大的轉速波動，影響了壓縮機工作的 性能。
[0003] 圖1為壓縮機負載特性示意圖。可見負載轉矩心隨著轉子角度呈現周期性波動，且 在不同工況下負載波動的幅值存在明顯差異。當系統壓力處于平衡狀態時，心可表示為：
[0005] 其中，T1Q表示負載轉矩h的直流成分，Tlk(k=l，2,...）表示負載轉矩T^k次諧波 幅值，的(々為k次諧波對應的角度偏差，(^為壓縮機的機械角速度。在負載轉矩 心的作用下，壓縮機將產生明顯的轉速波動。如果不針對負載波動進行補償，可能導致配管 振動過大，或壓縮機失步故障。
【發明內容】
[0006] 針對現有技術中的問題，本發明提供一種壓縮機轉矩補償方法、裝置及空調，能夠 實現對壓縮機轉速波動的有效抑制。
[0007] 為解決上述技術問題，本發明提供以下技術方案：
[0008] 第一方面，本發明提供了一種壓縮機轉矩補償方法，包括：
[0009] 根據壓縮機中電機的當前運行狀況獲取電機轉速估計值c〇est;
[0010] 根據電機轉速波動值ω mrip，獲取峰值轉矩補償量TP ;其中，電機轉速波動值ω mrip =(ω est- ω ref) /P，ω ref為電機轉速指令值，P為電機極對數；
[0011]根據電機轉速指令值ω 與電機轉速估計值ω est，獲取調速峰值轉矩指令To;
[0012] 根據峰值轉矩補償量Tp和調速峰值轉矩指令Το獲取總峰值轉矩指令Tt;
[0013] 根據交流輸入電壓相位08獲取波形變量Wf，并利用波形變量Wf對總峰值轉矩指令 Tt進行調制，得到調制后的轉矩指令IW;
[0014] 根據調制后的轉矩指令Tref以及電機轉矩系數Kt獲取Q軸電流指令Iqref;
[0015] 獲取D軸電流指令Idref;
[0016] 根據Idrrf和Iqrrf以及D軸電流實際值Id和Q軸電流實際值I q，獲取D軸電壓指令Vd和Q 軸電壓指令Vq ;
[0017] 對所述D軸電壓指令Vd及所述Q軸電壓指令Vq進行坐標變換后輸出給電機以驅動所 述壓縮機。
[0018] 優選地，所述根據壓縮機中電機的當前運行狀況獲取電機轉速估計值c〇est，包括：
[0019] 根據下述公式一至公式三獲取電機轉速估計值West:
[0024] 其中，s表示拉普拉斯變換，0est表示角度估計值，coestQ表示初始轉速估計值，4與 毛分別為的電機在α/?3軸方向上有效磁通的估計值，Ld、Lj別為D、Q軸電感，Idref為D軸電流 指令，K e為電機反電勢系數，Va、Vf!為固定坐標系上的電壓指令，id、if!為固定坐標系上的電流 值，0err為偏差角度0-0 est的估計值，κρ_ρ11與Kun分別為鎖相環控制器的比例與積分參數， ω f為速度低通濾波器帶寬。
[0025] 優選地，所述根據電機轉速波動值ωmrip，獲取峰值轉矩補償量!^，包括：
[0026] 根據電機轉速波動值c〇mrip基于傅里葉變換提取電機轉速波動的基波成分；
[0027] 根據提取出的基波成分獲取與基波成分對應的加速度，根據獲取的加速度計算峰 值轉矩補償量。
[0028] 優選地，所述根據電機轉速波動值ω mrip基于傅里葉變換提取電機轉速波動的基 波成分，包括：
[0029] 根據電機轉速波動值comrip利用低通濾波器獲取傅里葉級數系數的估計值，根據 獲取的傅里葉級數系數的估計值進行傅里葉變換，提取電機轉速波動的基波成分。
[0030] 優選地，所述根據提取出的基波成分獲取與基波成分對應的加速度，根據獲取的 加速度計算峰值轉矩補償量，包括：
[0031] 根據提取出的基波成分利用高通濾波器獲取與基波成分對應的加速度，對獲取的 加速度進行預設倍數的放大，獲取所述峰值轉矩補償量T P。
[0032] 優選地，所述根據電機轉速指令值ω re3f與電機轉速估計值ω est，獲取調速峰值轉 矩指令Το，包括：
[0033]根據下述公式四獲取調速峰值轉矩指令To:
[0035] 其中，Kpasr與Kiasr分別為速度控制器的比例增益與積分增益，s表示拉普拉斯變換。
[0036] 優選地，所述根據交流輸入電壓相位08獲取波形變量Wf，包括：
[0037]根據下述公式五獲取波形變量Wf:
[0039] 其中，0d是輸入電流為零的死區角度。
[0040] 優選地，所述獲取D軸電流指令Idrrf，包括：
[0041 ]根據逆變器最大輸出電壓Vmax與逆變器輸出電壓幅值化獲取D軸電流指令Idref。
[0042] 優選地，所述根據逆變器最大輸出電壓Vmax與逆變器輸出電壓幅值％獲取D軸電流 指令Idrrf，包括：
[0043] 根據下面公式六獲取D軸電流指令Idrrf:
[0045] 其中，Ki為積分控制系數，Id_g為電機退磁電流限制值，
Vd為D軸電壓指令，Vq*Q軸電壓指令，Vd。為直流母線電壓。
[0046] 優選地，所述根據Idref和Iqref以及D軸電流實際值Id和Q軸電流實際值I q，獲取D軸 電壓指令Vd和Q軸電壓指令Vq，包括：
[0047] 根據下面公式七獲取D軸電壓指令Vd和Q軸電壓指令Vq:
[0049] 其中，Kpd、Kid為D軸電流控制比例增益與積分增益;KPq、K iq為Q軸電流控制比例增益 與積分增益；ω為電機轉速;K(5為電機反電勢系數;Ld、Lq分別為D軸、Q軸電感。
[0050] 第二方面，本發明還提供了一種壓縮機轉矩補償裝置，包括：
[0051] 轉速估計單元，用于根據壓縮機中電機的當前運行狀況獲取電機轉速估計值 〇 est;
[0052] 轉矩補償控制器，用于根據電機轉速波動值wmrip，獲取峰值轉矩補償量Τρ;其中， 電機轉速波動值ω ?ip= ( ω est-ω ref )/Ρ，ω ref為電機轉速指令值，Ρ為電機極對數；
[0053]速度控制器，用于根據電機轉速指令值《ref與電機轉速估計值ω est，獲取調速峰 值轉矩指令To;
[0054] 加法器，用于根據峰值轉矩補償量TP和調速峰值轉矩指令To獲取總峰值轉矩指令 Tt；
[0055] 波形發生器，用于根據交流輸入電壓相位08獲取波形變量Wf;
[0056] 調制單元，用于利用波形變量Wf對總峰值轉矩指令Tt進行調制，得到調制后的轉矩 指令Tref ;
[0057] 第一獲取單元，用于根據調制后的轉矩指令Trrf以及電機轉矩系數Kt獲取Q軸電流 指令Iqref ;
[0058] 第二獲取單元，用于獲取D軸電流指令Idrrf;
[0059] 電流控制器，用于根據Idref和Iqref以及D軸電流實際值Id和Q軸電流實際值Iq，獲取 D軸電壓指令Vd和Q軸電壓指令vq;
[0060] 轉換輸出單元，用于對所述D軸電壓指令Vd及所述Q軸電壓指令Vq進行坐標變換后 輸出給電機以驅動所述壓縮機。
[0061 ]第三方面，本發明還提供了一種空調，包括如上面所述的壓縮機轉矩補償裝置。
[0062] 由上述技術方案可知，本發明所述的壓縮機轉矩補償方法及裝置，根據壓縮機的 電機轉速估計值獲取包含峰值轉矩補償量以及調速峰值轉矩指令的總峰值轉矩指令T t，然 后根據交流輸入電壓相位9g獲取波形變量Wf，利用波形變量W f對總峰值轉矩指令Tt進行調 制，得到調制后的轉矩指令Trrf，并根據調制后的轉矩指令Trrf獲取Q軸電流指令Iqrrf，最后 根據Idrrf和I qrrf以及D軸電流實際值Id和Q軸電流實際值Iq，獲取D軸電壓指令Vd和Q軸電壓指 令V q，并對對所述D軸電壓指令Vd及所述Q軸電壓指令Vq進行坐標變換后輸出給電機以驅動 所述壓縮機，以實現對壓縮機轉速波動的有效抑制。可見，本發明提供的壓縮機轉矩補償方 法及裝置，根據輸入交流電壓相位與壓縮機轉子角度信息推算出轉矩補償量，可實現對轉 速波動的有效抑制。
【附圖說明】
[0063] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明 的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據 這些附圖獲得其他的附圖。
[0064]圖1是壓縮機負載特性示意圖；
[0065] 圖2是常規壓縮機驅動器電路示意圖；
[0066] 圖3是電容小型化壓縮機驅動器電路示意圖；
[0067] 圖4是本發明第一個實施例提供的壓縮機轉矩補償方法的流程圖；
[0068] 圖5是步驟102所描述的峰值轉矩補償的原理框圖；
[0069]圖6是波形變量Wf的波形示意圖；
[0070]圖7是調制前總峰值轉矩指令Tt與調制后轉矩指令Trrf波形示意圖；
[0071 ]圖8是本發明第三個實施例提供的壓縮機轉矩補償裝置的結構示意圖；
[0072] 圖9是本發明第三個實施例提供的壓縮機轉矩補償裝置的具體實現框圖。
【具體實施方式】
[0073] 為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例 中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是 本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0074] 隨著節能要求的提升，變頻壓縮機的占比正不斷加大，逐漸成為了市場的主流。變 頻壓縮機的調速控制需通過驅動器實現，因而驅動器的性能對壓縮機控制系統具有較大的 影響。
[0075] 圖2為常規壓縮機驅動器電路示意圖。該電路具有AC-DC-AC轉換的電路拓撲結構。 其中，有源PFC(功率因數校正，Power Factor Correction)實現AC-DC轉換，使輸入電流滿 足IEC61000-3-2的諧波要求;逆變電路實現DC-AC轉換，驅動壓縮機運行。此結構的PFC與逆 變電路相互獨立，便于控制器設計，因而得到了廣泛的應用。然而其中間環節較多，導致成 本高且可靠性下降，且直流母線上電解電容的壽命限制了其使用年限。
[0076] 為此，目前市場上出現了一種電容小型化的電機驅動器。圖3為電容小型化壓縮機 驅動器電路示意圖。與常規的交直交驅動電路相比，該電路省去了功率因數校正PFC部分， 并以小容值的薄膜電容(或陶瓷電容)取代電解電容。因此，電容小型化的電機驅動器既能 實現降成本，又能消除電解電容引起的使用壽命瓶頸。
[0077] 與常規的壓縮機驅動器不同，電容小型化驅動器需檢測交流輸入電壓相位，并使 電機輸出的轉矩與輸入電壓保持相位一致，從而實現輸入電流的正弦化。然而，單轉子壓縮 機具有負載隨轉子角度波動的特性，在低頻運行時容易引起較大的轉速波動。圖1為壓縮機 負載特性示意圖。可見負載轉矩^隨著轉子角度呈現周期性波動，且在不同工況下負載波 動的幅值存在明顯差異。當系統壓力處于平衡狀態時，!^可表示為：
[0079] 其中，Τιο表示負載轉矩Τι的直流成分，Tik(k=l，2,...）表示負載轉矩Τι的k次諧波 幅值，約(々=()1 2 .)為k次諧波對應的角度偏差，壓縮機的機械角速度。在負載轉矩Τι 的作用下，壓縮機將產生明顯的轉速波動。如果不針對負載波動進行補償，可能導致配管振 動過大，或壓縮機失步故障。
[0080] 為解決上述問題，本發明提供了一種壓縮機轉矩補償方法及裝置，根據輸入交流 電壓相位與壓縮機轉子角度信息推算出轉矩補償量，以實現對轉速波動的有效抑制。下面 將通過第一至第四實施例對本發明進行詳細解釋說明。
[0081] 圖4示出了本發明第一個實施例提供的壓縮機轉矩補償方法的流程圖，參見圖4， 本發明第一個實施例提供的壓縮機轉矩補償方法包括如下步驟：
[0082] 步驟101:根據壓縮機中電機的當前運行狀況獲取電機轉速估計值c〇est。
[0083] 步驟102:根據電機轉速波動值ω mrip，獲取峰值轉矩補償量TP;其中，電機轉速波動 值ω "ip = ( ω est- ω ref)/Ρ，ω ref為電機轉速指令值，Ρ為電機極對數。
[0084] 步驟103:根據電機轉速指令值ω 與電機轉速估計值ω est，獲取調速峰值轉矩指 令T0〇
[0085] 步驟104:根據峰值轉矩補償量TP和調速峰值轉矩指令To獲取總峰值轉矩指令Tt。
[0086] 步驟105:根據交流輸入電壓相位08獲取波形變量Wf，并利用波形變量Wf對總峰值 轉矩指令Tt進行調制，得到調制后的轉矩指令Trrf。
[0087] 步驟106:根據調制后的轉矩指令Tref以及電機轉矩系數Kt獲取Q軸電流指令Iqref。
[0088] 步驟107:獲取D軸電流指令Idref。
[0089] 步驟108:根據Idref和Iqref以及D軸電流實際值Id和Q軸電流實際值I q，獲取D軸電壓 指令Vd和Q軸電壓指令vq。
[0090] 步驟109:對所述D軸電壓指令Vd及所述Q軸電壓指令Vq進行坐標變換后輸出給電機 以驅動所述壓縮機。
[0091] 本實施例提供的壓縮機轉矩補償方法，根據壓縮機的電機轉速估計值獲取包含峰 值轉矩補償量以及調速峰值轉矩指令的總峰值轉矩指令Tt，然后根據交流輸入電壓相位0 g 獲取波形變量Wf，利用波形變量Wf對總峰值轉矩指令Tt進行調制，得到調制后的轉矩指令 Trrf，并根據調制后的轉矩指令Trrf獲取Q軸電流指令Iqrrf，最后根據Idrrf和Iqrrf以及D軸電流 實際值Id和Q軸電流實際值I q，獲取D軸電壓指令Vd和Q軸電壓指令vq，并對對所述D軸電壓指 令Vd及所述Q軸電壓指令V q進行坐標變換后輸出給電機以驅動所述壓縮機，以實現對壓縮機 轉速波動的有效抑制。可見，本實施例提供的壓縮機轉矩補償方法及裝置，根據輸入交流電 壓相位與壓縮機轉子角度信息推算出轉矩補償量，利用轉矩補償量進行補償，可實現對轉 速波動的有效抑制。
[0092] 在本發明的第二個實施例中，對上述實施例提到的壓縮機轉矩補償方法給出了一 種較佳的實現方式，具體包括如下步驟：
[0093] 步驟101:根據壓縮機中電機的當前運行狀況獲取電機轉速估計值c〇est。
[0094] 在本步驟中，根據下述公式一至公式三獲取電機轉速估計值《est:
[0099] 其中，s表示拉普拉斯變換，0est表示角度估計值，coestQ表示初始轉速估計值，4與 &分別為的電機在α/?3軸方向上有效磁通的估計值，L d、Lj別為D、Q軸電感，I dref為D軸電流 指令，Ke為電機反電勢系數，Va、Vf!為固定坐標系上的電壓指令，id、if!為固定坐標系上的電流 值，0 err為偏差角度0-0est的估計值，κρ_ρ11與Kun分別為鎖相環控制器的比例與積分參數， ω f為速度低通濾波器帶寬。
[0100] 步驟102:根據電機轉速波動值ω mrip，獲取峰值轉矩補償量TP;其中，電機轉速波動 值ω "ip = ( ω est- ω ref)/Ρ，ω ref為電機轉速指令值，Ρ為電機極對數。
[0101] 在本步驟中，采用如下方法獲取峰值轉矩補償量!^，包括：
[0102] 步驟a:根據電機轉速波動值comripS于傅里葉變換提取電機轉速波動的基波成 分；
[0103] 步驟b:根據提取出的基波成分獲取與基波成分對應的加速度，根據獲取的加速度 計算峰值轉矩補償量。
[0104] 進一步地，上述步驟a根據電機轉速波動值c〇mrip基于傅里葉變換提取電機轉速波 動的基波成分，包括：
[0105] 根據電機轉速波動值comrip利用低通濾波器獲取傅里葉級數系數的估計值，根據 獲取的傅里葉級數系數的估計值進行傅里葉變換，提取電機轉速波動的基波成分。
[0106] 作為一種實施方式，例如，可以根據下面公式提取電機轉速波動的基波成分comb:
[0107] 〇mb=AMc*cos(0/P+0com)+A MS*sin(0/P+0com)
[0108] Acjc = n*c〇mripcos(9/P)*[l/(1+Tf*s)]
[0109] Acjs = n*c〇mriPsin(9/P)*[l/(l+Tf*s)]
[0110] 其中，n為放大倍數;Αω。與Aus為傅里葉級數系數的估計值;0_為相位補償量，θ_ = arctan(Thf ωm);Tf為低通濾波器的時間常數;s表示拉普拉斯變換。
[0111 ] 在上述步驟a的基礎之上，進一步地，上述步驟b根據提取出的基波成分獲取與基 波成分對應的加速度，根據獲取的加速度計算峰值轉矩補償量，包括：
[0112] 根據提取出的基波成分利用高通濾波器獲取與基波成分對應的加速度，對獲取的 加速度進行預設倍數的放大，獲取所述峰值轉矩補償量T P。
[0113] 作為一種實施方式，例如，可以根據下面公式根據提取出的基波成分利用高通濾 波器獲取與基波成分對應的加速度Τ/，并對獲取的加速度Τ/進行預設倍數Κ的放大，獲取 所述峰值轉矩補償量Τ Ρ:
[0114] τ/= t〇mb*[s/(l+Thf*s)]
[0115] TP = K*T[/
[0116] 其中，T/為與基波成分〇mb對應的加速度，Thf為高通濾波器的時間常數，K為轉矩 補償增益系數。
[0117] 圖5為一種峰值轉矩補償的原理框圖。其中虛線框所示為基于傅里葉變換的轉速 波動的基波提取環節;Αω。與A us為傅里葉級數系數的估計值;0_為相位補償量；ω mb為相位 補償后的轉速波動基波成分;K為轉矩補償增益系數;Tf與Thf分別為低通濾波器與高通濾波 器的時間常數。相位補償量Θ。?用于抵消高通濾波器與微分之間的相位偏差，其計算式為：
[0118] 9com=arctan(Thf wm) 0
[0119]步驟103:根據電機轉速指令值ω 與電機轉速估計值ω est，獲取調速峰值轉矩指 令T0〇
[0120]在本步驟中，根據下述公式四獲取調速峰值轉矩指令To:
[0122] 其中，Kpasr與Kiasr分別為速度控制器的比例增益與積分增益，s表示拉普拉斯變換。
[0123] 步驟104:根據峰值轉矩補償量TP和調速峰值轉矩指令To獲取總峰值轉矩指令Tt。
[0124] 在本步驟中，將TP與To相加得到總峰值轉矩指令Tt。
[0125] 步驟105:根據交流輸入電壓相位08獲取波形變量Wf，并利用波形變量Wf對總峰值 轉矩指令Tt進行調制，得到調制后的轉矩指令Trrf。
[0126] 在本步驟中，根據下述公式五獲取波形變量Wf:
[0128] 其中，0d是輸入電流為零的死區角度，一般取為〇. 1~〇. 2racLWf的波形如圖6所示， 可見Wf的形狀接近于正弦。
[0129] 其中，在獲取波形變量Wf之后，利用波形變量Wf對總峰值轉矩指令Tt進行調制，得 至|J調制后的轉矩指令Tref = Tt X Wf。
[0130] 圖7為調制前總峰值轉矩指令Tt與調制后轉矩指令Trrf波形示意圖。由波形變量Wf 的表達式可知，Wf的周期平均值Wf_滿足：
[0132] 由于Tref = TtWf，因此Tt與Tref具有相同的周期平均值。然而，從圖7可見，Tref的峰值 比Tt更大。這意味著電容小型化壓縮機驅動器需能承受更大的瞬時峰值電流，因此，在電路 設計時需確保瞬時電流峰值在功率器件的允許范圍以內。
[0133] 步驟106:根據調制后的轉矩指令Tref以及電機轉矩系數Kt獲取Q軸電流指令Iqref。
[0134] 在本步驟中，將調制后的轉矩指令IW除以電機轉矩系數Kt得到Q軸電流指令Iqrrf。
[0135] 步驟107:獲取D軸電流指令Idrrf。
[0136] 在本步驟中，根據逆變器最大輸出電壓Vmax與逆變器輸出電壓幅值￥1獲取D軸電流 指令Idref ;
[0137] 具體地，根據下面公式六獲取D軸電流指令Idrrf:
[0139] 其中，Ki為積分控制系數，Id_g為電機退磁電流限制值，
Vd為D軸電壓指令，Vq*Q軸電壓指令，Vd。為直流母線電壓。
[0140] 步驟108:根據Idrrf和Iqrrf以及D軸電流實際值Id和Q軸電流實際值Iq，獲取D軸電壓 指令Vd和Q軸電壓指令Vq。
[0141 ]在本步驟中，根據下面公式七獲取D軸電壓指令Vd和Q軸電壓指令Vq:
[0143]其中，Kpd、Kid為D軸電流控制比例增益與積分增益;KPq、K iq為Q軸電流控制比例增益 與積分增益；ω為電機轉速;K(5為電機反電勢系數;Ld、Lq分別為D軸、Q軸電感。
[0144] 步驟109:對所述D軸電壓指令Vd及所述Q軸電壓指令Vq進行坐標變換后輸出給電機 以驅動所述壓縮機。
[0145] 在本步驟中，根據電機轉子角度Θ，對Vd、Vq進行坐標變換，得到固定坐標系上的電 壓指令VhVii，坐標變換的計算式如下： V:a - Vd cos (9 - $?η θ
[0146] ^ = sin ^ + ^008#5
[0147] 根據Vc^Ve與直流母線電壓Vd。，利用下面兩個式子可以計算出逆變器UVW三相的占 空比：
[0148] Vu = Va
[0151] Du=(Vu+0.5Vdc)/Vdc
[0152] Dv=(Vv+0.5Vdc)/Vdc；
[0153] Dw=(Vw+0.5Vdc)/Vdc
[0154] 在得到三相占空比后，可實時控制逆變電路的開關，實現對電機瞬時過電壓的保 護。
[0155] 本發明第三個實施例提供了一種壓縮機轉矩補償裝置，參見圖8,該裝置包括:轉 速估計單元81、轉矩補償控制器82、速度控制器83、加法器84、波形發生器85、調制單元86、 第一獲取單元87、第二獲取單元88、電流控制器89和轉換輸出單元90;
[0156] 轉速估計單元81，用于根據壓縮機中電機的當前運行狀況獲取電機轉速估計值 〇 est;
[0157] 轉矩補償控制器82，用于根據電機轉速波動值ω mrip，獲取峰值轉矩補償量TP;其 中，電機轉速波動值ω _ = ( ω est- ω ref )/Ρ，ω ref為電機轉速指令值，Ρ為電機極對數；
[0158]速度控制器83,用于根據電機轉速指令值coref與電機轉速估計值coest，獲取調速 峰值轉矩指令To;
[0159] 加法器84,用于根據峰值轉矩補償量TP和調速峰值轉矩指令To獲取總峰值轉矩指 令Tt;
[0160] 波形發生器85，用于根據交流輸入電壓相位0g獲取波形變量Wf;
[0161] 調制單元86,用于利用波形變量Wf對總峰值轉矩指令Tt進行調制，得到調制后的轉 矩指令Tref ;
[0162] 第一獲取單元87,用于根據調制后的轉矩指令Tref以及電機轉矩系數Kt獲取Q軸電 流指令I qrrf;
[0163] 第二獲取單元88,用于獲取D軸電流指令Idrrf;
[0164] 電流控制器89,用于根據Idref和Iqref以及D軸電流實際值Id和Q軸電流實際值Iq，獲 取D軸電壓指令Vd和Q軸電壓指令V q;
[0165] 轉換輸出單元90,用于對所述D軸電壓指令Vd及所述Q軸電壓指令Vq進行坐標變換 后輸出給電機以驅動所述壓縮機。
[0166] 其中，轉換輸出單元90中包括一些功能模塊，如脈沖寬度調制HVM模塊、矢量變換 模塊以及占空比計算模塊等。
[0167] 圖9是本發明第三個實施例提供的壓縮機轉矩補償裝置的具體實現框圖。
[0168] 本實施例所述的壓縮機轉矩補償裝置，可以用于執行上述實施例所述的壓縮機轉 矩補償方法，其原理和技術效果類似，此處不再詳述。
[0169] 基于同樣的發明構思，本發明第四個實施例提供了一種空調，包括如上面實施例 所述的壓縮機轉矩補償裝置。該空調由于包括上述任意一種壓縮機轉矩補償裝置，因而可 以解決同樣的技術問題，并取得相同的技術效果。
[0170] 在本發明的描述中，需要說明的是，術語"上"、"下"等指示的方位或位置關系為基 于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示 所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本 發明的限制。除非另有明確的規定和限定，術語"安裝"、"相連"、"連接"應做廣義理解，例 如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連 接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本 領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0171]還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個 實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間 存在任何這種實際的關系或者順序。而且，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、物品或者設備不僅包括那些要 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、物品或者設備 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 包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0172]以上實施例僅用于說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例 對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施 例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或替 換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1. 一種壓縮機轉矩補償方法，其特征在于，包括： 根據壓縮機中電機的當前運行狀況獲取電機轉速估計值COf3st; 根據電機轉速波動值Wmrip，獲取峰值轉矩補償量Tp;其中，電機轉速波動值Wmrip = (ω est- ω ref) /P，ω ref為電機轉速指令值，P為電機極對數； 根據電機轉速指令值ω 與電機轉速估計值ω est，獲取調速峰值轉矩指令T0; 根據峰值轉矩補償量Tp和調速峰值轉矩指令To獲取總峰值轉矩指令Tt; 根據交流輸入電壓相位98獲取波形變量Wf，并利用波形變量Wf對總峰值轉矩指令T t進行 調制，得到調制后的轉矩指令IW; 根據調制后的轉矩指令Trrf以及電機轉矩系數Kt獲取Q軸電流指令Iqrrf; 獲取D軸電流指令Idrrf; 根據Idrrf、Iqrrf、D軸電流實際值Id和Q軸電流實際值Iq，獲取D軸電壓指令Vd和Q軸電壓指 令Vq; 對所述D軸電壓指令Vd及所述Q軸電壓指令Vq進行坐標變換后輸出給電機以驅動所述壓 縮機。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據壓縮機中電機的當前運行狀況獲 取電機轉速估計值ω est，包括： 根據下述公式一至公式三獲取電機轉速估計值ω est:其中，s表示拉普拉斯變換，0est表示角度估計值，ω Mto表示初始轉速估計值，尤.與ip分 別為的電機在α/β軸方向上有效磁通的估計值，Ld、Lq分別為D、Q軸電感，Idrrf為D軸電流指 令，K e為電機反電勢系數，Va、Vfi為固定坐標系上的電壓指令，id、if!為固定坐標系上的電流 值，0err為偏差角度0-0 est的估計值，Kp_pll與Klj5ll分別為鎖相環控制器的比例與積分參數， ω f為速度低通濾波器帶寬。3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據電機轉速波動值ω mrip，獲取峰值 轉矩補償量Tp，包括： 根據電機轉速波動值ω mrip基于傅里葉變換提取電機轉速波動的基波成分； 根據提取出的基波成分獲取與基波成分對應的加速度，根據獲取的加速度計算峰值轉 矩補償量。4. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據電機轉速波動值ω mrip基于傅里葉 變換提取電機轉速波動的基波成分，包括： 根據電機轉速波動值《mrlp利用低通濾波器獲取傅里葉級數系數的估計值，根據獲取的 傅里葉級數系數的估計值進行傅里葉變換，提取電機轉速波動的基波成分。5. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據提取出的基波成分獲取與基波成 分對應的加速度，根據獲取的加速度計算峰值轉矩補償量，包括： 根據提取出的基波成分利用高通濾波器獲取與基波成分對應的加速度，對獲取的加速 度進行預設倍數的放大，獲取所述峰值轉矩補償量Tp。6. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據電機轉速指令值Core3f與電機轉速 估計值ω Mt，獲取調速峰值轉矩指令To，包括： 根據下述公式四獲取調速峰值轉矩指令To:公式四 其中，心^與心^分別為速度控制器的比例增益與積分增益，s表示拉普拉斯變換。7. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據交流輸入電壓相位08獲取波形變 量Wf，包括： 根據下述公式五獲取波形變量Wf:其中，9d是輸入電流為零的死區角度。 8 .根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取D軸電流指令Idrrf，包括： 根據逆變器最大輸出電壓Vmax與逆變器輸出電壓幅值￥1獲取D軸電流指令Idref。9. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據逆變器最大輸出電壓Vmax與逆變 器輸出電壓幅值￥:獲取D軸電流指令Idrrf，包括： 根據下面公式六獲取D軸電流指令Idrrf:公式六 其中，K1為積分控制系數，Id_g為電機退磁電流限制值，D軸電壓指令，VqSQ軸電壓指令，Vd。為直流母線電壓。10. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據IdW和Iqre3f以及D軸電流實際值 Id和Q軸電流實際值I q，獲取D軸電壓指令Vd和Q軸電壓指令Vq，包括： 根據下面公式七獲取D軸電壓指令Vd和Q軸電壓指令Vq:Vd = VdO-WLqIq Vq = VqO+ ω LdId+ ω Ke 其中，Kpd、Kid為D軸電流控制比例增益與積分增益;Kpq、Kiq為Q軸電流控制比例增益與積 分增益；ω為電機轉速;Kf3為電機反電勢系數;Ld、Lq分別為D軸、Q軸電感。11. 一種壓縮機轉矩補償裝置，其特征在于，包括： 轉速估計單元，用于根據壓縮機中電機的當前運行狀況獲取電機轉速估計值Wf3st; 轉矩補償控制器，用于根據電機轉速波動值ωmrip，獲取峰值轉矩補償量Tp;其中，電機 轉速波動值ω Wp = ( ω est-ω ref)/P，ω ref為電機轉速指令值，P為電機極對數； 速度控制器，用于根據電機轉速指令值ω re3f與電機轉速估計值ω est，獲取調速峰值轉 矩指令To; 加法器，用于根據峰值轉矩補償量Tp和調速峰值轉矩指令To獲取總峰值轉矩指令Tt; 波形發生器，用于根據交流輸入電壓相位98獲取波形變量Wf; 調制單元，用于利用波形變量Wf對總峰值轉矩指令Tt進行調制，得到調制后的轉矩指令 Tref； 第一獲取單元，用于根據調制后的轉矩指令Trrf以及電機轉矩系數Kt獲取Q軸電流指令 Iqref ； 第二獲取單元，用于獲取D軸電流指令Idrrf ; 電流控制器，用于根據Idref和Iqref以及D軸電流實際值Id和Q軸電流實際值Iq，獲取D軸電 壓指令Vd和Q軸電壓指令Vq; 轉換輸出單元，用于對所述D軸電壓指令Vd及所述Q軸電壓指令Vq進行坐標變換后輸出 給電機以驅動所述壓縮機。12. -種空調，其特征在于，包括如權利要求11所述的壓縮機轉矩補償裝置。
【文檔編號】H02P21/18GK106026818SQ201610524742
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月4日
【發明人】張國柱
【申請人】廣東美的制冷設備有限公司