控制空调压缩机转速波动的方法技术

本发明专利技术公开了一种控制空调压缩机转速波动的方法，包括根据实时角速度和力矩控制压缩机的过程；根据实时角速度控制压缩机包括：对轴误差作滤波处理，获得轴误差补偿量；根据所述轴误差补偿量获得所述锁相环调节器的输出角速度；利用所述输出角速度修正实时角速度并控制压缩机；根据力矩控制压缩机包括：根据目标角速度波动量与所述锁相环调节器的输出角速度获得第一角速度差值；对所述第一角速度差值作滤波处理，获得滤波角速度；将所述滤波角速度输入至速度环调节器，获得输出力矩；根据第一角速度差值获得力矩补偿量；根据所述力矩补偿量和所述输出力矩获得补偿后的输出力矩并控制压缩机。应用本发明专利技术，能够提高压缩机转速波动抑制的有效性。

Method of Controlling Speed Fluctuation of Air Conditioning Compressor

The invention discloses a method for controlling the speed fluctuation of air conditioning compressor, which includes the process of controlling compressor according to real-time angular velocity and moment; controlling compressor according to real-time angular velocity includes: filtering the shaft error to obtain the compensation amount of the shaft error; obtaining the output angular velocity of the phase-locked loop regulator according to the compensation amount of the shaft error; and correcting the output angular velocity by using the output angular velocity. Real-time angular velocity and control compressor; Compressor based on torque control includes: obtaining the first angular velocity difference according to the target angular velocity fluctuation and the output angular velocity of the phase-locked loop regulator; filtering the first angular velocity difference to obtain the filtering angular velocity; input the filtering angular velocity to the speed loop regulator to obtain the output torque; and according to the first angular velocity difference. The value obtains the moment compensation amount; the output moment after compensation is obtained according to the moment compensation amount and the output moment, and the compressor is controlled. The application of the present invention can improve the effectiveness of speed fluctuation suppression of compressors.

【技术实现步骤摘要】
控制空调压缩机转速波动的方法
本专利技术属于电机控制
，具体地说，是涉及压缩机控制技术，更具体地说，是涉及控制空调压缩机转速波动的方法。
技术介绍
空调使用的压缩机在运行时，受到作为负载的空调自身工作原理和控制技术的影响，使得压缩机的负荷转矩极其不稳定，容易引起较大的转速波动，压缩机运行不平稳。而压缩机运行不平稳会导致整个空调系统运行不稳定，造成多种不良影响。且不稳定的运行还会产生较大的运行噪音，不能满足相关噪音标准要求，影响空调使用舒适性。这种现象在单转子压缩机中尤为严重。现有技术虽然也存在着压缩机转速控制的方法，但是，对转速波动抑制效果不够理想，不能从根本上解决压缩机转速波动的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种控制空调压缩机转速波动的方法，提高对压缩机转速进行波动抑制的有效性。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用下述技术方案予以实现：一种控制空调压缩机转速波动的方法，所述方法包括根据实时角速度控制压缩机的过程和根据力矩控制压缩机的过程；所述根据实时角速度控制压缩机的过程包括：获取反映压缩机转子的实际位置和推定位置的偏差的轴误差Δθ；对所述轴误差Δθ作滤波处理，获得至少滤除部分轴误差波动后的轴误差补偿量Δθ'；将所述轴误差补偿量Δθ'作为输入量输入至压缩机控制用锁相环中的锁相环调节器，获得所述锁相环调节器的输出角速度Δω_PLL；利用所述锁相环调节器的输出角速度Δω_PLL对压缩机控制用的实时角速度ω1作修正，根据修正后的实时角速度ω1控制压缩机；所述对所述轴误差Δθ作滤波处理，具体包括：将所述轴误差Δθ作傅里叶级数展开，得到轴误差关于机械角θm的函数表达式；将所述函数表达式分别与cos(θmn+θshift-Pn)和-sin(θmn+θshift-Pn)相乘后，经过低通滤波器或积分器提取出Δθ的n次谐波的d轴分量和q轴分量；θmn、θshift-Pn分别为n次谐波的机械角和n次谐波的相位补偿角；至少滤除部分谐波的d轴分量和q轴分量，实现对所述轴误差Δθ的滤波处理；所述根据力矩控制压缩机的过程包括：计算目标角速度波动量与所述锁相环调节器的输出角速度之差，获得第一角速度差值；对所述第一角速度差值作滤波处理，获得至少滤除部分角速度波动后的滤波角速度，将所述滤波角速度作为输入量输入至压缩机控制用速度环中的速度环调节器，获得所述速度环调节器的输出力矩；同时，基于所述第一角速度差值执行力矩补偿，获得所述第一角速度差值中部分角速度波动对应的力矩补偿量；将所述力矩补偿量补偿到所述速度环调节器的输出力矩中，获得补偿后的输出力矩；根据所述补偿后的输出力矩控制空调压缩机。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术提供的控制空调压缩机转速波动的方法，通过对反映压缩机转子的实际位置和推定位置的偏差的轴误差Δθ作波动滤除，将至少滤除部分轴误差波动后的轴误差补偿量作为输入量输入到锁相环调节器中，滤除部分波动后的轴误差补偿量能够对轴误差作补偿，降低轴误差本身的波动，而后输入到锁相环调节器，进而，能够降低利用锁相环调节器输出角速度修正的压缩机的实时角速度的波动，在以修正后的实时角速度对压缩机作控制时，能够使得目标转速的变动量和相位接近于实际转速的变动量和相位，使压缩机的运行趋于平稳；而且，由于轴误差的波动是引起速度波动的前端直接因素，因此，通过在前端对轴误差的波动作滤除，减少轴误差的周期性波动，能够实现对转速波动更直接、快速地抑制，提高了转速控制的有效性。另一方面，在提取轴误差Δθ中的谐波成分时，采用相位补偿角对谐波分量进行相位调整，变更锁相环的相位特性，能提高压缩机全频域运转过程中的波动抑制效果，提高全频域运转的稳定性。此外，通过将锁相环调节器的输出角速度与目标角速度波动量的差值作滤波处理，将至少滤除部分角速度波动后的滤波角速度作为输入量输入至速度环调节器中，能够降低速度环调节器的输出力矩的波动；同时，还基于锁相环调节器的输出角速度与目标角速度波动量的差值获得力矩补偿量，将力矩补偿量补偿到速度环调节器的输出力矩中，获得补偿后的输出力矩，补偿后的输出力矩减小了马达力矩与负载力矩的差力矩，在根据补偿后的输出力矩控制压缩机时，基于波动降低后的速度环调节器的输出力矩以及减小了差力矩的补偿后的输出力矩，能够显著减小压缩机转速波动，使得压缩机运转更稳定；而压缩机运转稳定，还能达到节能、减振的效果。结合附图阅读本专利技术的具体实施方式后，本专利技术的其他特点和优点将变得更加清楚。附图说明图1是基于本专利技术控制空调压缩机转速波动的方法一个实施例的部分流程图；图2是基于本专利技术控制空调压缩机转速波动的方法一个实施例的另一部分流程图；图3是基于图1和图2方法实施例的一个控制框图；图4是图3中轴误差波动滤除算法一个具体实例的逻辑框图；图5是图3中速度波动提取算法一个具体实例的逻辑框图；图6是图3中力矩补偿算法一个具体实例的逻辑框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本专利技术作进一步详细说明。图1和图2分别示出了基于本专利技术控制空调压缩机转速波动的方法一个实施例的部分流程图。具体来说，该实施例的转速波动控制方法包括有两个过程：一个是根据实时角速度控制压缩机的过程，流程图如图1所示；一个是根据力矩控制压缩机的过程，流程图如图2所示。下面基于图1和图2、同时结合图3示出的一个控制框图，分别描述这两个过程的具体实现。请参见图1所示的基于本专利技术控制空调压缩机转速波动的方法一个实施例的部分流程图、具体而言是根据实时角速度控制压缩机的流程图，该实施例采用包括有下述步骤的过程实现根据实时角速度控制压缩机：步骤11：获取反映压缩机转子的实际位置和推定位置的偏差的轴误差Δθ。在压缩机控制中，通过锁相环(PLL)控制技术可以对压缩机转子的相位进行锁定，使其锁定在目标相位，锁相环的控制框图如图3所示。现有技术中，压缩机锁相环中包括有锁相环调节器，一般为比例积分调节器，见图3的KP_PLL和KI_PLL/S。轴误差Δθ作为锁相环调节器的一个输入使用，具体来说，是将轴误差Δθ与目标角度波动量(如图3示出的0)作差，差值输入至锁相环调节器，锁相环调节器的输出为输出角速度Δω_PLL。基于锁相环调节器的输出角速度Δω_PLL，锁相环将输出压缩机控制用的实时角速度ω1，利用该实时角速度ω1实现对转子位置的控制。反映压缩机转子的实际位置和推定位置的偏差的轴误差Δθ，可以通过下述公式计算得到：公式中，和分别为压缩机的d轴电压给定值和q轴电压给定值，Id和Iq分别为压缩机的实时d轴电流和实时q轴电流，r*为压缩机的马达电阻，为压缩机的q轴电感，ω1为压缩机的实时角频率。各参数中，Id、Iq和ω1通过现有技术中的检测手段实时检测，其余参数值均为已知值。步骤12：对轴误差Δθ作滤波处理，获得至少滤除部分轴误差波动后的轴误差补偿量Δθ'。由于轴误差作为锁相环的一个输入，影响锁相环输出的压缩机的实时角速度。如果轴误差波动大，将会导致锁相环输出的实时角速度不稳定，使得转子锁相不稳定，进而会导致压缩机出现过流、失步等故障。在步骤11获得轴误差Δθ后，对其进行滤波处理，至少滤除部分波动成分，获得至少滤除部分轴误差波动后的轴误差补偿量Δθ'。反映在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制空调压缩机转速波动的方法，其特征在于，所述方法包括根据实时角速度控制压缩机的过程和根据力矩控制压缩机的过程；所述根据实时角速度控制压缩机的过程包括：获取反映压缩机转子的实际位置和推定位置的偏差的轴误差Δθ；对所述轴误差Δθ作滤波处理，获得至少滤除部分轴误差波动后的轴误差补偿量Δθ'；将所述轴误差补偿量Δθ'作为输入量输入至压缩机控制用锁相环中的锁相环调节器，获得所述锁相环调节器的输出角速度Δω_PLL；利用所述锁相环调节器的输出角速度Δω_PLL对压缩机控制用的实时角速度ω1作修正，根据修正后的实时角速度ω1控制压缩机；所述对所述轴误差Δθ作滤波处理，具体包括：将所述轴误差Δθ作傅里叶级数展开，得到轴误差关于机械角θm的函数表达式；将所述函数表达式分别与cos(θmn+θshift‑Pn)和‑sin(θmn+θshift‑Pn)相乘后，经过低通滤波器或积分器提取出Δθ的n次谐波的d轴分量和q轴分量；θmn、θshift‑Pn分别为n次谐波的机械角和n次谐波的相位补偿角；至少滤除部分谐波的d轴分量和q轴分量，实现对所述轴误差Δθ的滤波处理；所述根据力矩控制压缩机的过程包括：计算目标角速度波动量与所述锁相环调节器的输出角速度之差，获得第一角速度差值；对所述第一角速度差值作滤波处理，获得至少滤除部分角速度波动后的滤波角速度，将所述滤波角速度作为输入量输入至压缩机控制用速度环中的速度环调节器，获得所述速度环调节器的输出力矩；同时，基于所述第一角速度差值执行力矩补偿，获得所述第一角速度差值中部分角速度波动对应的力矩补偿量；将所述力矩补偿量补偿到所述速度环调节器的输出力矩中，获得补偿后的输出力矩；根据所述补偿后的输出力矩控制压缩机。...

【技术特征摘要】
1.一种控制空调压缩机转速波动的方法，其特征在于，所述方法包括根据实时角速度控制压缩机的过程和根据力矩控制压缩机的过程；所述根据实时角速度控制压缩机的过程包括：获取反映压缩机转子的实际位置和推定位置的偏差的轴误差Δθ；对所述轴误差Δθ作滤波处理，获得至少滤除部分轴误差波动后的轴误差补偿量Δθ'；将所述轴误差补偿量Δθ'作为输入量输入至压缩机控制用锁相环中的锁相环调节器，获得所述锁相环调节器的输出角速度Δω_PLL；利用所述锁相环调节器的输出角速度Δω_PLL对压缩机控制用的实时角速度ω1作修正，根据修正后的实时角速度ω1控制压缩机；所述对所述轴误差Δθ作滤波处理，具体包括：将所述轴误差Δθ作傅里叶级数展开，得到轴误差关于机械角θm的函数表达式；将所述函数表达式分别与cos(θmn+θshift-Pn)和-sin(θmn+θshift-Pn)相乘后，经过低通滤波器或积分器提取出Δθ的n次谐波的d轴分量和q轴分量；θmn、θshift-Pn分别为n次谐波的机械角和n次谐波的相位补偿角；至少滤除部分谐波的d轴分量和q轴分量，实现对所述轴误差Δθ的滤波处理；所述根据力矩控制压缩机的过程包括：计算目标角速度波动量与所述锁相环调节器的输出角速度之差，获得第一角速度差值；对所述第一角速度差值作滤波处理，获得至少滤除部分角速度波动后的滤波角速度，将所述滤波角速度作为输入量输入至压缩机控制用速度环中的速度环调节器，获得所述速度环调节器的输出力矩；同时，基于所述第一角速度差值执行力矩补偿，获得所述第一角速度差值中部分角速度波动对应的力矩补偿量；将所述力矩补偿量补偿到所述速度环调节器的输出力矩中，获得补偿后的输出力矩；根据所述补偿后的输出力矩控制压缩机。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述轴误差Δθ作滤波处理，获得至少滤除部分轴误差波动后的轴误差补偿量Δθ'，具体包括：对所述轴误差Δθ作滤波处理，至少滤除Δθ中的一次谐波的d轴分量和q轴分量，实现对Δθ的一次谐波成分的滤波，获得至少滤除一次谐波成分的轴误差补偿量Δθ'。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述轴误差Δθ作滤波处理，获得至少滤除部分轴误差波动后的轴误差补偿量Δθ'，还包括：滤除Δθ中的二次谐波的d轴分量和q轴分量，实现对Δθ的一次谐波成分和二次谐波成分的滤波，获得滤除一次谐波成分和二次谐波成分的轴误差补偿量Δθ'。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述n次谐波的相位补偿角θshift-Pn根据所述锁相环的闭环增益参数KP_PLL、KI_PLL和所述锁相环的角速度指令ω*_in确定，且满足：θshift-Pn＝(aKP_PLL+bKI-PLL+cKP_PLL/KI_PLL+dω*_in)*π，a、b、c、d为常数系数。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述第一角速度差值作滤波处理，获得至少滤除部分角速度波动后的滤波角速...

【专利技术属性】
技术研发人员：史为品，刘光朋，刘运涛，李相军，
申请(专利权)人：青岛海尔空调器有限总公司，
类型：发明
国别省市：山东,37