永磁同步电机控制方法、装置、存储介质、控制器及电器制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种永磁同步电机及其控制方法、装置、存储介质及电器，所述方法包括：所述电机的转速包括n个转速范围，n≥3；每个所述转速范围具有对应的电流环PI控制参数；所述方法，包括：判断所述电机的当前运行转速在所述n个转速范围中所属的转速范围；根据所述当前运行转速所属的转速范围获取所述电机的当前运行转速所对应的最大运行电流；根据所述电机的当前运行转速所对应的最大运行电流获取对应的d、q轴电感；根据所述d、q轴电感计算相应的电流环PI控制参数，以根据所述电流环PI控制参数对所述电机进行电流环控制。本发明专利技术提供的方案能够实现在设定转速范围内电机高效区间面积大，并且最高效率点提升。

Control method, device, storage medium, controller and electric appliance of permanent magnet synchronous motor

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机控制方法、装置、存储介质、控制器及电器
本专利技术涉及控制领域，尤其涉及一种永磁同步电机控制方法、装置、存储介质、控制器及电器。
技术介绍
变频冰箱压缩机因可以在较低转速运行，解决了传统定速压缩机频繁启动，冷冻冷藏室温度波动大，温控精度差，耗电量高的问题，已经得到大力推广普及。从变频冰箱实际使用和制冷控制过程看，新冰箱启用首次上电，或者任意时刻检测到冷冻温度传感器大于某一设定温度(例如10℃)且冷藏温度传感器大于某一设定温度(例如15℃)，或者在用户放入速冻食物时，都有快速制冷需求，此时变频活塞压缩机都是以最高频率连续运行，直到拉低温程序结束或速冻功能退出。然而，传统变频活塞压缩机只能运行到75Hz(即4500rpm)，提供的冷量受限，往往需要以最高运行频率运行较长时间，才能满足各间室温度控制要求，相对长的拉低温或速冻时长，影响了冰箱内食物保鲜度，特别是海鲜、水果等。因此，如何提高变频活塞压缩机运行最高转速和额定转速的能效，实现在大幅提升变频活塞压缩机冷量上限的情况下，压缩机保持排量不变是目前需要解决的一个技术问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种永磁同步电机控制方法、装置、存储介质、控制器及电器，以解决现有技术中提高变频活塞压缩机运行最高转速和额定转速的能效的问题。本专利技术一方面提供了一种永磁同步电机控制方法，包括：所述电机的转速包括n个转速范围，n≥3；每个所述转速范围具有对应的电流环PI控制参数；所述方法，包括：判断所述电机的当前运行转速在所述n个转速范围中所属的转速范围；根据所述当前运行转速所属的转速范围获取所述电机的当前运行转速所对应的最大运行电流；根据所述电机的当前运行转速所对应的最大运行电流获取对应的d、q轴电感；根据所述d、q轴电感计算相应的电流环PI控制参数，以根据所述电流环PI控制参数对所述电机进行电流环控制。可选地，所述电机的设定最高转速大于等于6000rpm；和/或，所述电机线间磁链峰峰值ψf的范围包括：其中，Kw1为基波绕组因数，p为电机极对数；和/或，所述电机的反电势系数Ke的取值范围包括：0.055<Ke<0.078，单位V/(rad/s)。可选地，根据所述d、q轴电感计算相应的电流环PI控制参数，包括：根据所述d、q轴电感，利用如下公式计算相应的电流环PI控制参数：Ki＝Ts/Tin*1000其中，Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kn为第n个转速范围下的电流环比例调节器增益，Ln是第n个转速范围内最大运行电流对应的电感，包括d轴和q轴电感，IB为基准电流，UB为基准电压，Ts为采样时间，Tin为第n个转速范围下的电流环积分调节器时间；其中，Kn≥0.5*K1，Tin≤0.5*Ti1。可选地，根据所述当前运行转速所属的转速范围获取所述电机的当前运行转速所对应的最大运行电流，包括：获取所述电机当前运行电流以及所述电机的运行转速在所述转速范围内时的历史运行电流；从所述当前运行电流和所述历史运行电流中确定所述电机的当前运行转速所对应的最大运行电流。本专利技术另一方面提供了一种永磁同步电机控制装置，包括：所述电机的转速包括n个转速范围，n≥3；每个所述转速范围具有对应的电流环PI控制参数；所述装置，包括：范围判断单元，用于判断所述电机的当前运行转速在所述n个转速范围中所属的转速范围；电流获取单元，用于根据所述当前运行转速所属的转速范围获取所述电机的当前运行转速所对应的最大运行电流；电感获取单元，用于根据所述电机的当前运行转速所对应的最大运行电流获取对应的d、q轴电感；参数计算单元，用于根据所述d、q轴电感计算相应的电流环PI控制参数，以根据所述电流环PI控制参数对所述电机进行电流环控制。可选地，所述电机的设定最高转速大于等于6000rpm；和/或，所述电机线间磁链峰峰值ψf的范围包括：其中，Kw1为基波绕组因数，p为电机极对数；和/或，所述电机的反电势系数Ke的取值范围包括：0.055<Ke<0.078，单位V/(rad/s)。可选地，所述参数计算单元，根据所述d、q轴电感计算相应的电流环PI控制参数，包括：根据所述d、q轴电感，利用如下公式计算相应的电流环PI控制参数：Ki＝Ts/Tin*1000其中，Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kn为第n个转速范围下的电流环比例调节器增益，Ln是第n个转速范围内最大运行电流对应的电感，包括d轴和q轴电感，IB为基准电流，UB为基准电压，Ts为采样时间，Tin为第n个转速范围下的电流环积分调节器时间；其中，Kn≥0.5*K1，Tin≤0.5*Ti1。可选地，所述电流获取单元，根据所述当前运行转速所属的转速范围获取所述电机的当前运行转速所对应的最大运行电流，包括：获取所述电机当前运行电流以及所述电机的运行转速在所述转速范围内时的历史运行电流；从所述当前运行电流和所述历史运行电流中确定所述电机的当前运行转速所对应的最大运行电流。本专利技术又一方面提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。本专利技术再一方面提供了一种永磁同步电机控制器，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。本专利技术再一方面提供了一种永磁同步电机控制器，包括前述任一所述的永磁同步电机控制装置。本专利技术再一方面提供了一种电器，包括前述任一所述的永磁同步电机控制器。可选地，所述电器，包括：冰箱。根据本专利技术的技术方案，在控制器输出电流、电压限制相同的情况下，以电机最高转速不低于6000rpm为目标，并提供最优的永磁磁链ψf的范围，实现电机在设定的转速范围内高效率运行，基于这个方法设计的电机，可以实现在预定的转速范围内电机高效区间面积大，并且最高效率点提升。应用于变频冰箱的压缩机时，电机在最高转速运行时能够提供最大冷量，能够实现冰箱拉低温或速冻时长大幅缩短。根据本专利技术的技术方案，将转速划分为n个转速范围，根据转速和交、直轴电感修正电流环PI控制参数，保证电流内环快、稳，使控制系统工作在最优的状态，提高低速时电机效率，提高高速时电机运行的稳定性，可以有效降低低频转速波动，提高高频带载的稳定性。根据本专利技术的技术方案，突破传统变频活塞压缩机高效运行区间范围和上限转速，实现最高运行转速可达7200rpm，即120Hz，用于变频冰箱时，在同排量情况下冷量上限大幅拓宽。由此实现冰箱首次上电或需要快速冷冻时，拉低温或速冻时长大幅缩短，额定点运行能效大幅提升。并且，可以实现在同一泵体结构平台下，压缩机排量减小,最大输出制冷量不变，或者压缩机排量不变，最大输出冷量提升。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术提供的永磁同步电机控制方法的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述电机的转速包括n个转速范围，n≥3；每个所述转速范围具有对应的电流环PI控制参数；所述方法，包括：/n判断所述电机的当前运行转速在所述n个转速范围中所属的转速范围；/n根据所述当前运行转速所属的转速范围获取所述电机的当前运行转速所对应的最大运行电流；/n根据所述电机的当前运行转速所对应的最大运行电流获取对应的d、q轴电感；/n根据所述d、q轴电感计算相应的电流环PI控制参数，以根据所述电流环PI控制参数对所述电机进行电流环控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述电机的转速包括n个转速范围，n≥3；每个所述转速范围具有对应的电流环PI控制参数；所述方法，包括：
判断所述电机的当前运行转速在所述n个转速范围中所属的转速范围；
根据所述当前运行转速所属的转速范围获取所述电机的当前运行转速所对应的最大运行电流；
根据所述电机的当前运行转速所对应的最大运行电流获取对应的d、q轴电感；
根据所述d、q轴电感计算相应的电流环PI控制参数，以根据所述电流环PI控制参数对所述电机进行电流环控制。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电机的设定最高转速大于等于6000rpm；和/或，
所述电机线间磁链峰峰值ψf的范围包括：



其中，Kw1为基波绕组因数，p为电机极对数；
和/或，
所述电机的反电势系数Ke的取值范围包括：0.055<Ke<0.078，单位V/(rad/s)。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述d、q轴电感计算相应的电流环PI控制参数，包括：
根据所述d、q轴电感，利用如下公式计算相应的电流环PI控制参数：



Ki＝Ts/Tin*1000
其中，Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kn为第n个转速范围下的电流环比例调节器增益，Ln是第n个转速范围内最大运行电流对应的电感，包括d轴和q轴电感，IB为基准电流，UB为基准电压，Ts为采样时间，Tin为第n个转速范围下的电流环积分调节器时间；其中，Kn≥0.5*K1，Tin≤0.5*Ti1。


4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，根据所述当前运行转速所属的转速范围获取所述电机的当前运行转速所对应的最大运行电流，包括：
获取所述电机当前运行电流以及所述电机的运行转速在所述转速范围内时的历史运行电流；
从所述当前运行电流和所述历史运行电流中确定所述电机的当前运行转速所对应的最大运行电流。


5.一种永磁同步电机控制装置，其特征在于，所述电机的转速包括n个转速范围，n≥3；每个所述转速范围具有对应的电流环PI控制参数；所述装置，包括：
范围判断单元，用于判断所述电机的当前运行转速在所述n个转速范围中所属的转速范围；
电流获取单元，用于根据所述当前运行转速所属的转速范围获取所述电机的当前运行转速所对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：程海珍，刘通，陈华杰，徐常升，
申请(专利权)人：珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44