CN103441715B - 永磁同步电机电流补偿的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及永磁同步电机电流补偿的控制方法，包括：a．对永磁同步电机中设置的直轴电流值与交轴电流值，以及实测电机运转时的直轴电流值与交轴电流值，通过傅立叶变换并根据电机转子当前机械的角度得到直轴电流和交轴电流分别对应的余弦幅值和正弦幅值；b．根据所述的余弦幅值和正弦幅值计算得到对所述设置的直轴电流值与交轴电流值的补偿值；c．根据压缩机的有效工作频率段对永磁同步电机中设置的直轴电流值与交轴电流值进行所述的补偿值补偿后，使变频器输出恒定力矩，降低压缩机电流波动。本发明的永磁同步电机电流补偿的控制方法，能够使变频器的输出恒定力矩，明显降低了压缩机电流波动，有效保持了系统的稳定性。

Description

永磁同步电机电流补偿的控制方法
技术领域
本发明涉及空调控制的方法，具体的讲是永磁同步电机电流补偿的控制方法。
背景技术
永磁同步单转子直流电机，特别是单转子空调压缩机，由于在转子运行一个机械周期中，对于2对极的压缩机来说，两个电周期就是一个机械周期，转子转一圈(0～360度)，表现出的电流就是输出两圈(0～720度)。两个电周期的输出电流一高一低，这是由单转子电机内部结构决定的。如果在转子运行的一个机械周期中，驱动控制器输出的电流发生波动，力矩输出就会发生变化，从而导致功率波动，影响系统的稳定。
发明内容
本发明提供了一种永磁同步电机电流补偿的控制方法，使变频器的输出恒定力矩，降低压缩机电流波动，保持系统的稳定性。
本发明永磁同步电机电流补偿的控制方法，包括：
a.对永磁同步电机中设置的直轴电流值与交轴电流值，以及实测电机运转时的直轴电流值Id与交轴电流值Iq，对实测到的直轴电流值Id与交轴电流值Iq进行傅立叶变换FFT，得到实际电流波动的基波成分对应的直轴电流余弦分量幅值a1_Id、交轴电流余弦分量幅值a1_Iq以及直轴电流正弦分量幅值b1_Id、交轴电流正弦分量幅值b1_Iq；
计算电机转子当前的机械相位角度θ，将实测到的直轴电流值Id与交轴电流值Iq进行低通滤波得到直轴电流低通滤波值Id_low和交轴电流低通滤波值Iq_low；
计算ΔId＝2×(Id-Id_low),ΔIq＝2×(Iq-Iq_low)
由此可以计算出：
直轴电流对应余弦幅值：a1_Id＝ΔId×cosθ，直轴电流对应正弦幅值b1_Id＝ΔId×sinθ；
交轴电流对应余弦幅值：a1_Iq＝ΔIq×cosθ，交轴电流对应正弦幅值b1_Iq＝ΔIq×sinθ；
其中，ΔId及ΔIq为中间变化量；
b.根据所述的余弦幅值和正弦幅值计算得到对所述设置的直轴电流值与交轴电流值的补偿值；
c.根据压缩机的有效工作频率段对永磁同步电机中设置的直轴电流值与交轴电流值进行所述的补偿值补偿后，使变频器输出恒定力矩，降低压缩机电流波动。
通过对当前和设置的直轴电流值与交轴电流值进行傅立叶变换，得到基波的余弦幅值和正弦幅值，再根据余弦幅值和正弦幅值分别计算电流的补偿量，并对直轴电流值和交轴电流值进行补偿，从而降低电流波动，达到恒力矩输出，测试后的效果非常明显。
具体的，步骤a中在傅立叶变换之前先将所述实测到的直轴电流值与交轴电流值进行低通滤波，将低通滤波后的值进行所述的余弦分量幅值和正弦分量幅值计算。
具体的，所述直轴电流的补偿值为：直轴电流余弦幅值低通滤波后的余弦+直轴电流正弦幅值低通滤波后的正弦；
所述交轴电流的补偿值为：交轴电流余弦幅值低通滤波后的余弦+交轴电流正弦幅值低通滤波后的正弦。
可选的，步骤c中所述的根据压缩机的有效工作频率段指的是根据上位机的指令对力矩进行控制或退出控制。
可选的，步骤c中所述的根据压缩机的有效工作频率段指的是上位机根据EEPROM的设定进行是否力矩控制的指令。
进一步的，所述的电机转子当前机械的角度为电机转子当前机械的相位角度。
本发明的永磁同步电机电流补偿的控制方法，能够使变频器的输出恒定力矩，明显降低了压缩机电流波动，有效保持了系统的稳定性。
以下结合实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。
具体实施方式
本发明永磁同步电机电流补偿的控制方法，步骤为：
a.对永磁同步电机中设置的直轴电流值Id*与交轴电流值Iq*，以及实测电机运转时的直轴电流值Id与交轴电流值Iq，计算出信号基波f(t)的余弦分量幅值a1和正弦分量幅值b1： T为电流波动周期，f(t)为信号基波，ωt为：转子旋转角度，dt为：积分符号。
对实测到的直轴电流值Id与交轴电流值Iq进行傅立叶变换FFT，得到实际电流波动的基波成分对应的直轴电流余弦分量幅值a1_Id、交轴电流余弦分量幅值a1_Iq以及直轴电流正弦分量幅值b1_Id、交轴电流正弦分量幅值b1_Iq。
计算电机转子当前的机械相位角度θ。将实测到的直轴电流值Id与交轴电流值Iq进行低通滤波得到直轴电流低通滤波值Id_low和交轴电流低通滤波值Iq_low。计算ΔId＝2×(Id-Id_low),ΔIq＝2×(Iq-Iq_low)
由此可以计算出：
直轴电流对应余弦幅值：a1_Id＝ΔId×cosθ，直轴电流对应正弦幅值b1_Id＝ΔId×sinθ；
交轴电流对应余弦幅值：a1_Iq＝ΔIq×cosθ，交轴电流对应正弦幅值b1_Iq＝ΔIq×sinθ；
b.根据所述的余弦幅值和正弦幅值计算得到对所述设置的直轴电流值与交轴电流值的补偿值：
直轴电流的补偿值：
交轴电流的补偿值：
c.在压缩机的有效工作频率段内，如果上位机发出恒定力矩控制的指令；或者上位机发出根据EEPROM的设定来做力矩控制的指令，并且EEPROM中开启恒定力矩控制，当前的转速指令在EEPROM设定的恒定力矩控制作用的转速范围以内，那么在做电流调节以前，首先进行恒定力矩补偿： 其中Id_Ctype和Iq_Ctype分别为直轴电流和交轴电流补偿后的输出电流指令。

Claims (6)

1.永磁同步电机电流补偿的控制方法，其特征包括：
a.对永磁同步电机中设置的直轴电流值与交轴电流值，以及实测电机运转时的直轴电流值Id与交轴电流值Iq，对实测到的直轴电流值Id与交轴电流值Iq进行傅立叶变换FFT，得到实际电流波动的基波成分对应的直轴电流余弦分量幅值a1_Id、交轴电流余弦分量幅值a1_Iq以及直轴电流正弦分量幅值b1_Id、交轴电流正弦分量幅值b1_Iq；
计算电机转子当前的机械相位角度θ，将实测到的直轴电流值Id与交轴电流值Iq进行低通滤波得到直轴电流低通滤波值Id_low和交轴电流低通滤波值Iq_low；
计算ΔId＝2×(Id-Id_low),ΔIq＝2×(Iq-Iq_low)
由此可以计算出：
直轴电流对应余弦幅值：a1_Id＝ΔId×cosθ，直轴电流对应正弦幅值b1_Id＝ΔId×sinθ；
交轴电流对应余弦幅值：a1_Iq＝ΔIq×cosθ，交轴电流对应正弦幅值b1_Iq＝ΔIq×sinθ；
其中，ΔId及ΔIq为中间变化量；
b.根据所述的余弦幅值和正弦幅值计算得到对所述设置的直轴电流值与交轴电流值的补偿值；
c.根据压缩机的有效工作频率段对永磁同步电机中设置的直轴电流值与交轴电流值进行所述的补偿值补偿后，使变频器输出恒定力矩，降低压缩机电流波动。
2.如权利要求1所述的永磁同步电机电流补偿的控制方法，其特征为：步骤a中在傅立叶变换之前先将所述实测到的直轴电流值与交轴电流值进行低通滤波，将低通滤波后的值进行所述的余弦分量幅值和正弦分量幅值计算。
3.如权利要求1所述的永磁同步电机电流补偿的控制方法，其特征为：
所述直轴电流的补偿值为：直轴电流余弦幅值低通滤波后的余弦+直轴电流正弦幅值低通滤波后的正弦；
所述交轴电流的补偿值为：交轴电流余弦幅值低通滤波后的余弦+交轴电流正弦幅值低通滤波后的正弦。
4.如权利要求1所述的永磁同步电机电流补偿的控制方法，其特征为：步骤c中所述的根据压缩机的有效工作频率段指的是根据上位机的指令对力矩进行控制或退出控制。
5.如权利要求1所述的永磁同步电机电流补偿的控制方法，其特征为：步骤c中所述的根据压缩机的有效工作频率段指的是上位机根据EEPROM的设定进行是否力矩控制的指令。
6.如权利要求1至5之一所述的永磁同步电机电流补偿的控制方法，其特征为：所述的电机转子当前机械的角度为电机转子当前机械的相位角度。
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