本發(fā)明涉及電機
技術領域：
，特別涉及一種無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)及其控制方法、裝置。
背景技術：
：隨著消費者對機電產(chǎn)品節(jié)能性要求的提升，效率更高的永磁同步電機得到了越來越廣泛的應用。常規(guī)變頻驅(qū)動器的直流母線電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)，逆變部分與輸入交流電壓相對獨立，從而使逆變部分的控制無需考慮輸入交流電壓的瞬時變化，便于控制方法的實現(xiàn)。然而，這種設計方法需要配備容值較大的電解電容，使得驅(qū)動器體積變大，成本提升，而且電解電容的壽命有限，其有效工作時間往往是變頻驅(qū)動器壽命的瓶頸。針對上述問題，相關技術中提出了以小容值的薄膜電容或陶瓷電容取代電解電容的策略，與常規(guī)變頻驅(qū)動器相比，省去了功率因數(shù)校正部分，而且小型化的電容既能降低成本，又能消除電解電容引起的使用壽命瓶頸問題。為實現(xiàn)上述方案，相關技術提出了通過增加功率控制環(huán)路來調(diào)節(jié)電機的瞬時功率，并利用重復控制提升功率控制環(huán)路的動態(tài)性能，改善輸入電流功率因數(shù)的方法，然而，重復控制只對與電網(wǎng)頻率成倍數(shù)的功率參考指令有效，單轉(zhuǎn)子壓縮機運行過程中存在明顯的轉(zhuǎn)速波動，瞬時功率指令存在多種頻率成分，因此該方法并不適用；還有相關技術提出一種基于電壓補償?shù)乃矔r功率控制方法，可顯著降低輸入電流的諧波成分，然而該方法施加的補償電壓將使壓縮機電流偏離參考值，在惡劣工況下難以確保壓縮機相電流值在允許范圍以內(nèi)，從而難以保證電路安全。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發(fā)明的第一個目的在于提出一種無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，該方法根據(jù)輸入交流電壓的形狀和相位估計值計算q軸給定電流，能夠很好的跟隨輸入交流電壓，使得電機的輸入電流波形滿足諧波要求，保證調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電路的安全性。本發(fā)明的第二個目的在于提出一種無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置。本發(fā)明的第三個目的在于提出一種無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面實施例提出了一種無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：獲取所述輸入交流電壓的電壓瞬時值，并根據(jù)所述電壓瞬時值計算所述輸入交流電壓的相位估計值；根據(jù)所述輸入交流電壓的形狀和所述相位估計值生成輸出變量；根據(jù)所述壓縮機電機的給定轉(zhuǎn)速、所述壓縮機電機的轉(zhuǎn)子速度估計值、所述輸出變量以及所述相位估計值計算所述壓縮機電機的q軸給定電流；以及根據(jù)所述q軸給定電流對所述壓縮機電機進行控制。根據(jù)本發(fā)明實施例的無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，首先，獲取輸入交流電壓的電壓瞬時值，并根據(jù)電壓瞬時值計算輸入交流電壓的相位估計值，然后，根據(jù)輸入交流電壓的形狀和相位估計值生成輸出變量，并根據(jù)壓縮機電機的給定轉(zhuǎn)速、壓縮機電機的轉(zhuǎn)子速度估計值、輸出變量以及相位估計值計算壓縮機電機的q軸給定電流，最后根據(jù)q軸給定電流對壓縮機電機進行控制。由此，該方法根據(jù)輸入交流電壓的形狀和相位估計值計算q軸給定電流，能夠很好的跟隨輸入交流電壓，使得電機的輸入電流波形滿足諧波要求，保證調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電路的安全性。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通過以下公式生成所述輸出變量：Wf0(θge)=|Vge|-|Vθd|Vm-|Vθd|,θge∈[θd,π-θd]0,θge∈[0,θd)∪(π-θd,π]]]>Wf(θge)=Wf0(θge),Wf0(θge)>00,Wf0(θge)≤0]]>其中，Wf(θge)為輸出變量，Vge為所述輸入交流電壓的電壓瞬時值，Vθd為所述輸入交流電壓半周期內(nèi)相位為θd時的電壓，Vm為所述輸入交流電壓的電壓幅值，θge為所述相位估計值，θd為電流死區(qū)所對應的相位。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述根據(jù)所述電壓瞬時值計算所述輸入交流電壓的相位估計值，包括：對上一計算周期的輸入交流電壓的相位估計值進行余弦計算以獲得第一計算值；將所述電壓瞬時值與所述第一計算值相乘以獲得第二計算值；對所述第二計算值進行低通濾波處理以獲得第三計算值；對所述第三計算值進行PI(ProportionalIntegral，比例積分)調(diào)節(jié)以獲得第四計算值；對所述第四計算值和所述輸入交流電壓的頻率之和進行積分計算以獲得當前計算周期的輸入交流電壓的相位估計值。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述根據(jù)所述壓縮機電機的給定轉(zhuǎn)速、所述壓縮機電機的轉(zhuǎn)子速度估計值、所述輸出變量以及所述相位估計值計算所述壓縮機電機的q軸給定電流，包括：對所述給定轉(zhuǎn)速與所述轉(zhuǎn)子速度估計值之間的差值進行PI調(diào)節(jié)以獲得轉(zhuǎn)矩幅值給定；將所述輸出變量和所述轉(zhuǎn)矩幅值給定相乘后除以所述壓縮機電機的轉(zhuǎn)矩系數(shù)以獲得q軸給定電流初始值；根據(jù)所述相位估計值生成補償電流；將所述補償電流疊加到所述q軸給定電流初始值以獲得所述q軸給定電流。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，上述的控制方法還包括：對所述壓縮機電機的轉(zhuǎn)子位置進行估計以獲得所述壓縮機電機的轉(zhuǎn)子角度估計值；根據(jù)逆變電路的最大輸出電壓和所述逆變電路的輸出電壓幅值計算所述壓縮機電機的d軸給定電流；根據(jù)所述q軸給定電流、所述d軸給定電流、q軸實際電流和d軸實際電流獲取所述壓縮機電機的q軸給定電壓和d軸給定電壓，并根據(jù)所述q軸給定電壓、所述d軸給定電壓、所述轉(zhuǎn)子角度估計值生成控制信號，以及根據(jù)所述控制信號通過所述逆變電路對所述壓縮機電機進行控制。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第二方面實施例提出的一種無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置，包括：相位檢測鎖相環(huán)模塊，用于獲取所述輸入交流電壓的電壓瞬時值，并根據(jù)所述電壓瞬時值計算所述輸入交流電壓的相位估計值；波形發(fā)生器，用于根據(jù)所述輸入交流電壓的形狀和所述相位估計值生成輸出變量；q軸給定電流計算模塊，用于根據(jù)所述壓縮機電機的給定轉(zhuǎn)速、所述壓縮機電機的轉(zhuǎn)子速度估計值、所述輸出變量以及所述相位估計值計算所述壓縮機電機的q軸給定電流；以及控制模塊，用于根據(jù)所述q軸給定電流對所述壓縮機電機進行控制。根據(jù)本發(fā)明實施例的無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置，通過相位檢測鎖相環(huán)模塊獲取輸入交流電壓的電壓瞬時值，并根據(jù)電壓瞬時值計算輸入交流電壓的相位估計值，然后，波形發(fā)生器根據(jù)輸入交流電壓的形狀和相位估計值生成輸出變量，q軸給定電流計算模塊根據(jù)壓縮機電機的給定轉(zhuǎn)速、壓縮機電機的轉(zhuǎn)子速度估計值、輸出變量以及相位估計值計算壓縮機電機的q軸給定電流，最后，控制模塊根據(jù)q軸給定電流對壓縮機電機進行控制。由此，該裝置根據(jù)輸入交流電壓的形狀和相位估計值計算q軸給定電流，能夠很好的跟隨輸入交流電壓，使得電機的輸入電流波形滿足諧波要求，保證調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電路的安全性。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述波形發(fā)生器通過以下公式生成所述輸出變量：Wf0(θge)=|Vge|-|Vθd|Vm-|Vθd|,θge∈[θd,π-θd]0,θge∈[0,θd)∪(π-θd,π]]]>Wf(θge)=Wf0(θge),Wf0(θge)>00,Wf0(θge)≤0]]>其中，Wf(θge)為輸出變量，Vge為所述輸入交流電壓的電壓瞬時值，Vθd為所述輸入交流電壓半周期內(nèi)相位為θd時的電壓，Vm為所述輸入交流電壓的電壓幅值，θge為所述相位估計值，θd為電流死區(qū)所對應的相位。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述相位檢測鎖相環(huán)模塊包括：余弦計算器，用于對上一計算周期的輸入交流電壓的相位估計值進行余弦計算以獲得第一計算值；第一乘法器，用于將所述電壓瞬時值與所述第一計算值相乘以獲得第二計算值；低通濾波器，用于對所述第二計算值進行低通濾波處理以獲得第三計算值；第一PI調(diào)節(jié)器，用于對所述第三計算值進行PI調(diào)節(jié)以獲得第四計算值；積分器，用于對所述第四計算值和所述輸入交流電壓的頻率之和進行積分計算以獲得當前計算周期的輸入交流電壓的相位估計值。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述q軸給定電流計算模塊包括：第二PI調(diào)節(jié)器，用于對所述給定轉(zhuǎn)速與所述轉(zhuǎn)子速度估計值之間的差值進行PI調(diào)節(jié)以獲得轉(zhuǎn)矩幅值給定；初始電流計算單元，用于將所述輸出變量和所述轉(zhuǎn)矩幅值給定相乘后除以所述壓縮機電機的轉(zhuǎn)矩系數(shù)以獲得q軸給定電流初始值；電容電流補償單元，用于根據(jù)所述相位估計值生成補償電流；疊加單元，用于將所述補償電流疊加到所述q軸給定電流初始值以獲得所述q軸給定電流。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制模塊包括：位置速度估計器，用于對所述壓縮機電機的轉(zhuǎn)子位置進行估計以獲得所述壓縮機電機的轉(zhuǎn)子角度估計值；d軸給定電流計算模塊，用于根據(jù)逆變電路的最大輸出電壓和所述逆變電路的輸出電壓幅值計算所述壓縮機電機的d軸給定電流；電流控制器，用于根據(jù)所述q軸給定電流、所述d軸給定電流、q軸實際電流和d軸實際電流獲取所述壓縮機電機的q軸給定電壓和d軸給定電壓，并根據(jù)所述q軸給定電壓、所述d軸給定電壓、所述轉(zhuǎn)子角度估計值生成控制信號，以及根據(jù)所述控制信號通過所述逆變電路對所述壓縮機電機進行控制。此外，本發(fā)明的實施例還提出了一種無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)，其包括上述的無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置。本發(fā)明實施例的無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)，通過上述的控制裝置，根據(jù)輸入交流電壓的形狀和相位估計值計算q軸給定電流，能夠很好的跟隨輸入交流電壓，使得電機的輸入電流波形滿足諧波要求，保證調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電路的安全性。附圖說明圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的結構示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法的流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置的結構示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的相位檢測鎖相環(huán)模塊的結構示意圖；圖5為輸入交流電壓為正弦波時輸出變量的波形圖；圖6為輸入交流電壓為三角波時輸出變量的波形圖；圖7為輸入交流電壓為梯形波時輸出變量的波形圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法的流程圖；以及圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置的方框示意圖。具體實施方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。下面參考附圖來描述本發(fā)明實施例提出的無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)及其控制方法、裝置。圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的結構示意圖。如圖1所示，該無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)包括：輸入電感1、整流電路2、直流鏈部3、逆變電路4以及控制部5，其中，整流電路2對輸入交流電源AC進行全波整流；直流鏈部3包括與整流電路2的輸出側(cè)并聯(lián)的薄膜電容EC，經(jīng)薄膜電容EC后，輸出脈動的直流電壓Vdc(即直流母線電壓)；逆變電路4利用開關管S1-S6將直流鏈部3輸出的脈動的直流電壓Vdc轉(zhuǎn)換為交流電后，供給壓縮機電機6(可以為永磁同步電機)；控制部5對逆變電路4中的開關管S1-S6進行控制以使壓縮機電機6正常運行。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法的流程圖。如圖2所示，該無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法包括以下步驟：S1，獲取輸入交流電壓的電壓瞬時值Vge，并根據(jù)電壓瞬時值Vge計算輸入交流電壓的相位估計值θge。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖4所示，根據(jù)電壓瞬時值Vge計算輸入交流電壓的相位估計值θge，包括：對上一計算周期的輸入交流電壓的相位估計值進行余弦計算以獲得第一計算值；將電壓瞬時值Vge與第一計算值相乘以獲得第二計算值；對第二計算值進行低通濾波處理以獲得第三計算值；對第三計算值進行PI調(diào)節(jié)以獲得第四計算值；對第四計算值和輸入交流電壓的頻率ωg之和進行積分計算以獲得當前計算周期的輸入交流電壓的相位估計值θge。其中，低通濾波處理的帶寬小于輸入交流電壓頻率ωg，例如可小于輸入交流電壓頻率ωg的1/5。S2，根據(jù)輸入交流電壓的形狀和相位估計值θge生成輸出變量Wf。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，輸出變量Wf可通過下述公式(1)生成：Wf0(θge)=|Vge|-|Vθd|Vm-|Vθd|,θge∈[θd,π-θd]0,θge∈[0,θd)∪(π-θd,π]Wf(θge)=Wf0(θge),Wf0(θge)>00,Wf0(θge)≤0---(1)]]>其中，Wf(θge)為輸出變量，Vθd為輸入交流電壓半周期內(nèi)相位為θd時的電壓，Vm為輸入交流電壓的電壓幅值，θd為電流死區(qū)所對應的相位。在本發(fā)明的實施例中，輸入交流電壓的形狀可以為正弦波、三角波、梯形波以及其它不規(guī)則波形等。圖5為輸入交流電壓為正弦波時輸出變量的波形圖；圖6為輸入交流電壓為三角波時輸出變量的波形圖；圖7為輸入交流電壓為梯形波時輸出變量的波形圖。通過根據(jù)輸入交流電壓的形狀來生成輸出變量，并根據(jù)輸出變量計算壓縮機電機的q軸給定電流，從而可以確保在輸入交流電壓發(fā)生畸變時，仍能對壓縮機電機進行可靠控制。S3，根據(jù)壓縮機電機的給定轉(zhuǎn)速壓縮機電機的轉(zhuǎn)子速度估計值ωest、輸出變量Wf以及相位估計值θge計算壓縮機電機的q軸給定電流Iqref。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖3所示，根據(jù)壓縮機電機的給定轉(zhuǎn)速壓縮機電機的轉(zhuǎn)子速度估計值ωest、輸出變量Wf以及相位估計值θge計算壓縮機電機的q軸給定電流Iqref，包括：對給定轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子速度估計值ωest之間的差值進行PI調(diào)節(jié)以獲得轉(zhuǎn)矩幅值給定T0；將輸出變量Wf和轉(zhuǎn)矩幅值給定T0相乘后除以壓縮機電機的轉(zhuǎn)矩系數(shù)Kt以獲得q軸給定電流初始值Iq0；根據(jù)相位估計值θge生成補償電流Iqcom；將補償電流Iqcom疊加到q軸給定電流初始值Iq0以獲得q軸給定電流Iqref。其中，轉(zhuǎn)子速度估計值ωest可通過磁鏈觀測法獲得。補償電流Iqcom可通過下述公式(2)生成：Iqcom=0.5CVm2ωgsin(2θge)Ktωest,θge∈[θd1,π-θd1]0,θge∈[0,θd1)∪(π-θd1,π]---(2)]]>其中，C為并聯(lián)在逆變電路的輸入端之間的電容容值，θd1為預設的相位參數(shù)，其值可以為電流死區(qū)所對應的相位θd，具體可取0.1～0.2rad。由于q軸給定電流根據(jù)輸入交流電壓生成，因而能夠很好的跟隨輸入交流電壓，確保在輸入交流電壓發(fā)生畸變時仍能實現(xiàn)可控控制。S4，根據(jù)q軸給定電流Iqref對壓縮機電機進行控制。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖8所示，上述的控制方法還包括：S101，對壓縮機電機的轉(zhuǎn)子位置進行估計以獲得壓縮機電機的轉(zhuǎn)子角度估計值θest。具體地，可以通過磁鏈觀測法獲得壓縮機電機的轉(zhuǎn)子角度估計值θest和轉(zhuǎn)子速度估計值ωest。具體而言，首先可根據(jù)兩相靜止坐標系上的電壓Vα、Vβ和電流Iα、Iβ計算壓縮機電機在兩相靜止坐標系α和β軸方向上有效磁通的估計值，具體計算公式如下：λ^α=1s[Vα-IαR]-LqIαλ^β=1s[Vβ-IβR]-LqIβ---(3)]]>其中，和分別為壓縮機電機在α和β軸方向上有效磁通的估計值，Vα和Vβ分別為α和β軸方向上的電壓，Iα和Iβ分別為α和β軸方向上的電流，R為定子電阻，Lq為壓縮機電機的q軸磁鏈。然后，根據(jù)下述公式(4)計算壓縮機電機的轉(zhuǎn)子角度估計值θest和轉(zhuǎn)子速度估計值ωest：ωest0=(Kp_pll+Ki-plls)θerrθest=1sωest0ωest=ωfs+ωfωest0---(4)]]>其中，Kp_pll和Ki_pll分別為比例積分參數(shù)，θerr為偏差角度估計值，ωf為速度低通濾波器的帶寬。S102，根據(jù)逆變電路的最大輸出電壓Vmax和逆變電路的輸出電壓幅值V1計算壓縮機電機的d軸給定電流Idref。具體地，如圖3所示，根據(jù)逆變電路的最大輸出電壓Vmax和逆變電路的輸出電壓幅值V1計算壓縮機電機的d軸給定電流Idref，包括：對逆變電路的最大輸出電壓Vmax與逆變電路的輸出電壓幅值V1之差進行弱磁控制以獲得d軸給定電流初始值Id0；對d軸給定電流初始值Id0進行限幅處理以獲得d軸給定電流Idref。其中，可通過下述公式(5)計算d軸給定電流初始值Id0：Id0=Kis[(V1-Vmax)]---(5)]]>其中，Ki為積分控制系數(shù)，Vd和Vq分別為壓縮機電機的d軸實際電壓和q軸實際電壓，Vdc為壓縮機電機的直流母線電壓。然后，根據(jù)電流給定初始值Id0，并通過下述公式(6)計算d軸給定電流Idref：Idref=0,Id0>0Id0,Idemag<Id0≤0Tdemag,Id0≤Idemag---(6)]]>其中，Idemag為壓縮機電機退磁電流限制值。S103，根據(jù)q軸給定電流、d軸給定電流、q軸實際電流和d軸實際電流獲取壓縮機電機的q軸給定電壓和d軸給定電壓，并根據(jù)q軸給定電壓、d軸給定電壓、轉(zhuǎn)子角度估計值生成控制信號，以及根據(jù)控制信號通過逆變電路對壓縮機電機進行控制。具體地，可以通過下述公式(7)計算q軸給定電壓Vqref和d軸給定電壓Vdref：Vd0=Kpd·(Idref-Id)+Kid∫0t[Idref(τ)-Id(τ)]dτVq0=Kpq·(Iqref-Iq)+Kiq∫0t[Iqref(τ)-Iq(τ)]dτVdref=Vd0-ωLqIqVqref=Vq0+ωLdId+ωKe---(7)]]>其中，Iq為q軸實際電流，Id為d軸實際電流，Kpd和Kid分別為d軸電流控制比例增益與積分增益，Kpq和Kiq分別為q軸電流控制比例增益與積分增益，ω為壓縮機電機的轉(zhuǎn)速，Ke為壓縮機電機的反電勢系數(shù)，Ld和Lq分別為d軸電感和q軸電感，表示x(τ)在時間上的積分。在獲取到q軸給定電壓Vqref和d軸給定電壓Vdref后，可根據(jù)轉(zhuǎn)子角度估計值θest對q軸給定電壓Vqref和d軸給定電壓Vdref進行Park逆變換，得到兩相靜止坐標系上的電壓Vα、Vβ，具體變換公式如下：Vα=Vdrefcosθest-VqrefsinθestVβ=Vdrefsinθest+Vqrefcosθest---(8)]]>進一步地，對兩相靜止坐標系上的電壓Vα、Vβ進行Clark逆變換，得到三相電壓指令Vu、Vv、Vw，具體變換公式如下：Vu=VαVv=-Vα+3Vβ2Vw=-Vα-3Vβ2---(9)]]>然后，可根據(jù)直流母線電壓Vdc和三相電壓指令Vu、Vv、Vw進行占空比計算，得到占空比控制信號，即三相占空比Du、Dv、Dw，具體計算公式如下：Du=(Vu+0.5Vdc)/VdcDv=(Vv+0.5Vdc)/VdcDw=(Vw+0.5Vdc)/Vdc---(10)]]>最后，根據(jù)三相占空比Du、Dv、Dw對逆變電路的開關管進行控制，以實現(xiàn)對壓縮機電機的控制。由此，通過合理調(diào)節(jié)q軸給定電流和d軸給定電流，使得壓縮機電機的輸入電流波形能夠滿足諧波要求，保證調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電路的安全性。綜上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，首先，獲取輸入交流電壓的電壓瞬時值，并根據(jù)電壓瞬時值計算輸入交流電壓的相位估計值，然后，根據(jù)輸入交流電壓的形狀和相位估計值生成輸出變量，并根據(jù)壓縮機電機的給定轉(zhuǎn)速、壓縮機電機的轉(zhuǎn)子速度估計值、輸出變量以及相位估計值計算壓縮機電機的q軸給定電流，最后根據(jù)q軸給定電流對壓縮機電機進行控制。由此，該方法根據(jù)輸入交流電壓的形狀和相位估計值計算q軸給定電流，能夠很好的跟隨輸入交流電壓，使得電機的輸入電流波形滿足諧波要求，保證調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電路的安全性。圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置的方框示意圖。如圖9所示，該無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置包括：相位檢測鎖相環(huán)模塊10、波形發(fā)生器20、q軸給定電流計算模塊30和控制模塊40。其中，相位檢測鎖相環(huán)模塊10用于獲取輸入交流電壓的電壓瞬時值Vge，并根據(jù)電壓瞬時值Vge計算輸入交流電壓的相位估計值θge。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖4所示，相位檢測鎖相環(huán)模塊10包括：余弦計算器11、第一乘法器12、低通濾波器13、第一PI調(diào)節(jié)器14和積分器15。其中，余弦計算器11用于對上一計算周期的輸入交流電壓的相位估計值進行余弦計算以獲得第一計算值；第一乘法器12用于將電壓瞬時值Vge與第一計算值相乘以獲得第二計算值；低通濾波器13用于對第二計算值進行低通濾波處理以獲得第三計算值；第一PI調(diào)節(jié)器14用于對第三計算值進行PI調(diào)節(jié)以獲得第四計算值；積分器15用于對第四計算值和輸入交流電壓的頻率ωg之和進行積分計算以獲得當前計算周期的輸入交流電壓的相位估計值θge。其中，低通濾波器13的帶寬小于輸入交流電壓頻率ωg，例如可小于輸入交流電壓頻率ωg的1/5。波形發(fā)生器20用于根據(jù)輸入交流電壓的形狀和相位估計值θge生成輸出變量Wf。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，波形發(fā)生器20可通過上述公式(1)生成輸出變量Wf。在本發(fā)明的實施例中，輸入交流電壓的形狀可以為正弦波、三角波、梯形波以及其它不規(guī)則波形等，通過根據(jù)輸入交流電壓的形狀來生成輸出變量，并根據(jù)輸出變量計算壓縮機電機的q軸給定電流，從而可以確保在輸入交流電壓發(fā)生畸變時，仍能對壓縮機電機進行可靠控制。q軸給定電流計算模塊30用于根據(jù)壓縮機電機的給定轉(zhuǎn)速壓縮機電機的轉(zhuǎn)子速度估計值ωest、輸出變量Wf以及相位估計值θge計算壓縮機電機的q軸給定電流Iqref。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，q軸給定電流計算模塊30包括：第二PI調(diào)節(jié)器31、初始電流計算單元32、電容電流補償單元33和疊加單元34。其中，第二PI調(diào)節(jié)器31用于對給定轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子速度估計值ωest之間的差值進行PI調(diào)節(jié)以獲得轉(zhuǎn)矩幅值給定T0；初始電流計算單元32用于將輸出變量Wf和轉(zhuǎn)矩幅值給定T0相乘后除以壓縮機電機的轉(zhuǎn)矩系數(shù)Kt以獲得q軸給定電流初始值Iq0；電容電流補償單元33用于根據(jù)相位估計值θge生成補償電流Iqcom；疊加單元34用于將補償電流Iqcom疊加到q軸給定電流初始值Iq0以獲得q軸給定電流Iqref。其中，轉(zhuǎn)子速度估計值ωest可通過磁鏈觀測法獲得。電容電流補償單元33可通過上述公式(2)生成補償電流Iqcom。由于q軸給定電流根據(jù)輸入交流電壓生成，因而能夠很好的跟隨輸入交流電壓，確保在輸入交流電壓發(fā)生畸變時仍能實現(xiàn)可控控制。控制模塊40用于根據(jù)q軸給定電流Iqref對壓縮機電機進行控制。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖3所示，控制裝置40包括：位置速度估計器41、d軸給定電流計算模塊42和電流控制器43。其中，位置速度估計器41用于對壓縮機電機的轉(zhuǎn)子位置進行估計以獲得壓縮機電機的轉(zhuǎn)子角度估計值θest。具體地，可以通過磁鏈觀測法獲得壓縮機電機的轉(zhuǎn)子角度估計值θest和轉(zhuǎn)子速度估計值ωest。具體而言，首先可根據(jù)兩相靜止坐標系上的電壓Vα、Vβ和電流Iα、Iβ計算壓縮機電機在兩相靜止坐標系α和β軸方向上有效磁通的估計值，具體計算公式如上述公式(3)所示。然后，根據(jù)上述公式(4)計算壓縮機電機的轉(zhuǎn)子角度估計值θest和轉(zhuǎn)子速度估計值ωest。d軸給定電流計算模塊42用于根據(jù)逆變電路4的最大輸出電壓Vmax和逆變電路4的輸出電壓幅值V1計算壓縮機電機的d軸給定電流Idref。具體地，如圖3所示，d軸給定電流計算模塊42包括：弱磁控制器421和限幅單元422，弱磁控制器421用于對逆變電路的最大輸出電壓Vmax與逆變電路的輸出電壓幅值V1之差進行弱磁控制以獲得d軸給定電流初始值Id0；限幅單元422用于對d軸給定電流初始值Id0進行限幅處理以獲得d軸給定電流Idref。其中，弱磁控制器421可通過上述公式(5)計算d軸給定電流初始值Id0。然后，限幅單元422根據(jù)電流給定初始值Id0，并通過上述公式(6)計算d軸給定電流Idref。電流控制器43用于根據(jù)q軸給定電流Iqref、d軸給定電流Idref、q軸實際電流Iq和d軸實際電流Id獲取壓縮機電機的q軸給定電壓Vqref和d軸給定電壓Vdref，并根據(jù)q軸給定電壓Vqref、d軸給定電壓Vdref、轉(zhuǎn)子角度估計值θest生成控制信號，以及根據(jù)控制信號通過逆變電路對壓縮機電機進行控制。具體地，電流控制器43可以通過上述公式(7)計算q軸給定電壓Vqref和d軸給定電壓Vdref。在獲取到q軸給定電壓Vqref和d軸給定電壓Vdref后，可根據(jù)轉(zhuǎn)子角度估計值θest對q軸給定電壓Vqref和d軸給定電壓Vdref進行Park逆變換，得到兩相靜止坐標系上的電壓Vα、Vβ，具體變換公式如上述公式(8)所示。然后，對兩相靜止坐標系上的電壓Vα、Vβ進行Clark逆變換，得到三相電壓指令Vu、Vv、Vw，具體變換公式如上述公式(9)。然后，根據(jù)直流母線電壓Vdc和三相電壓指令Vu、Vv、Vw進行占空比計算，得到占空比控制信號，即三相占空比Du、Dv、Dw，具體計算公式如上述公式(10)。最后，占空比計算單元44根據(jù)三相占空比Du、Dv、Dw對逆變電路的開關管進行控制，以實現(xiàn)對壓縮機電機的控制。由此，通過合理調(diào)節(jié)q軸給定電流和d軸給定電流，使得壓縮機電機的輸入電流波形能夠滿足諧波要求，保證調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電路的安全性。根據(jù)本發(fā)明實施例的無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置，通過相位檢測鎖相環(huán)模塊獲取輸入交流電壓的電壓瞬時值，并根據(jù)電壓瞬時值計算輸入交流電壓的相位估計值，然后，波形發(fā)生器根據(jù)輸入交流電壓的形狀和相位估計值生成輸出變量，q軸給定電流計算模塊根據(jù)壓縮機電機的給定轉(zhuǎn)速、壓縮機電機的轉(zhuǎn)子速度估計值、輸出變量以及相位估計值計算壓縮機電機的q軸給定電流，最后，控制模塊根據(jù)q軸給定電流對壓縮機電機進行控制。由此，該裝置根據(jù)輸入交流電壓的形狀和相位估計值計算q軸給定電流，能夠很好的跟隨輸入交流電壓，使得電機的輸入電流波形滿足諧波要求，保證調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電路的安全性。此外，本發(fā)明的實施例還提出了一種無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)，其包括上述的無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置。本發(fā)明實施例的無電解電容電機驅(qū)動系統(tǒng)，通過上述的控制裝置，根據(jù)輸入交流電壓的形狀和相位估計值計算q軸給定電流，能夠很好的跟隨輸入交流電壓，使得電機的輸入電流波形滿足諧波要求，保證調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電路的安全性。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。當前第1頁1 2 3