[发明专利]压缩机的力矩控制方法和力矩控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及压缩机控制领域，特别是涉及一种压缩机的力矩控制方法和力矩控制装置。

背景技术

目前，直流变频空调因其节能效果好、舒适度好、噪音低等特点，越来越受到消费者的喜爱。因此，提高变频驱动的性能是直流变频空调性能提升的重点。

由于空调的压缩机的转子具有特殊的机械结构，因此，会导致压缩机在转动时，其转子的负载力矩在每个机械周期都是不一致的。然而，给定力矩的PID等模糊控制不能有效的实时跟踪负载力矩的变化，这样，会导致转子的角速度不稳，最终使压缩机发生振动。特别是在低频段，再加上转子惯性的作用，振动会更为明显。压缩机的振动会影响空调的使用性能、使用寿命，并会产生很大的噪音。

这解决这个问题，现有技术中普遍采用的方法是限制最低的运行频率。这是因为，压缩机在高频运行时的振动相对较小。显然，采用该方法，会限制空调的节能效果以及舒适效果。

现有技术中的另一种方法是，测量转速的变化，根据Te-Tl=BΩ+J*dΩ/dt，计算负载力矩Tl的变化，再进行力矩补偿。然而，该方法的中间过程计算量大，增加了驱动芯片的负担，实现难度也较大。另外，由于反馈控制本身的滞后效应，控制的实时性也较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种压缩机的力矩控制方法和力矩控制装置，以解决压缩机振动的问题。

为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种压缩机的力矩控制方法，包括：根据压缩机的目标转速和实际转速得到压缩机的目标控制力矩电流；根据压缩机的负载特性和压缩机的转子的实际位置对目标控制力矩电流进行补偿后得到参考力矩电流；利用Clark/Park逆变换将参考力矩电流变换为目标控制力矩电压；使用目标控制力矩电压控制压缩机的运转。

进一步地，将参考力矩电流变换为目标控制力矩电压包括：根据压缩机的实际电流与参考力矩电流得到第一电压信号，将第一电压信号经过Clark/Park逆变换后得到目标控制力矩电压。

进一步地，使用目标控制力矩电压控制压缩机的运转包括：将目标控制力矩电压经过矢量PWM变换后驱动压缩机工作。

进一步地，根据压缩机的实际电流与参考力矩电流得到第一电压信号包括：将实际电流经过Clark/Park变换后得到的变换后的实际电流，利用变换后的实际电流与参考力矩电流得到第一电压信号。

进一步地，力矩控制方法还包括：根据压缩机的电子力矩的波峰、波谷与压缩机的负载力矩之间的对应关系，将实际位置所对应的机械角度转变为电子角度，以利用电子角度对目标控制力矩电流进行补偿后得到参考力矩电流。

作为本发明的另一个方面，提供了一种压缩机的力矩控制装置，包括：速度反馈控制单元，用于根据压缩机的目标转速和实际转速得到压缩机的目标控制力矩电流；力矩电流防震补偿单元，与速度反馈控制单元连接，用于根据压缩机的负载特性和压缩机的转子的实际位置对目标控制力矩电流进行补偿后得到参考力矩电流；第一坐标变换单元，与力矩电流防震补偿单元连接，用于利用Clark/Park逆变换将参考力矩电流变换为目标控制力矩电压；驱动控制单元，与第一坐标变换单元连接，用于根据目标控制力矩电压控制压缩机的运转。

进一步地，力矩控制装置还包括：电流反馈控制单元，分别与力矩电流防震补偿单元和第一坐标变换单元连接，用于根据压缩机的实际电流与参考力矩电流得到第一电压信号；第一电压信号经过Clark/Park逆变换后得到目标控制力矩电压。

进一步地，力矩控制装置还包括：矢量PWM变换单元，分别与第一坐标变换单元和驱动控制单元连接，用于将目标控制力矩电压经过矢量PWM变换后提供给驱动控制单元，以驱动压缩机工作。

进一步地，力矩控制装置还包括：第二坐标变换单元，与电流反馈控制单元连接，用于将实际电流经过Clark/Park变换后的值反馈给电流反馈控制单元，以使电流反馈控制单元利用变换后的实际电流得到第一电压信号。

进一步地，力矩控制装置还包括：角度转换单元，与力矩电流防震补偿单元连接，用于根据压缩机的电子力矩的波峰、波谷与压缩机的负载力矩之间的对应关系，将实际位置所对应的机械角度与转变为电子角度；力矩电流防震补偿单元根据电子角度对目标控制力矩电流进行补偿后得到参考力矩电流。

本发明中的力矩控制方法，根据压缩机的转子所固有的负载特性，将检测到的转子的实际位置，通过前馈的方式对目标控制力矩电流进行补偿，从而解决了压缩机在低频运行时产生振动的问题，实施起来十分简单、有效。

附图说明