本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)方法、一種壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)裝置、一種壓縮機(jī)控制系統(tǒng)以及一種空調(diào)器。

背景技術(shù)：

在相關(guān)的壓縮機(jī)控制技術(shù)中，轉(zhuǎn)速估計(jì)的準(zhǔn)確與否直接決定著控制速度精度的好壞，進(jìn)而影響著系統(tǒng)控制效率。在相關(guān)技術(shù)中，通常采樣擴(kuò)展反電勢(shì)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)速估計(jì)，即通過變換得到任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的電壓方程，通過對(duì)電壓方程進(jìn)行計(jì)算處理得到帶偏差角度的等式，然后通過鎖相環(huán)處理將偏差角度趨近于零以得到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。

但是，相關(guān)技術(shù)存在的問題是，在計(jì)算過程中將估計(jì)速度與實(shí)際速度看作相等，通過簡(jiǎn)化來得到偏差角度，而實(shí)際速度與估計(jì)速度相等僅是對(duì)于輕載的情況，而對(duì)于高速重載情況下，會(huì)出現(xiàn)速度估計(jì)不準(zhǔn)確的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

申請(qǐng)人通過對(duì)壓縮機(jī)負(fù)載特性的深入研究發(fā)現(xiàn)并認(rèn)識(shí)到：對(duì)于高速重載情況下，壓縮機(jī)的回氣排氣特性對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響是非常大，此時(shí)轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)變化很大，估計(jì)速度與實(shí)際速度之間的速度偏差對(duì)速度估計(jì)的影響不能忽略，如果忽略將會(huì)導(dǎo)致速度估計(jì)不準(zhǔn)確。

基于此，本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一，提出一種壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)方法，能夠在輕載或重載下都可以準(zhǔn)確的估計(jì)速度。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)裝置。本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提出一種壓縮機(jī)控制系統(tǒng)。本發(fā)明實(shí)施例的再一個(gè)目的在于提出一種空調(diào)器。

為到達(dá)上述目的，本發(fā)明一方面實(shí)施例提出了一種壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)方法，包括以下步驟：采樣壓縮機(jī)的三相電壓和三相電流，并對(duì)所述三相電壓和三相電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓和電流；根據(jù)給定速度和上一個(gè)估計(jì)速度獲取補(bǔ)償項(xiàng)；根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓和電流以及所述補(bǔ)償項(xiàng)估計(jì)誤差角度；根據(jù)給定誤差角度對(duì)誤差角度進(jìn)行調(diào)節(jié)以獲取當(dāng)前估計(jì)速度，以使所述壓縮機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)所述當(dāng)前估計(jì)速度和所述給定速度對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行控制。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)方法，先采樣壓縮機(jī)的三相電壓和三相電流，并對(duì)三相電壓和三相電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓和電流，然后根據(jù)給定速度和上一個(gè)估計(jì)速度獲取補(bǔ)償項(xiàng)，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓和電流以及補(bǔ)償項(xiàng)估計(jì)誤差角度，以及根據(jù)給定誤差角度對(duì)誤差角度進(jìn)行調(diào)節(jié)以獲取當(dāng)前估計(jì)速度，以使壓縮機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前估計(jì)速度和給定速度對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行控制。由此，本發(fā)明實(shí)施例的方法能夠有效解決速度誤差的影響，輕載或重載都可以用于對(duì)速度進(jìn)行估計(jì)，并且速度估計(jì)波動(dòng)將會(huì)明顯減小，且電流有所減小、效率及性能更優(yōu)。另外，該方法操作簡(jiǎn)單，代碼量小，可工程推廣。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述根據(jù)給定速度和上一個(gè)估計(jì)速度獲取補(bǔ)償項(xiàng)，包括：將所述給定速度和所述上一個(gè)估計(jì)速度之間的差值作為所述補(bǔ)償項(xiàng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)以下公式估計(jì)所述誤差角度：

其中，θ_e為所述誤差角度，v_γ為所述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系γ軸下的電壓，R為所述壓縮機(jī)的電阻，i_γ為所述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的γ軸下的電流，i_δ為所述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的δ軸下的電流，ω^*為所述給定速度，為所述估計(jì)速度，L_d為直軸電感分量，L_q為交軸電感分量，K_e為反電勢(shì)系數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述根據(jù)給定誤差角度對(duì)誤差角度進(jìn)行調(diào)節(jié)以獲取估計(jì)速度，包括：獲取所述給定誤差角度與所述誤差角度之間的差值；對(duì)所述差值進(jìn)行鎖相環(huán)處理以獲取所述當(dāng)前估計(jì)速度。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明另一方面實(shí)施例還提出了一種壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)裝置，包括：采樣模塊，用于采樣壓縮機(jī)的三相電壓和三相電流；變換模塊，用于對(duì)所述三相電壓和三相電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓和電流；補(bǔ)償模塊，用于根據(jù)給定速度和上一個(gè)估計(jì)速度獲取補(bǔ)償項(xiàng)；誤差估計(jì)模塊，用于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓和電流以及所述補(bǔ)償項(xiàng)估計(jì)誤差角度；速度估計(jì)模塊，用于根據(jù)給定誤差角度對(duì)誤差角度進(jìn)行調(diào)節(jié)以獲取當(dāng)前估計(jì)速度，以使所述壓縮機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)所述當(dāng)前估計(jì)速度和所述給定速度對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行控制。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)裝置，先通過采樣模塊采樣壓縮機(jī)的三相電壓和三相電流，并通過變換模塊對(duì)三相電壓和三相電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓和電流，然后補(bǔ)償模塊根據(jù)給定速度和上一個(gè)估計(jì)速度獲取補(bǔ)償項(xiàng)，誤差估計(jì)模塊根據(jù)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓和電流以及補(bǔ)償項(xiàng)估計(jì)誤差角度，以及速度估計(jì)模塊根據(jù)給定誤差角度對(duì)誤差角度進(jìn)行調(diào)節(jié)以獲取當(dāng)前估計(jì)速度，以使壓縮機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前估計(jì)速度和給定速度對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行控制。由此，本發(fā)明實(shí)施例的裝置能夠有效解決速度誤差的影響，輕載或重載都可以用于對(duì)速度進(jìn)行估計(jì)，并且速度估計(jì)波動(dòng)將會(huì)明顯減小，且電流有所減小、效率及性能更優(yōu)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述補(bǔ)償模塊用于，將所述給定速度和所述上一個(gè)估計(jì)速度之間的差值作為所述補(bǔ)償項(xiàng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述誤差估計(jì)模塊根據(jù)以下公式估計(jì)所述誤差角度：

其中，θ_e為所述誤差角度，v_γ為所述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系γ軸下的電壓，R為所述壓縮機(jī)的電阻，i_γ為所述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的γ軸下的電流，i_δ為所述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的δ軸下的電流，ω^*為所述給定速度，為所述估計(jì)速度，L_d為直軸電感分量，L_q為交軸電感分量，K_e為反電勢(shì)系數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述速度估計(jì)模塊，包括：獲取單元，用于獲取所述給定誤差角度與所述誤差角度之間的差值；鎖相環(huán)，用于對(duì)所述差值進(jìn)行鎖相環(huán)處理以獲取所述當(dāng)前估計(jì)速度。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明又一方面實(shí)施例提出了一種壓縮機(jī)控制系統(tǒng)，包括所述的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)裝置。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)，通過上述速度估計(jì)裝置，能夠有效解決速度誤差的影響，輕載或重載都可以用于對(duì)速度進(jìn)行估計(jì)，并且速度估計(jì)波動(dòng)將會(huì)明顯減小，且電流有所減小、效率及性能更優(yōu)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明再一方面實(shí)施例提出了一種空調(diào)器，包括所述的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的空調(diào)器，通過上述的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)，能夠有效解決速度誤差的影響，輕載或重載都可以用于對(duì)速度進(jìn)行估計(jì)，并且速度估計(jì)波動(dòng)將會(huì)明顯減小，且電流有所減小、效率及性能更優(yōu)。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)方法的流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)方法的控制框圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)方法的矢量控制效果示意圖；以及

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)裝置的方框示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)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(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

下面參考附圖來描述本發(fā)明實(shí)施例提出的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)方法、壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)裝置、壓縮機(jī)控制系統(tǒng)以及具有該壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的空調(diào)器。其中，本發(fā)明實(shí)施例適用于采用擴(kuò)展反電勢(shì)進(jìn)行無位置傳感器控制的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)，并且可適用于不同工況下空調(diào)壓縮機(jī)負(fù)載的速度估計(jì)。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)方法的流程圖。如圖1所示，該方法包括以下步驟：

S1：采樣壓縮機(jī)的三相電壓和三相電流，并對(duì)三相電壓和三相電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓和電流。

其中，可通過三個(gè)電流傳感器或兩個(gè)電流傳感器采樣壓縮機(jī)的三相電壓和三相電流。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)三相電壓和三相電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓和電流，可包括：對(duì)三相電壓和三相電流進(jìn)行clarke坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得兩相電流i_α/i_β，再通過對(duì)兩相電流i_α/i_β進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系γδ下的電流i_γ/i_δ；同理，可對(duì)三相電壓進(jìn)行clarke坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得兩相電壓v_α/v_β，再通過對(duì)兩相電壓v_α/v_β進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系γδ下的電壓v_γ/v_δ。

S2：根據(jù)給定速度和上一個(gè)估計(jì)速度獲取補(bǔ)償項(xiàng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)給定速度和上一個(gè)估計(jì)速度獲取補(bǔ)償項(xiàng)，包括：將給定速度和上一個(gè)估計(jì)速度之間的差值作為補(bǔ)償項(xiàng)。

S3：根據(jù)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓和電流以及補(bǔ)償項(xiàng)估計(jì)誤差角度。

也就是說，速度的波動(dòng)隨著負(fù)載的加大不斷增加，在計(jì)算誤差角度時(shí)加入速度波動(dòng)，即將給定速度與上一個(gè)估計(jì)速度的差值作為補(bǔ)償項(xiàng)加入到誤差角度估計(jì)中。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可根據(jù)以下公式估計(jì)誤差角度：

其中，θ_e為誤差角度，v_γ為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系γ軸下的電壓，R為壓縮機(jī)的電阻，i_γ為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的γ軸下的電流，i_δ為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的δ軸下的電流，ω^*為給定速度，為估計(jì)速度，L_d為直軸電感分量，L_q為交軸電感分量，K_e為反電勢(shì)系數(shù)。

由此，通過速度補(bǔ)償項(xiàng)能夠有效的得到更加準(zhǔn)確的誤差角度。

S4：根據(jù)給定誤差角度對(duì)誤差角度進(jìn)行調(diào)節(jié)以獲取當(dāng)前估計(jì)速度，以使壓縮機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前估計(jì)速度和給定速度對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行控制。

另外，根據(jù)給定誤差角度對(duì)誤差角度進(jìn)行調(diào)節(jié)還可獲取轉(zhuǎn)子估計(jì)位置，以使壓縮機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)子估計(jì)位置、當(dāng)前估計(jì)速度和給定速度對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行控制。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如圖2所示，根據(jù)給定誤差角度對(duì)誤差角度進(jìn)行調(diào)節(jié)以獲取當(dāng)前估計(jì)速度，包括：獲取給定誤差角度與誤差角度之間的差值；對(duì)差值進(jìn)行鎖相環(huán)處理以獲取當(dāng)前估計(jì)速度。另外，對(duì)差值進(jìn)行鎖相環(huán)處理后還可獲取轉(zhuǎn)子估計(jì)位置。

具體來說，給定誤差角度可為零，鎖相環(huán)可包括串聯(lián)的PI控制器和積分器1/s，將估計(jì)的誤差角度輸入到鎖相環(huán)的PI控制器，PI控制器通過對(duì)估計(jì)的誤差角度進(jìn)行調(diào)節(jié)以獲取當(dāng)前估計(jì)速度，再將當(dāng)前估計(jì)速度輸出到積分器，通過積分器1/s的積分處理以獲取估計(jì)角度即轉(zhuǎn)子估計(jì)位置。

由此，通過加入速度誤差補(bǔ)償項(xiàng)能夠更加有效的對(duì)速度進(jìn)行估計(jì)，減小速度波形進(jìn)而減小電流波動(dòng)，系統(tǒng)控制性能更優(yōu)。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更為準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置估計(jì)，并且基于該轉(zhuǎn)子位置估計(jì)值可實(shí)現(xiàn)性能更優(yōu)的矢量控制。

具體來說，在本發(fā)明實(shí)施例中，將壓縮機(jī)的三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型變換到任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系γδ下，可得到γδ旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，γδ旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型中將含有誤差角度θ_e。

首先，基于電機(jī)旋轉(zhuǎn)方程，以轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向按照轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)得到的電機(jī)矢量方程如下所示：

其中，v_d、v_q、L_d、L_q、p、ω、K_e分別代表直軸(d軸)下的電壓分量、交軸(q軸)下的電壓分量、直軸(d軸)下的電感分量、交軸(q軸)下的電感分量、微分項(xiàng)、轉(zhuǎn)子角速度、反電勢(shì)系數(shù)。

對(duì)于任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系γδ，經(jīng)過變化可得到用于計(jì)算擴(kuò)展反電勢(shì)的等式：

(2)式中：

(3)式中：

E_er＝ω[(L_d-L_q)i_d+K_e]-(L_d-L_q)(pi_q) (4)

其中，v_γ、v_δ、E_er、θ_e、ω分別為γ軸下的電壓、δ軸下的電壓、擴(kuò)展反電勢(shì)、誤差角度、估計(jì)速度、實(shí)際速度。

考慮到速度波動(dòng)項(xiàng)即補(bǔ)償項(xiàng)，給定速度ω^*代替實(shí)際速度，那么可得到如下公式：

這樣通過上式(6)就能夠有效的得到更加準(zhǔn)確的誤差角度。

進(jìn)而，將誤差角度θ_e通過鎖相環(huán)逼近為零，即可得到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，從而得到更加精確的速度估計(jì)。

另外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可在壓縮機(jī)進(jìn)入速度閉環(huán)時(shí)開啟速度誤差的補(bǔ)償模式，即開始執(zhí)行步驟S1-S4。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，壓縮機(jī)可為空調(diào)器中使用的單轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)。需要說明的是，單轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)存在回氣及排氣的特性，這將引起負(fù)載轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)，特別是在進(jìn)入閉環(huán)后該特性更為明顯。在進(jìn)入閉環(huán)后，采用本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行無位置傳感器的速度估計(jì)，圖3展示了利用本發(fā)明實(shí)施例的方法進(jìn)行矢量控制的性能與效果。

在圖3的示例中，在黑色虛線方框中，左邊為采樣本發(fā)明實(shí)施例的方法補(bǔ)償后的d軸電流波形31、q軸電流波形32、U相電流波形33，右邊為采樣現(xiàn)有技術(shù)的d軸電流波形34、q軸電流波形35、U相電流波形36。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，加入補(bǔ)償項(xiàng)后各個(gè)電流波動(dòng)明顯變小。因此，本發(fā)明實(shí)施例的方法能夠更加準(zhǔn)確的獲得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，提高系統(tǒng)控制精度及效率。

由此，本發(fā)明實(shí)施例通過加入速度誤差補(bǔ)償項(xiàng)來解決速度波動(dòng)的問題，能夠有效估計(jì)并優(yōu)化帶單轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子位置與轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)更為準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置估計(jì)，并基于速度波動(dòng)補(bǔ)償進(jìn)行無位置傳感器的矢量控制，可優(yōu)化矢量控制的性能。

綜上，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)方法，先采樣壓縮機(jī)的三相電壓和三相電流，并對(duì)三相電壓和三相電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓和電流，然后根據(jù)給定速度和上一個(gè)估計(jì)速度獲取補(bǔ)償項(xiàng)，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓和電流以及補(bǔ)償項(xiàng)估計(jì)誤差角度，以及根據(jù)給定誤差角度對(duì)誤差角度進(jìn)行調(diào)節(jié)以獲取當(dāng)前估計(jì)速度，以使壓縮機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前估計(jì)速度和給定速度對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行控制。由此，本發(fā)明實(shí)施例的方法能夠有效解決速度誤差的影響，輕載或重載都可以用于對(duì)速度進(jìn)行估計(jì)，并且速度估計(jì)波動(dòng)將會(huì)明顯減小，且電流有所減小、效率及性能更優(yōu)。另外，該方法操作簡(jiǎn)單，代碼量小，可工程推廣。

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)裝置的方框示意圖。如圖4所示，壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)裝置包括：采樣模塊10、變換模塊20、補(bǔ)償模塊30、誤差估計(jì)模塊40和速度估計(jì)模塊50。

其中，采樣模塊10用于采樣壓縮機(jī)的三相電壓和三相電流；變換模塊20用于對(duì)三相電壓和三相電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓和電流；補(bǔ)償模塊30用于根據(jù)給定速度和上一個(gè)估計(jì)速度獲取補(bǔ)償項(xiàng)；誤差估計(jì)模塊40用于根據(jù)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓和電流以及補(bǔ)償項(xiàng)估計(jì)誤差角度；速度估計(jì)模塊50用于根據(jù)給定誤差角度對(duì)誤差角度進(jìn)行調(diào)節(jié)以獲取當(dāng)前估計(jì)速度，以使壓縮機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前估計(jì)速度和給定速度對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行控制。

另外，速度估計(jì)模塊50還可根據(jù)給定誤差角度對(duì)誤差角度進(jìn)行調(diào)節(jié)還可獲取轉(zhuǎn)子估計(jì)位置，以使壓縮機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)子估計(jì)位置、當(dāng)前估計(jì)速度和給定速度對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行控制。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)三相電壓和三相電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓和電流，可包括：對(duì)三相電壓和三相電流進(jìn)行clarke坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得兩相電流i_α/i_β，再通過對(duì)兩相電流i_α/i_β進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系γδ下的電流i_γ/i_δ；同理，可對(duì)三相電壓進(jìn)行clarke坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得兩相電壓v_α/v_β，再通過對(duì)兩相電壓v_α/v_β進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系γδ下的電壓v_γ/v_δ。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，補(bǔ)償模塊30用于將給定速度和上一個(gè)估計(jì)速度之間的差值作為補(bǔ)償項(xiàng)。

也就是說，速度的波動(dòng)隨著負(fù)載的加大而不斷增加，在誤差估計(jì)模塊40計(jì)算誤差角度時(shí)加入速度波動(dòng)，即補(bǔ)償模塊30將給定速度與上一個(gè)估計(jì)速度的差值作為補(bǔ)償項(xiàng)加入到誤差估計(jì)模塊40的誤差角度估計(jì)中。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，誤差估計(jì)模塊40可根據(jù)以下公式估計(jì)誤差角度：

其中，θ_e為誤差角度，v_γ為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系γ軸下的電壓，R為壓縮機(jī)的電阻，i_γ為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的γ軸下的電流，i_δ為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的δ軸下的電流，ω^*為給定速度，為估計(jì)速度，L_d為直軸電感分量，L_q為交軸電感分量，K_e為反電勢(shì)系數(shù)。

由此，通過速度補(bǔ)償項(xiàng)能夠有效的得到更加準(zhǔn)確的誤差角度。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如圖2所示，速度估計(jì)模塊50包括：獲取單元501和鎖相環(huán)502，其中，獲取單元501用于獲取給定誤差角度與誤差角度之間的差值；鎖相環(huán)502用于對(duì)差值進(jìn)行鎖相環(huán)處理以獲取當(dāng)前估計(jì)速度。另外，鎖相環(huán)502對(duì)差值進(jìn)行鎖相環(huán)處理后還可獲取轉(zhuǎn)子估計(jì)位置。

具體來說，給定誤差角度可為零，鎖相環(huán)502可包括串聯(lián)的PI控制器和積分器1/s，將估計(jì)的誤差角度輸入到鎖相環(huán)的PI控制器，PI控制器通過對(duì)估計(jì)的誤差角度進(jìn)行調(diào)節(jié)以獲取當(dāng)前估計(jì)速度，再將當(dāng)前估計(jì)速度輸出到積分器，通過積分器1/s的積分處理以獲取估計(jì)角度即轉(zhuǎn)子估計(jì)位置。

由此，通過加入速度誤差補(bǔ)償項(xiàng)能夠更加有效的對(duì)速度進(jìn)行估計(jì)，減小速度波形進(jìn)而減小電流波動(dòng)，系統(tǒng)控制性能更優(yōu)。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更為準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置估計(jì)，并且基于該轉(zhuǎn)子位置估計(jì)值可實(shí)現(xiàn)性能更優(yōu)的矢量控制。

具體來說，在本發(fā)明實(shí)施例中，變換模塊20將壓縮機(jī)的三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型變換到任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系γδ下，可得到γδ旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，γδ旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型中將含有誤差角度θ_e。

首先，基于電機(jī)旋轉(zhuǎn)方程，以轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向按照轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)得到的電機(jī)矢量方程如下所示：

其中，v_d、v_q、L_d、L_q、p、ω、K_e分別代表直軸(d軸)下的電壓分量、交軸(q軸)下的電壓分量、直軸(d軸)下的電感分量、交軸(q軸)下的電感分量、微分項(xiàng)、轉(zhuǎn)子角速度、反電勢(shì)系數(shù)。

對(duì)于任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系γδ，經(jīng)過變化可得到用于計(jì)算擴(kuò)展反電勢(shì)的等式：

(2)式中：

(3)式中：

E_er＝ω[(L_d-L_q)i_d+K_e]-(L_d-L_q)(pi_q) (4)

其中，v_γ、v_δ、E_er、θ_e、ω分別為γ軸下的電壓、δ軸下的電壓、擴(kuò)展反電勢(shì)、誤差角度、估計(jì)速度、實(shí)際速度。

考慮到速度波動(dòng)項(xiàng)即補(bǔ)償項(xiàng)，給定速度ω^*代替實(shí)際速度，那么可得到如下公式：

這樣通過上式(6)就能夠有效的得到更加準(zhǔn)確的誤差角度。

進(jìn)而，速度估計(jì)模塊50將誤差角度θ_e通過鎖相環(huán)逼近為零，即可得到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，從而得到更加精確的速度估計(jì)。

另外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，壓縮機(jī)控制系統(tǒng)可在壓縮機(jī)進(jìn)入速度閉環(huán)時(shí)開啟速度誤差的補(bǔ)償模式。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，壓縮機(jī)可為空調(diào)器中使用的單轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)。需要說明的是，單轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)存在回氣及排氣的特性，這將引起負(fù)載轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)，特別是在進(jìn)入閉環(huán)后該特性更為明顯。在進(jìn)入閉環(huán)后，采樣奔赴買那個(gè)實(shí)施例進(jìn)行無位置傳感器的速度估計(jì)，圖3展示了利用本發(fā)明實(shí)施例的方法進(jìn)行矢量控制的性能與效果。

在圖3的示例中，在黑色虛線方框中，左邊為采樣本發(fā)明實(shí)施例的方法補(bǔ)償后的d軸電流波形31、q軸電流波形32、U相電流波形33，右邊為采樣現(xiàn)有技術(shù)的d軸電流波形34、q軸電流波形35、U相電流波形36。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，加入補(bǔ)償項(xiàng)后各個(gè)電流波動(dòng)明顯變小。因此，本發(fā)明實(shí)施例的裝置能夠更加準(zhǔn)確的獲得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，提高系統(tǒng)控制精度及效率。

由此，本發(fā)明實(shí)施例通過加入速度誤差補(bǔ)償項(xiàng)來解決速度波動(dòng)的問題，能夠有效估計(jì)并優(yōu)化帶單轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子位置與轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)更為準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置估計(jì)，并基于速度波動(dòng)補(bǔ)償進(jìn)行無位置傳感器的矢量控制，可優(yōu)化矢量控制的性能。

綜上，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)裝置，先通過采樣模塊采樣壓縮機(jī)的三相電壓和三相電流，并通過變換模塊對(duì)三相電壓和三相電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓和電流，然后補(bǔ)償模塊根據(jù)給定速度和上一個(gè)估計(jì)速度獲取補(bǔ)償項(xiàng)，誤差估計(jì)模塊根據(jù)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓和電流以及補(bǔ)償項(xiàng)估計(jì)誤差角度，以及速度估計(jì)模塊根據(jù)給定誤差角度對(duì)誤差角度進(jìn)行調(diào)節(jié)以獲取當(dāng)前估計(jì)速度，以使壓縮機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前估計(jì)速度和給定速度對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行控制。由此，本發(fā)明實(shí)施例的裝置能夠有效解決速度誤差的影響，輕載或重載都可以用于對(duì)速度進(jìn)行估計(jì)，并且速度估計(jì)波動(dòng)將會(huì)明顯減小，且電流有所減小、效率及性能更優(yōu)。

本發(fā)明實(shí)施例提出又了一種壓縮機(jī)控制系統(tǒng)，包括上述實(shí)施例的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的速度估計(jì)裝置。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)，通過上述速度估計(jì)裝置，能夠有效解決速度誤差的影響，輕載或重載都可以用于對(duì)速度進(jìn)行估計(jì)，并且速度估計(jì)波動(dòng)將會(huì)明顯減小，且電流有所減小、效率及性能更優(yōu)。

本發(fā)明實(shí)施例再提出了一種空調(diào)器，包括上述實(shí)施例的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的空調(diào)器，通過上述的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)，能夠有效解決速度誤差的影響，輕載或重載都可以用于對(duì)速度進(jìn)行估計(jì)，并且速度估計(jì)波動(dòng)將會(huì)明顯減小，且電流有所減小、效率及性能更優(yōu)。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)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(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)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(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)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(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)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(jī)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(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。