[发明专利]一种估算单转子压缩机负载转矩的方法

说明书

为了解决现有技术对单转子进行补偿后未能反映实际单转子压缩机负载转矩的问题，本发明提供一种估算单转子压缩机负载转矩的方法，通过BK振动噪声及模态分析系统的频谱分析单转子压缩机负载振动噪音的高次谐波，加入对应上述高次谐波的转矩前馈补偿电流后，对上述高次谐波被起到抵消的作用，从而由上述转矩前馈补偿电流间接的求出负载转矩。本发明与现有技术相比，本发明通过加入转矩前馈补偿电流，将高阶谐波抵消，以高阶谐波的形式表达出负载转矩，达到将被忽略的微量考虑在内从而构建出更贴近真实情况的负载转矩的目的。解决了现有技术中的补偿方法无法反应实际负载转矩的问题。

技术领域

本发明涉及单转子压缩机负载转矩的估算领域，尤其涉及一种估算单转子压缩机负载转矩的方法。

背景技术

在家用空调中，永磁电动机处于有腐蚀性的高压制冷剂中，并且压缩机内温度超过120℃，这些严苛的工作条件给位置传感器的安装和维护带来了极大的不便。因此，为了降低成本和故障率，在现有的单转子压缩机中，基本采用转子位置估算法，通过估算出转子的位置，再通过对压缩机的受力进行分析，最终计算出压缩机的负载转矩。但由于对转子位置的估算存在误差，缺乏对泄漏量、滑动摩擦和温度变化等等原因造成的影响，导致计算出来的负载转矩未能如实反映真实情况。

对此，黄辉，马颖江，张有林等在《单转子压缩机的转矩自动补偿系统和转矩自动补偿方法》专利中通过对提出一种基于正弦波控制系统的单转子转矩自动补偿系统。该系统包括正弦波双环调速系统，其进一步包括电流环、速度环、PI调节器和加法器；转矩自动补偿器，其进一步包括低通滤波器和负载转矩计算器；所述电流环通过PI调节器控制压缩机电流i与给定电流i*相一致，并输出电压u给电机；所述速度环通过PI调节器控制压缩机速度Ω与给定速度Ω*相一致，并输出电流i*′；正弦波双环调速系统中的计算器接受电流环输出电流i*′和转矩自动补偿器反馈的补偿电流i′得到给定电流i*，计算公式为i*＝i*′-i′；给定电流i*和压缩机速度Ω反馈至转矩自动补偿器中的负载转矩计算器。

而霍亚军在《永磁同步单转子压缩机低频转矩补偿控制研究》一文中针对变频空调永磁同步单转子压缩机低频运行时负载转矩不稳定，导致振动大的特点。先分析永磁同步单转子压缩机的工作原理和负载转矩变化特点，根据负载变化规律提出采用前馈控制和反馈控制相结合的方法有效降低低频运行时的振动。根据负载周期变化特点设计前馈函数，根据压缩机工作的压缩半周期和吸气半周期的运行时间差作为反馈，利用最优控制方法调节前馈补偿参数。

振动与噪音上是能量的一种表现形式。理论上，降低振动和噪音后，空调压缩机的能耗也应该随之降低，但实际上，现有的空调在通过前馈补偿进行降低振动和噪音后，功率却反而增加(各大空调公司的单转子压缩机的降低振动噪音后，功率普遍提升10-15W)，从中反映出来的问题是：按照现有技术的方法补偿后的单转子压缩机负载转矩也未能很好的反映实际情况。

发明内容

为了解决现有技术对单转子进行补偿后未能反映实际单转子压缩机负载转矩的问题，本发明提供一种估算单转子压缩机负载转矩的方法。

本发明为了解决上述技术体所采用的技术方案是：通过BK振动噪声及模态分析系统的频谱分析单转子压缩机负载振动噪音的高次谐波，加入对应上述高次谐波的转矩前馈补偿电流后，对上述高次谐波被起到抵消的作用，从而由上述转矩前馈补偿电流间接的求出负载转矩。

进一步的，上述的一种估算单转子压缩机负载转矩的方法，包括以下步骤：

S1：通过BK振动噪声及模态分析系统对正常工作状态下的单转子压缩机进行振动噪音测试，获得振动噪音的高次谐波；

S2：以将S1步骤获得的振动噪声的高次谐波抵消到0为目标，对S1步骤中的单转子压缩机加入前馈补偿电流，通过遗传算法求出当前负载下的最佳转矩前馈补偿电流，抵消振动频谱的高次谐波；