一种电机的控制装置及方法与流程

1.本发明属于空调技术领域，具体涉及一种电机(如变频空调的电机)的控制装置及方法，尤其涉及一种提高变频空调的启动性能和cop的装置、方法和变频空调。


背景技术：

2.电机(如变频空调的电机)需要多次点击启动按钮，使得电机(如变频空调的电机)开机响应时间长，存在电机(如变频空调的电机)的启动性能较差的问题。
3.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，提供一种电机的控制装置及方法，以解决电机(如变频空调的电机)的启动性能较差的问题，达到通过在电机(如变频空调的电机)低频启动时对电磁转矩进行补偿，能够提高电机(如变频空调的电机)的启动性能的效果。
5.本发明提供一种电机的控制装置，包括：采集单元和转矩补偿单元；其中，所述采集单元，被配置为在所述电机的工作阶段，采集所述电机的工作参数；所述转矩补偿单元，被配置为在所述电机的工作阶段，根据所述电机的工作参数、以及所述电机的设定参数，对所述电机进行转矩补偿；其中，所述电机的工作阶段，包括：所述电机按第一设定频率启动的启动阶段，和/或所述电机按第二设定频率运行的运行阶段；所述第一设定频率，为低于设定启动频率的频率；所述第二设定频率，为低于设定运行频率的频率；所述电机的工作参数，包括：在所述电机按第一设定频率启动的启动阶段，采集到的所述电机的启动参数；和/或，在所述电机按第二设定频率启动的启动阶段，采集到的所述电机的运行参数。
6.在一些实施方式中，所述转矩补偿单元，根据所述电机的工作参数、以及所述电机的设定参数，对所述电机进行转矩补偿，包括：根据所述电机的工作参数和所述电机的设定参数，确定所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流；将所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流，反馈至所述电机的逆变器的驱动单元，以实现对所述电机的转矩补偿。
7.在一些实施方式中，所述电机的启动参数和所述电机的运行参数中的参数，包括：所述电机的转速和所述电机的转子磁链；所述电机的转速，包括：电角速度；所述电机的设定参数，包括：所述电机的转矩参考值；所述转矩补偿单元，包括：弱磁单元、乘法单元、第一计算单元和第二计算单元；所述转矩补偿单元，根据所述电机的工作参数和所述电机的设定参数，确定所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流，包括：所述弱磁单元，被配置为根据所述电机的电角速度，进行弱磁处理，得到所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系；所述乘法单元，被配置为根据所述电机的转矩参考值、以及所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系，确定所述电机的电磁转矩；所述第一计算单元，被配置为根据所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系、以及所述电机的磁链
参考值，进行计算，得到所述电机的d轴给定电流；所述第二计算单元，被配置为根据所述电机的电磁转矩、所述电机的转子磁链、以及所述电机的d轴给定电流，进行计算，得到所述电机的q轴给定电流。
8.在一些实施方式中，其中，所述第一计算单元，根据所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系、以及所述电机的磁链参考值，进行计算，得到所述电机的d轴给定电流，包括：若所述电机的电角速度小于或等于额定转速，则在所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系中，所述电机的转矩值为1，所述电机的d轴给定电流为0；若所述电机的电角速度高于额定转速，则在所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系中，所述电机的转矩值为所述电机的额定转速与所述电机的电角速度的比值，所述电机的d轴给定电流为：
[0009][0010]
所述第二计算单元，根据所述电机的电磁转矩、所述电机的转子磁链、以及所述电机的d轴给定电流，进行计算，得到所述电机的q轴给定电流，包括：
[0011][0012]
其中，i
d*
为d轴给定电流，f(ω)为所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系，l
d
为d轴电感，l
q
为q轴电感，p为所述电机的转子磁极的极对数，λ
af
为所述电机的转子磁链，t
e*
为所述电机的转矩参考值，t
e
为所述电机的电磁转矩。
[0013]
在一些实施方式中，所述电机的启动参数和所述电机的运行参数中的参数，还包括：所述电机的相电压、相电流；所述转矩补偿单元，将所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流，反馈至所述电机的逆变器的驱动单元，以实现对所述电机的转矩补偿，包括：根据所述电机的相电压、所述电机的相电流、以及所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流，确定所述电机的补偿信号，以根据所述电机的补偿信号实现对所述电机的转矩补偿。
[0014]
与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种空调，包括：以上所述的电机的控制装置。
[0015]
在一些实施方式中，所述空调，在所述电机按第一设定频率启动的启动阶段，根据所述电机在所述启动阶段的工作参数、以及所述电机的设定参数，对所述电机进行转矩补偿；和/或，所述空调，在所述空调的室内温度达到设定温度的情况下，使所述电机按第二设定频率运行，并在所述电机按第二设定频率运行的运行阶段，根据所述电机在所述运行阶段的工作参数、以及所述电机的设定参数，对所述电机进行转矩补偿。
[0016]
与上述空调相匹配，本发明再一方面提供一种电机的控制方法，包括：在所述电机的工作阶段，采集所述电机的工作参数；在所述电机的工作阶段，根据所述电机的工作参数、以及所述电机的设定参数，对所述电机进行转矩补偿；其中，所述电机的工作阶段，包括：所述电机按第一设定频率启动的启动阶段，和/或所述电机按第二设定频率运行的运行阶段；所述第一设定频率，为低于设定启动频率的频率；所述第二设定频率，为低于设定运
行频率的频率；所述电机的工作参数，包括：在所述电机按第一设定频率启动的启动阶段，采集到的所述电机的启动参数；和/或，在所述电机按第二设定频率启动的启动阶段，采集到的所述电机的运行参数。
[0017]
在一些实施方式中，根据所述电机的工作参数、以及所述电机的设定参数，对所述电机进行转矩补偿，包括：根据所述电机的工作参数和所述电机的设定参数，确定所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流；将所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流，反馈至所述电机的逆变器的驱动单元，以实现对所述电机的转矩补偿。
[0018]
在一些实施方式中，所述电机的启动参数和所述电机的运行参数中的参数，包括：所述电机的转速和所述电机的转子磁链；所述电机的转速，包括：电角速度；所述电机的设定参数，包括：所述电机的转矩参考值；根据所述电机的工作参数和所述电机的设定参数，确定所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流，包括：根据所述电机的电角速度，进行弱磁处理，得到所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系；根据所述电机的转矩参考值、以及所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系，确定所述电机的电磁转矩；根据所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系、以及所述电机的磁链参考值，进行计算，得到所述电机的d轴给定电流；根据所述电机的电磁转矩、所述电机的转子磁链、以及所述电机的d轴给定电流，进行计算，得到所述电机的q轴给定电流。
[0019]
在一些实施方式中，其中，根据所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系、以及所述电机的磁链参考值，进行计算，得到所述电机的d轴给定电流，包括：若所述电机的电角速度小于或等于额定转速，则在所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系中，所述电机的转矩值为1，所述电机的d轴给定电流为0；若所述电机的电角速度高于额定转速，则在所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系中，所述电机的转矩值为所述电机的额定转速与所述电机的电角速度的比值，所述电机的d轴给定电流为：
[0020][0021]
根据所述电机的电磁转矩、所述电机的转子磁链、以及所述电机的d轴给定电流，进行计算，得到所述电机的q轴给定电流，包括：
[0022][0023]
其中，i
d*
为d轴给定电流，f(ω)为所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系，l
d
为d轴电感，l
q
为q轴电感，p为所述电机的转子磁极的极对数，λ
af
为所述电机的转子磁链，t
e*
为所述电机的转矩参考值，t
e
为所述电机的电磁转矩。
[0024]
在一些实施方式中，所述电机的启动参数和所述电机的运行参数中的参数，还包括：所述电机的相电压、相电流；将所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流，反馈至所述电机的逆变器的驱动单元，以实现对所述电机的转矩补偿，包括：根据所述电机的相电压、所述电机的相电流、以及所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流，确定所述电机的补偿信号，以根据所述电机的补偿信号实现对所述电机的转矩补偿。
[0025]
由此，本发明的方案，通过设置电磁转矩补偿装置，在电机(如变频空调的永磁同
步电机)低频启动和低速运行的情况下，补偿电磁转矩；从而，通过在电机(如变频空调的电机)低频启动时对电磁转矩进行补偿，能够提高电机(如变频空调的电机)的启动性能，提升用户体验。
[0026]
同时，对变频空调而言，在变频空调的永磁同步电机低频启动和低速运行的情况下的情况下，通过设置电磁转矩补偿装置，在电机(如变频空调的永磁同步电机)低频启动和低速运行的情况下，补偿电磁转矩；从而，通过在电机(如变频空调的电机)低频启动时对电磁转矩进行补偿，还能够提高变频空调系统的cop，提升变频空调的节能舒适性。
[0027]
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
[0028]
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0029]
图1为本发明的电机的控制装置的一实施例的结构示意图；
[0030]
图2为电机(如变频空调的电机)系统的一实施例的结构示意图；
[0031]
图3为带转矩补偿装置的一实施例的变频空调工作流程示意图；
[0032]
图4为基于转矩补偿的pmsm变频驱动系统的一实施例的结构示意图；
[0033]
图5为转矩补偿装置的一实施例的结构示意图；
[0034]
图6为电机启动时的电流和电压波形示意图；
[0035]
图7为变频空调系统的cop随频率变化曲线示意图；
[0036]
图8为本发明的电机的控制方法的一实施例的流程示意图；
[0037]
图9为本发明的方法中对所述电机进行转矩补偿的一实施例的流程示意图；
[0038]
图10为本发明的方法中确定所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流的一实施例的流程示意图。
具体实施方式
[0039]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040]
电机如变频空调的电机的变频器，可以在一定范围内调节供电频率，从而改变压缩机的转速，达到控制空调系统中两器(蒸发器、冷凝器)内冷媒流量的目的。将变频器的输出功率和输出频率控制好，可提高压缩机的启动性能并能提高变频空调系统的cop(性能系数)，使变频空调在很宽广的频率范围内运行。
[0041]
变频空调的启动性能较差，会导致用户体验不佳，投诉案例多，售后维护成本高。
[0042]
一些方案中，变频空调开始工作时，以最大功率p
f
制冷，当室内温度快速降至设定温度后，压缩机随即处于持续运转状态，维持室温基本不变。此时，空调处于低速运行状态，再次启动低频转矩补偿装置，将传感器检测的pmsm在低速运行时的电流和电压进行计算，把得到的功率反馈给pmsm的驱动电路，实现低频运行时的转矩补偿，使得变频器输出功率大，电机转矩较无转矩补偿装置时大，能够平稳、快速、有效地对变频器的输出功率进行限
制，但并未改善系统的启动性能也不能提高系统的cop。
[0043]
另一些方案中，通过变频器设置q轴电流给定值和d轴电流参考值；运行滑模观测器对电机转子进行速度估算追踪；采集永磁同步电机的d轴电流实时值；判断滑模观测器是否收敛；滑模观测器收敛时停止速度估算追踪，获取停止速度估算追踪时刻的速度估算值，根据预设加速度在速度估计追踪结束时刻的速度估算值的基础上，将电机转子速度调节至目标速度，使电机在任意状态下启动速度快、启动柔和、对电机无冲击的效果，但该方法并不能提高系统的cop。
[0044]
再一些方案中，将同步电机负载侧的瞬时功率引入整流侧，使得控制系统响应快。但是整流侧和逆变侧同时要控制，控制策略复杂，对主芯片要求高。
[0045]
根据本发明的实施例，提供了一种电机的控制装置。参见图1所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该电机的控制装置可以包括：采集单元和转矩补偿单元。采集单元，如传感器。转矩补偿单元，如转矩补偿器。
[0046]
其中，所述采集单元，被配置为在所述电机的工作阶段，采集所述电机的工作参数。
[0047]
所述转矩补偿单元，被配置为在所述电机的工作阶段，根据所述电机的工作参数、以及所述电机的设定参数，对所述电机进行转矩补偿，以实现对所述电机的工作阶段的相应性能的提升。
[0048]
其中，所述电机的工作阶段，包括：所述电机按第一设定频率启动的启动阶段，和/或所述电机按第二设定频率运行的运行阶段。所述第一设定频率，为低于设定启动频率的频率。所述第二设定频率，为低于设定运行频率的频率。
[0049]
所述电机的工作参数，包括：在所述电机按第一设定频率启动的启动阶段，采集到的所述电机的启动参数。和/或，在所述电机按第二设定频率启动的启动阶段，采集到的所述电机的运行参数。
[0050]
具体地，所述采集单元，被配置为在所述电机按第一设定频率启动的启动阶段，采集所述电机的启动参数。所述转矩补偿单元，被配置为在所述电机按第一设定频率启动的启动阶段，根据所述电机的启动参数，对所述电机进行转矩补偿，以提升所述电机的启动性能。
[0051]
和/或，所述采集单元，被配置为在所述电机按第二设定频率运行的运行阶段，采集所述电机的运行参数。所述转矩补偿单元，被配置为在所述电机按第二设定频率运行的运行阶段，根据所述电机的运行参数，对所述电机进行转矩补偿，以提升所述电机的运行性能。
[0052]
为了降低电机(如变频空调的电机)的开机噪音，电机(如变频空调的电机)多采用低频启动，且当室温降下来，电机(如变频空调的电机)不停机，仍保持低速稳定持续运行。在电机如变频空调的永磁同步电机(pmsm)低速运行时，其转子磁链随之减小。这样本发明的方案，提出一种提高电机(如变频空调的电机)的启动性能和变频空调系统的cop的装置，具体是一种电磁转矩补偿装置，能够补偿电磁转矩，可大幅减少启动失败几率，提高变频空调的启动性能，尤其是提高电机(如变频空调的电机)的低速启动性能。同时，在电机低速运行时提高变频空调系统的cop，能够达到节能舒适的效果，降低投诉率，提高客户满意度。
[0053]
在一些实施方式中，所述转矩补偿单元，在所述电机的工作阶段，根据所述电机的
工作参数、以及所述电机的设定参数，对所述电机进行转矩补偿，包括：
[0054]
所述转矩补偿单元，具体还被配置为根据所述电机的工作参数和所述电机的设定参数，确定所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流。
[0055]
所述转矩补偿单元，具体还被配置为将所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流，反馈至所述电机的逆变器的驱动单元，以实现对所述电机的转矩补偿。
[0056]
图2为电机(如变频空调的电机)系统的一实施例的结构示意图。如图2所示，在电机(如变频空调的电机)系统中，变频器驱动压缩机，压缩机将高压高温气体输出至冷凝器，冷凝器将过冷液体输出至节流装置(如膨胀阀)，膨胀阀将低压气液混合物输出至蒸发器，蒸发器将低压气体输出至压缩机。变频器可调节压缩机转速变化，从而实现变频。
[0057]
变频启动的两种模式：低频启动和其它方式启动，在低频启动时又分为带转矩补偿装置和不带转矩补偿装置两种情况。带转矩补偿装置的变频空调的工作流程，包括：
[0058]
步骤11、电机(如变频空调的电机)启动时，同步启动转矩补偿装置，此时电机启动性能好，几乎不存在启动失败的情况。电机(如变频空调的电机)的启动性能得以提高。
[0059]
步骤12、电机(如变频空调的电机)开始工作时，以最大功率p
f
制冷，当室内温度快速降至设定温度后，压缩机随即处于持续运转状态，维持室温基本不变。此时，电机(如变频空调的电机)处于低速运行状态，再次启动低频转矩补偿装置，将传感器检测的pmsm在低速运行时的电流和电压进行计算，把得到的电磁功率反馈给pmsm的驱动电路，实现低频运行时的转矩补偿，使得变频器输出功率大，相比电机转矩较无转矩补偿装置时大，运行更稳定，噪音更小，从而可提高变频空调系统的cop，变频空调更节能，客户体验更佳。
[0060]
图3为带转矩补偿装置的一实施例的变频空调工作流程示意图。低频转矩补偿器，应用在电机(如变频空调的电机)启动及电机(如变频空调的电机)低频运行的时候可以使电机(如变频空调的电机)启动顺畅，运行平滑，提高变频空调系统的cop，提高人在空调房的舒适度。如图3所示，带转矩补偿装置的电机(如变频空调的电机)的工作流程，包括：
[0061]
步骤21、电机(如变频空调的电机)启动。
[0062]
步骤22、判断电机(如变频空调的电机)是否低频启动，如根据电机(如变频空调的电机)的启动频率，判断该启动频率是否在设定的低频启动频率范围内，若是，则确定电机(如变频空调的电机)是低频启动。若电机(如变频空调的电机)是低频启动，则执行步骤23。若空调不是低频启动，则确定电机(如变频空调的电机)的启动噪音大，用户的舒适感差，并执行步骤24。
[0063]
步骤23、判断电机(如变频空调的电机)是否带转矩补偿器：若电机(如变频空调的电机)带转矩补偿器，则确定电机(如变频空调的电机)的启动性能好，噪音低。在电机(如变频空调的电机)所在房间的温度达到设定温度的情况下，控制电机(如变频空调的电机)进入低频运行模式。在低频运行模式下，进行低频转矩补偿，提高变频空调系统的cop，使变频空调稳定运行，直至空调关机。
[0064]
步骤24、判断电机(如变频空调的电机)启动是否成功：若电机(如变频空调的电机)启动成功，则在电机(如变频空调的电机)所在房间的温度达到设定温度的情况下，控制电机(如变频空调的电机)进入低频运行模式，这种情况下，变频空调系统的cop不高。电机(如变频空调的电机)在低频运行模式下稳定运行，直至空调关机。若电机(如变频空调的电机)启动失败，则返回步骤1，重新使变频空调启动。
[0065]
图4为基于转矩补偿的pmsm变频驱动系统的一实施例的结构示意图。如图4所示，基于转矩补偿的pmsm驱动系统，包括：主电路、检测电路和控制电路。主电路，包括：交流电源的输入模块、整流电路、逆变电路和pmsm。检测电路，包括：传感器，如电流传感器、速度传感器和位置传感器。控制电路，包括：转矩补偿器(如低频转矩补偿器)、以及逆变器的驱动电路。交流电源的输入模块，经整流电路、逆变电路后输出至pmsm。转矩补偿器，根据转矩参考值、磁链参考值、以及传感器的检测值进行转矩补偿后，输出转矩补偿值至驱动电路，驱动电路基于转矩补偿值驱动逆变电路。
[0066]
需要说明的是，变频器内的整流电路(不控二极管)也可以换成pwm调整的可控模块(例如：igbt)，引入转矩补偿，虽然低频控制的精度高，也能提高启动性能和变频空调系统的cop，但控制系统非常复杂，芯片计算速度变慢，且成本变高，从而性价比不高。也就是说，本发明的方案，是在二极管不控变频器上实施的，拓扑结构较为简单，且实施效果达到了理想程度。如果替换为四象限变频器(全控型)，也能实现，甚至精度可能更高，但控制复杂，系统成本也高。
[0067]
在一些实施方式中，所述电机的启动参数和所述电机的运行参数中的参数，包括：所述电机的转速和所述电机的转子磁链。所述电机的转速，包括：电角速度，如电角速度ω。所述电机的设定参数，包括：所述电机的转矩参考值。所述电机的转矩参考值，如给定的转矩参考值t
e*
。
[0068]
所述转矩补偿单元，包括：弱磁单元、乘法单元、第一计算单元和第二计算单元。
[0069]
所述转矩补偿单元，根据所述电机的工作参数和所述电机的设定参数，确定所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流，包括：
[0070]
所述弱磁单元，被配置为根据所述电机的电角速度，进行弱磁处理，得到所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系。
[0071]
所述乘法单元，被配置为根据所述电机的转矩参考值、以及所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系，确定所述电机的电磁转矩，电磁转矩t
e
。
[0072]
所述第一计算单元，被配置为根据所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系、以及所述电机的磁链参考值，进行计算，得到所述电机的d轴给定电流，如d轴参考电流i
d*
。
[0073]
在一些实施方式中，所述第一计算单元，根据所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系、以及所述电机的磁链参考值，进行计算，得到所述电机的d轴给定电流，如d轴参考电流i
d*
，包括以下任一种情况：
[0074]
第一种情况：所述第一计算单元，具体还被配置为若所述电机的电角速度小于或等于额定转速，则在所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系中，所述电机的转矩值为1，所述电机的d轴给定电流为0。
[0075]
第二种情况：所述第一计算单元，具体还被配置为若所述电机的电角速度高于额定转速，则在所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系中，所述电机的转矩值为所述电机的额定转速与所述电机的电角速度的比值，所述电机的d轴给定电流为：
[0076]
[0077]
所述第二计算单元，被配置为根据所述电机的电磁转矩、所述电机的转子磁链、以及所述电机的d轴给定电流，进行计算，得到所述电机的q轴给定电流，如q轴参考电流i
q*
。
[0078]
在一些实施方式中，所述第二计算单元，根据所述电机的电磁转矩、所述电机的转子磁链、以及所述电机的d轴给定电流，进行计算，得到所述电机的q轴给定电流，包括：
[0079][0080]
其中，i
d*
为d轴给定电流，f(ω)为所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系，l
d
为d轴电感，l
q
为q轴电感，p为所述电机的转子磁极的极对数，λ
af
为所述电机的转子磁链，t
e*
为所述电机的转矩参考值，t
e
为所述电机的电磁转矩。
[0081]
图5为转矩补偿装置的一实施例的结构示意图。图5中的弱磁单元的输出函数f(ω)，当实际测量的电角速度ω小于或等于额定转速ω
n
时，f(ω)＝1，此时i
d*
＝0。当电角速度ω高于额定转速ω
n
时，电机弱磁运行，d轴参考电流i
d
*：
[0082]
电机弱磁运行时，电磁转矩t
e
可表示为：
[0083]
t
e
＝t
e*
·
f(ω)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)。
[0084]
q轴参考电流i
q*
：
[0085][0086]
公式(5)、公式(6)和公式(7)中，p为pmsm转子磁极的极对数，l
d
为d轴电感，l
q
为q轴电感，f(ω)为与ω相关的一个函数，可以表示一个转矩值随ω的变化关系。
[0087]
其中，关于弱磁单元：逆变器向电动机所能提供的最大电压要受到整流器可能输出的直流电压的限制，即电动机的运行速度要受到逆变器电压极限的制约。当电动机运行于恒转矩运行区与恒功率运行区的交界点a时，逆变器输出的电流可能向左摆动也可能向右摆动，即控制系统丧失了对定子电流的控制能力。随着直轴分量i
d
的之间增大和交轴分量i
q
的逐渐减小，转子的速度范围变回得到逐步扩展。之所以会产生这样的效果，主要是因为反向直轴电流产生的磁动势会对永磁体产生去磁作用，减弱了直轴磁场，所有将这一过程称为弱磁。在弱磁过程中，对i
d
和i
q
的控制称为弱磁控制。
[0088]
当转子磁链λ
af
在某时刻减小时，在无转矩补偿器的系统中，定子电流没变化，即转子磁链λ
af
减小对定子电流无影响。但此时电磁转矩t
e
相应减小，电机的出力也相应减少，这是不期望看到的。
[0089]
在有转矩补偿器的系统中，当转子磁链λ
af
在某时刻减小时，通过计算得到的功率减小，从而电磁功率也减小，造成了补偿信号δi
q
增大，出现增大的q轴电流i
q
，使得电流传感器检测到的定子电流值也增大。由公式(1)、公式(2)计算获得的电磁功率p
a
增大直至等于参考电磁功率p
a*
。在这个过程中电磁转矩t
e
会在转子磁链λ
af
减小的时刻出现一个低值，
后立即上升与参考值t
e*
匹配。从而可知，加入的功率转矩补偿器能在转子磁链λ
af
减小时，补偿电磁转矩t
e
，使电机稳定运行。在电机(如变频空调的电机)低频启动时，加入转矩补偿器可以提高启动性能。在电机(如变频空调的电机)低速运行时，可提高变频空调系统的cop约5.7％。需要说明的是，本发明的方案提供的转矩补偿装置，可应用在空调领域，甚至其他需要变频电机低速运行的领域，如热泵领域等。
[0090]
在一些实施方式中，所述电机的启动参数和所述电机的运行参数中的参数，还包括：所述电机的相电压、相电流。
[0091]
所述转矩补偿单元，将所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流，反馈至所述电机的逆变器的驱动单元，以实现对所述电机的转矩补偿，包括：所述转矩补偿单元，具体还被配置为根据所述电机的相电压、所述电机的相电流、以及所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流，确定所述电机的补偿信号，以根据所述电机的补偿信号实现对所述电机的转矩补偿。
[0092]
具体地，通过检测pmsm在低速运行时的电流和电压，根据pmsm在低速运行时的电流和电压计算电机的电磁功率。将计算后的电磁功率反馈给pmsm的驱动电路，实现电机低频运行时的转矩补偿，提高了电机(如变频空调的电机)的低频启动性能和变频空调系统的cop约5.7％，使空调更节能，客户更舒适。检测pmsm在低速运行时的电流和电压，包括：根据电机的转速、转矩参考值和磁链参考值确定pmsm在低速运行时的电流，并获取pmsm在低速运行时的电压，实现对pmsm在低速运行时的电流和电压的检测。
[0093]
如图5所示，转矩补偿装置，如转矩补偿器，是将传感器检测的pmsm在低速运行时的电流和电压进行计算，把得到的变频器输出功率(即电磁功率)反馈给pmsm的驱动电路，实现低频运行时的转矩补偿。
[0094]
下面对转矩补偿装置的工作过程进行示例性说明。
[0095]
当电机(如变频空调的电机)低频启动和低频运转时，压缩机内的电机的磁链减小，需加入功率，来补偿电磁转矩。电机的输入功率p
f
：
[0096][0097]
公式(1)中，v
a
、v
b
、v
c
为电机在abc坐标系下的三相电压，i
a
、i
b
、i
c
为电机在abc坐标系下的三相电流。v
d
、v
q
为电机在dq坐标系下的两相电压，i
d
、i
q
为电机在dq坐标系下的两相电流。
[0098]
电磁功率p
a
可由电机的输入功率p
f
减去定子绕组损耗得到，因此：
[0099][0100]
公式(2)中，r
s
为电机的定子绕组阻值。
[0101]
电磁功率的参考值p
a*
由机械角速度ω
m
和转矩的参考值t
e*
相乘获得，即：
[0102]
p
a*
＝ω
m
·
t
e*
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)。
[0103]
公式(3)中，ω
m
是位置传感器检测的电角速度除以电机极对数p后获得的机械角速度，t
e*
为给定的转矩参考值。
[0104]
补偿信号δi
q
可由下式得到：
[0105]
δi
q
＝k
p
(p
a
*
‑
p
a
)+k
i
∫(p
a
*
‑
p
a
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)。
[0106]
公式(4)中，k
p
、k
i
分别为pi控制器的比例增益和积分增益。
[0107]
其中，根据公式(4)的计算，得到的是补偿信号，该补偿信号与参考电磁功率p
a
*有。结合公式(6)和公式(3)，转矩补偿装置中的参考电磁转矩t
e
*，是根据p
a
*得来的。即，公式(4)和公式(6)，通过p
a
*联系起来。从而，可以通过代入法，将补偿信号与转矩补偿装置之间建立了紧密联系。
[0108]
图6为电机启动时的电流和电压波形示意图。图6中，自上向下，第一波形(如第一行的棕色波形)为电机启动时的定子电流。第二波形(如第二行的绿色波形)为给定的q轴电流，第三波形(如第二行两侧和第三行中间的蓝色波形)为补偿电流δi
q
。第四波形(如第四行的玫红色波形)为电流i
q*
。第一椭圆竖框(如第一个红色椭圆竖框)表示在此时刻开启转矩补偿装置，第二椭圆竖框(如第二个红色椭圆竖框)表示在此时刻关闭转矩补偿装置。可以看到，加入转矩补偿装置后的电流i
q*
幅值波动更小，从而计算变频器输出功率的精度更高。
[0109]
图7为变频空调cop随频率变化曲线示意图。从图7中可以看到，室内温度一定时，电机(如变频空调的电机)低频持续稳定运行，加入转矩补偿装置比不加入转矩补偿装置cop提高约5.7％，证明转矩补偿装置有效。
[0110]
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过设置电磁转矩补偿装置，在电机(如变频空调的永磁同步电机)低速运行的情况下，补偿电磁转矩。从而，通过在电机(如变频空调的电机)低频启动时对电磁转矩进行补偿，能够提高电机(如变频空调的电机)的启动性能，提升用户体验。同时，在电机(如变频空调的永磁同步电机)低速运行的情况下，提高变频空调所在系统的cop，提升变频空调的节能舒适性。
[0111]
根据本发明的实施例，还提供了对应于电机的控制装置的一种空调。该空调可以包括：以上所述的电机的控制装置。
[0112]
在一些实施方式中，所述空调，在所述电机按第一设定频率启动的启动阶段，根据所述电机在所述启动阶段的工作参数、以及所述电机的设定参数，对所述电机进行转矩补偿，以实现对所述电机的启动性能的提升；和/或，所述空调，在所述空调的室内温度达到设定温度的情况下，使所述电机按第二设定频率运行，并在所述电机按第二设定频率运行的运行阶段，根据所述电机在所述运行阶段的工作参数、以及所述电机的设定参数，对所述电机进行转矩补偿，以实现对所述空调在运行阶段的cop的提升。
[0113]
由于本实施例的空调所实现的处理及功能基本相应于前述装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
[0114]
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过设置电磁转矩补偿装置，在电机(如变频空调的永磁同步电机)低速运行的情况下，补偿电磁转矩，能够大幅减少启动失败几率，提高变频空调的启动性能。
[0115]
根据本发明的实施例，还提供了对应于空调的一种电机的控制方法，如图8所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。该电机的控制方法可以包括：步骤s110和步骤s120。
[0116]
在步骤s110处，在所述电机的工作阶段，采集所述电机的工作参数。
[0117]
在步骤s120处，在所述电机的工作阶段，根据所述电机的工作参数、以及所述电机的设定参数，对所述电机进行转矩补偿，以实现对所述电机的工作阶段的相应性能的提升。
[0118]
其中，所述电机的工作阶段，包括：所述电机按第一设定频率启动的启动阶段，和/或所述电机按第二设定频率运行的运行阶段。所述第一设定频率，为低于设定启动频率的频率。所述第二设定频率，为低于设定运行频率的频率。
[0119]
所述电机的工作参数，包括：在所述电机按第一设定频率启动的启动阶段，采集到的所述电机的启动参数。和/或，在所述电机按第二设定频率启动的启动阶段，采集到的所述电机的运行参数。
[0120]
具体地，所述采集单元，被配置为在所述电机按第一设定频率启动的启动阶段，采集所述电机的启动参数。所述转矩补偿单元，被配置为在所述电机按第一设定频率启动的启动阶段，根据所述电机的启动参数，对所述电机进行转矩补偿，以提升所述电机的启动性能。
[0121]
和/或，所述采集单元，被配置为在所述电机按第二设定频率运行的运行阶段，采集所述电机的运行参数。所述转矩补偿单元，被配置为在所述电机按第二设定频率运行的运行阶段，根据所述电机的运行参数，对所述电机进行转矩补偿，以提升所述电机的运行性能。
[0122]
为了降低电机(如变频空调的电机)的开机噪音，电机(如变频空调的电机)多采用低频启动，且当室温降下来，电机(如变频空调的电机)不停机，仍保持低速稳定持续运行。在电机如变频空调的永磁同步电机(pmsm)低速运行时，其转子磁链随之减小。这样本发明的方案，提出一种提高电机(如变频空调的电机)的启动性能和变频空调系统的cop的装置，具体是一种电磁转矩补偿装置，能够补偿电磁转矩，可大幅减少启动失败几率，提高变频空调的启动性能，尤其是提高电机(如变频空调的电机)的低速启动性能。同时，在电机低速运行时提高变频空调系统的cop，能够达到节能舒适的效果，降低投诉率，提高客户满意度。
[0123]
在一些实施方式中，步骤s120中在所述电机的工作阶段，根据所述电机的工作参数、以及所述电机的设定参数，对所述电机进行转矩补偿的具体过程，参见以下示例性说明。
[0124]
下面结合图9所示本发明的方法中对所述电机进行转矩补偿的一实施例流程示意图，进一步说明步骤s120中对所述电机进行转矩补偿的具体过程，包括：步骤s210和步骤s220。
[0125]
步骤s210，根据所述电机的工作参数和所述电机的设定参数，确定所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流。
[0126]
步骤s220，将所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流，反馈至所述电机的逆变器的驱动单元，以实现对所述电机的转矩补偿。
[0127]
图2为电机(如变频空调的电机)系统的一实施例的结构示意图。如图2所示，在电机(如变频空调的电机)系统中，变频器驱动压缩机，压缩机将高压高温气体输出至冷凝器，冷凝器将过冷液体输出至节流装置(如膨胀阀)，膨胀阀将低压气液混合物输出至蒸发器，蒸发器将低压气体输出至压缩机。变频器可调节压缩机转速变化，从而实现变频。
[0128]
变频启动的两种模式：低频启动和其它方式启动，在低频启动时又分为带转矩补偿装置和不带转矩补偿装置两种情况。带转矩补偿装置的变频空调的工作流程，包括：
[0129]
步骤11、电机(如变频空调的电机)启动时，同步启动转矩补偿装置，此时电机启动性能好，几乎不存在启动失败的情况。电机(如变频空调的电机)的启动性能得以提高。
[0130]
步骤12、电机(如变频空调的电机)开始工作时，以最大功率p
f
制冷，当室内温度快速降至设定温度后，压缩机随即处于持续运转状态，维持室温基本不变。此时，电机(如变频空调的电机)处于低速运行状态，再次启动低频转矩补偿装置，将传感器检测的pmsm在低速运行时的电流和电压进行计算，把得到的电磁功率反馈给pmsm的驱动电路，实现低频运行时的转矩补偿，使得变频器输出功率大，相比电机转矩较无转矩补偿装置时大，运行更稳定，噪音更小，从而可提高变频空调系统的cop，变频空调更节能，客户体验更佳。
[0131]
图3为带转矩补偿装置的一实施例的变频空调工作流程示意图。低频转矩补偿器，应用在电机(如变频空调的电机)启动及电机(如变频空调的电机)低频运行的时候可以使电机(如变频空调的电机)启动顺畅，运行平滑，提高变频空调系统的cop，提高人在空调房的舒适度。如图3所示，带转矩补偿装置的电机(如变频空调的电机)的工作流程，包括：
[0132]
步骤21、电机(如变频空调的电机)启动。
[0133]
步骤22、判断电机(如变频空调的电机)是否低频启动，如根据电机(如变频空调的电机)的启动频率，判断该启动频率是否在设定的低频启动频率范围内，若是，则确定电机(如变频空调的电机)是低频启动。若电机(如变频空调的电机)是低频启动，则执行步骤23。若空调不是低频启动，则确定电机(如变频空调的电机)的启动噪音大，用户的舒适感差，并执行步骤24。
[0134]
步骤23、判断电机(如变频空调的电机)是否带转矩补偿器：若电机(如变频空调的电机)带转矩补偿器，则确定电机(如变频空调的电机)的启动性能好，噪音低。在电机(如变频空调的电机)所在房间的温度达到设定温度的情况下，控制电机(如变频空调的电机)进入低频运行模式。在低频运行模式下，进行低频转矩补偿，提高变频空调系统的cop，使变频空调稳定运行，直至空调关机。
[0135]
步骤24、判断电机(如变频空调的电机)启动是否成功：若电机(如变频空调的电机)启动成功，则在电机(如变频空调的电机)所在房间的温度达到设定温度的情况下，控制电机(如变频空调的电机)进入低频运行模式，这种情况下，变频空调系统的cop不高。电机(如变频空调的电机)在低频运行模式下稳定运行，直至空调关机。若电机(如变频空调的电机)启动失败，则返回步骤1，重新使变频空调启动。
[0136]
图4为基于转矩补偿的pmsm变频驱动系统的一实施例的结构示意图。如图4所示，基于转矩补偿的pmsm驱动系统，包括：主电路、检测电路和控制电路。主电路，包括：交流电源的输入模块、整流电路、逆变电路和pmsm。检测电路，包括：传感器，如电流传感器、速度传感器和位置传感器。控制电路，包括：转矩补偿器(如低频转矩补偿器)、以及逆变器的驱动电路。交流电源的输入模块，经整流电路、逆变电路后输出至pmsm。转矩补偿器，根据转矩参考值、磁链参考值、以及传感器的检测值进行转矩补偿后，输出转矩补偿值至驱动电路，驱动电路基于转矩补偿值驱动逆变电路。
[0137]
在一些实施方式中，所述电机的启动参数和所述电机的运行参数中的参数，包括：所述电机的转速和所述电机的转子磁链。所述电机的转速，包括：电角速度，如电角速度ω。所述电机的设定参数，包括：所述电机的转矩参考值。所述电机的转矩参考值，如给定的转矩参考值t
e*
。
[0138]
步骤s210中根据所述电机的工作参数和所述电机的设定参数，确定所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流的具体过程，参见以下示例性说明。
[0139]
下面结合图10所示本发明的方法中确定所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流的一实施例流程示意图，进一步说明步骤s210中确定所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流的具体过程，包括：步骤s310至步骤s340。
[0140]
步骤s310，根据所述电机的电角速度，进行弱磁处理，得到所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系。
[0141]
步骤s320，根据所述电机的转矩参考值、以及所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系，确定所述电机的电磁转矩，电磁转矩t
e
。
[0142]
步骤s330，根据所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系、以及所述电机的磁链参考值，进行计算，得到所述电机的d轴给定电流，如d轴参考电流i
d*
。
[0143]
在一些实施方式中，步骤s330中根据所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系、以及所述电机的磁链参考值，进行计算，得到所述电机的d轴给定电流，如d轴参考电流i
d*
，包括以下任一种情况：
[0144]
第一种情况：若所述电机的电角速度小于或等于额定转速，则在所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系中，所述电机的转矩值为1，所述电机的d轴给定电流为0。
[0145]
第二种情况：若所述电机的电角速度高于额定转速，则在所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系中，所述电机的转矩值为所述电机的额定转速与所述电机的电角速度的比值，所述电机的d轴给定电流为：
[0146][0147]
步骤s340，根据所述电机的电磁转矩、所述电机的转子磁链、以及所述电机的d轴给定电流，进行计算，得到所述电机的q轴给定电流，如q轴参考电流i
q*
。
[0148]
在一些实施方式中，步骤s340中根据所述电机的电磁转矩、所述电机的转子磁链、以及所述电机的d轴给定电流，进行计算，得到所述电机的q轴给定电流，包括：
[0149][0150]
其中，i
d*
为d轴给定电流，f(ω)为所述电机的转矩值随所述电机的电角速度的变化关系，l
d
为d轴电感，l
q
为q轴电感，p为所述电机的转子磁极的极对数，λ
af
为所述电机的转子磁链，t
e*
为所述电机的转矩参考值，t
e
为所述电机的电磁转矩。
[0151]
图5为转矩补偿装置的一实施例的结构示意图。图5中的弱磁单元的输出函数f(ω)，当实际测量的电角速度ω小于或等于额定转速ω
n
时，f(ω)＝1，此时i
d*
＝0。当电角速度ω高于额定转速ω
n
时，电机弱磁运行，d轴参
[0152]
考电流i
d*
：
[0153][0154]
电机弱磁运行时，电磁转矩t
e
可表示为：
[0155]
t
e
＝t
e*
·
f(ω)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)。
[0156]
q轴参考电流i
q*
：
[0157][0158]
公式(5)、公式(6)和公式(7)中，p为pmsm转子磁极的极对数，l
d
为d轴电感，l
q
为q轴电感，f(ω)为与ω相关的一个函数，可以表示一个转矩值随ω的变化关系。
[0159]
当转子磁链λ
af
在某时刻减小时，在无转矩补偿器的系统中，定子电流没变化，即转子磁链λ
af
减小对定子电流无影响。但此时电磁转矩t
e
相应减小，电机的出力也相应减少，这是不期望看到的。
[0160]
在有转矩补偿器的系统中，当转子磁链λ
af
在某时刻减小时，通过计算得到的功率减小，从而电磁功率也减小，造成了补偿信号δi
q
增大，出现增大的q轴电流i
q
，使得电流传感器检测到的定子电流值也增大。由公式(1)、公式(2)计算获得的电磁功率p
a
增大直至等于参考电磁功率p
a*
。在这个过程中电磁转矩t
e
会在转子磁链λ
af
减小的时刻出现一个低值，后立即上升与参考值t
e*
匹配。从而可知，加入的功率转矩补偿器能在转子磁链λ
af
减小时，补偿电磁转矩t
e
，使电机稳定运行。在电机(如变频空调的电机)低频启动时，加入转矩补偿器可以提高启动性能。在电机(如变频空调的电机)低速运行时，可提高变频空调系统的cop约5.7％。需要说明的是，本发明的方案提供的转矩补偿装置，可应用在空调领域，甚至其他需要变频电机低速运行的领域，如热泵领域等。
[0161]
在一些实施方式中，所述电机的启动参数和所述电机的运行参数中的参数，还包括：所述电机的相电压、相电流。
[0162]
步骤s220中将所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流，反馈至所述电机的逆变器的驱动单元，以实现对所述电机的转矩补偿，包括：根据所述电机的相电压、所述电机的相电流、以及所述电机的给定d轴电流和所述电机的给定q轴电流，确定所述电机的补偿信号，以根据所述电机的补偿信号实现对所述电机的转矩补偿。
[0163]
具体地，通过检测pmsm在低速运行时的电流和电压，根据pmsm在低速运行时的电流和电压计算电机的电磁功率。将计算后的电磁功率反馈给pmsm的驱动电路，实现电机低频运行时的转矩补偿，提高了电机(如变频空调的电机)的低频启动性能和变频空调系统的cop约5.7％，使空调更节能，客户更舒适。检测pmsm在低速运行时的电流和电压，包括：根据电机的转速、转矩参考值和磁链参考值确定pmsm在低速运行时的电流，并获取pmsm在低速运行时的电压，实现对pmsm在低速运行时的电流和电压的检测。
[0164]
如图5所示，转矩补偿装置，如转矩补偿器，是将传感器检测的pmsm在低速运行时的电流和电压进行计算，把得到的变频器输出功率(即电磁功率)反馈给pmsm的驱动电路，实现低频运行时的转矩补偿。
[0165]
下面对转矩补偿装置的工作过程进行示例性说明。
[0166]
当电机(如变频空调的电机)低频启动和低频运转时，压缩机内的电机的磁链减小，需加入功率，来补偿电磁转矩。电机的输入功率p
f
：
[0167]
[0168]
公式(1)中，v
a
、v
b
、v
c
为电机在abc坐标系下的三相电压，i
a
、i
b
、i
c
为电机在abc坐标系下的三相电流。v
d
、v
q
为电机在dq坐标系下的两相电压，i
d
、i
q
为电机在dq坐标系下的两相电流。
[0169]
电磁功率p
a
可由电机的输入功率p
f
减去定子绕组损耗得到，因此：
[0170][0171]
公式(2)中，r
s
为电机的定子绕组阻值。
[0172]
电磁功率的参考值p
a*
由机械角速度ω
m
和转矩的参考值t
e*
相乘获得，即：
[0173]
p
a*
＝ω
m
·
t
e*
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)。
[0174]
公式(3)中，ω
m
是位置传感器检测的电角速度除以电机极对数p后获得的机械角速度，t
e*
为给定的转矩参考值。
[0175]
补偿信号δi
q
可由下式得到：
[0176]
δi
q
＝k
p
(p
a
*
‑
p
a
)+k
i
∫(p
a
*
‑
p
a
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)。
[0177]
公式(4)中，k
p
、k
i
分别为pi控制器的比例增益和积分增益。
[0178]
图6为电机启动时的电流和电压波形示意图。图6中，自上向下，第一波形(如第一行的棕色波形)为电机启动时的定子电流。第二波形(如第二行的绿色波形)为给定的q轴电流，第三波形(如第二行两侧和第三行中间的蓝色波形)为补偿电流δi
q
。第四波形(如第四行的玫红色波形)为电流i
q*
。第一椭圆竖框(如第一个红色椭圆竖框)表示在此时刻开启转矩补偿装置，第二椭圆竖框(如第二个红色椭圆竖框)表示在此时刻关闭转矩补偿装置。可以看到，加入转矩补偿装置后的电流i
q*
幅值波动更小，从而计算变频器输出功率的精度更高。
[0179]
图7为变频空调cop随频率变化曲线示意图。从图7中可以看到，室内温度一定时，电机(如变频空调的电机)低频持续稳定运行，加入转矩补偿装置比不加入转矩补偿装置cop提高约5.7％，证明转矩补偿装置有效。
[0180]
由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述空调的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
[0181]
经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过设置电磁转矩补偿装置，在电机(如变频空调的永磁同步电机)低速运行的情况下，补偿电磁转矩，能够在电机低速运行时提高变频空调系统的cop，能够达到节能舒适的效果。
[0182]
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
[0183]
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。