变频驱动方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提出一种变频驱动方法及装置，涉及变频驱动技术领域。该变频驱动方法及装置通过采集电源输入电流、电源输入电压、母线电压、输入至电机的相电流等参数，依据上述参数，估算电机转子位置并计算出q轴电压给定量及d轴电压给定量，接着依据q轴电压给定量及d轴电压给定量生成电压调整指令，从而可以根据相电流及电机转速实际值对输出至电机的三相电压进行实时调节，从而实现电网功率到电机功率的直接变换；同时通过精确控制电源输入电流，可以实现对功率因数的控制，使得电机稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
变频驱动方法及装置
本专利技术涉及变频驱动
，具体而言，涉及一种变频驱动方法及装置。
技术介绍
压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械，而压缩机工作需要电机的带动。而在现有的驱动系统中，直流母线电压通常会有波动，而为保证电机可以稳定运行，大多是通过采用在直流端并联较大的电解电容的方案，而这会导致变频外机主板体积大，重量大，由于电解电容使用寿命短，导致控制整体寿命缩短，成本高；此外，由于使用大电解电容，导致上电瞬间存在较大的充电电流，需要设计充电控制电路，造成外机主板零部件多，成本高。同时，为了保持输入电流谐波满足标准要求，必须使用功率因数校正电路，造成整个电路器件偏多，损耗偏大，拓扑结构复杂，成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种变频驱动方法及装置，以实现电网功率到电机的直接功率变换，使得电机稳定运行。为了实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种变频驱动方法，所述变频驱动方法包括：接收输入的电源输入电流、电源输入电压、母线电压、输入至电机的相电流；依据所述电源输入电流、所述电源输入电压、所述母线电压、所述相电流、预设定的电机转速参考值计算所述电机的q轴电压给定量；依据所述相电流及预设定的d轴转矩电流给定量计算所述电机的d轴电压给定量；依据所述q轴电压给定量及所述d轴电压给定量生成电压调节指令。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种变频驱动装置，所述变频驱动装置包括：参数接收单元，用于接收输入的电源输入电流、电源输入电压、母线电压、输入至电机的相电流；计算单元，用于依据所述电源输入电流、所述电源输入电压、所述母线电压、所述相电流、预设定的电机转速参考值计算所述电机的q轴电压给定量；所述计算单元还用于依据所述相电流及预设定的d轴转矩电流给定量计算所述电机的d轴电压给定量；指令生成单元，用于依据所述q轴电压给定量及所述d轴电压给定量生成电压调节指令。本专利技术提供的变频驱动方法及装置，通过采集电源输入电流、电源输入电压、母线电压、输入至电机的相电流等参数，并依据上述参数计算出q轴电压给定量及d轴电压给定量，接着依据q轴电压给定量及d轴电压给定量生成电压调整指令，从而可以根据相电流及电机转速实际值对输出至电机的三相电压进行实时调节，从而实现电网功率到电机功率的直接变换；同时通过精确控制电源输入电流，可以实现对功率因数的控制，使得电机稳定运行。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本专利技术实施例提供的变频驱动方法的流程图。图2示出了图1中步骤S102的子步骤流程图。图3示出了图2中步骤S1022的子步骤流程图。图4示出了图1中步骤S104的子步骤流程图。图5示出了本专利技术实施例提供的变频驱动装置的功能模块图。图标：100-变频驱动装置；110-参数接收单元；120-计算单元；130-指令生成单元。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。第一实施例本专利技术实施例提供了一种变频驱动方法，应用于一种变频驱动系统，用于驱动电机运行。请参阅图1，示出了本专利技术较佳实施例所提供的一种变频驱动方法的流程图。该变频驱动方法包括以下步骤：步骤S101：接收输入的电源输入电流、电源输入电压、母线电压、输入至电机的相电流。首先接收输入的计算q轴电压给定量以及d轴电压给定量所需的参数。此外，需要说明的是，在本实施例中，输入至电机的相电流包括u相电流iu以及v相电流iv。步骤S102：依据电源输入电流、电源输入电压、母线电压、相电流、预设定的电机转速参考值计算电机的q轴电压给定量。请参阅图2，在本实施例中，步骤S102可以包括以下步骤：步骤S1021：依据所述相电流计算q轴转矩电流iq。首先通过u相电流iu以及v相电流iv计算w相电流iw：iw＝-iu-iv接着通过u相电流iu、v相电流iv以及w相电流iw计算α轴电流及β轴电流，公式如下所示：iα＝iu则q轴转矩电流的计算公式为：iq＝iβcosθ-iαsinθd轴转矩电流的计算公式为：id＝iαcosθ+iβsinθ其中，θ为电机转子永磁体磁链的角度，可通过传统的位置估算算法得出，其计算过程如下：首先依据下述公式计算反电动势的d轴分量和q轴分量：其中，估算角度与实际角度的误差则电机转子永磁体磁链的角度由以下算式计算：θ(n)＝θ(n-1)+Δθ步骤S1022：依据电源输入电流、电源输入电压、母线电压、所述相电流及预设定的电机转速参考值计算q轴转矩电流给定量iq_Ref。可选地，请参阅图3，该步骤S1022的包括以下步骤：步骤S10221：依据电源输入电流、电源输入电压、母线电压及预设定的电机转速参考值计算q轴转矩电流参考量iq_Ref_0。在计算q轴转矩电流参考量iq_Ref_0前，需要先依据电源输入电流、所述相电流及预设定的电机转速参考值计算交流电参考值。计算交流电参考值的过程为：通过算式iac_Ref_peak＝Kp5*(ωr_Ref-ωr)+Ki5*∫(ωr_Ref-ωr)dt计算交流输入电峰值参考值iac_Ref_peak；其中，ωr_Ref为电机转速参考值，ωr为电机转速实际值，Kp5为预设定的第五比例系数，Ki5为预设定的第五积分系数。其中，机转速实际值的计算过程为：先通过相电流计算转子永磁体磁链的角度θ，接着通过下述算式计算电机转速实际值ωr：对电源输入电流取绝对值得输入电流参考波形值iac_waveform_Ref。通过算式iac_Ref＝iac_Ref_Peak*iac_waveform_Ref计算交流电参考值。在计算出交流电参考值iac_Ref后，可通过算式iq_comp＝Kp4*iac_Ref计算前馈补偿量，其中Kp4为预设定的第四比例系数，iq_comp为转矩电流反馈量。步骤S10222：依据电源输入电流、所述相电流及预设定的电机转速参考值计算前馈补偿量iq_comp。在计算前馈补偿量iq_comp前，首先依据电源输入电流、电源输入电压、所述相电流及预设定的电机转速参考值计算母线电压参考值udc_Ref。而在计算母线电压参考值udc_Ref前，需要依据电源输入电流、所述相电流及预设定的电机转速参考值计算电感电压参考值UL_Ref。通过算式UL_Ref＝Kp3*(iac_Ref-iac)+Ki3*∫(iac_Ref-iac)dt计算电感电压参考值，其中，iac为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频驱动方法，其特征在于，所述变频驱动方法包括：接收输入的电源输入电流、电源输入电压、母线电压、输入至电机的相电流；依据所述电源输入电流、所述电源输入电压、所述母线电压、所述相电流、预设定的电机转速参考值计算所述电机的q轴电压给定量；依据所述相电流及预设定的d轴转矩电流给定量计算所述电机的d轴电压给定量；依据所述q轴电压给定量及所述d轴电压给定量生成电压调节指令。

【技术特征摘要】
1.一种变频驱动方法，其特征在于，所述变频驱动方法包括：接收输入的电源输入电流、电源输入电压、母线电压、输入至电机的相电流；依据所述电源输入电流、所述电源输入电压、所述母线电压、所述相电流、预设定的电机转速参考值计算所述电机的q轴电压给定量；依据所述相电流及预设定的d轴转矩电流给定量计算所述电机的d轴电压给定量；依据所述q轴电压给定量及所述d轴电压给定量生成电压调节指令。2.如权利要求1所述的变频驱动方法，其特征在于，所述依据所述电源输入电流、所述电源输入电压、所述母线电压、所述相电流、预设定的电机转速参考值计算所述电机的q轴电压给定量的步骤包括：依据所述相电流计算q轴转矩电流；依据所述电源输入电流、所述电源输入电压、所述母线电压、所述相电流及所述预设定的电机转速参考值计算q轴转矩电流给定量；通过算式uq＝Kp1*(iq_Ref-iq)+Ki1*∫(iq_Ref-iq)dt计算所述q轴电压给定量，其中，iq_Ref为所述q轴转矩电流给定量，iq为所述q轴转矩电流，uq为所述q轴电压给定量，Kp1为预设定的第一比例系数，Ki1为预设定的第一积分系数。3.如权利要求2所述的变频驱动方法，其特征在于，所述依据所述电源输入电流、所述电源输入电压、所述母线电压、所述相电流及所述预设定的电机转速参考值计算q轴转矩电流给定量的步骤包括：依据所述电源输入电流、所述电源输入电压、所述母线电压、所述相电流及所述预设定的电机转速参考值计算q轴转矩电流参考量；依据所述电源输入电流、所述相电流及所述预设定的电机转速参考值计算前馈补偿量；通过算式iq_Ref＝iq_Ref_0+iq_comp计算所述q轴转矩电流给定量，其中，iq_Ref_0为所述q轴转矩电流参考量，iq_comp为所述前馈补偿量。4.如权利要求3所述的变频驱动方法，其特征在于，所述依据所述电源输入电流、所述电源输入电压、所述母线电压、所述相电流及所述预设定的电机转速参考值计算q轴转矩电流参考量的步骤包括：依据所述电源输入电流、所述电源输入电压、所述相电流及所述预设定的电机转速参考值计算母线电压参考值；通过算式iq_Ref_0＝Kp2*(udc_Ref-udc)+Ki2*∫(udc_Ref-udc)dt计算所述q轴转矩电流参考量，其中，udc_Ref为所述母线电压参考值，udc为所述母线电压，Kp2为预设定的第二比例系数，Ki2为预设定的第二积分系数。5.如权利要求4所述的变频驱动方法，其特征在于，所述依据所述电源输入电流、所述电源输入电压、所述相电流及所述预设定的电机转速参考值计算母线电压参考值的步骤包括：依据所述电源输入电流、所述相电流及所述预设定的电机转速参考值计算电感电压参考值；通过算式udc_Ref＝uac+uL_Ref计算所述母线电压参考值，其中，udc_Ref为所述母线电压参考值，uac为所述电源输入电压，uL_Ref为所述电感电压参考值。6.如权利要求5所述的变频驱动方法，其特征在于，依据所述电源输入电流、所述相电流及所述预设定的电机转速参考值计算电感电压参考值的步骤包括：依据所述电源输入电流、所述相电流及所述预设定的电机转速参考值计算交流电参考值；通过算式UL_Ref＝Kp3*(iac_Ref-iac)+Ki3*∫(iac_Ref-iac)dt计算电感电压参考值，其中，iac_Ref为所述交流电参考值，iac为所述电源输入电流，UL_Ref为所述电感电压参考值，Kp3为预设定的第三比例系数，Ki3为预设定的第三积分系数。7.如权利要求3所述的变频驱动方法，其特征在于，所述依据所述电源输入电流、所述相电流及所述预设定的电机转速参考值计算前馈补偿量的步骤包括：依据所述电源输入电流、所述相电流及所述预设定的电机转速参考值计算交流电参考值；通过算式iq_comp＝Kp4*iac_Ref计算所述前馈补偿量，其中，iac_Ref为所述交流电参考值，Kp4为预设定的第四比例系数，iq_comp为转矩电流反馈量。8.如权利要求6或7所述的变频驱动方法，其特征在于，所述依据所述电源输入电流、所述相电流及所述预设定的电机转速参考值计算交流电参考值的步骤包括：通过算式iac_Ref_peak＝Kp5*(ωr_Ref-ωr)+Ki5*∫(ωr_Ref-ωr)dt计算交流输入电峰值参考值，其中，ωr_Ref为电机转速参考值，ωr为电机转速实际值，iac_Ref_peak为交流输入电峰值参考值，Kp5为预设定的第五比例系数，Ki5为预设定的第五积分系数；对所述电源输入电流取绝对值得输入电流参考波形值；通过算式iac_Ref＝iac_Ref_Peak*iac_waveform_Ref计算所述交流电参考值，其中，iac_waveform_Ref为所述电流参考波形值...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓森庆，周金伟，皮书扬，董宏达，
申请(专利权)人：奥克斯空调股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33