本發(fā)明涉及永磁同步電機(jī)，具體的，涉及一種永磁同步電機(jī)控制方法，還涉及應(yīng)用該永磁同步電機(jī)控制方法的空調(diào)器，還涉及應(yīng)用該永磁同步電機(jī)控制方法的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、目前，變頻空調(diào)室外壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)普遍采用永磁同步電機(jī)，受成本約束以及使用環(huán)境的限制，電機(jī)普遍采用無位置傳感器運(yùn)行。在中高速場合，可以采用基于反電勢(shì)的估計(jì)方法。反電勢(shì)估計(jì)方法可以基于靜止坐標(biāo)系也可基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系估計(jì)方法具有實(shí)現(xiàn)簡單，高速下估計(jì)信號(hào)滯后小的優(yōu)點(diǎn)。但電機(jī)在低速或靜止?fàn)顟B(tài)下，反電勢(shì)信號(hào)小，信噪比低，無法采用反電勢(shì)估計(jì)方法，一般采用電機(jī)流頻比(i/f)控制使電機(jī)運(yùn)行至一定轉(zhuǎn)速再切換至反電勢(shì)估計(jì)(轉(zhuǎn)速閉環(huán)估計(jì))運(yùn)行，但切換過程難以適應(yīng)輕載、重載，使兩種狀態(tài)下切換速度平滑，可靠。

2、此外，在某些特殊場合下需要i/f控制運(yùn)行在高轉(zhuǎn)速，例如，室外風(fēng)機(jī)在外界風(fēng)力作用下具有較高的負(fù)向轉(zhuǎn)速，此時(shí)，需通過i/f從負(fù)向轉(zhuǎn)速向正向轉(zhuǎn)速進(jìn)行拖動(dòng)。而i/f控制下旋轉(zhuǎn)矢量的頻率由控制器開環(huán)給定，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速產(chǎn)生振蕩，轉(zhuǎn)速越高越明顯，嚴(yán)重則會(huì)使給定旋轉(zhuǎn)頻率與電機(jī)實(shí)際頻率有較大的差值，進(jìn)而導(dǎo)致失控。

3、因此，需要考慮更加優(yōu)化的永磁同步電機(jī)控制方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一目的是提供一種在電機(jī)輕載和重載狀態(tài)下均可實(shí)現(xiàn)由電機(jī)流頻比控制切換至轉(zhuǎn)速閉環(huán)估計(jì)控制的速度平滑的永磁同步電機(jī)控制方法。

2、本發(fā)明的第二目的是提供一種在電機(jī)輕載和重載狀態(tài)下均可實(shí)現(xiàn)由電機(jī)流頻比控制切換至轉(zhuǎn)速閉環(huán)估計(jì)控制的速度平滑的空調(diào)器。

3、本發(fā)明的第三目的是提供一種在電機(jī)輕載和重載狀態(tài)下均可實(shí)現(xiàn)由電機(jī)流頻比控制切換至轉(zhuǎn)速閉環(huán)估計(jì)控制的速度平滑的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

4、為了實(shí)現(xiàn)上述第一目的，本發(fā)明提供的永磁同步電機(jī)控制方法包括：以預(yù)設(shè)電機(jī)流頻比控制永磁同步電機(jī)運(yùn)行；當(dāng)給定電流和給定旋轉(zhuǎn)頻率滿足切換轉(zhuǎn)速閉環(huán)估計(jì)運(yùn)行的條件時(shí)，控制給定電流以預(yù)設(shè)幅值逐步降低，獲取每次降低給定電流后在估計(jì)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直軸估計(jì)反電勢(shì)幅值和交軸估計(jì)反電勢(shì)幅值；當(dāng)直軸估計(jì)反電勢(shì)幅值和交軸估計(jì)反電勢(shì)幅值相等時(shí)，切換至轉(zhuǎn)速閉環(huán)估計(jì)運(yùn)行。

5、由上述方案可見，本發(fā)明的永磁同步電機(jī)控制方法通過在由電機(jī)流頻比控制切換至轉(zhuǎn)速閉環(huán)估計(jì)控制的過程中，將給定電流幅值逐步降低，同時(shí)判斷直軸估計(jì)反電勢(shì)幅值和交軸估計(jì)反電勢(shì)幅值，當(dāng)兩者相等時(shí)，切換至轉(zhuǎn)速閉環(huán)估計(jì)運(yùn)行，從而使得重載和輕載情況下切換轉(zhuǎn)速平滑，適應(yīng)性較好。

6、進(jìn)一步的方案中，給定電流和給定旋轉(zhuǎn)頻率滿足切換轉(zhuǎn)速閉環(huán)估計(jì)運(yùn)行的條件包括：給定電流達(dá)到預(yù)設(shè)電流且給定旋轉(zhuǎn)頻率達(dá)到預(yù)設(shè)頻率。

7、由此可見，給定電流達(dá)到預(yù)設(shè)電流且給定旋轉(zhuǎn)頻率達(dá)到預(yù)設(shè)頻率時(shí)，說明電機(jī)流頻比控制階段處于穩(wěn)定狀態(tài)，可進(jìn)行轉(zhuǎn)速閉環(huán)估計(jì)運(yùn)行切換，從而保障切換的穩(wěn)定性。

8、進(jìn)一步的方案中，在控制給定電流以預(yù)設(shè)幅值逐步降低后，獲取每次降低給定電流后在估計(jì)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直軸估計(jì)反電勢(shì)和交軸估計(jì)反電勢(shì)幅值前，還包括：確認(rèn)降低后的給定電流大于預(yù)設(shè)最小電流值。

9、進(jìn)一步的方案中，在確認(rèn)降低后的給定電流大于預(yù)設(shè)最小電流值時(shí)，若降低后的給定電流小于或等于預(yù)設(shè)最小電流值，則切換至轉(zhuǎn)速閉環(huán)估計(jì)運(yùn)行。

10、由此可見，為了避免電流過小導(dǎo)致切換失控，因此，需確認(rèn)降低后的給定電流大于預(yù)設(shè)最小電流值才進(jìn)行下一次的調(diào)節(jié)。降低后的給定電流小于或等于預(yù)設(shè)最小電流值，則直接切換至轉(zhuǎn)速閉環(huán)估計(jì)運(yùn)行，確保運(yùn)行的穩(wěn)定性。

11、進(jìn)一步的方案中，獲取每次降低給定電流后在估計(jì)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直軸估計(jì)反電勢(shì)幅值和交軸估計(jì)反電勢(shì)幅值的步驟包括：使用反電勢(shì)觀測器獲取直軸估計(jì)反電勢(shì)和交軸估計(jì)反電勢(shì)，對(duì)直軸估計(jì)反電勢(shì)和交軸估計(jì)反電勢(shì)分別進(jìn)行絕對(duì)值獲取，獲得直軸估計(jì)反電勢(shì)幅值和交軸估計(jì)反電勢(shì)幅值。

12、由此可見，通過對(duì)直軸估計(jì)反電勢(shì)和交軸估計(jì)反電勢(shì)分別進(jìn)行絕對(duì)值獲取，可確認(rèn)直軸估計(jì)反電勢(shì)幅值和交軸估計(jì)反電勢(shì)幅值。

13、進(jìn)一步的方案中，以預(yù)設(shè)電機(jī)流頻比控制永磁同步電機(jī)運(yùn)行的步驟包括：利用電磁功率高頻分量對(duì)原始給定旋轉(zhuǎn)頻率進(jìn)行修正，獲得給定旋轉(zhuǎn)頻率。

14、由此可見，在電機(jī)流頻比控制階段，電磁轉(zhuǎn)矩的大小與給定旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)與實(shí)際旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)之間的角度差δθ的余弦成正比，而電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速會(huì)時(shí)刻影響δθ的大小，進(jìn)而影響電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩的變化不經(jīng)任何調(diào)節(jié)過程，阻尼系數(shù)極小，當(dāng)負(fù)載波動(dòng)時(shí)，極易使電機(jī)轉(zhuǎn)速以及電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生振蕩，δθ在振蕩過程中的峰值容易超過穩(wěn)定范圍造成電機(jī)流頻比控制階段失控。因此，為了增加電磁轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)過程的阻尼系數(shù)，需要利用電磁功率高頻分量對(duì)給原始給定旋轉(zhuǎn)頻率進(jìn)行修正，從而避免了功角的振蕩，不會(huì)因振蕩的峰值超出功角穩(wěn)定范圍而造成失控，增強(qiáng)了穩(wěn)定性。

15、進(jìn)一步的方案中，給定旋轉(zhuǎn)頻率由以下公式獲得：其中，為原始給定旋轉(zhuǎn)頻率，為頻率修正量，δte為電磁轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)分量，kp為增益系數(shù)；△pem為電磁功率波動(dòng)分量；p為電機(jī)極對(duì)數(shù)。

16、進(jìn)一步的方案中，電磁功率波動(dòng)分量由以下公式獲得：

17、δpem＝pem-pem_lpf，其中，uα，uβ為靜止坐標(biāo)系下電壓，iα，iβ為靜止坐標(biāo)系下的電流，為低通濾波器傳遞函數(shù)，rs為電機(jī)相電阻。

18、由此可見，通過采用電磁功率進(jìn)行頻率修正的電磁轉(zhuǎn)矩波形，振蕩持續(xù)時(shí)間更短，電磁轉(zhuǎn)矩更快收斂至負(fù)載轉(zhuǎn)矩，且振蕩峰值較小，穩(wěn)定性較高。

19、為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二目的，本發(fā)明提供空調(diào)器包括處理器以及存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的永磁同步電機(jī)控制方法的步驟。

20、為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第三目的，本發(fā)明提供的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序被控制器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的永磁同步電機(jī)控制方法的步驟。

技術(shù)特征：

1.一種永磁同步電機(jī)控制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步電機(jī)控制方法，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步電機(jī)控制方法，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的永磁同步電機(jī)控制方法，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步電機(jī)控制方法，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的永磁同步電機(jī)控制方法，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的永磁同步電機(jī)控制方法，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的永磁同步電機(jī)控制方法，其特征在于：

9.一種空調(diào)器，包括處理器以及存儲(chǔ)器，其特征在于：所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的永磁同步電機(jī)控制方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)程序被控制器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的永磁同步電機(jī)控制方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種永磁同步電機(jī)控制方法、空調(diào)器及存儲(chǔ)介質(zhì)，該方法包括：以預(yù)設(shè)電機(jī)流頻比控制永磁同步電機(jī)運(yùn)行；當(dāng)給定電流和給定旋轉(zhuǎn)頻率滿足切換轉(zhuǎn)速閉環(huán)估計(jì)運(yùn)行的條件時(shí)，控制給定電流以預(yù)設(shè)幅值逐步降低，獲取每次降低給定電流后在估計(jì)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直軸估計(jì)反電勢(shì)幅值和交軸估計(jì)反電勢(shì)幅值；當(dāng)直軸估計(jì)反電勢(shì)幅值和交軸估計(jì)反電勢(shì)幅值相等時(shí)，切換至轉(zhuǎn)速閉環(huán)估計(jì)運(yùn)行。同時(shí)，本發(fā)明還采用電磁功率高頻分量對(duì)給定旋轉(zhuǎn)頻率進(jìn)行修正。應(yīng)用本發(fā)明的永磁同步電機(jī)控制方法在電機(jī)輕載和重載狀態(tài)下均可實(shí)現(xiàn)由電機(jī)流頻比控制切換至轉(zhuǎn)速閉環(huán)估計(jì)控制的速度平滑。且采用本發(fā)明的頻率修正方法電磁轉(zhuǎn)矩振蕩更小，穩(wěn)定裕量更足。

技術(shù)研發(fā)人員：黃翰,陳良,李林洪,龐偉,翟順成,華洪香
受保護(hù)的技術(shù)使用者：珠海格力電器股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30