[发明专利]空调压缩机无差拍电流预测控制方法和系统

说明书

本发明公开了一种空调压缩机无差拍电流预测控制方法和系统，其中的方法包括：采集压缩机的永磁同步电机的转子位置、电机转速和三相电流，经过坐标变换得到永磁同步电机在当前时刻dq轴坐标系下的电压u_d和u_q；获得最大电压限幅值U_max与永磁同步电机的直流母线电压U_dc的对应关系，根据对应关系计算电压裕量；根据电压裕量计算电流微分项的调节系数K，基于调节系数K和电压u_d和u_q计算修正后的电压u′_d和u′_q；本发明的方法和系统，可以减少电流环设计的复杂程度，减少需调节参数的数量；实现对波动信号的更快、更精确的跟踪；可以有效地减少网侧电流的谐波，使压机相电流更加平滑，有利于电机的长期运行，提高了系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机控制技术领域，尤其涉及一种空调压缩机无差拍电流预测控制方法和系统。

背景技术

电解电容以其大容量能保持直流电压稳定，为系统线路滤波以及保护器件等作用而广泛用于电力电子领域，但是电解电容寿命受工作环境特别是温度影响严重，不利于系统的稳定可靠性。在一些特殊应用场合，可以用薄膜电容或者陶瓷电容代替电解电容，提高系统可靠性同时降低成本，但是采用小容量电容代替大容量电解电容，必然会导致直流母线电压的波动。在恒定且足够的直流母线电压下的控制中，无差拍电流预测控制展现了良好的控制性能，与现在主流采用的PI电流环或是滞环控制，无差拍控制策略跟踪精度更高、动态性能更快，特别是针对波动的信号，无差拍相较于PI控制有更大的优势。

采用单相-三相无电解电容变换器驱动的空调压缩机，可以提高整个系统的可靠性，省去PFC电路从而降低成本，但是也带来了一些问题，最大的问题就是由于没有大容量的电解电容，直流母线电压会大幅度的波动。在电机(压缩机)控制场合，母线电压的波动会带来一系列控制上的问题，当母线电压波动时，电机的dq轴电流也是波动的信号，而针对波动的信号传统的PI电流环跟踪性能有限，很难让整个系统实现最优的性能。对无电解电容的空调压缩机特殊应用场合，当电流环跟踪性能有限时，将会对网侧电流、压机相电流产生影响，不利于系统运行。目前，为了优化在母线电压波动情况下电流环的性能提出了一些解决方法，但是这些方法在电流环设计上复杂，需调节参数较多，使实际应用中调试的难度、复杂度加大。不管是采用PR控制器还是重复控制器，在设计上都比较复杂，需要调节的参数较多，给实际应用中的调试带来了一定难度。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种空调压缩机无差拍电流预测控制方法和系统。

根据本发明的一个方面，提供一种空调压缩机无差拍电流预测控制方法，包括：采集压缩机的永磁同步电机的转子位置、电机转速和三相电流，经过坐标变换得到永磁同步电机在当前时刻dq轴坐标系下的电压u_d和u_q；在对所述永磁同步电机的输入电流采用SVPWM调制时，获得最大电压限幅值U_max与永磁同步电机的直流母线电压U_dc的对应关系，根据所述对应关系计算电压裕量；根据所述电压裕量计算电流微分项的调节系数K，基于所述调节系数K和电压u_d和u_q计算修正后的电压u′_d和u′_q；根据所述电压u′_d和u′_q构建得到驱动逆变器开关管的驱动信号。

可选地，所述经过坐标变换得到永磁同步电机在当前时刻dq轴坐标系下的电压u_d和u_q包括：经过坐标变换得到永磁同步电机在当前时刻dq轴坐标系下的电流i_d和i_q；确定并确定其中，R_s,L_d,L_q,ω_r,ψ_f分别为所述永磁同步电机的定子绕组，d轴电感，q轴电感，转速以及永磁体磁链。