专利名称：永磁同步电机控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及同步电机控制技木，尤其涉及一种永磁同步电机控制装置。
背景技术：
目前，直流变频空调设备得到广泛的应用。直流变频空调压缩机大多采用永磁同步电机，目前业界通常采用无位置传感器的矢量控制技术对该电机进行驱动控制。在无位置传感器矢量控制方法中，通常采用压缩机电机參数(如电机定子电阻值、永磁磁通量等)来控制当前永磁同步电机的运转。然而，本实用新型的发明人发现，由于目前的无位置传感器矢量控制方法中所采用的电机參数一般是在离线状态下测试得到的；当永磁同步电机在实际运行过程中，由于电流、或环境温度等条件的影响，可能会使永磁同步电机运行时的实际电机參数值发生变化，尤其是在极端温度变化和低频运转情况下，两者差异更大。在两者差异较大的情况下，如果仍然使用离线状态下测试得到的电机參数来控制永磁同步电机的运转，则会导致永磁同步电机转子位置估算偏差过大，造成电机运转的能效降低、噪音变大、恶劣エ况下甚至可能导致电机异常停机。
实用新型内容本实用新型实施例提供了一种永磁同步电机控制装置，用以提高永磁同步电机的能效，减小电机噪音。根据本实用新型的ー个方面，提供了一种永磁同步电机控制装置，包括电机控制単元，用于根据所述永磁同步电机的初始电机參数控制所述永磁同步电机开始运转；反馈单元，用于在所述永磁同步电机运转后，采集所述永磁同步电机的电流和转速ィ目息;转子位置角度误差估算单元，用于根据所述反馈单元采集的电流和转速信息，估算所述永磁同步电机的转子位置角度误差；并将估算的转子位置角度误差进行发送；当前电机參数估算单元，用于接收所述转子位置角度误差估算单元估算的转子位置角度误差，根据所述转子位置角度误差估算单元估算的转子位置角度误差，估算所述永磁同步电机的当前电机參数；并将估算出的当前电机參数发送给所述电机控制单元；所述电机控制单元在接收到所述当前电机參数估算单元估算出的当前电机參数后，根据估算的当前电机參数控制所述永磁同步电机运转。较佳地，所述转子位置角度误差估算单元具体用于在每次设定周期到达时，根据所述反馈单元采集的电流和转速信息，估算所述永磁同步电机的转子位置角度误差；并将估算的转子位置角度误差进行发送。较佳地，所述转子位置角度误差估算单元根据所述反馈单元采集的电流和转速信息，估算所述永磁同步电机的转子位置角度误差具体为[0014]所述转子位置角度误差估算单元根据所述反馈单元采集的所述永磁同步电机的电流和转速信息，确定出永磁同步电机的矢量电流iYS和永磁同步电机的转动角速度《 ；
并根据iYS和《估算出永磁同步电机的转子位置角度误差$。所述当前电机參数估算单元根据所述转子位置角度误差估算单元估算的转子位置角度误差，估算所述永磁同步电机的当前电机參数具体为所述当前电机參数估算单元判断所述成的值若4小于设定的下限值，则Ri+1 = Ri+AR, C1=C+M,;若成小于等于设定的上限值、且大于等于设定的下限值，则Rw=R^C1=lC; 所述当前电机參数估算单元将Ri+1作为所述当前电机定子电阻估算值左，€+1作为所述当前电机磁通量估算值w其中，Ri+1为第i + 1次估算的电机定子电阻值，为第i + 1次估算的电机磁通量值，Ri为第i次估算的电机定子电阻值，武为第i次估算的电机磁通量值，AR为预先设定的电阻调节值，A Ct111为预先设定的磁通量调节值。本实用新型实施例的技术方案中，由于根据反馈的永磁同步电机的电流和转速信息，来估算转子位置角度误差；而一般来说，转子位置角度误差越小电机，永磁同步电机的能效就越高，电机的噪音就越小；因此，根据估算出的转子位置角度误差就可以了解到当前用来控制永磁同步电机运转的电机參数是否合适；若不合适，则适当调整电机參数，即使用估算的当前电机參数来控制永磁同步电机运转，以达到缩小转子位置角度误差的目的，从而也就达到提高永磁同步电机的能效，减小永磁同步电机的噪音的目的。
图1为本实用新型实施例的永磁同步电机控制方法流程图；图2a为本实用新型实施例的估算电机參数，根据估算电机參数控制永磁同步电机运转的方法流程图；图2b为本实用新型实施例的观测器模型示意图；图3为本实用新型实施例的永磁同步电机控制装置的内部结构框图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下參照附图并举出优选实施例，对本实用新型进ー步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的ー个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。本申请使用的“模块”、“系统”等术语旨在包括与计算机相关的实体，例如但不限于硬件、固件、软硬件组合、软件或者执行中的软件。例如，模块可以是，但并不仅限干处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行的线程、程序和/或计算机。举例来说，计算设备上运行的应用程序和此计算设备都可以是模块。ー个或多个模块可以位于执行中的一个进程和/或线程内。本实用新型的发明人基于上述的永磁同步电机能效降低、噪音变大的原因的分析，考虑到在永磁同步电机运转过程中，可以估算转子位置误差；根据估算的转子误差的大小估算永磁同步电机在实际运转过程中的电机參数；根据估算的、更符合实际运转状况的电机參数来控制永磁同步电机的运转，从而可以提高永磁同步电机的能效，减小永磁同步电机的噪音。
以下结合附图详细说明本实用新型实施例的具体技术方案。本实用新型实施例提供的永磁同步电机控制方法的流程图，如图1所示，包括如下步骤SlOl :获取初始电机參数，根据初始电机參数控制永磁同步电机的运转。 永磁同步电机的初始电机參数可以是离线状态下测试的电机參数，并被预先存储，其通常是固定的值。S102 :在永磁同步电机运转后，根据采集的永磁同步电机的电流和转速信息，估算永磁同步电机的转子位置角度误差。S103 :根据估算的转子位置角度误差，估算永磁同步电机的当前电机參数。由于电机參数中的电机定子电阻的偏差，以及电机參数中的电机磁通量的偏差会对控制永磁同步电机的运转产生较大影响，因此，对当前电机參数的估算主要是估算当前电机定子电阻值、当前电机磁通量值；即估算的当前电机參数具体包括当前电机定子电
阻估算值左、当前电机磁通量估算值元。S104 :根据估算的当前电机參数控制永磁同步电机的运转。具体地，将估算的当前电机參数替换掉初始电机參数，即使用及替换掉初始电机
定子电阻值Rtl,使用替换棹#初始电机磁通量值从而可以利用估算的当前电机參数控
制永磁同步电机的运转根据估算的当前电机參数计算出矢量电压，将矢量电压換算成三相电压后，将计算的三相电压分别加到永磁同步电机的三相电机上控制永磁同步电机的运转。利用估算的当前电机參数控制永磁同步电机的运转方法，可以与现有技术中利用固定的电机參数控制永磁同步电机运转的方法相同，此处不再赘述。在实际应用中，永磁同步电机运转后，对当前电机參数的估算可以是周期性的。也就是说，在每次调整周期Ts到达时，就根据上述的步骤S102-S103的方法进行电机參数估算，之后，利用估算后的电机參数控制永磁同步电机的运转，具体的流程，如图2a所示，包括如下步骤S201 :获取永磁同步电机的初始电机參数，根据初始电机參数控制永磁同步电机的运转，估算次数i = O。具体地，获取的初始电机參数中可以包括初始电机定子电阻值Rtl、初始电机磁通
量值〃具体地，根据初始电机參数和期望的电机转速计算出电机的矢量电压Vy s，根据计算的矢量电压Vys控制永磁同步电机的运转。一般而言，根据计算的矢量电压Vys换算出三相电压后，将计算的三相电压分别加到压缩机的三相电机上控制永磁同步电机的运转。根据初始电机參数和期望的电机转速计算出矢量电压Vys，根据矢量电压控制永磁同步电机的运转的方法与现有技术的方法相同，为本领域技术人员所熟知，此处不赘述。[0041]S202:在设定周期Ts到达时，根据采集的永磁同步电机的电流和转速信息，估算永磁同步电机的转子位置角度误差。采集永磁同步电机的电流和转速信息的方法，为本领域技术人员所熟知的技术，此处不再详细介绍。根据采集的永磁同步电机的电流和转速信息，可以估算出永磁同步电机的转子位置角度误差。具体地，通过采集的永磁同步电机的电流和转速信息，可以确定出永磁同步电机的矢量电流iY s和永磁同步电机的转动角速度ω。由于通过采集的永磁同步电机的电流和转速信息，确定和ω的方法为本领域技术人员所熟知，此处不再赘述。其中，矢量电流包括Y轴的电流分量iY和δ轴的电流分量is，即
iY5=iY+ji5o根据和ω可以估算出永磁同步电机的转子位置角度误差或。例如，可以根据公式I估算出4:
权利要求1.一种永磁同步电机控制装置，包括 电机控制单元，用于根据所述永磁同步电机的初始电机参数控制所述永磁同步电机开始运转； 反馈单元，用于在所述永磁同步电机运转后，采集所述永磁同步电机的电流和转速信息； 转子位置角度误差估算单元，用于根据所述反馈单元采集的电流和转速信息，估算所述永磁同步电机的转子位置角度误差；并将估算的转子位置角度误差进行发送； 当前电机参数估算单元，用于接收所述转子位置角度误差估算单元估算的转子位置角度误差，根据所述转子位置角度误差估算单元估算的转子位置角度误差，估算所述永磁同步电机的当前电机参数；并将估算出的当前电机参数发送给所述电机控制单元； 所述电机控制单元在接收到所述当前电机参数估算单元估算出的当前电机参数后，根据估算的当前电机参数控制所述永磁同步电机运转。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于， 所述转子位置角度误差估算单元具体用于在每次设定周期到达时，根据所述反馈单元采集的电流和转速信息，估算所述永磁同步电机的转子位置角度误差；并将估算的转子位置角度误差进行发送。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述初始电机参数具体包括初始电机定子电阻值％、初始电机磁通量值#;以及 所述估算的当前电机参数具体包括当前电机定子电阻估算值/ I前电机磁通量估算值i。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述转子位置角度误差估算单元根据所述反馈单元采集的电流和转速信息，估算所述永磁同步电机的转子位置角度误差具体为 所述转子位置角度误差估算单元根据所述反馈单元采集的所述永磁同步电机的电流和转速信息，确定出永磁同步电机的矢量电流和永磁同步电机的转动角速度ω ;并根据iYS和ω估算出永磁同步电机的转子位置角度误/ Θ
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述当前电机参数估算单元根据所述转子位置角度误差估算单元估算的转子位置角度误差，估算所述永磁同步电机的当前电机参数具体为 所述当前电机参数估算单元判断所述成的值 若是小于设定的下限值，则Rw=Ri+ Δ R, Φ:=ΦΧ ； 若成小于等于设定的上限值、且大于等于设定的下限值，则Rw=LdL; 所述当前电机参数估算单元将Ri+1作为所述当前电机定子电阻估算值及，€,+1作为所述当前电机磁通量估算值I; 其中，Ri+1为第i+Ι次估算的电机定子电阻值，iC4为第i+Ι次估算的电机磁通量值，Ri为第i次估算的电机定子电阻值Φ力第i次估算的电机磁通量值，AR为预先设定的电阻调节值，Δ Φπ*预先设定 的磁通量调节值。
专利摘要本实用新型公开了一种永磁同步电机控制装置，所述装置包括电机控制单元，用于根据初始电机参数控制电机开始运转；反馈单元，采集所述电机的电流和转速信息；转子位置角度误差估算单元，根据所述电流和转速信息，估算转子位置角度误差；当前电机参数估算单元，根据所述转子位置角度误差，估算所述当前电机参数；所述电机控制单元根据当前电机参数控制所述电机运转。由于根据反馈的永磁同步电机的电流和转速信息，来估算转子位置角度误差；根据估算出的转子位置角度误差调整电机参数；使用估算的当前电机参数来控制永磁同步电机运转，以达到缩小转子位置角度误差的目的，从而也就达到提高永磁同步电机的能效，减小永磁同步电机的噪音的目的。
文档编号H02P21/14GK202856683SQ201220490268
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日
发明者张永良, 王志刚, 赵可可, 别清峰, 殷显鑫, 王伟杰 申请人:海信(山东)空调有限公司