一体式涡旋压缩机及其动态过程振荡抑制方法、装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种一体式涡旋压缩机及其动态过程振荡抑制方法、装置，所述方法包括：当一体式涡旋压缩机动态过程发生振荡后，根据已构造的线性判别器，判断所述振荡是小幅振荡还是大幅振荡；当所述振荡是小幅振荡时，增大电机输出电压中的交轴分量，对小幅振荡进行抑制；当所述振荡是大幅振荡时，增大电机输出电压中的交轴分量，以及根据直流母线电流的变化值，调制变频器的输出频率，对大幅振荡进行抑制。本发明专利技术可以主动抑制一体式涡旋压缩机动态过程产生的振荡，使一体式涡旋压缩机的电机能顺利穿越加速过程或减速过程可能遇到的不稳定区域。

An Integrated Scroll Compressor and Its Dynamic Process Oscillation Suppression Method and Device

The invention discloses an integral scroll compressor and its dynamic process oscillation suppression method and device. The method includes: when the dynamic process of the integral scroll compressor oscillates, the oscillation is judged to be small oscillation or large oscillation according to the constructed linear discriminator; when the oscillation is small oscillation, the quadrature axis component in the output voltage of the motor is increased, right? Small amplitude oscillation is suppressed; when the oscillation is large amplitude oscillation, the quadrature axis component of the output voltage of the motor is increased, and the output frequency of the frequency converter is modulated according to the change value of the DC bus current to suppress the large amplitude oscillation. The invention can actively suppress the oscillation generated in the dynamic process of the integral scroll compressor, so that the motor of the integral scroll compressor can smoothly pass through the unstable region that may be encountered in the acceleration or deceleration process.

【技术实现步骤摘要】
一体式涡旋压缩机及其动态过程振荡抑制方法、装置
本专利技术涉及一种一体式涡旋压缩机及其动态过程振荡抑制方法、装置，属于电机控制

技术介绍
车用空调一体式涡旋压缩机由涡旋压缩盘、驱动压缩盘的磁极内嵌式永磁同步电机(IPMSM)、控制电机的变频器三部分构成。为追求高转速、高功率密度、高可靠性，压缩机采用IPMSM电机驱动。IPMSM的转子永磁体不是沿转子圆周均匀分布，所以旋转时所产生的磁动势是非正弦分布的，磁动势含有二次谐波。另外，有别于普通工业应用中电机额定频率一般为50Hz，驱动涡旋压缩机的IPMSM的额定频率为200Hz～300Hz，这意味着压缩机中的IPMSM须在一个宽广的速度范围内运行。由电机-压缩机构成的动态系统在某些转速区间内，其动态系统本质是欠阻尼的，导致电机-压缩机进入振荡状态。如果不采取措施抑制这种振荡，电机系统很可能触发过流保护，系统紧急停机，空调系统停止工作。对于一体式涡旋压缩机，其配套的变频器安装在狭窄的压缩机壳体内，变频器的电路板面积小于“12cmx12cm”，而且出于成本考虑，一体式涡旋压缩机的变频器没有安装工业变频器中标配的霍尔电流传感器，而是采用在变频器三相全桥电路的下桥臂安装采样电阻，间接估算电机三相电流，当电机高速运行时，共模电磁干扰很大，有可能导致采样电阻上的电压信号严重畸变，无法准确测量流经采样电阻的电流。从而无法知道电机是否进入振荡状态。所以要改进电机三相动态电流的测量方法，准确获取动态过程电机的三相电流，基于变频器运行输出数据和三相电流测量数据，提取电机振荡模式特征。另外，车用空调压缩机由动力电池供电，当电机振荡时，电池输出电流波形与非振荡时的波形相比，有明显变化，所以电池输出电流中也隐含表示电机振荡的特征信息。综合判断电机振荡的信息，就能可靠识别电机是否振荡，并采取主动抑制措施，使电机退出振荡状态，保证空调的正常启动与停止。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种一体式涡旋压缩机动态过程振荡抑制方法，该方法可以主动抑制一体式涡旋压缩机动态过程产生的振荡，使一体式涡旋压缩机的电机能顺利穿越加速过程或减速过程可能遇到的不稳定区域。本专利技术的第二个目的在于提供一种一体式涡旋压缩机动态过程振荡抑制装置。本专利技术的第三个目的在于提供一种一体式涡旋压缩机。本专利技术的第四个目的在于提供一种存储介质。本专利技术的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：一体式涡旋压缩机动态过程振荡抑制方法，所述方法包括：当一体式涡旋压缩机动态过程发生振荡后，根据已构造的线性判别器，判断所述振荡是小幅振荡还是大幅振荡；当所述振荡是小幅振荡时，增大变频器输出电压中的交轴分量，对小幅振荡进行抑制；当所述振荡是大幅振荡时，增大变频器输出电压中的交轴分量，以及根据直流母线电流的变化值，调制变频器的输出频率，对大幅振荡进行抑制。进一步的，所述当一体式涡旋压缩机动态过程发生振荡后，判断所述振荡是小幅振荡还是大幅振荡之前，还包括：获取直流母线电流；对直流母线电流进行高通滤波和离散傅里叶变换，计算得到第一振荡特征变量；求取电机的无功功率，采用高通滤波器对所述无功功率进行滤波，计算得到第二振荡特征变量；根据第一振荡特征变量和第二振荡特征变量，构造线性判别器，判断一体式涡旋压缩机动态过程是否发生振荡。进一步的，所述获取直流母线电流，具体为：获取通过非隔离电路测量的直流母线电流。进一步的，所述获取通过非隔离电路测量的直流母线电流，具体为：通过测量第一采样电阻的两端电压，得到直流母线电流；其中，所述第一采样电阻串联在三相全桥的下桥臂汇流点与电池负极之间。进一步的，所述对直流母线电流进行高通滤波和离散傅里叶变换，计算得到第一振荡特征变量，具体包括：采用高通滤波器对直流母线电流进行滤波处理；对滤波后的信号进行离散傅里叶变换，分别求出滤波后的信号在变频器输出频率附近的第一谐波能量，以及变频器输出频率的两倍频与三倍频之间的第二谐波能量；将第一谐波能量与第二谐波能量之间的比值，作为第一振荡特征变量。进一步的，所述求取电机的无功功率，采用高通滤波器对所述无功功率进行滤波，计算得到第二振荡特征变量，具体包括：获取电机的三相电流；在变频器输出电压矢量旋转坐标系下对电机的三相电流进行CLARKE变换和PARK变换，结合已知的输出电压直轴分量与交轴分量，计算得到电机的无功功率；采用高通滤波器对所述无功功率进行滤波，对滤波后的信号积分，得到的无功功率高次谐波能量作为第二振荡特征变量。进一步的，所述获取电机的三相电流，具体包括：通过光电隔离放大器测量第二采样电阻两端的电压，得到U相电流；其中，所述第二采样电阻串联在变频器的U相输出端；在三相脉冲宽度调制的脉冲波形的不同区域对直流母线电流进行两次采样，第一次是仅有一相处于开通状态，此时测得的直流母线电流表示某相的电流，若该相是V相或W相，则结合已知的U相电流，推算得到三相电流信号；第二次是有两相处于开通状态，此时测得的直流母线电流表示两相电流和，结合已知的U相电流，推算得到三相电流信号，综合两次测量结果，获得三相电流。本专利技术的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：一体式涡旋压缩机动态过程振荡抑制装置，所述装置包括：判断模块，用于当一体式涡旋压缩机动态过程发生振荡后，根据已构造的线性判别器，判断所述振荡是小幅振荡还是大幅振荡；第一振荡抑制模块，用于当所述振荡是小幅振荡时，增大变频器输出电压中的交轴分量，对小幅振荡进行抑制；第二振荡抑制模块，用于当所述振荡是大幅振荡时，增大变频器输出电压中的交轴分量，以及根据直流母线电流的变化值，调制变频器的输出频率，对大幅振荡进行抑制。本专利技术的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到：一体式涡旋压缩机，包括变频器和电机，所述变频器与电机连接，所述变频器的单片机存储有程序，所述单片机执行存储的程序时，实现上述的方法。本专利技术的第四个目的可以通过采取如下技术方案达到：存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现上述的方法。本专利技术相对于现有技术具有如下的有益效果：1、本专利技术可以判断一体式涡旋压缩机动态过程发生的振荡是小幅振荡还是大幅振荡，如果是小幅振荡，增大变频器输出电压中的交轴分量，对小幅振荡进行抑制。如果是大幅振荡，除了增大变频器输出电压中的交轴分量外，还需要根据直流母线电流的变化值，调制变频器的输出频率，对大幅振荡进行抑制，使电机能顺利穿越加速过程或减速过程可能遇到的不稳定区域，使一体式涡旋压缩机保持稳定。2、本专利技术通过对直流母线电流进行高通滤波和离散傅里叶变换，得到用于判断电机是否振荡的第一振荡特征变量，以及根据电机的三相电流，求取电机的无功功率，对无功功率进行高通滤波，得到用于判断电机是否振荡的第二振荡特征变量，基于两个振荡特征变量构造线性判别器，可以准确判断一体式涡旋压缩机动态过程是否发生振荡。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，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的附图。图1为本专利技术实施例1的一体式涡旋压缩机动态过程振荡抑制方法的流程图。图2为本专利技术实施例1的一体式涡旋压缩机变频器的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一体式涡旋压缩机动态过程振荡抑制方法，其特征在于，所述方法包括：当一体式涡旋压缩机动态过程发生振荡后，根据已构造的线性判别器，判断所述振荡是小幅振荡还是大幅振荡；当所述振荡是小幅振荡时，增大变频器输出电压中的交轴分量，对小幅振荡进行抑制；当所述振荡是大幅振荡时，增大变频器输出电压中的交轴分量，以及根据直流母线电流的变化值，调制变频器的输出频率，对大幅振荡进行抑制。

【技术特征摘要】
1.一体式涡旋压缩机动态过程振荡抑制方法，其特征在于，所述方法包括：当一体式涡旋压缩机动态过程发生振荡后，根据已构造的线性判别器，判断所述振荡是小幅振荡还是大幅振荡；当所述振荡是小幅振荡时，增大变频器输出电压中的交轴分量，对小幅振荡进行抑制；当所述振荡是大幅振荡时，增大变频器输出电压中的交轴分量，以及根据直流母线电流的变化值，调制变频器的输出频率，对大幅振荡进行抑制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当一体式涡旋压缩机动态过程发生振荡后，判断所述振荡是小幅振荡还是大幅振荡之前，还包括：获取直流母线电流；对直流母线电流进行高通滤波和离散傅里叶变换，计算得到第一振荡特征变量；求取电机的无功功率，采用高通滤波器对所述无功功率进行滤波，计算得到第二振荡特征变量；根据第一振荡特征变量和第二振荡特征变量，构造线性判别器，判断一体式涡旋压缩机动态过程是否发生振荡。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取直流母线电流，具体为：获取通过非隔离电路测量的直流母线电流。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取通过非隔离电路测量的直流母线电流，具体为：通过测量第一采样电阻的两端电压，得到直流母线电流；其中，所述第一采样电阻串联在三相全桥的下桥臂汇流点与电池负极之间。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对直流母线电流进行高通滤波和离散傅里叶变换，计算得到第一振荡特征变量，具体包括：采用高通滤波器对直流母线电流进行滤波处理；对滤波后的信号进行离散傅里叶变换，分别求出滤波后的信号在变频器输出频率附近的第一谐波能量，以及变频器输出频率的两倍频与三倍频之间的第二谐波能量；将第一谐波能量与第二谐波能量之间的比值，作为第一振荡特征变量。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述求取电机的无功功率，采用高通滤波器对...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建民，肖兵，郭灼炎，
申请(专利权)人：江西滨凌科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36