CN114320919A - 一种空调器及其压缩机控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种空调器及其压缩机控制方法，对前一次速度环计算q轴电流iq_ref1；对本次速度环计算q轴电流iq_ref2；计算相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A=|iq_ref1‑iq_ref2|；在A≥设定值时，根据速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制。本发明根据速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制能够准确反应压缩机负载的变化并对压缩机进行控制，以保证压缩机负载变化时进入id+的控制，保证空调器能够在较为苛刻的运行状态，例如，低转速大负载及负载不连续的状态中正常运行。
Description
技术领域
本发明属于空调器的控制技术领域，具体涉及一种空调器及其压缩机控制方法。
背景技术
在商用空调中，为了节省一定的成本，会使用较大排量的双转子压缩机，而多联机空调由于其系统的复杂性，双转子压缩机经常处于较为苛刻的运行状态，如低转速大负载及负载不连续的状态中，这使得双转子压缩机在控制方面相对涡旋压缩机更有难度。
在压缩机低频控制的方案中，多数采用了MTPA控制，在最小电流的情况下获得最大的转矩，以保证低频大负载情况下压缩机稳定运行；部分厂家采用了施加正向id电流的方案，在D轴正方向上施加一定的电流，以获得稳定的转矩控制。
MTPA控制是为了在同样的电流下获得最大的力矩，以保持压缩机在重载下的正常运行；但是无法解决当双转子压缩机在负载不连续时控制不稳定的现象。
现有MTPA控制方案开启的方法调节多数是压缩机转速低于某值，其施加id电流的值也是分两种①固定电流值②iq电流乘以固定的系数。
对于MTPA控制方案的开启条件-压缩机转速低于某值存在如下技术问题：由于空调运行的环境是带负载的，而负载的变化难以仅通过压缩机的转速体现。因而，单纯通过压缩机转速对d轴电流进行控制无法真实反应压缩机所处的负载情况，导致压缩机在出现负载不连续状态时的控制无法适应空调器运行的复杂环境。
而对于MTPA控制方案施加id电流的方式多是需要反复调试，且因为使用环境的变化，施加id电流的大小为固定电流值或者iq乘以固定的系数也很难做到完全合适。
本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述问题，提供一种空调器及其压缩机控制方法，以解决现有空调器通过压缩机转速对d轴电流进行控制无法真实反应压缩机所处的负载情况，导致压缩机在出现负载不连续状态时的控制无法适应空调器运行的复杂环境的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种空调器的压缩机控制方法，所述方法包括：
对前一次速度环计算q轴电流iq_ref1；
对本次速度环计算q轴电流iq_ref2；
计算相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A= |iq_ref1-iq_ref2|；
在A≥设定值时，根据所述速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制。
如上所述的空调器的压缩机控制方法，在A≥设定值时，根据相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A对d轴电流id_ref进行正向id+控制。
如上所述的空调器的压缩机控制方法，所述d轴电流id_ref=A*gain，其中，gain为事先确定的系数。
如上所述的空调器的压缩机控制方法，所述方法包括获取所述压缩机的运行频率，在所述压缩机的运行频率为低频状态时，再根据所述速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制。
如上所述的空调器的压缩机控制方法，所述压缩机为双转子压缩机。
一种空调器，所述空调器包括：
电流控制模块，用于对前一次速度环计算q轴电流iq_ref1；
用于对本次速度环计算q轴电流iq_ref2；
用于计算相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A= |iq_ref1-iq_ref2|；
用于在A≥设定值时，根据所述速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制。
如上所述的空调器，所述电流控制模块用于在A≥设定值时，根据相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A对d轴电流id_ref进行正向id+控制。
如上所述的空调器，所述d轴电流id_ref=A*gain，其中，gain为事先确定的系数。
如上所述的空调器，所述空调器包括控制模块，所述控制模块用于获取所述压缩机的运行频率，在所述压缩机的运行频率为低频状态时，所述电流控制模块再根据所述速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制。
如上所述的空调器的压缩机控制方法，所述压缩机为双转子压缩机。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明空调器的压缩机控制方法为：对前一次速度环计算q轴电流iq_ref1；对本次速度环计算q轴电流iq_ref2；计算相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A= |iq_ref1-iq_ref2|；在A≥设定值时，根据速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制。本发明根据速度环计算的q轴电流iq的波动来判断是否进入正向id+的控制中,因为解决双转子压缩机在实际使用过程存在吸排气不连续的情况，而吸排气不连续的情况反应在压缩机控制上，则是负载的不连续，负载不连续会导致iq电流的波动；因而，本发明根据速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制能够准确反应压缩机负载的变化并对压缩机进行控制，以保证压缩机负载变化时进入id+的控制，保证空调器能够在较为苛刻的运行状态，例如，低转速大负载及负载不连续的状态中正常运行。
本发明空调器包括电流控制模块，用于对前一次速度环计算q轴电流iq_ref1；用于对本次速度环计算q轴电流iq_ref2；用于计算相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A=|iq_ref1-iq_ref2|；用于在A≥设定值时，根据速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制。本发明空调器的电流控制模块根据速度环计算的q轴电流iq的波动来判断是否进入正向id+的控制中,因为解决双转子压缩机在实际使用过程存在吸排气不连续的情况，而吸排气不连续的情况反应在压缩机控制上，则是负载的不连续，负载不连续会导致iq电流的波动；因而，本发明根据速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制能够准确反应压缩机负载的变化并对压缩机进行控制，以保证压缩机负载变化时进入id+的控制，保证空调器能够在较为苛刻的运行状态，例如，低转速大负载及负载不连续的状态中正常运行。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，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为本发明具体实施例空调器的压缩机控制方法的流程图。
图2为本发明具体实施例空调器的原理框图。
图3为本发明具体实施例电机控制图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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、完整地描述。
本实施例空调器的压缩机控制方法适用于一般压缩机的控制，尤其适用于系统复杂的大排量的双转子压缩机。特别是压缩机处于较为苛刻的运行状态，例如，低转速大负载以及负载不连续的状态中，本实施例根据速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制能够准确反应压缩机负载的变化并对压缩机进行控制，以保证压缩机负载变化时进入id+的控制，保证空调器能够在较为苛刻的运行状态时正常运行。
下面对空调器的压缩机控制方法进行具体说明：
对前一次速度环计算q轴电流iq_ref1；
对本次速度环计算q轴电流iq_ref2；
计算相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A= |iq_ref1-iq_ref2|；
在A≥设定值时，根据速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制。
本实施例根据速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制能够准确反应压缩机负载的变化并对压缩机进行控制，以保证压缩机负载变化时进入id+的控制，保证空调器能够在较为苛刻的运行状态，例如，低转速大负载及负载不连续的状态中正常运行。
优选的，压缩机的控制方法包括获取压缩机的运行频率，在压缩机的运行频率为低频状态时，再根据速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制。
其中，低频状态优选为10-30Hz。
空调启动后，在压缩机的状态达到10-30Hz时，进行本实施例的控制。
如图3所示，根据设定温度与室内温度确定压缩机的目标频率，从而确定压缩机的目标转速ω*，通过转子位置与转速估算模块得到的估算转速ω＇，目标转速ω*与估算转速ω＇的差值进行速度环PI运算后得到目标电流is，对目标电流is进行电流控制得到d轴电流id_ref和q轴电流iq_ref，对d轴电流id_ref和坐标变换模块得到的电流id的差进行电流环PI运算后得到d轴电压ud，对q轴电流iq_ref和坐标变换模块得到的电流iq的差进行电流环PI运算后得到q轴电压uq，对uq和ud通过坐标变换模块得到电压ua、ub、uc，ua、ub、uc经过矢量控制SVPWM后，生成的控制信号控制逆变器的状态，逆变器将电压Vdc逆变后的交流电施加至电机IPMSM上，检测逆变器逆变后的交流电的电流ia、ib、ic，并将ia、ib、ic通过坐标变换得到id和iq。同时，转子位置与转速估算模块根据坐标变换模块输出估算转速ω＇和估算转子位置θ＇，估算转子位置θ＇作为坐标变换模块的输入。
对每次速度环都会计算q轴电流和d轴电流。
对前一次速度环计算q轴电流iq_ref1；
对本次速度环计算q轴电流iq_ref2；
计算相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A= |iq_ref1-iq_ref2|；
在A＜设定值时，说明q轴电流波动小，按照正常计算的q轴电流iq_ref2和d轴电流id_ref进行控制即可。
在A≥设定值时，说明q轴电流波动大，相当于压缩机负载不连续，波动大，此时，根据速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制，保证压缩机运行状态的稳定。
在对d轴电流id_ref进行正向id+控制时，施加id电流的大小为固定电流值或者iq乘以固定的系数虽然能够对压缩机起到一定的稳定作用，但是，由于压缩机负载的波动并不是有规律的，而是突变的，没有规律可循的，因而，施加id电流的大小为固定电流值或者iq乘以固定的系数很难适应压缩机负载无规律的的波动情况。
为了解决上述问题，本实施例在A≥设定值时，根据相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A对d轴电流id_ref进行正向id+控制。
通过相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A能够体现压缩机负载的波动，根据该波动对d轴电流id_ref进行正向id+控制能够更好的适应压缩机负载无规律的的波动情况。
具体的，d轴电流id_ref=A*gain，其中，gain为事先确定的系数。
因而，本实施例施加id电流的大小不再使用固定值或者iq电流乘以固定的系数，而是根据iq电流的波动来确定大小及增益，因为iq电流波动变化变大时，代表此时的压缩机负载波动较大，需要施加更多的正向id电流来维持，可以实现id+方案中施加id电流的自调节。
本实施例的压缩机优选为双转子压缩机。
如图1所示，本实施例空调器的压缩机控制方法为在压缩机运行频率到达低频状态时，按照如下步骤运行：
S1、获取前一次速度环计算的q轴电流iq_ref1。
S2、对本次速度环计算q轴电流iq_ref2和d轴电流id_ref。
S3、计算相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A= |iq_ref1-iq_ref2|。
S4、判断A≥设定值，若是，进入步骤S5，否则，进入步骤S6。
S5、计算d轴电流id_ref=A*gain，按照步骤S2计算的q轴电流iq_ref2和d轴电流id_ref=A*gain进行控制。进入步骤S1。
S6、按照步骤S2计算的q轴电流iq_ref2和d轴电流id_ref进行控制。进入步骤S1。
本实施例空调器适用于一般用挑起的压缩机的控制，尤其适用于系统复杂的大排量的双转子压缩机。特别是压缩机处于较为苛刻的运行状态，例如，低转速大负载以及负载不连续的状态中，本实施例空调器的电流控制模块根据速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制能够准确反应压缩机负载的变化并对压缩机进行控制，以保证压缩机负载变化时进入id+的控制，保证空调器能够在较为苛刻的运行状态时正常运行。
下面对空调器进行具体说明：
空调器包括电流控制模块，用于对前一次速度环计算q轴电流iq_ref1；
用于对本次速度环计算q轴电流iq_ref2；
用于计算相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A= |iq_ref1-iq_ref2|；
用于在A≥设定值时，根据速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制。
本实施例空调器的电流控制模块根据速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制能够准确反应压缩机负载的变化并对压缩机进行控制，以保证压缩机负载变化时进入id+的控制，保证空调器能够在较为苛刻的运行状态，例如，低转速大负载及负载不连续的状态中正常运行。
优选的，空调器包括控制模块，控制模块用于获取压缩机的运行频率，在压缩机的运行频率为低频状态时，电流控制模块再根据速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制。
其中，低频状态优选为10-30Hz。
空调启动后，在控制模块获取的压缩机的状态达到10-30Hz时，进行本实施例的控制。
如图3所示，控制模块根据设定温度与室内温度确定压缩机的目标频率，从而确定压缩机的目标转速ω*，通过转子位置与转速估算模块得到的估算转速ω＇，目标转速ω*与估算转速ω＇的差值进行速度环PI运算后得到目标电流is，对目标电流is进行电流控制得到d轴电流id_ref和q轴电流iq_ref，对d轴电流id_ref和坐标变换模块得到的电流id的差进行电流环PI运算后得到d轴电压ud，对q轴电流iq_ref和坐标变换模块得到的电流iq的差进行电流环PI运算后得到q轴电压uq，对uq和ud通过坐标变换模块得到电压ua、ub、uc，ua、ub、uc经过矢量控制SVPWM后，生成的控制信号控制逆变器的状态，逆变器将电压Vdc逆变后的交流电施加至电机IPMSM上，检测逆变器逆变后的交流电的电流ia、ib、ic，并将ia、ib、ic通过坐标变换得到id和iq。同时，转子位置与转速估算模块根据坐标变换模块输出估算转速ω＇和估算转子位置θ＇，估算转子位置θ＇作为坐标变换模块的输入。
电流控制模块对每次速度环都会计算q轴电流和d轴电流。
对前一次速度环计算q轴电流iq_ref1；
对本次速度环计算q轴电流iq_ref2；
电流控制模块计算相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A= |iq_ref1-iq_ref2|；
在A＜设定值时，说明q轴电流波动小，按照正常计算的q轴电流iq_ref2和d轴电流id_ref进行控制即可。
在A≥设定值时，说明q轴电流波动大，相当于压缩机负载不连续，波动大，此时，根据速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制，保证压缩机运行状态的稳定。
在对d轴电流id_ref进行正向id+控制时，施加id电流的大小为固定电流值或者iq乘以固定的系数虽然能够对压缩机起到一定的稳定作用，但是，由于压缩机负载的波动并不是有规律的，而是突变的，没有规律可循的，因而，施加id电流的大小为固定电流值或者iq乘以固定的系数很难适应压缩机负载无规律的的波动情况。
为了解决上述问题，本实施例电流控制模块在A≥设定值时，根据相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A对d轴电流id_ref进行正向id+控制。
电流控制模块通过相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A能够体现压缩机负载的波动，根据该波动对d轴电流id_ref进行正向id+控制能够更好的适应压缩机负载无规律的的波动情况。
具体的，电流控制模块计算的d轴电流id_ref=A*gain，其中，gain为事先确定的系数。
因而，本实施例施加id电流的大小不再使用固定值或者iq电流乘以固定的系数，而是根据iq电流的波动来确定大小及增益，因为iq电流波动变化变大时，代表此时的压缩机负载波动较大，需要施加更多的正向id电流来维持，可以实现id+方案中施加id电流的自调节。
本实施例的压缩机优选为双转子压缩机。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述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所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种空调器的压缩机控制方法，其特征在于，所述方法包括：
对前一次速度环计算q轴电流iq_ref1；
对本次速度环计算q轴电流iq_ref2；
计算相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A= |iq_ref1-iq_ref2|；
在A≥设定值时，根据所述速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制。
2.根据权利要求1所述的空调器的压缩机控制方法，其特征在于，在A≥设定值时，根据相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A对d轴电流id_ref进行正向id+控制。
3.根据权利要求2所述的空调器的压缩机控制方法，其特征在于，所述d轴电流id_ref=A*gain，其中，gain为事先确定的系数。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的空调器的压缩机控制方法，其特征在于，所述方法包括获取所述压缩机的运行频率，在所述压缩机的运行频率为低频状态时，再根据所述速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制。
5.根据权利要求4所述的空调器的压缩机控制方法，其特征在于，所述压缩机为双转子压缩机。
6.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括：
电流控制模块，用于对前一次速度环计算q轴电流iq_ref1；
用于对本次速度环计算q轴电流iq_ref2；
用于计算相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A= |iq_ref1-iq_ref2|；
用于在A≥设定值时，根据所述速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制。
7.根据权利要求6所述的空调器，其特征在于，所述电流控制模块用于在A≥设定值时，根据相邻两次速度环计算的q轴电流的波动A对d轴电流id_ref进行正向id+控制。
8.根据权利要求7所述的空调器，其特征在于，所述d轴电流id_ref=A*gain，其中，gain为事先确定的系数。
9.根据权利要求6-8任意一项所述的空调器，其特征在于，所述空调器包括控制模块，所述控制模块用于获取所述压缩机的运行频率，在所述压缩机的运行频率为低频状态时，所述电流控制模块再根据所述速度环计算的q轴电流对d轴电流id_ref进行正向id+控制。
10.根据权利要求9所述的空调器的压缩机控制方法，其特征在于，所述压缩机为双转子压缩机。
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Non-Patent Citations (1)
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