[发明专利]永磁同步电机低频转矩补偿过渡控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及空调控制技术，特别涉及永磁同步电机低频转矩补偿过渡控制方法。

背景技术

电动机是一种旋转式电动机器，它将电能转变为机械能，主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子。在定子绕组旋转磁场的作用下，其在电枢鼠笼式铝框中有电流通过并受磁场的作用而使其转动。

其中，在永磁同步单转子直流电机（特别是单转子空调压缩机）的转子的运行的一个周期中，由于压缩机气缸内压力的变化，故而导致转子的重心发生偏移，从而使转子运行时遇到的负载转矩阻力随着转子的位置变化而变化。

由于在现有技术中，转子运行时遇到的负载转矩阻力随着转子的位置变化而变化，故而导致现有技术中存在着转子旋转速度出现波动的技术问题，尤其是在低频（比如：小于30HZ）时，波动会很剧烈，进而导致电动机存在着严重的振动噪声。

为解决这一问题，本人另一发明申请《一种转矩自动补偿方法及转矩自动补偿系统》（申请号为201310192638.5）中，对低频压缩机运行频率低于f₁时（比如30HZ），进行转矩的自动补偿，当压缩机运行频率高于f₁后，取消补偿，试验发现，补偿前后，压缩机的控制转矩τ_G有突变，补偿时为τ_G=τ+Δτ，取消补偿后，控制转矩τ_G=τ，造成压缩机运行的电流不平滑，瞬间增加了噪音，严重时，会出现控制失控，造成报故障停机等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术中，由于转矩自动补偿前后所带来的转矩突变，使得压缩机运行的电流不平滑，瞬间增加了噪音，严重时，会出现控制失控，造成故障停机等问题的缺点，提供永磁同步电机低频转矩补偿过渡控制方法，通过在退出转矩自动补偿时，将转矩补偿量Δτ渐变，使转矩τ_G从τ_G=τ+Δτ逐渐平滑过渡，慢慢切换到τ_G=τ，从而使控制电流平滑过渡，消除了转矩补偿过渡过程噪音。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，永磁同步电机低频转矩补偿过渡控制方法，包括以下步骤：

步骤一、系统计算永磁同步电机给定频率f₀和永磁同步电机运转的实际频率f之差，计为频率波动Δf；

步骤二、系统确定永磁同步电机转子的相位角度θ；

步骤三、系统退出转矩补偿时，基于所述频率波动Δf及永磁同步电机转子的相位角度θ,确定永磁同步电机转子的渐变转矩补偿量Δτ₁；

步骤四、系统基于永磁同步电机转子的渐变转矩补偿量Δτ₁确定永磁同步电机渐变的d轴电流指令值I_d和渐变的q轴电流指令值I_q。

具体的，所述步骤三中，退出转矩补偿时，系统根据频率波动Δf及永磁同步电机转子的相位角度θ，确定永磁同步电机频率波动渐变的基波余弦分量幅值a₁与频率波动渐变的基波正弦分量幅值b₁,并根据频率波动渐变的基波余弦分量幅值a₁与频率波动渐变的基波正弦分量幅值b₁，确定永磁同步电机转子的渐变转矩补偿量Δτ₁。

进一步的，系统强制Δf=0，进而可知频率波动Δf与相位角度θ的余弦值cosθ的乘积，计为第一乘积Δfcosθ=0，频率波动Δf与相位角度θ的正弦值sinθ的乘积，计为第二乘积Δfsinθ=0，并对第一乘积Δfcosθ进行低通滤波运算，确定频率波动渐变的基波余弦分量幅值a₁，对所述第二乘积Δfsinθ进行低通滤波运算，确定频率波动渐变的基波正弦分量幅值b₁，从而确定转子的渐变转矩补偿量Δτ₁。

进一步的，系统强制Δf=0，基于频率波动Δf和相位角度θ进行第一积分运算后再进行高通滤波运算，进而获得频率波动渐变的基波余弦分量幅值a₁以及频率波动渐变的基波正弦分量幅值b₁，从而确定转子的渐变转矩补偿量Δτ₁。

再进一步的，系统对频率波动渐变的基波余弦分量幅值a₁以及频率波动渐变的基波正弦分量幅值b₁，进行积分调节运算，积分运算输出渐变的a₁_τ和b₁_τ，系统基于积分运算输出渐变的a₁_τ和b₁_τ，确定转子的渐变转矩补偿量Δτ₁，计算公式如下所述: