本發(fā)明涉及電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)及其控制方法、裝置。
背景技術(shù)：
：隨著消費者對機(jī)電產(chǎn)品節(jié)能性要求的提升，效率更高的永磁同步電機(jī)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。常規(guī)變頻驅(qū)動器的直流母線電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)，逆變部分與輸入交流電壓相對獨立，從而使逆變部分的控制無需考慮輸入交流電壓的瞬時變化，便于控制方法的實現(xiàn)。然而，這種設(shè)計方法需要配備容值較大的電解電容，使得驅(qū)動器體積變大，成本提升，而且電解電容的壽命有限，其有效工作時間往往是變頻驅(qū)動器壽命的瓶頸。針對上述問題，相關(guān)技術(shù)中提出了以小容值的薄膜電容或陶瓷電容取代電解電容的策略，與常規(guī)變頻驅(qū)動器相比，省去了功率因數(shù)校正部分，而且小型化的電容既能降低成本，又能消除電解電容引起的使用壽命瓶頸問題。但是，由于薄膜電容或陶瓷電容容值很小，通常只有常規(guī)高壓電解電容容值的1％-2％，因此當(dāng)輸入交流電壓發(fā)生驟變時，直流母線電壓也會隨之變化，如果此時不能及時控制電機(jī)，則將發(fā)生電機(jī)失控或電控?fù)p壞。例如，當(dāng)空調(diào)器的壓縮機(jī)處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，如果輸入交流電壓發(fā)生跌落，則會因直流母線電壓過低而無法輸出足夠的力矩，導(dǎo)致壓縮機(jī)失步，甚至損壞逆變部分，如IPM(IntelligentPowerModule，智能功率模塊)。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的第一個目的在于提出一種無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，該方法根據(jù)輸入交流電壓計算壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率，以在輸入交流電壓驟變時能夠及時限制壓縮機(jī)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，從而有效避免壓縮機(jī)電機(jī)失控或電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)損壞，保證壓縮機(jī)電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行。本發(fā)明的第二個目的在于提出一種無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置。本發(fā)明的第三個目的在于提出一種無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面實施例提出了一種無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：實時檢測電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的輸入交流電壓；根據(jù)所述輸入交流電壓計算壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率；以及根據(jù)所述當(dāng)前最高運行頻率對所述壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制。根據(jù)本發(fā)明實施例的無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，實時檢測電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的輸入交流電壓，并根據(jù)輸入交流電壓計算壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率，以及根據(jù)當(dāng)前最高運行頻率對壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制，以在輸入交流電壓驟變時能夠及時限制壓縮機(jī)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，從而有效避免壓縮機(jī)電機(jī)失控或電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)損壞，保證壓縮機(jī)電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述輸入交流電壓上升時，通過以下公式計算所述壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率：其中，F(xiàn)max為所述壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率，Vrms為所述輸入交流電壓的有效值，V2為第二預(yù)設(shè)電壓，V3為第三預(yù)設(shè)電壓，V5為第五預(yù)設(shè)電壓，F(xiàn)max1為所述V2對應(yīng)的所述壓縮機(jī)電機(jī)的最高運行頻率，F(xiàn)max2為所述V3對應(yīng)的所述壓縮機(jī)電機(jī)的最高運行頻率，且V2<V3<V5。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述輸入交流電壓下降時，通過以下公式計算所述壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率：其中，F(xiàn)max為所述壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率，Vrms為所述輸入交流電壓的有效值，V1為第一預(yù)設(shè)電壓，V2為第二預(yù)設(shè)電壓，V3為第三預(yù)設(shè)電壓，V4為第四預(yù)設(shè)電壓，F(xiàn)max1為所述V2對應(yīng)的所述壓縮機(jī)電機(jī)的最高運行頻率，F(xiàn)max2為所述V3對應(yīng)的所述壓縮機(jī)電機(jī)的最高運行頻率，且V1<V2<V3<V4。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述根據(jù)所述當(dāng)前最高運行頻率對所述壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制，包括：根據(jù)所述當(dāng)前最高運行頻率計算所述壓縮機(jī)電機(jī)的最高運行轉(zhuǎn)速；獲取所述最高運行轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)的給定轉(zhuǎn)速之間的較小值，并根據(jù)所述較小值對所述壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述根據(jù)所述當(dāng)前最高運行頻率對所述壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制，還包括：獲取所述輸入交流電壓的電壓瞬時值，并根據(jù)所述電壓瞬時值計算所述輸入交流電壓的相位估計值；對所述壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行估計以獲得所述壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度估計值和轉(zhuǎn)子速度估計值；根據(jù)所述較小值、所述轉(zhuǎn)子速度估計值、所述輸入交流電壓的形狀和所述相位估計值計算所述壓縮機(jī)電機(jī)的q軸給定電流；根據(jù)逆變電路的最大輸出電壓和所述逆變電路的輸出電壓幅值計算所述壓縮機(jī)電機(jī)的d軸給定電流；根據(jù)所述q軸給定電流、所述d軸給定電流、q軸實際電流和d軸實際電流獲取所述壓縮機(jī)電機(jī)的q軸給定電壓和d軸給定電壓，并根據(jù)所述q軸給定電壓、所述d軸給定電壓、所述轉(zhuǎn)子角度估計值生成控制信號，以及根據(jù)所述控制信號通過所述逆變電路對所述壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第二方面實施例提出的一種無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置，包括：電壓檢測模塊，用于實時檢測電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的輸入交流電壓；第一計算模塊，用于根據(jù)所述輸入交流電壓計算壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率；以及控制模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前最高運行頻率對所述壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制。根據(jù)本發(fā)明實施例的無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置，通過電壓檢測模塊實時檢測電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的輸入交流電壓，第一計算模塊根據(jù)輸入交流電壓計算壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率，控制模塊根據(jù)當(dāng)前最高運行頻率對壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制，以在輸入交流電壓驟變時能夠及時限制壓縮機(jī)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，從而有效避免壓縮機(jī)電機(jī)失控或電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)損壞，保證壓縮機(jī)電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述輸入交流電壓上升時，所述第一計算模塊通過以下公式計算所述壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率：其中，F(xiàn)max為所述壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率，Vrms為所述輸入交流電壓的有效值，V2為第二預(yù)設(shè)電壓，V3為第三預(yù)設(shè)電壓，V5為第五預(yù)設(shè)電壓，F(xiàn)max1為所述V2對應(yīng)的所述壓縮機(jī)電機(jī)的最高運行頻率，F(xiàn)max2為所述V3對應(yīng)的所述壓縮機(jī)電機(jī)的最高運行頻率，且V2<V3<V5。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述輸入交流電壓下降時，所述第一計算模塊通過以下公式計算所述壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率：其中，F(xiàn)max為所述壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率，Vrms為所述輸入交流電壓的有效值，V1為第一預(yù)設(shè)電壓，V2為第二預(yù)設(shè)電壓，V3為第三預(yù)設(shè)電壓，V4為第四預(yù)設(shè)電壓，F(xiàn)max1為所述V2對應(yīng)的所述壓縮機(jī)電機(jī)的最高運行頻率，F(xiàn)max2為所述V3對應(yīng)的所述壓縮機(jī)電機(jī)的最高運行頻率，且V1<V2<V3<V4。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制模塊包括：第二計算模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前最高運行頻率計算所述壓縮機(jī)電機(jī)的最高運行轉(zhuǎn)速；比較模塊，用于獲取所述最高運行轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)的給定轉(zhuǎn)速之間的較小值，以根據(jù)所述較小值對所述壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制模塊還包括：相位檢測鎖相環(huán)模塊，用于獲取所述輸入交流電壓的電壓瞬時值，并根據(jù)所述電壓瞬時值計算所述輸入交流電壓的相位估計值；位置速度估計器，用于對所述壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行估計以獲得所述壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度估計值和轉(zhuǎn)子速度估計值；q軸給定電流計算模塊，用于根據(jù)所述較小值、所述轉(zhuǎn)子速度估計值、所述輸入交流電壓的形狀和所述相位估計值計算所述壓縮機(jī)電機(jī)的q軸給定電流；d軸給定電流計算模塊，用于根據(jù)逆變電路的最大輸出電壓和所述逆變電路的輸出電壓幅值計算所述壓縮機(jī)電機(jī)的d軸給定電流；電流控制器，用于根據(jù)所述q軸給定電流、所述d軸給定電流、q軸實際電流和d軸實際電流獲取所述壓縮機(jī)電機(jī)的q軸給定電壓和d軸給定電壓，并根據(jù)所述q軸給定電壓、所述d軸給定電壓、所述轉(zhuǎn)子角度估計值生成控制信號，以及根據(jù)所述控制信號通過所述逆變電路對所述壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制。此外，本發(fā)明的實施例還提出了一種無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其包括上述的無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置。本發(fā)明實施例的無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，通過上述的控制裝置，能夠根據(jù)輸入交流電壓計算壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率，以在輸入交流電壓驟變時能夠及時限制壓縮機(jī)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，從而有效避免壓縮機(jī)電機(jī)失控或電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)損壞，保證壓縮機(jī)電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行。附圖說明圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法的流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的輸入交流電壓上升時壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的輸入交流電壓下降時壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法的流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的相位檢測鎖相環(huán)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。下面參考附圖來描述本發(fā)明實施例提出的無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)及其控制方法、裝置。圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)包括：輸入電感1、整流電路2、直流鏈部3、逆變電路4以及控制部5，其中，整流電路2對輸入交流電源AC進(jìn)行全波整流；直流鏈部3包括與整流電路2的輸出側(cè)并聯(lián)的薄膜電容EC，經(jīng)薄膜電容EC后，輸出脈動的直流電壓Vdc(即直流母線電壓)；逆變電路4利用開關(guān)管S1-S6將直流鏈部3輸出的脈動的直流電壓Vdc轉(zhuǎn)換為交流電后，供給壓縮機(jī)電機(jī)6(可以為永磁同步電機(jī))；控制部5對逆變電路4中的開關(guān)管S1-S6進(jìn)行控制以使壓縮機(jī)電機(jī)6正常運行。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法的流程圖。如圖2所示，該無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法包括以下步驟：S1，實時檢測電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的輸入交流電壓Vac。S2，根據(jù)輸入交流電壓Vac計算壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率Fmax。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)輸入交流電壓Vac上升時，通過下述公式(1)計算壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率Fmax：其中，F(xiàn)max為壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率，Vrms為輸入交流電壓的有效值，V2為第二預(yù)設(shè)電壓，V3為第三預(yù)設(shè)電壓，V5為第五預(yù)設(shè)電壓，F(xiàn)max1為V2對應(yīng)的壓縮機(jī)電機(jī)的最高運行頻率，F(xiàn)max2為V3對應(yīng)的壓縮機(jī)電機(jī)的最高運行頻率，且V2<V3<V5。具體而言，如圖3所示，當(dāng)輸入交流電壓Vac上升時，如果輸入交流電壓的有效值Vrms<V2，則表明輸入交流電壓Vac比較小，此時禁止壓縮機(jī)電機(jī)啟動，即當(dāng)前最高運行頻率Fmax＝0；如果V2≤Vrms<V3，則允許壓縮機(jī)電機(jī)啟動運行，此時可以根據(jù)輸入交流電壓的有效值Vrms計算當(dāng)前最高運行頻率Fmax，即Fmax＝(Fmax2-Fmax1)*(Vrms-V2)/(V3-V2)+Fmax1；如果V3≤Vrms≤V5，則允許壓縮機(jī)電機(jī)一直處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，即Fmax＝Fmax2；如果Vrms>V5，則表明當(dāng)前輸入交流電壓Vac過高，此時需控制壓縮機(jī)電機(jī)停止工作。從而根據(jù)實時檢測的輸入交流電壓來對壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，以在輸入交流電壓上升時，能夠及時限制壓縮機(jī)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，有效避免壓縮機(jī)電機(jī)失控或電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)損壞，保證壓縮機(jī)電機(jī)和驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)輸入交流電壓Vac下降時，通過下述公式(2)計算壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率Fmax：其中，V1為第一預(yù)設(shè)電壓，V2為第二預(yù)設(shè)電壓，V3為第三預(yù)設(shè)電壓，V4為第四預(yù)設(shè)電壓，且V1<V2<V3<V4。具體而言，如圖4所示，當(dāng)輸入交流電壓Vac下降時，如果輸入交流電壓的有效值Vrms>V4，則控制壓縮機(jī)電機(jī)停止工作，即當(dāng)前最高運行頻率Fmax＝0；如果V3≤Vrms≤V4，則允許壓縮機(jī)電機(jī)一直處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，即Fmax＝Fmax2；如果V2≤Vrms<V3，則根據(jù)輸入交流電壓的有效值Vrms來計算當(dāng)前最高運行頻率Fmax，即Fmax＝(Fmax2-Fmax1)*(Vrms-V2)/(V3-V2)+Fmax1；如果V1≤Vrms<V2，則允許壓縮機(jī)電機(jī)一直處于低速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，即Fmax＝Fmax1；如果Vrms<V1，則控制壓縮機(jī)電機(jī)停止工作，即當(dāng)前最高運行頻率Fmax＝0。從而可以根據(jù)實時檢測的輸入交流電壓來對壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，以在輸入交流電壓跌落時，能夠及時限制壓縮機(jī)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，有效避免壓縮機(jī)電機(jī)失控或電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)損壞，例如，可以有效避免空調(diào)器的壓縮機(jī)處于高速運轉(zhuǎn)時，因直流母線電壓過低導(dǎo)致的力矩不足而使壓縮機(jī)電機(jī)失步的問題，從而保證壓縮機(jī)電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行。S3，根據(jù)當(dāng)前最高運行頻率Fmax對壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，根據(jù)當(dāng)前最高運行頻率Fmax對壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制，包括：根據(jù)當(dāng)前最高運行頻率Fmax計算壓縮機(jī)電機(jī)的最高運行轉(zhuǎn)速ωmax；獲取最高運行轉(zhuǎn)速ωmax與預(yù)設(shè)的給定轉(zhuǎn)速之間的較小值并根據(jù)較小值(記為ωref)對壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制。進(jìn)一步地，如圖5所示，根據(jù)當(dāng)前最高運行頻率Fmax對壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制，還包括：S101，獲取輸入交流電壓的電壓瞬時值Vge，并根據(jù)電壓瞬時值Vge計算輸入交流電壓的相位估計值θge。具體地，如圖7所示，根據(jù)電壓瞬時值Vge計算輸入交流電壓的相位估計值θge，包括：對上一計算周期的輸入交流電壓的相位估計值進(jìn)行余弦計算以獲得第一計算值；將電壓瞬時值Vge與第一計算值相乘以獲得第二計算值；對第二計算值進(jìn)行低通濾波處理以獲得第三計算值，其中，低通濾波處理的帶寬小于輸入交流電壓頻率ωg的1/5；對第三計算值進(jìn)行PI(ProportionalIntegral，比例積分)調(diào)節(jié)以獲得第四計算值；對第四計算值和輸入交流電壓的頻率ωg之和進(jìn)行積分計算以獲得當(dāng)前計算周期的輸入交流電壓的相位估計值θge。S102，對壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行估計以獲得壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度估計值θest和轉(zhuǎn)子速度估計值ωest。具體地，可以通過磁鏈觀測法獲得壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度估計值θest和轉(zhuǎn)子速度估計值ωest。具體而言，首先可根據(jù)兩相靜止坐標(biāo)系上的電壓Vα、Vβ和電流Iα、Iβ計算壓縮機(jī)電機(jī)在兩相靜止坐標(biāo)系α和β軸方向上有效磁通的估計值，具體計算公式如下：λ^α=1s[Vα-IαR]-LqIαλ^β=1s[Vβ-IβR]-LqIβ---(3)]]>其中，和分別為壓縮機(jī)電機(jī)在α和β軸方向上有效磁通的估計值，Vα和Vβ分別為α和β軸方向上的電壓，Iα和Iβ分別為α和β軸方向上的電流，R為定子電阻，Lq為壓縮機(jī)電機(jī)的q軸磁鏈。然后，根據(jù)下述公式(4)計算壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度估計值θest和轉(zhuǎn)子速度估計值ωest：ωest0=(Kp_pll+Ki_plls)θerrθest=1sωest0ωest=ωfs+ωfωest0---(4)]]>其中，Kp_pll和Ki_pll分別為比例積分參數(shù)，θerr為偏差角度估計值，ωf為速度低通濾波器的帶寬。S103，根據(jù)較小值ωref、轉(zhuǎn)子速度估計值ωest、輸入交流電壓的形狀和相位估計值θge計算壓縮機(jī)電機(jī)的q軸給定電流Iqref。具體地，如圖6所示，根據(jù)較小值ωref、轉(zhuǎn)子速度估計值ωest、輸入交流電壓的形狀和相位估計值θge計算壓縮機(jī)電機(jī)的q軸給定電流Iqref，包括：對最小值ωref與轉(zhuǎn)子速度估計值ωest之間的差值進(jìn)行PI調(diào)節(jié)以獲得轉(zhuǎn)矩幅值給定T0；根據(jù)輸入交流電壓的形狀和相位估計值θge生成輸出變量Wf；將輸出變量Wf和轉(zhuǎn)矩幅值給定T0相乘后除以壓縮機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)矩系數(shù)Kt以獲得q軸給定電流初始值Iq0；根據(jù)相位估計值θge生成補償電流Iqcom；將補償電流Iqcom疊加到q軸給定電流初始值Iq0以獲得q軸給定電流Iqref。其中，輸出變量可通過下述公式(5)生成：Wf0(θge)=|Vge|-|Vθd|Vm-|Vθd|,θge∈[θd,π-θd]0,θge∈[0,θd)∪(π-θd,π]Wf(θge)=Wf0(θge),Wf0(θge)>00,Wf0(θge)≤0---(5)]]>其中，Wf(θge)為輸出變量，Vθd為輸入交流電壓半周期內(nèi)相位為θd時的電壓，Vm為輸入交流電壓的電壓幅值，θd為電流死區(qū)所對應(yīng)的相位。補償電流可通過下述公式(6)生成：Iqcom=0.5CVm2ωgsin(2θge)Ktωestθge∈[θd1,π-θd1]0θge∈[0,θd1)∪(π-θd1,π]---(6)]]>其中，Iqcom為補償電流，C為并聯(lián)在逆變電路的輸入端之間的電容容值，θd1為預(yù)設(shè)的相位參數(shù)，其值可以為電流死區(qū)所對應(yīng)的相位θd，具體可取0.1～0.2rad。S104，根據(jù)逆變電路的最大輸出電壓Vmax和逆變電路的輸出電壓幅值V1計算壓縮機(jī)電機(jī)的d軸給定電流Idref。具體地，如圖6所示，根據(jù)逆變電路的最大輸出電壓Vmax和逆變電路的輸出電壓幅值V1計算壓縮機(jī)電機(jī)的d軸給定電流Idref，包括：對逆變電路的最大輸出電壓Vmax與逆變電路的輸出電壓幅值V1之差進(jìn)行弱磁控制以獲得d軸給定電流初始值Id0；對d軸給定電流初始值Id0進(jìn)行限幅處理以獲得d軸給定電流Idref。其中，可通過下述公式(7)計算d軸給定電流初始值Id0：Id0=Kis[(V1-Vmax)]---(7)]]>其中，Ki為積分控制系數(shù)，Vd和Vq分別為壓縮機(jī)電機(jī)的d軸實際電壓和q軸實際電壓，Vdc為壓縮機(jī)電機(jī)的直流母線電壓。然后，根據(jù)電流給定初始值Id0，并通過下述公式(8)計算d軸給定電流Idref：Idref=0Id0>0Id0Idemag<Id0≤0IdemagId0≤Tdemag---(8)]]>其中，Idemag為壓縮機(jī)電機(jī)退磁電流限制值。S105，根據(jù)q軸給定電流Iqref、d軸給定電流Idref、q軸實際電流Iq和d軸實際電流Id獲取壓縮機(jī)電機(jī)的q軸給定電壓Vqref和d軸給定電壓Vdref，并根據(jù)q軸給定電壓Vqref、d軸給定電壓Vdref、轉(zhuǎn)子角度估計值θest生成控制信號，以及根據(jù)控制信號通過逆變電路對壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制。具體地，可以通過下述公式(9)計算q軸給定電壓Vqref和d軸給定電壓Vdref：Vd0=Kpd·(Idref-Id)+Kid∫0t[Idref(τ)-Id(τ)]dτVq0=Kpq·(Iqref-Iq)+Kiq∫0t[Iqref(τ)-Iq(τ)]dτVdref=Vd0-ωLqIqVqref=Vq0+ωLdId+ωKe---(9)]]>其中，Iq為q軸實際電流，Id為d軸實際電流，Kpd和Kid分別為d軸電流控制比例增益與積分增益，Kpq和Kiq分別為q軸電流控制比例增益與積分增益，ω為壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，Ke為壓縮機(jī)電機(jī)的反電勢系數(shù)，Ld和Lq分別為d軸電感和q軸電感，表示x(τ)在時間上的積分。在獲取到q軸給定電壓Vqref和d軸給定電壓Vdref后，可根據(jù)轉(zhuǎn)子角度估計值θest對q軸給定電壓Vqref和d軸給定電壓Vdref進(jìn)行Park逆變換，得到兩相靜止坐標(biāo)系上的電壓Vα、Vβ，具體變換公式如下：{Vα=Vdrefcosθest-VqrefsinθestVβ=Vdrefsinθest+Vqrefcosθest---(10)]]>進(jìn)一步地，對兩相靜止坐標(biāo)系上的電壓Vα、Vβ進(jìn)行Clark逆變換，得到三相電壓指令Vu、Vv、Vw，具體變換公式如下：Vu=VαVv=-Vα+3Vβ2Vw=-Vα-3Vβ2---(11)]]>然后，可根據(jù)直流母線電壓Vdc和三相電壓指令Vu、Vv、Vw進(jìn)行占空比計算，得到占空比控制信號，即三相占空比Du、Dv、Dw，具體計算公式如下：Du=(Vu+0.5Vdc)/VdcDv=(Vv+0.5Vdc)/VdcDw=(Vw+0.5Vdc)/Vdc---(12)]]>最后，根據(jù)三相占空比Du、Dv、Dw對逆變電路的開關(guān)管進(jìn)行控制，以實現(xiàn)對壓縮機(jī)電機(jī)的控制。綜上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，實時檢測電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的輸入交流電壓，并根據(jù)輸入交流電壓計算壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率，以及根據(jù)當(dāng)前最高運行頻率對壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制，以在輸入交流電壓驟變時能夠及時限制壓縮機(jī)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，從而有效避免壓縮機(jī)電機(jī)失控或電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)損壞，保證壓縮機(jī)電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行。圖8是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖8所示，該控制裝置包括：電壓檢測模塊10、第一計算模塊20和控制模塊30。具體地，電壓檢測模塊10用于實時檢測電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的輸入交流電壓Vac。第一計算模塊20用于根據(jù)輸入交流電壓Vac計算壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率Fmax。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)輸入交流電壓Vac上升時，第一計算模塊20通過上述公式(1)計算壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率Fmax。具體而言，如圖3所示，當(dāng)輸入交流電壓Vac上升時，如果輸入交流電壓的有效值Vrms<V2，則表明輸入交流電壓Vac比較小，此時禁止壓縮機(jī)電機(jī)啟動，即當(dāng)前最高運行頻率Fmax＝0；如果V2≤Vrms<V3，則允許壓縮機(jī)電機(jī)啟動運行，此時可以根據(jù)輸入交流電壓的有效值Vrms計算當(dāng)前最高運行頻率Fmax，即Fmax＝(Fmax2-Fmax1)*(Vrms-V2)/(V3-V2)+Fmax1；如果V3≤Vrms≤V5，則允許壓縮機(jī)電機(jī)一直處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，即Fmax＝Fmax2；如果Vrms>V5，則表明當(dāng)前輸入交流電壓Vac過高，此時需控制壓縮機(jī)電機(jī)停止工作。從而根據(jù)實時檢測的輸入交流電壓來對壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，以在輸入交流電壓上升時，能夠及時限制壓縮機(jī)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，有效避免壓縮機(jī)電機(jī)失控或電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)損壞，保證壓縮機(jī)電機(jī)和驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)輸入交流電壓Vac下降時，第一計算模塊20通過上述公式(2)計算壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率Fmax。具體而言，如圖4所示，當(dāng)輸入交流電壓Vac下降時，如果輸入交流電壓的有效值Vrms>V4，則控制壓縮機(jī)電機(jī)停止工作，即當(dāng)前最高運行頻率Fmax＝0；如果V3≤Vrms≤V4，則允許壓縮機(jī)電機(jī)一直處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，即Fmax＝Fmax2；如果V2≤Vrms<V3，則根據(jù)輸入交流電壓的有效值Vrms來計算當(dāng)前最高運行頻率Fmax，即Fmax＝(Fmax2-Fmax1)*(Vrms-V2)/(V3-V2)+Fmax1；如果V1≤Vrms<V2，則允許壓縮機(jī)電機(jī)一直處于低速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，即Fmax＝Fmax1；如果Vrms<V1，則控制壓縮機(jī)電機(jī)停止工作，即當(dāng)前最高運行頻率Fmax＝0。從而可以根據(jù)實時檢測的輸入交流電壓來對壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，以在輸入交流電壓跌落時，能夠及時限制壓縮機(jī)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，有效避免壓縮機(jī)電機(jī)失控或電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)損壞，例如，可以有效避免空調(diào)器的壓縮機(jī)處于高速運轉(zhuǎn)時，因直流母線電壓過低導(dǎo)致的力矩不足而使的壓縮機(jī)電機(jī)失步的問題，從而保證壓縮機(jī)電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行?？刂颇K30用于根據(jù)當(dāng)前最高運行頻率Fmax對壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖8所示，控制模塊30包括：第二計算模塊31和比較模塊32，其中，第二計算模塊31用于根據(jù)當(dāng)前最高運行頻率Fmax計算壓縮機(jī)電機(jī)的最高運行轉(zhuǎn)速ωmax；比較模塊32用于獲取最高運行轉(zhuǎn)速ωmax與預(yù)設(shè)的給定轉(zhuǎn)速之間的較小值以根據(jù)較小值(記為ωref)對壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制。進(jìn)一步地，如圖6所示，控制模塊30還包括：相位檢測鎖相環(huán)模塊33、位置速度估計器34、q軸給定電流計算模塊35、d軸給定電流計算模塊36和電流控制器37。其中，相位檢測鎖相環(huán)模塊33用于獲取輸入交流電壓的電壓瞬時值Vge，并根據(jù)電壓瞬時值Vge計算輸入交流電壓的相位估計值θge。具體地，如圖7所示，相位檢測鎖相環(huán)模塊33包括：余弦計算器331、第一乘法器332、低通濾波器333、第一PI調(diào)節(jié)器334和積分器335。其中，余弦計算器331用于對上一計算周期的輸入交流電壓的相位估計值進(jìn)行余弦計算以獲得第一計算值；第一乘法器332將電壓瞬時值Vge與第一計算值相乘以獲得第二計算值；低通濾波器333對第二計算值進(jìn)行低通濾波處理以獲得第三計算值，其中，低通濾波器333的帶寬小于輸入交流電壓頻率ωg的1/5；第一PI調(diào)節(jié)器334對第三計算值進(jìn)行PI調(diào)節(jié)以獲得第四計算值；積分器335對第四計算值和輸入交流電壓的頻率ωg之和進(jìn)行積分計算以獲得當(dāng)前計算周期的輸入交流電壓的相位估計值θge。位置速度估計器34用于對壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行估計以獲得壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度估計值和轉(zhuǎn)子速度估計值。具體地，可以通過磁鏈觀測法獲得壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度估計值θest和轉(zhuǎn)子速度估計值ωest。具體而言，首先可根據(jù)兩相靜止坐標(biāo)系上的電壓Vα、Vβ和電流Iα、Iβ計算壓縮機(jī)電機(jī)在兩相靜止坐標(biāo)系α和β軸方向上有效磁通的估計值，具體如上述公式(3)所示。然后，根據(jù)上述公式(4)計算壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度估計值θest和轉(zhuǎn)子速度估計值ωest。q軸給定電流計算模塊35用于根據(jù)較小值ωref、轉(zhuǎn)子速度估計值ωest、輸入交流電壓的形狀和相位估計值θge計算壓縮機(jī)電機(jī)的q軸給定電流Iqref。具體地，如圖6所示，q軸給定電流計算模塊35包括：第二PI調(diào)節(jié)器351、波形發(fā)生器352、初始電流計算單元353、電容電流補償單元354和疊加單元355。其中，第二PI調(diào)節(jié)器351用于對最小值ωref與轉(zhuǎn)子速度估計值ωest之間的差值進(jìn)行PI調(diào)節(jié)以獲得轉(zhuǎn)矩幅值給定T0；波形發(fā)生器352用于根據(jù)輸入交流電壓的形狀和相位估計值θge生成輸出變量Wf；初始電流計算單元353將輸出變量Wf和轉(zhuǎn)矩幅值給定T0相乘后除以壓縮機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)矩系數(shù)Kt以獲得q軸給定電流初始值Iq0；電容電流補償單元354用于根據(jù)相位估計值θge生成補償電流Iqcom；疊加單元355用于將補償電流Iqcom疊加到q軸給定電流初始值Iq0以獲得q軸給定電流Iqref。其中，波形發(fā)生器352可通過上述公式(5)生成輸出變量Wf。電容電流補償單元354可通過上述公式(6)生成補償電流Iqcom。d軸給定電流計算模塊36用于根據(jù)逆變電路4的最大輸出電壓和逆變電路4的輸出電壓幅值計算壓縮機(jī)電機(jī)的d軸給定電流。具體地，如圖6所示，d軸給定電流計算模塊36包括：弱磁控制器361和限幅單元362，其中，弱磁控制器361用于對逆變電路4的最大輸出電壓Vmax與逆變電路4的輸出電壓幅值V1之差進(jìn)行弱磁控制以獲得d軸給定電流初始值Id0；限幅單元362用于對d軸給定電流初始值Id0進(jìn)行限幅處理以獲得d軸給定電流Idref。其中，弱磁控制器361可通過上述公式(7)計算d軸給定電流初始值Id0。然后，限幅單元362通過上述公式(8)計算d軸給定電流Idref。電流控制器37用于根據(jù)q軸給定電流Iqref、d軸給定電流Idref、q軸實際電流Iq和d軸實際電流Id獲取壓縮機(jī)電機(jī)的q軸給定電壓Vqref和d軸給定電壓Vdref，并根據(jù)q軸給定電壓Vqref、d軸給定電壓Vdref、轉(zhuǎn)子角度估計值θest生成控制信號，以及根據(jù)控制信號通過逆變電路4對壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制。具體地，電流控制器37可通過上述公式(9)計算q軸給定電壓Vqref和d軸給定電壓Vdref。在獲取到q軸給定電壓Vqref和d軸給定電壓Vdref后，可根據(jù)轉(zhuǎn)子角度估計值θest對q軸給定電壓Vqref和d軸給定電壓Vdref進(jìn)行Park逆變換，得到兩相靜止坐標(biāo)系上的電壓Vα、Vβ，具體變換公式如上述公式(10)。然后，對兩相靜止坐標(biāo)系上的電壓Vα、Vβ進(jìn)行Clark逆變換，得到三相電壓指令Vu、Vv、Vw，具體變換公式如上述公式(11)。然后，占空比計算單元38根據(jù)直流母線電壓Vdc和三相電壓指令Vu、Vv、Vw進(jìn)行占空比計算，得到占空比控制信號，即三相占空比Du、Dv、Dw，具體計算公式如上述公式(12)。最后，根據(jù)三相占空比Du、Dv、Dw對逆變電路的開關(guān)管進(jìn)行控制，以實現(xiàn)對壓縮機(jī)電機(jī)的控制?？梢岳斫獾氖?，本發(fā)明實施例的控制裝置中的第一計算模塊20和控制模塊30可以集成在圖1所示的控制部5中。根據(jù)本發(fā)明實施例的無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置，通過電壓檢測模塊實時檢測電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的輸入交流電壓，第一計算模塊根據(jù)輸入交流電壓計算壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率，控制模塊根據(jù)當(dāng)前最高運行頻率對壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制，以在輸入交流電壓驟變時能夠及時限制壓縮機(jī)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，從而有效避免壓縮機(jī)電機(jī)失控或電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)損壞，保證壓縮機(jī)電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行。此外，本發(fā)明的實施例還提出了一種無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其包括上述的無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置。本發(fā)明實施例的無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，通過上述的控制裝置，能夠根據(jù)輸入交流電壓計算壓縮機(jī)電機(jī)的當(dāng)前最高運行頻率，以在輸入交流電壓驟變時能夠及時限制壓縮機(jī)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，從而有效避免壓縮機(jī)電機(jī)失控或電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)損壞，保證壓縮機(jī)電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)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(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。當(dāng)前第1頁1 2 3