CN104201943B - 磁极对数的确定方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于三相电机领域，提供了磁极对数的确定方法和装置；获取三相电机的相电流；从所述相电流中解析出具有相等幅值的两个谐波频率；根据以解析出的两个谐波频率与所述相电流的基波频率确定的关系模型，确定磁极对数p。在三相电机的实际工作中，该确定磁极对数p比三相电机的生产厂家提供的磁极对数更加精确，根据本发明确定的磁极对数能够更加精确地确定其它电机参数(例如电角速度)。

Description

磁极对数的确定方法和装置
技术领域
本发明属于三相电机领域，尤其涉及磁极对数的确定方法和装置。
背景技术
空调，主要用于调节室内外温度；压缩机作为空调的核心部分，主要是通过其来实现温度调节的。通常情况下，压缩机内设有三相电机，如永磁同步电机。
目前，三相电机是内设与压缩机腔的；因压缩机腔内空间有限，已没有足够的空间安置光电编码器来测量转子转速；因此现有技术采用无位置传感器技术来先确定电角速度，继而通过电角速度除以磁极对数以计算得到转子转速。
但是，如果三相电机的生产厂家没有提供磁极对数，或其提供的磁极对数有误；将无法准确计算出转子转速。
发明内容
本发明的目的在于提供磁极对数的确定方法和装置，以通过三相电机工作时的相电流来确定磁极对数。
一方面，本发明提供一种磁极对数的确定方法；所述磁极对数的确定方法包括；
获取三相电机的相电流；
从所述相电流中解析出具有相等幅值的两个谐波频率；
根据以解析出的两个谐波频率与所述相电流的基波频率确定的关系模型，确定磁极对数p。
一方面，本发明提供一种磁极对数的确定装置，所述磁极对数的确定装置包括：
相电流获取单元，用于获取三相电机的相电流；
等幅谐波单元，用于谐波从所述相电流中解析出具有相等幅值的两个谐波频率；
磁极对数确定单元，用于根据以解析出的两个谐波频率与所述相电流的基波频率确定的关系模型，确定磁极对数p。
一方面，本发明提供一种压缩机，所述压缩机包括上述的磁极对数的确定装置和三相电机。
一方面，本发明提供一种空调，所述空调包括上述的压缩机。
本发明的有益效果：从三相电机中获取任一项的相电流，对所述相电流进行频谱解析，解析出具有相等幅值的两个谐波频率；进而以解析出的两个谐波频率与所述相电流的基波频率确定的关系模型确定磁极对数。在三相电机的实际工作中，该确定磁极对数比三相电机的生产厂家提供的磁极对数更加精确，从而可根据本发明确定的磁极对数更加精确地确定其它电机参数(例如：电角速度、电机转矩补充参数、PI调节器参数等)。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的磁极对数的确定方法的实现流程图；
图2是图1中步骤A12的一种实现流程图；
图3是图1中步骤A12的又一种实现流程图；
图4是图1中步骤A12的又一种实现流程图；
图5是图4中步骤A13的一种实现流程；
图6是本发明实施例提供的磁极对数的确定装置的组成结构图；
图7是图6中等幅谐波单元62的一种组成结构图；
图8是图6中等幅谐波单元62的又一种组成结构图；
图9是图6中等幅谐波单元62的又一种组成结构图；
图10是图6中磁极对数确定单元63的组成结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1示出了本发明实施例提供的磁极对数的确定方法的实现流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
本发明实施例提供的磁极对数的确定方法，参见图1，所述磁极对数的确定方法包括步骤A11、步骤A12和步骤A13。
步骤A11，获取三相电机的相电流。
在本发明实施例中，在三相电机上电工作之后，从三相电机的任一相的相电流。
步骤A12，从所述相电流中解析出具有相等幅值的两个谐波频率。
作为本发明一实施方式，在步骤A12中，可直接对步骤A11获取的相电流进行解析，并从解析结果中确定两个具有相等幅值的谐波频率。
作为本发明一实施方式，在执行步骤A12之前，可将步骤A11获取的相电流依次进行Clark变换与Park变换，得到直轴电流和交轴电流。进而对直轴电流或者交轴电流进行解析，并从解析结果中确定两个具有相等幅值的谐波频率。
作为本发明一实施方式，在执行步骤A12之前，预先对所述相电流进行带通滤波或低通滤波，以滤除预设次以上的谐波分量；需说明的是，本实施方式对所述预设次不做限定，可通过实验数据预先设定，也可以人为设定；但滤除所述预设次以上的谐波分量，是主要为滤除高频噪声分量；因此所述预设次不能被设定得过小，如果设定得过小，在滤除高频噪声分量的同时，也可能将具有相等幅值的谐波分量滤除了。优选的，所述预设次为5，通常，通过低通滤波保留5次谐波以下的谐波分量，即可找到两个具有相等幅值的谐波频率。
图2示出了图1中步骤A12的一种实现流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
在本发明一实施例中，作为对步骤A12的一种具体优化，参见图2，所述从所述相电流中解析出具有相等幅值的两个谐波频率这一步骤具体包括步骤A121和步骤A122。
步骤A121，对所述相电流进行傅里叶变换，确定所述相电流的多个谐波频率。
在本实施例中，对相电流进行傅里叶变换，傅里叶变换之后能够确定该相电流的基波频率和各次谐波频率。或者，预先对相电流进行Clark变换与Park变换并得到直轴电流和交轴电流；从而可对直轴电流或交轴电流进行傅里叶变换，通过傅里叶变换确定该相电流的基波频率和各次谐波频率。
步骤A122，从确定的多个谐波频率中筛选出两个具有相等幅值的谐波频率。
在本实施例中，执行步骤A121之后，针对从傅里叶变换确定的该相电流的基波频率和各次谐波频率，筛选出两个具有相等幅值的谐波频率。
图3示出了图1中步骤A12的又一种实现流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
在本发明一实施例中，作为对步骤A12的又一种具体优化，参见图3，所述从所述相电流中解析出具有相等幅值的两个谐波频率这一步骤具体包括步骤A123和步骤A124。
步骤A123，对所述相电流进行快速傅里叶变换，确定所述相电流的多个谐波频率。
在本实施例中，对相电流进行快速傅里叶变换，快速傅里叶变换之后能够确定该相电流的基波频率和各次谐波频率。或者，预先对相电流进行Clark变换与Park变换并得到直轴电流和交轴电流；从而可对直轴电流或交轴电流进行快速傅里叶变换，通过快速傅里叶变换确定该相电流的基波频率和各次谐波频率。
步骤A124，从确定的多个谐波频率中筛选出两个具有相等幅值的谐波频率。
在本实施例中，执行步骤A123之后，针对从快速傅里叶变换确定的该相电流的基波频率和各次谐波频率，筛选出两个具有相等幅值的谐波频率。
图4示出了图1中步骤A12的又一种实现流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
作为本发明一优选实施例，参见图4，所述从所述相电流中解析出具有相等幅值的两个谐波频率具体包括步骤A125和步骤A126。
步骤A125，从所述相电流中解析出基波频率。
在本优选实施例中，不但要从所述相电流中解析出具有相等幅值的谐波频率，还需要从所述相电流中解析出所述相电流的基波频率。作为本发明一实施方式，解析出的、或者预先知道的该基波频率为50HZ。
步骤A126，从所述相电流中解析出具有相等幅值的第一谐波频率和第二谐波频率，所述第一谐波频率小于所述基波频率，所述第二谐波频率大于所述基波频率。
在本优选实施例中，对于从所述相电流中解析出的、相等幅值的两个谐波频率是分别处于该基波频率两边的，一个谐波频率(即所述第一谐波频率)小于所述基波频率，另一个谐波频率(即所述第二谐波频率)大于所述基波频率。
进而可通过结合相等幅值的该第一谐波频率和该第二谐波频率和基波频率所确定的关系模型计算出磁极对数p。
步骤A13，根据以解析出的两个谐波频率与所述相电流的基波频率确定的关系模型，确定磁极对数p。
在本发明实施例中，通过该第一谐波频率和基波频率所确定的关系模型计算第一磁极对数，通过该第二谐波频率和基波频率所确定的关系模型计算第二磁极对数；当计算出的第一磁极对数和计算出的第二磁极对数相等时，将第一磁极对数作为磁极对数p，或者将第二磁极对数作为磁极对数p。
图5示出了图4中步骤A13的一种实现流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
在本发明一优选实施例中，参见图5，所述根据以解析出的两个谐波频率与所述相电流的基波频率确定的关系模型，确定磁极对数这一步骤具体包括步骤A131、步骤A132和步骤A133。在本优选实施例中，步骤A131和步骤A132的执行顺序，在此不做限定，可先执行步骤A131或步骤A132，也可同时执行步骤A131和步骤A132。待分别执行完步骤A131和步骤A132之后，再执行步骤A133。
步骤A131，以第一磁极对数确定模型计算出第一磁极对数，所述第一磁极对数确定模型为：
其中，所述p1为所述第一磁极对数，所述f0为基波频率，所述f1为所述第一谐波频率。
在本优选实施例中，对于小于基波频率f0的第一谐波频率f1，该第一谐波频率f1与基波频率f0的关系模型为：
因此根据公式(2)可倒推公知(1)。
因此本实施例在已知该第一谐波频率f1与基波频率f0的情况下，可通过公式(1)确定所述第一磁极对数p1。
步骤A132，以第二磁极对数确定模型计算出第二磁极对数，所述第二磁极对数确定模型为：
其中，所述p2为所述第二磁极对数，所述f0为基波频率，所述f2为所述第二谐波频率。
在本优选实施例中，对于大于基波频率f0的第二谐波频率f2，该第二谐波频率f2与基波频率f0的关系模型为：
因此根据公式(4)可倒推公知(3)。
因此本实施例在已知该第二谐波频率f2与基波频率f0的情况下，可通过公式(3)确定所述第二磁极对数p2。
步骤A133，如果所述第一磁极对数和所述第二磁极对数相等，则将所述第一磁极对数作为所述磁极对数p。
在本优选实施例中，如果通过公式(1)确定的第一磁极对数p1与通过公式(3)确定的第二磁极对数p2相等，则将第一磁极对数p1或第二磁极对数p2作为磁极对数p。
在本发明实施例通过上述的磁极对数的确定方法计算出磁极对数p；计算出的磁极对数p，相对于三相电机的生产厂家没有提供磁极对数，是更加精确的。进而使用本发明实施例计算出的磁极对数p作为三相电机的参数确定电角速度等电机参数，更加精确，有效避免：
因生产厂家没有提供磁极对数而无法确定电机参数；
或者因生产厂家提供的磁极对数有误，导致使用生产厂家提供的磁极对数确定的其它电机参数也错误。
本领域普通技术人员还可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，包括ROM/RAM、磁盘、光盘等。
需要说明的是，本发明实施例提供的磁极对数的确定方法与本发明实施例提供的磁极对数的确定装置相互适用。图6示出了本发明实施例提供的磁极对数的确定装置的组成结构，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
本发明实施例提供的一种磁极对数的确定装置，参见图6，所述磁极对数的确定装置包括：
相电流获取单61，用于获取三相电机的相电流；
等幅谐波单元62，用于谐波从所述相电流中解析出具有相等幅值的两个谐波频率；
磁极对数确定单元63，用于根据以解析出的两个谐波频率与所述相电流的基波频率确定的关系模型，确定磁极对数p。
图7示出了图6中等幅谐波单元62的一种组成结构，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
在本发明一实施例中，参见图7，所述等幅谐波单元62包括：
傅里叶变换单元621，用于对所述相电流进行傅里叶变换，确定所述相电流的多个谐波频率；
第一筛选单元622，用于从确定的多个谐波频率中筛选出两个具有相等幅值的谐波频率。
图8示出了图6中等幅谐波单元62的又一种组成结构，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
在本发明一实施例中，参见图8，所述等幅谐波单元62包括：
快速傅里叶变换单元623，用于对所述相电流进行快速傅里叶变换，确定所述相电流的多个谐波频率；
第二筛选单元624，用于从确定的多个谐波频率中筛选出两个具有相等幅值的谐波频率。
图9示出了图6中等幅谐波单元62的又一种组成结构，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
在本发明一实施例中，参见图9所述等幅谐波单元62还包括：
基波频率单元625，用于从所述相电流中解析出基波频率；
子等幅谐波单元626，用于从所述相电流中解析出具有相等幅值的第一谐波频率和第二谐波频率，所述第一谐波频率小于所述基波频率，所述第二谐波频率大于所述基波频率。
图10示出了图6中磁极对数确定单元63的组成结构，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
在本发明一优选实施例中，参见图10，所述磁极对数确定单元63包括：
第一磁极对数确定单元631，用于以第一磁极对数确定模型计算出第一磁极对数，所述第一磁极对数确定模型为：其中，所述p1为所述第一磁极对数，所述f0为基波频率，所述f1为所述第一谐波频率；
第二磁极对数确定单元632，用于以第二磁极对数确定模型计算出第二磁极对数，所述第二磁极对数确定模型为：其中，所述p2为所述第二磁极对数，所述f0为基波频率，所述f2为所述第二谐波频率；
作为单元633，用于如果所述第一磁极对数和所述第二磁极对数相等，则将所述第一磁极对数作为所述磁极对数p。
本发明实施例还提供一种压缩机，所述压缩机包括上述的磁极对数的确定装置和三相电机。
本发明实施例还提供一种空调，所述空调包括上述的压缩机。
本领域技术人员可以理解为本发明实施例提供的磁极对数的确定装置所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种磁极对数的确定方法；其特征在于，所述磁极对数的确定方法包括；
获取三相电机的相电流；
从所述相电流中解析出具有相等幅值的两个谐波频率；
根据以解析出的两个谐波频率与所述相电流的基波频率确定的关系模型，确定磁极对数p；
所述根据以解析出的两个谐波频率与所述相电流的基波频率确定的关系模型，确定磁极对数这一步骤具体包括：
以第一磁极对数确定模型计算出第一磁极对数，所述第一磁极对数确定模型为：其中，所述p1为所述第一磁极对数，所述f0为基波频率，所述f1为第一谐波频率；
以第二磁极对数确定模型计算出第二磁极对数，所述第二磁极对数确定模型为：其中，所述p2为所述第二磁极对数，所述f0为基波频率，所述f2为第二谐波频率；
如果所述第一磁极对数和所述第二磁极对数相等，则将所述第一磁极对数作为所述磁极对数p。
2.如权利要求1所述的磁极对数的确定方法，其特征在于，所述从所述相电流中解析出具有相等幅值的两个谐波频率这一步骤具体包括：
对所述相电流进行傅里叶变换，确定所述相电流的多个谐波频率；
从确定的多个谐波频率中筛选出两个具有相等幅值的谐波频率。
3.如权利要求1所述的磁极对数的确定方法，其特征在于，所述从所述相电流中解析出具有相等幅值的两个谐波频率这一步骤具体包括：
对所述相电流进行快速傅里叶变换，确定所述相电流的多个谐波频率；
从确定的多个谐波频率中筛选出两个具有相等幅值的谐波频率。
4.如权利要求1至3任一项所述的磁极对数的确定方法，其特征在于，所述从所述相电流中解析出具有相等幅值的两个谐波频率具体包括：
从所述相电流中解析出基波频率；
从所述相电流中解析出具有相等幅值的第一谐波频率和第二谐波频率，所述第一谐波频率小于所述基波频率，所述第二谐波频率大于所述基波频率。
5.一种磁极对数的确定装置，其特征在于，所述磁极对数的确定装置包括：
相电流获取单元，用于获取三相电机的相电流；
等幅谐波单元，用于谐波从所述相电流中解析出具有相等幅值的两个谐波频率；
磁极对数确定单元，用于根据以解析出的两个谐波频率与所述相电流的基波频率确定的关系模型，确定磁极对数p；
所述磁极对数确定单元包括：
第一磁极对数确定单元，用于以第一磁极对数确定模型计算出第一磁极对数，所述第一磁极对数确定模型为：其中，所述p1为所述第一磁极对数，所述f0为基波频率，所述f1为第一谐波频率；
第二磁极对数确定单元，用于以第二磁极对数确定模型计算出第二磁极对数，所述第二磁极对数确定模型为：其中，所述p2为所述第二磁极对数，所述f0为基波频率，所述f2为第二谐波频率；
作为单元，用于如果所述第一磁极对数和所述第二磁极对数相等，则将所述第一磁极对数作为所述磁极对数p。
6.如权利要求5所述的磁极对数的确定装置，其特征在于，所述等幅谐波单元包括：
傅里叶变换单元，用于对所述相电流进行傅里叶变换，确定所述相电流的多个谐波频率；
第一筛选单元，用于从确定的多个谐波频率中筛选出两个具有相等幅值的谐波频率。
7.如权利要求5所述的磁极对数的确定装置，其特征在于，所述等幅谐波单元包括：
快速傅里叶变换单元，用于对所述相电流进行快速傅里叶变换，确定所述相电流的多个谐波频率；
第二筛选单元，用于从确定的多个谐波频率中筛选出两个具有相等幅值的谐波频率。
8.如权利要求5所述的磁极对数的确定装置，其特征在于，所述等幅谐波单元还包括：
基波频率单元，用于从所述相电流中解析出基波频率；
子等幅谐波单元，用于从所述相电流中解析出具有相等幅值的第一谐波频率和第二谐波频率，所述第一谐波频率小于所述基波频率，所述第二谐波频率大于所述基波频率。
9.一种压缩机，其特征在于，所述压缩机包括权利要求5至8任一项所述的磁极对数的确定装置和三相电机。
10.一种空调，其特征在于，所述空调包括权利要求9所述的压缩机。
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