CN106026818B - 压缩机转矩补偿方法、装置及空调 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压缩机转矩补偿方法、装置及空调，方法包括：获取电机转速估计值ω_est；根据电机转速波动值ω_mrip获取峰值转矩补偿量T_p；根据电机转速指令值ω_ref与ω_est获取调速峰值转矩指令T₀；根据T_p和T₀获取总峰值转矩指令T_t；根据交流输入电压相位θ_g获取波形变量W_f，并利用W_f对T_t进行调制，得到调制后的转矩指令T_ref；根据T_ref以及电机转矩系数K_t获取Q轴电流指令I_qref；根据I_dref和I_qref以及I_d和I_q，获取D轴电压指令V_d和Q轴电压指令V_q；对V_d及V_q进行坐标变换后输出给电机以驱动所述压缩机。本发明能够实现对压缩机转速波动的有效抑制。

Description

压缩机转矩补偿方法、装置及空调

技术领域

本发明实施例涉及压缩机技术领域，具体涉及一种压缩机转矩补偿方法、装置及空调。

背景技术

由于成本与效率方面的优势，单转子压缩机在家用变频电器中得到了广泛。单转子压缩机，即由电动机的转子带动一个偏心轮的机构。这种单转子机构可以提高压缩机的性价比，降低制造成本。在电动机的转子旋转一周的过程中，负荷是不确定的，是随着转子位置变化而变化的，尤其是在低频运行时容易引起较大的转速波动，影响了压缩机工作的性能。

图1为压缩机负载特性示意图。可见负载转矩T_l随着转子角度呈现周期性波动，且在不同工况下负载波动的幅值存在明显差异。当系统压力处于平衡状态时，T_l可表示为：

其中，T_l0表示负载转矩T_l的直流成分，T_lk(k＝1,2,...)表示负载转矩T_l的k次谐波幅值，为k次谐波对应的角度偏差，ω_m为压缩机的机械角速度。在负载转矩T_l的作用下，压缩机将产生明显的转速波动。如果不针对负载波动进行补偿，可能导致配管振动过大，或压缩机失步故障。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种压缩机转矩补偿方法、装置及空调，能够实现对压缩机转速波动的有效抑制。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种压缩机转矩补偿方法，包括：

根据压缩机中电机的当前运行状况获取电机转速估计值ω_est；

根据电机转速波动值ω_mrip，获取峰值转矩补偿量T_p；其中，电机转速波动值ω_mrip＝(ω_est-ω_ref)/P，ω_ref为电机转速指令值，P为电机极对数；

根据电机转速指令值ω_ref与电机转速估计值ω_est，获取调速峰值转矩指令T₀；

根据峰值转矩补偿量T_p和调速峰值转矩指令T₀获取总峰值转矩指令T_t；

根据交流输入电压相位θ_g获取波形变量W_f，并利用波形变量W_f对总峰值转矩指令T_t进行调制，得到调制后的转矩指令T_ref；

根据调制后的转矩指令T_ref以及电机转矩系数K_t获取Q轴电流指令I_qref；

获取D轴电流指令I_dref；

根据I_dref和I_qref以及D轴电流实际值I_d和Q轴电流实际值I_q，获取D轴电压指令V_d和Q轴电压指令V_q；

对所述D轴电压指令V_d及所述Q轴电压指令V_q进行坐标变换后输出给电机以驱动所述压缩机。

优选地，所述根据压缩机中电机的当前运行状况获取电机转速估计值ω_est，包括：

根据下述公式一至公式三获取电机转速估计值ω_est：

其中，s表示拉普拉斯变换，θ_est表示角度估计值，ω_est0表示初始转速估计值，与分别为的电机在α/β轴方向上有效磁通的估计值，L_d、L_q分别为D、Q轴电感，I_dref为D轴电流指令，K_e为电机反电势系数，V_α、V_β为固定坐标系上的电压指令，i_α、i_β为固定坐标系上的电流值，θ_err为偏差角度θ-θ_est的估计值，K_{p_pll}与K_{i_pll}分别为锁相环控制器的比例与积分参数，ω_f为速度低通滤波器带宽。

优选地，所述根据电机转速波动值ω_mrip，获取峰值转矩补偿量T_p，包括：

根据电机转速波动值ω_mrip基于傅里叶变换提取电机转速波动的基波成分；

根据提取出的基波成分获取与基波成分对应的加速度，根据获取的加速度计算峰值转矩补偿量。

优选地，所述根据电机转速波动值ω_mrip基于傅里叶变换提取电机转速波动的基波成分，包括：

根据电机转速波动值ω_mrip利用低通滤波器获取傅里叶级数系数的估计值，根据获取的傅里叶级数系数的估计值进行傅里叶变换，提取电机转速波动的基波成分。

优选地，所述根据提取出的基波成分获取与基波成分对应的加速度，根据获取的加速度计算峰值转矩补偿量，包括：

根据提取出的基波成分利用高通滤波器获取与基波成分对应的加速度，对获取的加速度进行预设倍数的放大，获取所述峰值转矩补偿量T_p。

优选地，所述根据电机转速指令值ω_ref与电机转速估计值ω_est，获取调速峰值转矩指令T₀，包括：

根据下述公式四获取调速峰值转矩指令T₀：

其中，K_pasr与K_iasr分别为速度控制器的比例增益与积分增益，s表示拉普拉斯变换。

优选地，所述根据交流输入电压相位θ_g获取波形变量W_f，包括：

根据下述公式五获取波形变量W_f：

其中，θ_d是输入电流为零的死区角度。

优选地，所述获取D轴电流指令I_dref，包括：

根据逆变器最大输出电压V_max与逆变器输出电压幅值V₁获取D轴电流指令I_dref。

优选地，所述根据逆变器最大输出电压V_max与逆变器输出电压幅值V₁获取D轴电流指令I_dref，包括：

根据下面公式六获取D轴电流指令I_dref：

其中，K_i为积分控制系数，I_demag为电机退磁电流限制值，V_d为D轴电压指令，V_q为Q轴电压指令，V_dc为直流母线电压。

优选地，所述根据I_dref和I_qref以及D轴电流实际值I_d和Q轴电流实际值I_q，获取D轴电压指令V_d和Q轴电压指令V_q，包括：

根据下面公式七获取D轴电压指令V_d和Q轴电压指令V_q：

其中，K_pd、K_id为D轴电流控制比例增益与积分增益；K_pq、K_iq为Q轴电流控制比例增益与积分增益；ω为电机转速；K_e为电机反电势系数；L_d、L_q分别为D轴、Q轴电感。

第二方面，本发明还提供了一种压缩机转矩补偿装置，包括：

转速估计单元，用于根据压缩机中电机的当前运行状况获取电机转速估计值ω_est；

转矩补偿控制器，用于根据电机转速波动值ω_mrip，获取峰值转矩补偿量T_p；其中，电机转速波动值ω_mrip＝(ω_est-ω_ref)/P，ω_ref为电机转速指令值，P为电机极对数；

速度控制器，用于根据电机转速指令值ω_ref与电机转速估计值ω_est，获取调速峰值转矩指令T₀；

加法器，用于根据峰值转矩补偿量T_p和调速峰值转矩指令T₀获取总峰值转矩指令T_t；

波形发生器，用于根据交流输入电压相位θ_g获取波形变量W_f；

调制单元，用于利用波形变量W_f对总峰值转矩指令T_t进行调制，得到调制后的转矩指令T_ref；

第一获取单元，用于根据调制后的转矩指令T_ref以及电机转矩系数K_t获取Q轴电流指令I_qref；

第二获取单元，用于获取D轴电流指令I_dref；

电流控制器，用于根据I_dref和I_qref以及D轴电流实际值I_d和Q轴电流实际值I_q，获取D轴电压指令V_d和Q轴电压指令V_q；

转换输出单元，用于对所述D轴电压指令V_d及所述Q轴电压指令V_q进行坐标变换后输出给电机以驱动所述压缩机。

第三方面，本发明还提供了一种空调，包括如上面所述的压缩机转矩补偿装置。

由上述技术方案可知，本发明所述的压缩机转矩补偿方法及装置，根据压缩机的电机转速估计值获取包含峰值转矩补偿量以及调速峰值转矩指令的总峰值转矩指令T_t，然后根据交流输入电压相位θ_g获取波形变量W_f，利用波形变量W_f对总峰值转矩指令T_t进行调制，得到调制后的转矩指令T_ref，并根据调制后的转矩指令T_ref获取Q轴电流指令I_qref，最后根据I_dref和I_qref以及D轴电流实际值I_d和Q轴电流实际值I_q，获取D轴电压指令V_d和Q轴电压指令V_q，并对对所述D轴电压指令V_d及所述Q轴电压指令V_q进行坐标变换后输出给电机以驱动所述压缩机，以实现对压缩机转速波动的有效抑制。可见，本发明提供的压缩机转矩补偿方法及装置，根据输入交流电压相位与压缩机转子角度信息推算出转矩补偿量，可实现对转速波动的有效抑制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是压缩机负载特性示意图；

图2是常规压缩机驱动器电路示意图；

图3是电容小型化压缩机驱动器电路示意图；

图4是本发明第一个实施例提供的压缩机转矩补偿方法的流程图；

图5是步骤102所描述的峰值转矩补偿的原理框图；

图6是波形变量W_f的波形示意图；

图7是调制前总峰值转矩指令T_t与调制后转矩指令T_ref波形示意图；

图8是本发明第三个实施例提供的压缩机转矩补偿装置的结构示意图；

图9是本发明第三个实施例提供的压缩机转矩补偿装置的具体实现框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

随着节能要求的提升，变频压缩机的占比正不断加大，逐渐成为了市场的主流。变频压缩机的调速控制需通过驱动器实现，因而驱动器的性能对压缩机控制系统具有较大的影响。

图2为常规压缩机驱动器电路示意图。该电路具有AC-DC-AC转换的电路拓扑结构。其中，有源PFC(功率因数校正，Power Factor Correction)实现AC-DC转换，使输入电流满足IEC61000-3-2的谐波要求；逆变电路实现DC-AC转换，驱动压缩机运行。此结构的PFC与逆变电路相互独立，便于控制器设计，因而得到了广泛的应用。然而其中间环节较多，导致成本高且可靠性下降，且直流母线上电解电容的寿命限制了其使用年限。

为此，目前市场上出现了一种电容小型化的电机驱动器。图3为电容小型化压缩机驱动器电路示意图。与常规的交直交驱动电路相比，该电路省去了功率因数校正PFC部分，并以小容值的薄膜电容(或陶瓷电容)取代电解电容。因此，电容小型化的电机驱动器既能实现降成本，又能消除电解电容引起的使用寿命瓶颈。

与常规的压缩机驱动器不同，电容小型化驱动器需检测交流输入电压相位，并使电机输出的转矩与输入电压保持相位一致，从而实现输入电流的正弦化。然而，单转子压缩机具有负载随转子角度波动的特性，在低频运行时容易引起较大的转速波动。图1为压缩机负载特性示意图。可见负载转矩T_l随着转子角度呈现周期性波动，且在不同工况下负载波动的幅值存在明显差异。当系统压力处于平衡状态时，T_l可表示为：

其中，T_l0表示负载转矩T_l的直流成分，T_lk(k＝1,2,...)表示负载转矩T_l的k次谐波幅值，为k次谐波对应的角度偏差，ω_m为压缩机的机械角速度。在负载转矩T_l的作用下，压缩机将产生明显的转速波动。如果不针对负载波动进行补偿，可能导致配管振动过大，或压缩机失步故障。

为解决上述问题，本发明提供了一种压缩机转矩补偿方法及装置，根据输入交流电压相位与压缩机转子角度信息推算出转矩补偿量，以实现对转速波动的有效抑制。下面将通过第一至第四实施例对本发明进行详细解释说明。

图4示出了本发明第一个实施例提供的压缩机转矩补偿方法的流程图，参见图4，本发明第一个实施例提供的压缩机转矩补偿方法包括如下步骤：

步骤101：根据压缩机中电机的当前运行状况获取电机转速估计值ω_est。

步骤102：根据电机转速波动值ω_mrip，获取峰值转矩补偿量T_p；其中，电机转速波动值ω_mrip＝(ω_est-ω_ref)/P，ω_ref为电机转速指令值，P为电机极对数。

步骤103：根据电机转速指令值ω_ref与电机转速估计值ω_est，获取调速峰值转矩指令T₀。

步骤104：根据峰值转矩补偿量T_p和调速峰值转矩指令T₀获取总峰值转矩指令T_t。

步骤105：根据交流输入电压相位θ_g获取波形变量W_f，并利用波形变量W_f对总峰值转矩指令T_t进行调制，得到调制后的转矩指令T_ref。

步骤106：根据调制后的转矩指令T_ref以及电机转矩系数K_t获取Q轴电流指令I_qref。

步骤107：获取D轴电流指令I_dref。

步骤108：根据I_dref和I_qref以及D轴电流实际值I_d和Q轴电流实际值I_q，获取D轴电压指令V_d和Q轴电压指令V_q。

步骤109：对所述D轴电压指令V_d及所述Q轴电压指令V_q进行坐标变换后输出给电机以驱动所述压缩机。

本实施例提供的压缩机转矩补偿方法，根据压缩机的电机转速估计值获取包含峰值转矩补偿量以及调速峰值转矩指令的总峰值转矩指令T_t，然后根据交流输入电压相位θ_g获取波形变量W_f，利用波形变量W_f对总峰值转矩指令T_t进行调制，得到调制后的转矩指令T_ref，并根据调制后的转矩指令T_ref获取Q轴电流指令I_qref，最后根据I_dref和I_qref以及D轴电流实际值I_d和Q轴电流实际值I_q，获取D轴电压指令V_d和Q轴电压指令V_q，并对对所述D轴电压指令V_d及所述Q轴电压指令V_q进行坐标变换后输出给电机以驱动所述压缩机，以实现对压缩机转速波动的有效抑制。可见，本实施例提供的压缩机转矩补偿方法及装置，根据输入交流电压相位与压缩机转子角度信息推算出转矩补偿量，利用转矩补偿量进行补偿，可实现对转速波动的有效抑制。

在本发明的第二个实施例中，对上述实施例提到的压缩机转矩补偿方法给出了一种较佳的实现方式，具体包括如下步骤：

步骤101：根据压缩机中电机的当前运行状况获取电机转速估计值ω_est。

在本步骤中，根据下述公式一至公式三获取电机转速估计值ω_est：

其中，s表示拉普拉斯变换，θ_est表示角度估计值，ω_est0表示初始转速估计值，与分别为的电机在α/β轴方向上有效磁通的估计值，L_d、L_q分别为D、Q轴电感，I_dref为D轴电流指令，K_e为电机反电势系数，V_α、V_β为固定坐标系上的电压指令，i_α、i_β为固定坐标系上的电流值，θ_err为偏差角度θ-θ_est的估计值，K_{p_pll}与K_{i_pll}分别为锁相环控制器的比例与积分参数，ω_f为速度低通滤波器带宽。

步骤102：根据电机转速波动值ω_mrip，获取峰值转矩补偿量T_p；其中，电机转速波动值ω_mrip＝(ω_est-ω_ref)/P，ω_ref为电机转速指令值，P为电机极对数。

在本步骤中，采用如下方法获取峰值转矩补偿量T_p，包括：

步骤a：根据电机转速波动值ω_mrip基于傅里叶变换提取电机转速波动的基波成分；

步骤b：根据提取出的基波成分获取与基波成分对应的加速度，根据获取的加速度计算峰值转矩补偿量。

进一步地，上述步骤a根据电机转速波动值ω_mrip基于傅里叶变换提取电机转速波动的基波成分，包括：

根据电机转速波动值ω_mrip利用低通滤波器获取傅里叶级数系数的估计值，根据获取的傅里叶级数系数的估计值进行傅里叶变换，提取电机转速波动的基波成分。

作为一种实施方式，例如，可以根据下面公式提取电机转速波动的基波成分ω_mb：

ω_mb＝A_ωc*cos(θ/P+θ_com)+A_ωs*sin(θ/P+θ_com)

A_ωc＝n*ω_mripcos(θ/P)*[1/(1+T_f*s)]

A_ωs＝n*ω_mripsin(θ/P)*[1/(1+T_f*s)]

其中，n为放大倍数；A_ωc与A_ωs为傅里叶级数系数的估计值；θ_com为相位补偿量，θ_com＝arctan(T_hfω_m)；T_f为低通滤波器的时间常数；s表示拉普拉斯变换。

在上述步骤a的基础之上，进一步地，上述步骤b根据提取出的基波成分获取与基波成分对应的加速度，根据获取的加速度计算峰值转矩补偿量，包括：

根据提取出的基波成分利用高通滤波器获取与基波成分对应的加速度，对获取的加速度进行预设倍数的放大，获取所述峰值转矩补偿量T_p。

作为一种实施方式，例如，可以根据下面公式根据提取出的基波成分利用高通滤波器获取与基波成分对应的加速度T_p′，并对获取的加速度T_p′进行预设倍数K的放大，获取所述峰值转矩补偿量T_p：

T_p′＝ω_mb*[s/(1+T_hf*s)]

T_p＝K*T_p′

其中，T_p′为与基波成分ω_mb对应的加速度，T_hf为高通滤波器的时间常数，K为转矩补偿增益系数。

图5为一种峰值转矩补偿的原理框图。其中虚线框所示为基于傅里叶变换的转速波动的基波提取环节；A_ωc与A_ωs为傅里叶级数系数的估计值；θ_com为相位补偿量；ω_mb为相位补偿后的转速波动基波成分；K为转矩补偿增益系数；T_f与T_hf分别为低通滤波器与高通滤波器的时间常数。相位补偿量θ_com用于抵消高通滤波器与微分之间的相位偏差，其计算式为：

θ_com＝arctan(T_hfω_m)。

步骤103：根据电机转速指令值ω_ref与电机转速估计值ω_est，获取调速峰值转矩指令T₀。

在本步骤中，根据下述公式四获取调速峰值转矩指令T₀：

其中，K_pasr与K_iasr分别为速度控制器的比例增益与积分增益，s表示拉普拉斯变换。

步骤104：根据峰值转矩补偿量T_p和调速峰值转矩指令T₀获取总峰值转矩指令T_t。

在本步骤中，将T_p与T₀相加得到总峰值转矩指令T_t。

步骤105：根据交流输入电压相位θ_g获取波形变量W_f，并利用波形变量W_f对总峰值转矩指令T_t进行调制，得到调制后的转矩指令T_ref。

在本步骤中，根据下述公式五获取波形变量W_f：

其中，θ_d是输入电流为零的死区角度，一般取为0.1～0.2rad。W_f的波形如图6所示，可见W_f的形状接近于正弦。

其中，在获取波形变量W_f之后，利用波形变量W_f对总峰值转矩指令T_t进行调制，得到调制后的转矩指令T_ref＝T_t×W_f。

图7为调制前总峰值转矩指令T_t与调制后转矩指令T_ref波形示意图。由波形变量W_f的表达式可知，W_f的周期平均值W_fave满足：

由于T_ref＝T_tW_f，因此T_t与T_ref具有相同的周期平均值。然而，从图7可见，T_ref的峰值比T_t更大。这意味着电容小型化压缩机驱动器需能承受更大的瞬时峰值电流，因此，在电路设计时需确保瞬时电流峰值在功率器件的允许范围以内。

步骤106：根据调制后的转矩指令T_ref以及电机转矩系数K_t获取Q轴电流指令I_qref。

在本步骤中，将调制后的转矩指令T_ref除以电机转矩系数K_t得到Q轴电流指令I_qref。

步骤107：获取D轴电流指令I_dref。

在本步骤中，根据逆变器最大输出电压V_max与逆变器输出电压幅值V₁获取D轴电流指令I_dref；

具体地，根据下面公式六获取D轴电流指令I_dref：

其中，K_i为积分控制系数，I_demag为电机退磁电流限制值，V_d为D轴电压指令，V_q为Q轴电压指令，V_dc为直流母线电压。

步骤108：根据I_dref和I_qref以及D轴电流实际值I_d和Q轴电流实际值I_q，获取D轴电压指令V_d和Q轴电压指令V_q。

在本步骤中，根据下面公式七获取D轴电压指令V_d和Q轴电压指令V_q：

其中，K_pd、K_id为D轴电流控制比例增益与积分增益；K_pq、K_iq为Q轴电流控制比例增益与积分增益；ω为电机转速；K_e为电机反电势系数；L_d、L_q分别为D轴、Q轴电感。

步骤109：对所述D轴电压指令V_d及所述Q轴电压指令V_q进行坐标变换后输出给电机以驱动所述压缩机。

在本步骤中，根据电机转子角度θ，对V_d、V_q进行坐标变换，得到固定坐标系上的电压指令V_α、V_β，坐标变换的计算式如下：

根据V_α、V_β与直流母线电压V_dc，利用下面两个式子可以计算出逆变器UVW三相的占空比：

V_u＝V_α

D_u＝(V_u+0.5V_dc)/V_dc

D_v＝(V_v+0.5V_dc)/V_dc；

D_w＝(V_w+0.5V_dc)/V_dc

在得到三相占空比后，可实时控制逆变电路的开关，实现对电机瞬时过电压的保护。

本发明第三个实施例提供了一种压缩机转矩补偿装置，参见图8，该装置包括：转速估计单元81、转矩补偿控制器82、速度控制器83、加法器84、波形发生器85、调制单元86、第一获取单元87、第二获取单元88、电流控制器89和转换输出单元90；

转速估计单元81，用于根据压缩机中电机的当前运行状况获取电机转速估计值ω_est；

转矩补偿控制器82，用于根据电机转速波动值ω_mrip，获取峰值转矩补偿量T_p；其中，电机转速波动值ω_mrip＝(ω_est-ω_ref)/P，ω_ref为电机转速指令值，P为电机极对数；

速度控制器83，用于根据电机转速指令值ω_ref与电机转速估计值ω_est，获取调速峰值转矩指令T₀；

加法器84，用于根据峰值转矩补偿量T_p和调速峰值转矩指令T₀获取总峰值转矩指令T_t；

波形发生器85，用于根据交流输入电压相位θ_g获取波形变量W_f；

调制单元86，用于利用波形变量W_f对总峰值转矩指令T_t进行调制，得到调制后的转矩指令T_ref；

第一获取单元87，用于根据调制后的转矩指令T_ref以及电机转矩系数K_t获取Q轴电流指令I_qref；

第二获取单元88，用于获取D轴电流指令I_dref；

电流控制器89，用于根据I_dref和I_qref以及D轴电流实际值I_d和Q轴电流实际值I_q，获取D轴电压指令V_d和Q轴电压指令V_q；

转换输出单元90，用于对所述D轴电压指令V_d及所述Q轴电压指令V_q进行坐标变换后输出给电机以驱动所述压缩机。

其中，转换输出单元90中包括一些功能模块，如脉冲宽度调制PWM模块、矢量变换模块以及占空比计算模块等。

图9是本发明第三个实施例提供的压缩机转矩补偿装置的具体实现框图。

本实施例所述的压缩机转矩补偿装置，可以用于执行上述实施例所述的压缩机转矩补偿方法，其原理和技术效果类似，此处不再详述。

基于同样的发明构思，本发明第四个实施例提供了一种空调，包括如上面实施例所述的压缩机转矩补偿装置。该空调由于包括上述任意一种压缩机转矩补偿装置，因而可以解决同样的技术问题，并取得相同的技术效果。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种压缩机转矩补偿方法，其特征在于，包括：

根据压缩机中电机的当前运行状况获取电机转速估计值ω_est；

根据电机转速波动值ω_mrip，获取峰值转矩补偿量T_p；其中，电机转速波动值ω_mrip＝(ω_est-ω_ref)/P，ω_ref为电机转速指令值，P为电机极对数；

根据电机转速指令值ω_ref与电机转速估计值ω_est，获取调速峰值转矩指令T₀；

根据峰值转矩补偿量T_p和调速峰值转矩指令T₀获取总峰值转矩指令T_t；

根据交流输入电压相位θ_g获取波形变量W_f，并利用波形变量W_f对总峰值转矩指令T_t进行调制，得到调制后的转矩指令T_ref；

根据调制后的转矩指令T_ref以及电机转矩系数K_t获取Q轴电流指令I_qref；

获取D轴电流指令I_dref；

根据I_dref、I_qref、D轴电流实际值I_d和Q轴电流实际值I_q，获取D轴电压指令V_d和Q轴电压指令V_q；

对所述D轴电压指令V_d及所述Q轴电压指令V_q进行坐标变换后输出给电机以驱动所述压缩机。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据压缩机中电机的当前运行状况获取电机转速估计值ω_est，包括：

根据下述公式一至公式三获取电机转速估计值ω_est：

其中，s表示拉普拉斯变换，θ_est表示角度估计值，ω_est0表示初始转速估计值，与分别为电机在α/β轴方向上有效磁通的估计值，L_d、L_q分别为D、Q轴电感，I_dref为D轴电流指令，K_e为电机反电势系数，V_α、V_β为固定坐标系上的电压指令，i_α、i_β为固定坐标系上的电流值，θ_err为偏差角度θ-θ_est的估计值，K_{p_pll}与K_{i_pll}分别为锁相环控制器的比例与积分参数，ω_f为速度低通滤波器带宽。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据电机转速波动值ω_mrip，获取峰值转矩补偿量T_p，包括：

根据电机转速波动值ω_mrip基于傅里叶变换提取电机转速波动的基波成分；

根据提取出的基波成分获取与基波成分对应的加速度，根据获取的加速度计算峰值转矩补偿量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据电机转速波动值ω_mrip基于傅里叶变换提取电机转速波动的基波成分，包括：

根据电机转速波动值ω_mrip利用低通滤波器获取傅里叶级数系数的估计值，根据获取的傅里叶级数系数的估计值进行傅里叶变换，提取电机转速波动的基波成分。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据提取出的基波成分获取与基波成分对应的加速度，根据获取的加速度计算峰值转矩补偿量，包括：

根据提取出的基波成分利用高通滤波器获取与基波成分对应的加速度，对获取的加速度进行预设倍数的放大，获取所述峰值转矩补偿量T_p。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据电机转速指令值ω_ref与电机转速估计值ω_est，获取调速峰值转矩指令T₀，包括：

根据下述公式四获取调速峰值转矩指令T₀：

其中，K_pasr与K_iasr分别为速度控制器的比例增益与积分增益，s表示拉普拉斯变换。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据交流输入电压相位θ_g获取波形变量W_f，包括：

根据下述公式五获取波形变量W_f：

其中，θ_d是输入电流为零的死区角度。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取D轴电流指令I_dref，包括：

根据逆变器最大输出电压V_max与逆变器输出电压幅值V₁获取D轴电流指令I_dref。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据逆变器最大输出电压V_max与逆变器输出电压幅值V₁获取D轴电流指令I_dref，包括：

根据下面公式六获取D轴电流指令I_dref：

其中，K_i为积分控制系数，I_demag为电机退磁电流限制值，V_d为D轴电压指令，V_q为Q轴电压指令，V_dc为直流母线电压。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据I_dref和I_qref以及D轴电流实际值I_d和Q轴电流实际值I_q，获取D轴电压指令V_d和Q轴电压指令V_q，包括：

根据下面公式七获取D轴电压指令V_d和Q轴电压指令V_q：

其中，K_pd、K_id为D轴电流控制比例增益与积分增益；K_pq、K_iq为Q轴电流控制比例增益与积分增益；ω为电机转速；K_e为电机反电势系数；L_d、L_q分别为D轴、Q轴电感。

11.一种压缩机转矩补偿装置，其特征在于，包括：

转速估计单元，用于根据压缩机中电机的当前运行状况获取电机转速估计值ω_est；

转矩补偿控制器，用于根据电机转速波动值ω_mrip，获取峰值转矩补偿量T_p；其中，电机转速波动值ω_mrip＝(ω_est-ω_ref)/P，ω_ref为电机转速指令值，P为电机极对数；

速度控制器，用于根据电机转速指令值ω_ref与电机转速估计值ω_est，获取调速峰值转矩指令T₀；

加法器，用于根据峰值转矩补偿量T_p和调速峰值转矩指令T₀获取总峰值转矩指令T_t；

波形发生器，用于根据交流输入电压相位θ_g获取波形变量W_f；

调制单元，用于利用波形变量W_f对总峰值转矩指令T_t进行调制，得到调制后的转矩指令T_ref；

第一获取单元，用于根据调制后的转矩指令T_ref以及电机转矩系数K_t获取Q轴电流指令I_qref；

第二获取单元，用于获取D轴电流指令I_dref；

电流控制器，用于根据I_dref和I_qref以及D轴电流实际值I_d和Q轴电流实际值I_q，获取D轴电压指令V_d和Q轴电压指令V_q；

转换输出单元，用于对所述D轴电压指令V_d及所述Q轴电压指令V_q进行坐标变换后输出给电机以驱动所述压缩机。

12.一种空调，其特征在于，包括如权利要求11所述的压缩机转矩补偿装置。