速度波動(dòng)的抑制方法、控制裝置和壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種永磁同步電機(jī)的速度波動(dòng)的抑制方法，其包括以下步驟：獲取永磁同步電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速ω_ref、反饋轉(zhuǎn)速、波動(dòng)轉(zhuǎn)速Δω、q軸電感Lq和永磁體磁鏈；對(duì)Δω進(jìn)行PI調(diào)節(jié)以獲得q軸參考電流Iq_ref，并根據(jù)Iq_ref、ω_ref、Δω和獲得q軸目標(biāo)電壓Ud*；根據(jù)Ud*對(duì)q軸實(shí)際電壓進(jìn)行PI控制以獲得q軸補(bǔ)償電流Iq_add；根據(jù)Iq_ref、Iq_add、ω_ref、Δω和Lq獲得d軸目標(biāo)電壓Ud*，并根據(jù)Ud*對(duì)d軸實(shí)際電壓進(jìn)行PI控制以獲得d軸補(bǔ)償電流Id_add；將Iq_add與Iq_ref相疊加以對(duì)q軸電流進(jìn)行前饋補(bǔ)償，并將Id_add與d軸參考電流相疊加以對(duì)d軸電流進(jìn)行前饋補(bǔ)償。該抑制方法能夠通過(guò)對(duì)d軸電流和q軸電流進(jìn)行前饋補(bǔ)償以實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)的速度波動(dòng)進(jìn)行有效抑制。本發(fā)明還公開(kāi)一種永磁同步電機(jī)的控制裝置和一種壓縮機(jī)控制系統(tǒng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】速度波動(dòng)的抑制方法、控制裝置和壓縮機(jī)控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor，永磁同步電機(jī)）控制技 術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種永磁同步電機(jī)的速度波動(dòng)的抑制方法、一種永磁同步電機(jī)的控制裝 置以及一種具有該永磁同步電機(jī)的控制裝置的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在控制永磁同步電機(jī)時(shí)，需要抑制永磁同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)的速度波動(dòng)，抑制速度波 動(dòng)可以相對(duì)地抑制噪音和振動(dòng)，提高客戶(hù)使用的舒適性，同時(shí)也可以防止電機(jī)在突加負(fù)載 或突卸負(fù)載時(shí)電機(jī)失步的情況發(fā)生。
[0003] 相關(guān)技術(shù)中，永磁同步電機(jī)的控制技術(shù)中存在以下問(wèn)題：
[0004] 1、速度環(huán)帶寬較低，在突加、突卸負(fù)載中容易失步，且速度波動(dòng)大，需要很長(zhǎng)一段 時(shí)間速度才能穩(wěn)定，對(duì)于一些特殊場(chǎng)合諸如伺服電機(jī)控制不適用。而目前業(yè)內(nèi)普遍做法就 是加大速度環(huán)帶寬，但是帶來(lái)的就是速度紋波大，速度容易超調(diào)，并且沒(méi)有一個(gè)帶寬適合全 頻段以及各種負(fù)荷條件；
[0005] 2、周期性負(fù)載會(huì)導(dǎo)致電機(jī)速度波動(dòng)，例如壓縮機(jī)負(fù)載導(dǎo)致的速度波動(dòng)如果不加以 抑制，就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，空調(diào)長(zhǎng)期運(yùn)行在振動(dòng)較大的情況下容易產(chǎn)生裂管的危險(xiǎn)，對(duì)于空調(diào)質(zhì) 量有嚴(yán)重影響。
[0006] 因此，需要對(duì)永磁同步電機(jī)的控制技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的旨在至少?gòu)囊欢ǔ潭壬辖鉀Q上述的技術(shù)缺陷。
[0008] 為此，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提出一種永磁同步電機(jī)的速度波動(dòng)的抑制方法， 能夠通過(guò)對(duì)d軸電流和q軸電流進(jìn)行前饋補(bǔ)償以實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)的速度波動(dòng)進(jìn) 行有效抑制。
[0009] 本發(fā)明的第二目的在于提出一種永磁同步電機(jī)的控制裝置。本發(fā)明第三個(gè)目的在 于提出一種壓縮機(jī)控制系統(tǒng)。
[0010] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第一方面實(shí)施例提出的一種永磁同步電機(jī)的速度波動(dòng)的 抑制方法，包括以下步驟：獲取永磁同步電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和反饋轉(zhuǎn)速，并根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速 和反饋轉(zhuǎn)速獲取所述永磁同步電機(jī)的波動(dòng)轉(zhuǎn)速；獲取所述永磁同步電機(jī)的q軸電感和永磁 體磁鏈；對(duì)所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速進(jìn)行速度環(huán)PI調(diào)節(jié)以獲得q軸參考電流，并根據(jù)所述q軸參考電 流、所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速、所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速和所述永磁體磁鏈獲得q軸目標(biāo)電壓；根據(jù)所述q軸目標(biāo) 電壓對(duì)q軸實(shí)際電壓進(jìn)行PI控制以獲得q軸補(bǔ)償電流；根據(jù)所述q軸參考電流、所述q軸 補(bǔ)償電流、所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速、所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速和所述q軸電感獲得d軸目標(biāo)電壓，并根據(jù)所述d 軸目標(biāo)電壓對(duì)d軸實(shí)際電壓進(jìn)行PI控制以獲得d軸補(bǔ)償電流；將所述q軸補(bǔ)償電流與所述 q軸參考電流相疊加以對(duì)q軸電流進(jìn)行前饋補(bǔ)償，并且將所述d軸補(bǔ)償電流與d軸參考電流 相疊加以對(duì)d軸電流進(jìn)行前饋補(bǔ)償。 toon] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的速度波動(dòng)的抑制方法，首先獲取永磁同步電 機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和反饋轉(zhuǎn)速以及永磁同步電機(jī)的q軸電感和永磁體磁鏈，并根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn) 速和反饋轉(zhuǎn)速獲取所述永磁同步電機(jī)的波動(dòng)轉(zhuǎn)速，然后對(duì)所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速進(jìn)行速度環(huán)PI調(diào) 節(jié)以獲得q軸參考電流，并根據(jù)所述q軸參考電流、所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速、所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速和所述永 磁體磁鏈獲得q軸目標(biāo)電壓，接著根據(jù)所述q軸目標(biāo)電壓對(duì)q軸實(shí)際電壓進(jìn)行PI控制以獲 得q軸補(bǔ)償電流，同時(shí)根據(jù)所述q軸參考電流、所述q軸補(bǔ)償電流、所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速、所述波動(dòng) 轉(zhuǎn)速和所述q軸電感獲得d軸目標(biāo)電壓，并根據(jù)所述d軸目標(biāo)電壓對(duì)d軸實(shí)際電壓進(jìn)行PI 控制以獲得d軸補(bǔ)償電流，最后將所述q軸補(bǔ)償電流與所述q軸參考電流相疊加以對(duì)q軸 電流進(jìn)行前饋補(bǔ)償，并且將所述d軸補(bǔ)償電流與d軸參考電流相疊加以對(duì)d軸電流進(jìn)行前 饋補(bǔ)償。因此，本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的速度波動(dòng)的抑制方法通過(guò)對(duì)d軸電流和q 軸電流進(jìn)行前饋補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)q軸電壓和d軸電壓的調(diào)節(jié)，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步電機(jī)運(yùn) 行時(shí)的速度波動(dòng)進(jìn)行有效抑制，減小振動(dòng)的產(chǎn)生，防止周期性負(fù)載或負(fù)載突變時(shí)電磁力矩 跟蹤不上負(fù)載力矩而導(dǎo)致的電機(jī)失步等情況發(fā)生，保證永磁同步電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)以下公式獲得所述q軸目標(biāo)電壓：
[0013] U，I = lq^ref xR + r,, - lowpass(Aco)) X φ,
[0014] 其中，U:為所述q軸目標(biāo)電壓，I, 為所述q軸參考電流，R為相電阻，ω 為所 述目標(biāo)轉(zhuǎn)速，△ ω為所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速，0/為所述永磁體磁鏈。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)以下公式獲得所述d軸目標(biāo)電壓：
[0016] Ud* = (Iq ^+1^) X (ω ref-l〇Wpass(A ω)) X (-Lq)
[0017] 其中，υ/為所述d軸目標(biāo)電壓，I, 為所述q軸參考電流，為所述q軸補(bǔ)償 電流，為所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速，Δ ω為所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速，Lq為q軸電感。
[0018] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，在獲得所述q軸目標(biāo)電壓或所述d軸目標(biāo)電壓時(shí)，以d軸目 標(biāo)電流為〇控制所述永磁同步電機(jī)。
[0019] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第二方面實(shí)施例提出的一種永磁同步電機(jī)的控制裝置， 包括：獲取模塊，用于獲取永磁同步電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和反饋轉(zhuǎn)速，并根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速和反 饋轉(zhuǎn)速獲取所述永磁同步電機(jī)的波動(dòng)轉(zhuǎn)速，以及獲取所述永磁同步電機(jī)的q軸電感和永磁 體磁鏈；q軸補(bǔ)償電流計(jì)算模塊，用于對(duì)所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速進(jìn)行速度環(huán)PI調(diào)節(jié)以獲得q軸參考 電流，并根據(jù)所述q軸參考電流、所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速、所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速和所述永磁體磁鏈獲得q軸 目標(biāo)電壓，以及根據(jù)所述q軸目標(biāo)電壓對(duì)q軸實(shí)際電壓進(jìn)行PI控制以獲得q軸補(bǔ)償電流； d軸補(bǔ)償電流計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述q軸參考電流、所述q軸補(bǔ)償電流、所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速、所 述波動(dòng)轉(zhuǎn)速和所述q軸電感獲得d軸目標(biāo)電壓，并根據(jù)所述d軸目標(biāo)電壓對(duì)d軸實(shí)際電壓 進(jìn)行PI控制以獲得d軸補(bǔ)償電流；q軸電流補(bǔ)償模塊，用于將所述q軸補(bǔ)償電流疊加到所 述q軸參考電流以對(duì)q軸電流進(jìn)行前饋補(bǔ)償；d軸電流補(bǔ)償模塊，用于將所述d軸補(bǔ)償電流 疊加到d軸參考電流以對(duì)d軸電流進(jìn)行前饋補(bǔ)償。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的控制裝置，通過(guò)獲取模塊獲取永磁同步電機(jī) 的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和反饋轉(zhuǎn)速以及所述永磁同步電機(jī)的q軸電感和永磁體磁鏈，并根據(jù)所述目標(biāo) 轉(zhuǎn)速和反饋轉(zhuǎn)速獲取所述永磁同步電機(jī)的波動(dòng)轉(zhuǎn)速，然后通過(guò)q軸補(bǔ)償電流計(jì)算模塊獲得 q軸補(bǔ)償電流，同時(shí)通過(guò)d軸補(bǔ)償電流計(jì)算模塊獲得d軸補(bǔ)償電流，最后通過(guò)q軸電流補(bǔ)償 模塊將所述q軸補(bǔ)償電流疊加到所述q軸參考電流以對(duì)q軸電流進(jìn)行前饋補(bǔ)償，并通過(guò)d 軸電流補(bǔ)償模塊將所述d軸補(bǔ)償電流疊加到d軸參考電流以對(duì)d軸電流進(jìn)行前饋補(bǔ)償。因 此，本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的控制裝置通過(guò)對(duì)d軸電流和q軸電流進(jìn)行前饋補(bǔ)償，從 而實(shí)現(xiàn)對(duì)q軸電壓和d軸電壓的調(diào)節(jié)，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)的速度波動(dòng)進(jìn)行有 效抑制，減小振動(dòng)的產(chǎn)生，防止周期性負(fù)載或負(fù)載突變時(shí)電磁力矩跟蹤不上負(fù)載力矩而導(dǎo) 致的電機(jī)失步等情況發(fā)生，保證永磁同步電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述q軸補(bǔ)償電流計(jì)算模塊根據(jù)以下公式獲得所述q 軸目標(biāo)電壓：
[0022]

【權(quán)利要求】
1. 一種永磁同步電機(jī)的速度波動(dòng)的抑制方法，其特征在于，包括以下步驟： 獲取永磁同步電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和反饋轉(zhuǎn)速，并根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速和反饋轉(zhuǎn)速獲取所述 永磁同步電機(jī)的波動(dòng)轉(zhuǎn)速； 獲取所述永磁同步電機(jī)的q軸電感和永磁體磁鏈； 對(duì)所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速進(jìn)行速度環(huán)PI調(diào)節(jié)以獲得q軸參考電流，并根據(jù)所述q軸參考電流、 所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速、所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速和所述永磁體磁鏈獲得q軸目標(biāo)電壓； 根據(jù)所述q軸目標(biāo)電壓對(duì)q軸實(shí)際電壓進(jìn)行PI控制以獲得q軸補(bǔ)償電流； 根據(jù)所述q軸參考電流、所述q軸補(bǔ)償電流、所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速、所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速和所述q軸 電感獲得d軸目標(biāo)電壓，并根據(jù)所述d軸目標(biāo)電壓對(duì)d軸實(shí)際電壓進(jìn)行PI控制以獲得d軸 補(bǔ)償電流； 將所述q軸補(bǔ)償電流與所述q軸參考電流相疊加以對(duì)q軸電流進(jìn)行前饋補(bǔ)償，并且將 所述d軸補(bǔ)償電流與d軸參考電流相疊加以對(duì)d軸電流進(jìn)行前饋補(bǔ)償。
2. 如權(quán)利要求1所述的永磁同步電機(jī)的速度波動(dòng)的抑制方法，其特征在于，根據(jù)以下 公式獲得所述q軸目標(biāo)電壓： L!，1 = lq r,, xR + (?_?/ - iowpciss(Aco)) X (pt 其中，U/為所述q軸目標(biāo)電壓，為所述q軸參考電流，R為相電阻，ω 為所述目 標(biāo)轉(zhuǎn)速，△ ω為所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速，Ρ/為所述永磁體磁鏈。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的永磁同步電機(jī)的速度波動(dòng)的抑制方法，其特征在于，根據(jù)以 下公式獲得所述d軸目標(biāo)電壓： Ud* = (WL-add) X (ω-ref_l〇wpass(A ω)) X (-Lq) 其中，U/為所述d軸目標(biāo)電壓，Ig#為所述q軸參考電流，I, add為所述q軸補(bǔ)償電流， 為所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速，Α ω為所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速，為q軸電感。
4. 如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的永磁同步電機(jī)的速度波動(dòng)的抑制方法，其特征在于， 在獲得所述q軸目標(biāo)電壓或所述d軸目標(biāo)電壓時(shí)，以d軸目標(biāo)電流為0控制所述永磁同步 電機(jī)。
5. -種永磁同步電機(jī)的控制裝置，其特征在于，包括： 獲取模塊，用于獲取永磁同步電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和反饋轉(zhuǎn)速，并根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速和反 饋轉(zhuǎn)速獲取所述永磁同步電機(jī)的波動(dòng)轉(zhuǎn)速，以及獲取所述永磁同步電機(jī)的q軸電感和永磁 體磁鏈； q軸補(bǔ)償電流計(jì)算模塊，用于對(duì)所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速進(jìn)行速度環(huán)PI調(diào)節(jié)以獲得q軸參考電流， 并根據(jù)所述q軸參考電流、所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速、所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速和所述永磁體磁鏈獲得q軸目標(biāo)電 壓，以及根據(jù)所述q軸目標(biāo)電壓對(duì)q軸實(shí)際電壓進(jìn)行PI控制以獲得q軸補(bǔ)償電流； d軸補(bǔ)償電流計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述q軸參考電流、所述q軸補(bǔ)償電流、所述目標(biāo)轉(zhuǎn) 速、所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速和所述q軸電感獲得d軸目標(biāo)電壓，并根據(jù)所述d軸目標(biāo)電壓對(duì)d軸實(shí)際 電壓進(jìn)行PI控制以獲得d軸補(bǔ)償電流； q軸電流補(bǔ)償模塊，用于將所述q軸補(bǔ)償電流疊加到所述q軸參考電流以對(duì)q軸電流進(jìn) 行前饋補(bǔ)償； d軸電流補(bǔ)償模塊，用于將所述d軸補(bǔ)償電流疊加到d軸參考電流以對(duì)d軸電流進(jìn)行前 饋補(bǔ)償。
6. 如權(quán)利要求5所述的永磁同步電機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述q軸補(bǔ)償電流計(jì)算 模塊根據(jù)以下公式獲得所述q軸目標(biāo)電壓： U，I = la ,,, xR + (ω ,,, - k)\vpass{^0)) X ψ. 其中，U/為所述q軸目標(biāo)電壓，為所述q軸參考電流，R為相電阻，ω 為所述目 標(biāo)轉(zhuǎn)速，△ ω為所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速，為所述永磁體磁鏈。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的永磁同步電機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述d軸電流補(bǔ)償 模塊根據(jù)以下公式獲得所述d軸目標(biāo)電壓： Ud* = (WL-add) X (ω-ref_l〇wpass(A ω)) X (-Lq) 其中，U/為所述d軸目標(biāo)電壓，Ig#為所述q軸參考電流，I, add為所述q軸補(bǔ)償電流， 為所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速，Α ω為所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速，為q軸電感。
8. 如權(quán)利要求5-7中任一項(xiàng)所述的永磁同步電機(jī)的控制裝置，其特征在于，在所述q軸 補(bǔ)償電流計(jì)算模塊獲得所述q軸目標(biāo)電壓或所述d軸補(bǔ)償電流計(jì)算模塊獲得所述d軸目標(biāo) 電壓時(shí)，所述控制裝置以d軸目標(biāo)電流為0控制所述永磁同步電機(jī)。
9. 一種壓縮機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利5-8中任一項(xiàng)所述的永磁同步電機(jī) 的控制裝置。
【文檔編號(hào)】H02P21/05GK104113253SQ201410312964
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】廖四清, 任新杰, 宋萬(wàn)杰 申請(qǐng)人:廣東美芝制冷設(shè)備有限公司