專利名稱：永磁同步電機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及同步電機(jī)控制技木，尤其涉及一種永磁同步電機(jī)控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，直流變頻空調(diào)設(shè)備得到廣泛的應(yīng)用。直流變頻空調(diào)壓縮機(jī)大多采用永磁同步電機(jī)，目前業(yè)界通常采用無位置傳感器的矢量控制技術(shù)對該電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動控制。在無位置傳感器矢量控制方法中，通常采用壓縮機(jī)電機(jī)參數(shù)(如電機(jī)定子電阻值、永磁磁通量等)來控制當(dāng)前永磁同步電機(jī)的運轉(zhuǎn)。然而，本實用新型的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于目前的無位置傳感器矢量控制方法中所采用的電機(jī)參數(shù)一般是在離線狀態(tài)下測試得到的；當(dāng)永磁同步電機(jī)在實際運行過程中，由于電流、或環(huán)境溫度等條件的影響，可能會使永磁同步電機(jī)運行時的實際電機(jī)參數(shù)值發(fā)生變化，尤其是在極端溫度變化和低頻運轉(zhuǎn)情況下，兩者差異更大。在兩者差異較大的情況下，如果仍然使用離線狀態(tài)下測試得到的電機(jī)參數(shù)來控制永磁同步電機(jī)的運轉(zhuǎn)，則會導(dǎo)致永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置估算偏差過大，造成電機(jī)運轉(zhuǎn)的能效降低、噪音變大、惡劣エ況下甚至可能導(dǎo)致電機(jī)異常停機(jī)。

實用新型內(nèi)容本實用新型實施例提供了一種永磁同步電機(jī)控制裝置，用以提高永磁同步電機(jī)的能效，減小電機(jī)噪音。根據(jù)本實用新型的ー個方面，提供了一種永磁同步電機(jī)控制裝置，包括電機(jī)控制単元，用于根據(jù)所述永磁同步電機(jī)的初始電機(jī)參數(shù)控制所述永磁同步電機(jī)開始運轉(zhuǎn)；反饋單元，用于在所述永磁同步電機(jī)運轉(zhuǎn)后，采集所述永磁同步電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速ィ目息;轉(zhuǎn)子位置角度誤差估算單元，用于根據(jù)所述反饋單元采集的電流和轉(zhuǎn)速信息，估算所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角度誤差；并將估算的轉(zhuǎn)子位置角度誤差進(jìn)行發(fā)送；當(dāng)前電機(jī)參數(shù)估算單元，用于接收所述轉(zhuǎn)子位置角度誤差估算單元估算的轉(zhuǎn)子位置角度誤差，根據(jù)所述轉(zhuǎn)子位置角度誤差估算單元估算的轉(zhuǎn)子位置角度誤差，估算所述永磁同步電機(jī)的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)；并將估算出的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)發(fā)送給所述電機(jī)控制單元；所述電機(jī)控制單元在接收到所述當(dāng)前電機(jī)參數(shù)估算單元估算出的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)后，根據(jù)估算的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)控制所述永磁同步電機(jī)運轉(zhuǎn)。較佳地，所述轉(zhuǎn)子位置角度誤差估算單元具體用于在每次設(shè)定周期到達(dá)時，根據(jù)所述反饋單元采集的電流和轉(zhuǎn)速信息，估算所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角度誤差；并將估算的轉(zhuǎn)子位置角度誤差進(jìn)行發(fā)送。較佳地，所述轉(zhuǎn)子位置角度誤差估算單元根據(jù)所述反饋單元采集的電流和轉(zhuǎn)速信息，估算所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角度誤差具體為[0014]所述轉(zhuǎn)子位置角度誤差估算單元根據(jù)所述反饋單元采集的所述永磁同步電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速信息，確定出永磁同步電機(jī)的矢量電流iYS和永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)動角速度《 ；
并根據(jù)iYS和《估算出永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角度誤差$。所述當(dāng)前電機(jī)參數(shù)估算單元根據(jù)所述轉(zhuǎn)子位置角度誤差估算單元估算的轉(zhuǎn)子位置角度誤差，估算所述永磁同步電機(jī)的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)具體為所述當(dāng)前電機(jī)參數(shù)估算單元判斷所述成的值若4小于設(shè)定的下限值，則Ri+1 = Ri+AR, C1=C+M,;若成小于等于設(shè)定的上限值、且大于等于設(shè)定的下限值，則Rw=R^C1=lC; 所述當(dāng)前電機(jī)參數(shù)估算單元將Ri+1作為所述當(dāng)前電機(jī)定子電阻估算值左，€+1作為所述當(dāng)前電機(jī)磁通量估算值w其中，Ri+1為第i + 1次估算的電機(jī)定子電阻值，為第i + 1次估算的電機(jī)磁通量值，Ri為第i次估算的電機(jī)定子電阻值，武為第i次估算的電機(jī)磁通量值，AR為預(yù)先設(shè)定的電阻調(diào)節(jié)值，A Ct111為預(yù)先設(shè)定的磁通量調(diào)節(jié)值。本實用新型實施例的技術(shù)方案中，由于根據(jù)反饋的永磁同步電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速信息，來估算轉(zhuǎn)子位置角度誤差；而一般來說，轉(zhuǎn)子位置角度誤差越小電機(jī)，永磁同步電機(jī)的能效就越高，電機(jī)的噪音就越??；因此，根據(jù)估算出的轉(zhuǎn)子位置角度誤差就可以了解到當(dāng)前用來控制永磁同步電機(jī)運轉(zhuǎn)的電機(jī)參數(shù)是否合適；若不合適，則適當(dāng)調(diào)整電機(jī)參數(shù)，即使用估算的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)來控制永磁同步電機(jī)運轉(zhuǎn)，以達(dá)到縮小轉(zhuǎn)子位置角度誤差的目的，從而也就達(dá)到提高永磁同步電機(jī)的能效，減小永磁同步電機(jī)的噪音的目的。

圖1為本實用新型實施例的永磁同步電機(jī)控制方法流程圖；圖2a為本實用新型實施例的估算電機(jī)參數(shù)，根據(jù)估算電機(jī)參數(shù)控制永磁同步電機(jī)運轉(zhuǎn)的方法流程圖；圖2b為本實用新型實施例的觀測器模型示意圖；圖3為本實用新型實施例的永磁同步電機(jī)控制裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉出優(yōu)選實施例，對本實用新型進(jìn)ー步詳細(xì)說明。然而，需要說明的是，說明書中列出的許多細(xì)節(jié)僅僅是為了使讀者對本實用新型的ー個或多個方面有一個透徹的理解，即便沒有這些特定的細(xì)節(jié)也可以實現(xiàn)本實用新型的這些方面。本申請使用的“模塊”、“系統(tǒng)”等術(shù)語旨在包括與計算機(jī)相關(guān)的實體，例如但不限于硬件、固件、軟硬件組合、軟件或者執(zhí)行中的軟件。例如，模塊可以是，但并不僅限干處理器上運行的進(jìn)程、處理器、對象、可執(zhí)行程序、執(zhí)行的線程、程序和/或計算機(jī)。舉例來說，計算設(shè)備上運行的應(yīng)用程序和此計算設(shè)備都可以是模塊。ー個或多個模塊可以位于執(zhí)行中的一個進(jìn)程和/或線程內(nèi)。本實用新型的發(fā)明人基于上述的永磁同步電機(jī)能效降低、噪音變大的原因的分析，考慮到在永磁同步電機(jī)運轉(zhuǎn)過程中，可以估算轉(zhuǎn)子位置誤差；根據(jù)估算的轉(zhuǎn)子誤差的大小估算永磁同步電機(jī)在實際運轉(zhuǎn)過程中的電機(jī)參數(shù)；根據(jù)估算的、更符合實際運轉(zhuǎn)狀況的電機(jī)參數(shù)來控制永磁同步電機(jī)的運轉(zhuǎn)，從而可以提高永磁同步電機(jī)的能效，減小永磁同步電機(jī)的噪音。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型實施例的具體技術(shù)方案。本實用新型實施例提供的永磁同步電機(jī)控制方法的流程圖，如圖1所示，包括如下步驟SlOl :獲取初始電機(jī)參數(shù)，根據(jù)初始電機(jī)參數(shù)控制永磁同步電機(jī)的運轉(zhuǎn)。 永磁同步電機(jī)的初始電機(jī)參數(shù)可以是離線狀態(tài)下測試的電機(jī)參數(shù)，并被預(yù)先存儲，其通常是固定的值。S102 :在永磁同步電機(jī)運轉(zhuǎn)后，根據(jù)采集的永磁同步電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速信息，估算永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角度誤差。S103 :根據(jù)估算的轉(zhuǎn)子位置角度誤差，估算永磁同步電機(jī)的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)。由于電機(jī)參數(shù)中的電機(jī)定子電阻的偏差，以及電機(jī)參數(shù)中的電機(jī)磁通量的偏差會對控制永磁同步電機(jī)的運轉(zhuǎn)產(chǎn)生較大影響，因此，對當(dāng)前電機(jī)參數(shù)的估算主要是估算當(dāng)前電機(jī)定子電阻值、當(dāng)前電機(jī)磁通量值；即估算的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)具體包括當(dāng)前電機(jī)定子電
阻估算值左、當(dāng)前電機(jī)磁通量估算值元。S104 :根據(jù)估算的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)控制永磁同步電機(jī)的運轉(zhuǎn)。具體地，將估算的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)替換掉初始電機(jī)參數(shù)，即使用及替換掉初始電機(jī)
定子電阻值Rtl,使用替換棹#初始電機(jī)磁通量值從而可以利用估算的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)控
制永磁同步電機(jī)的運轉(zhuǎn)根據(jù)估算的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)計算出矢量電壓，將矢量電壓換算成三相電壓后，將計算的三相電壓分別加到永磁同步電機(jī)的三相電機(jī)上控制永磁同步電機(jī)的運轉(zhuǎn)。利用估算的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)控制永磁同步電機(jī)的運轉(zhuǎn)方法，可以與現(xiàn)有技術(shù)中利用固定的電機(jī)參數(shù)控制永磁同步電機(jī)運轉(zhuǎn)的方法相同，此處不再贅述。在實際應(yīng)用中，永磁同步電機(jī)運轉(zhuǎn)后，對當(dāng)前電機(jī)參數(shù)的估算可以是周期性的。也就是說，在每次調(diào)整周期Ts到達(dá)時，就根據(jù)上述的步驟S102-S103的方法進(jìn)行電機(jī)參數(shù)估算，之后，利用估算后的電機(jī)參數(shù)控制永磁同步電機(jī)的運轉(zhuǎn)，具體的流程，如圖2a所示，包括如下步驟S201 :獲取永磁同步電機(jī)的初始電機(jī)參數(shù)，根據(jù)初始電機(jī)參數(shù)控制永磁同步電機(jī)的運轉(zhuǎn)，估算次數(shù)i = O。具體地，獲取的初始電機(jī)參數(shù)中可以包括初始電機(jī)定子電阻值Rtl、初始電機(jī)磁通
量值〃具體地，根據(jù)初始電機(jī)參數(shù)和期望的電機(jī)轉(zhuǎn)速計算出電機(jī)的矢量電壓Vy s，根據(jù)計算的矢量電壓Vys控制永磁同步電機(jī)的運轉(zhuǎn)。一般而言，根據(jù)計算的矢量電壓Vys換算出三相電壓后，將計算的三相電壓分別加到壓縮機(jī)的三相電機(jī)上控制永磁同步電機(jī)的運轉(zhuǎn)。根據(jù)初始電機(jī)參數(shù)和期望的電機(jī)轉(zhuǎn)速計算出矢量電壓Vys，根據(jù)矢量電壓控制永磁同步電機(jī)的運轉(zhuǎn)的方法與現(xiàn)有技術(shù)的方法相同，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，此處不贅述。[0041]S202:在設(shè)定周期Ts到達(dá)時，根據(jù)采集的永磁同步電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速信息，估算永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角度誤差。采集永磁同步電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速信息的方法，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的技術(shù)，此處不再詳細(xì)介紹。根據(jù)采集的永磁同步電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速信息，可以估算出永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角度誤差。具體地，通過采集的永磁同步電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速信息，可以確定出永磁同步電機(jī)的矢量電流iY s和永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)動角速度ω。由于通過采集的永磁同步電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速信息，確定和ω的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，此處不再贅述。其中，矢量電流包括Y軸的電流分量iY和δ軸的電流分量is，即
iY5=iY+ji5o根據(jù)和ω可以估算出永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角度誤差或。例如，可以根據(jù)公式I估算出4:
權(quán)利要求1.一種永磁同步電機(jī)控制裝置，包括 電機(jī)控制單元，用于根據(jù)所述永磁同步電機(jī)的初始電機(jī)參數(shù)控制所述永磁同步電機(jī)開始運轉(zhuǎn)； 反饋單元，用于在所述永磁同步電機(jī)運轉(zhuǎn)后，采集所述永磁同步電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速信息； 轉(zhuǎn)子位置角度誤差估算單元，用于根據(jù)所述反饋單元采集的電流和轉(zhuǎn)速信息，估算所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角度誤差；并將估算的轉(zhuǎn)子位置角度誤差進(jìn)行發(fā)送； 當(dāng)前電機(jī)參數(shù)估算單元，用于接收所述轉(zhuǎn)子位置角度誤差估算單元估算的轉(zhuǎn)子位置角度誤差，根據(jù)所述轉(zhuǎn)子位置角度誤差估算單元估算的轉(zhuǎn)子位置角度誤差，估算所述永磁同步電機(jī)的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)；并將估算出的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)發(fā)送給所述電機(jī)控制單元； 所述電機(jī)控制單元在接收到所述當(dāng)前電機(jī)參數(shù)估算單元估算出的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)后，根據(jù)估算的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)控制所述永磁同步電機(jī)運轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)子位置角度誤差估算單元具體用于在每次設(shè)定周期到達(dá)時，根據(jù)所述反饋單元采集的電流和轉(zhuǎn)速信息，估算所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角度誤差；并將估算的轉(zhuǎn)子位置角度誤差進(jìn)行發(fā)送。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述初始電機(jī)參數(shù)具體包括初始電機(jī)定子電阻值％、初始電機(jī)磁通量值#;以及 所述估算的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)具體包括當(dāng)前電機(jī)定子電阻估算值/ I前電機(jī)磁通量估算值i。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子位置角度誤差估算單元根據(jù)所述反饋單元采集的電流和轉(zhuǎn)速信息，估算所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角度誤差具體為 所述轉(zhuǎn)子位置角度誤差估算單元根據(jù)所述反饋單元采集的所述永磁同步電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速信息，確定出永磁同步電機(jī)的矢量電流和永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)動角速度ω ;并根據(jù)iYS和ω估算出永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角度誤/ Θ
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述當(dāng)前電機(jī)參數(shù)估算單元根據(jù)所述轉(zhuǎn)子位置角度誤差估算單元估算的轉(zhuǎn)子位置角度誤差，估算所述永磁同步電機(jī)的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)具體為 所述當(dāng)前電機(jī)參數(shù)估算單元判斷所述成的值 若是小于設(shè)定的下限值，則Rw=Ri+ Δ R, Φ:=ΦΧ ； 若成小于等于設(shè)定的上限值、且大于等于設(shè)定的下限值，則Rw=LdL; 所述當(dāng)前電機(jī)參數(shù)估算單元將Ri+1作為所述當(dāng)前電機(jī)定子電阻估算值及，€,+1作為所述當(dāng)前電機(jī)磁通量估算值I; 其中，Ri+1為第i+Ι次估算的電機(jī)定子電阻值，iC4為第i+Ι次估算的電機(jī)磁通量值，Ri為第i次估算的電機(jī)定子電阻值Φ力第i次估算的電機(jī)磁通量值，AR為預(yù)先設(shè)定的電阻調(diào)節(jié)值，Δ Φπ*預(yù)先設(shè)定 的磁通量調(diào)節(jié)值。
專利摘要本實用新型公開了一種永磁同步電機(jī)控制裝置，所述裝置包括電機(jī)控制單元，用于根據(jù)初始電機(jī)參數(shù)控制電機(jī)開始運轉(zhuǎn)；反饋單元，采集所述電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速信息；轉(zhuǎn)子位置角度誤差估算單元，根據(jù)所述電流和轉(zhuǎn)速信息，估算轉(zhuǎn)子位置角度誤差；當(dāng)前電機(jī)參數(shù)估算單元，根據(jù)所述轉(zhuǎn)子位置角度誤差，估算所述當(dāng)前電機(jī)參數(shù)；所述電機(jī)控制單元根據(jù)當(dāng)前電機(jī)參數(shù)控制所述電機(jī)運轉(zhuǎn)。由于根據(jù)反饋的永磁同步電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速信息，來估算轉(zhuǎn)子位置角度誤差；根據(jù)估算出的轉(zhuǎn)子位置角度誤差調(diào)整電機(jī)參數(shù)；使用估算的當(dāng)前電機(jī)參數(shù)來控制永磁同步電機(jī)運轉(zhuǎn)，以達(dá)到縮小轉(zhuǎn)子位置角度誤差的目的，從而也就達(dá)到提高永磁同步電機(jī)的能效，減小永磁同步電機(jī)的噪音的目的。
文檔編號H02P21/14GK202856683SQ201220490268
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者張永良, 王志剛, 趙可可, 別清峰, 殷顯鑫, 王偉杰 申請人:海信(山東)空調(diào)有限公司