磁極對數的確定方法和裝置製造方法
2023-06-13 13:57:46 1
磁極對數的確定方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明適用於三相電機領域，提供了磁極對數的確定方法和裝置。以速度開環電流閉環模式控制三相電機的轉子轉動；在第一時間，獲取所述三相電機的第一相電流，獲取所述轉子的第一角加速度；在第二時間，獲取所述三相電機的第二相電流，獲取所述轉子的第二角加速度，所述第一時間與所述第二時間之間間隔的時間小於指定閾值；根據以所述第一相電流、所述第一角加速度、所述第二相電流和所述第二角加速度確定的關係模型，計算出磁極對數。這樣，在三相電機的實際工作中，該確定磁極對數比三相電機的生產廠家提供的磁極對數更加精確，從而可根據本發明確定的磁極對數更加精確地確定其它電機參數(例如電角速度)。
【專利說明】磁極對數的確定方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於三相電機領域，尤其涉及磁極對數的確定方法和裝置。
【背景技術】
[0002]空調，主要用於調節室內外溫度；壓縮機作為空調的核心部分，主要是通過其來實現溫度調節的。通常情況下，壓縮機內設有三相電機，如永磁同步電機。
[0003]目前，三相電機是內設與壓縮機腔的；因壓縮機腔內空間有限，已沒有足夠的空間安置光電編碼器來測量轉子轉速；因此現有技術採用無位置傳感器技術來先確定電角速度，繼而通過電角速度除以磁極對數以計算得到轉子轉速。
[0004]但是，如果三相電機的生產廠家沒有提供磁極對數，或其提供的磁極對數有誤；將無法根據磁極對數確定其它電機參數，包括PI調節器參數、電角速度和電機轉矩補償參數坐寸O
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供磁極對數的確定方法和裝置，以在三相電機工作時，短時間內獲取兩個相電流和同時獲取轉子的對應的兩個角加速度以確定磁極對數。
[0006]一方面，本發明提供一種磁極對數的確定方法，所述磁極對數的確定方法包括:
[0007]以速度開環電流閉環模式控制三相電機的轉子轉動；
[0008]在第一時間，獲取所述三相電機的第一相電流，獲取所述轉子的第一角加速度；
[0009]在第二時間，獲取所述三相電機的第二相電流，獲取所述轉子的第二角加速度，所述第一時間與所述第二時間之間間隔的時間小於指定閾值；
[0010]根據以所述第一相電流、所述第一角加速度、所述第二相電流和所述第二角加速度確定的關係模型，計算出磁極對數。
[0011]一方面，本發明提供一種磁極對數的確定裝置，所述磁極對數的確定裝置包括:
[0012]控制單元，用於以速度開環電流閉環模式控制三相電機工作；
[0013]第一獲取單元，用於在第一時間，獲取所述三相電機的第一相電流，獲取所述轉子的第一角加速度；
[0014]第二獲取單元，用於在第二時間，獲取所述三相電機的第二相電流，獲取所述轉子的第二角加速度；
[0015]計算單元，用於根據以所述第一相電流、所述第一角加速度、所述第二相電流和所述第二角加速度確定的關係模型，計算出磁極對數；
[0016]其中，所述第一時間與所述第二時間之間間隔的時間小於指定閾值。
[0017]一方面，本發明提供一種壓縮機，所述壓縮機包括上述的磁極對數的確定裝置和三相電機。
[0018]一方面，本發明提供一種空調，所述空調包括上述的壓縮機。
[0019]本發明的有益效果:控制三相電機以速度開環電流閉環模式工作的情況下，在短時間內確定兩個時間點(包括第一時間和第二時間)，在第一時間，同時獲取所述三相電機的第一相電流和獲取轉子的第一角加速度；在第二時間，獲取所述三相電機的第二相電流，同時獲取轉子的第二角加速度；繼而可以所述第一相電流、所述第一角加速度、所述第二相電流和所述第二角加速度確定關係模型，通過確定的關係模型計算出磁極對數。這樣，在三相電機的實際工作中，該確定磁極對數比三相電機的生產廠家提供的磁極對數更加精確，從而可根據本發明確定的磁極對數更加精確地確定其它電機參數(例如電角速度)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1是本發明實施例提供的磁極對數的確定方法的實現流程圖；
[0022]圖2是圖1中步驟A14的實現流程圖；
[0023]圖3是圖2中步驟A141的實現流程圖；
[0024]圖4是圖2中步驟A142的實現流程圖；
[0025]圖5是本發明實施例提供的磁極對數的確定裝置的組成結構圖；
[0026]圖6是圖5中計算單元64的組成結構圖；
[0027]圖7是圖6中第一電機運動模型單元641的組成結構圖；
[0028]圖8是圖6中第二電機運動模型單元642的組成結構圖；
[0029]圖9是如何確定第一時間L和第二時間t2的一種示意圖。
【具體實施方式】
[0030]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。為了說明本發明所述的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。
[0031]圖1示出了本發明實施例提供的磁極對數的確定方法的實現流程，為了便於描述，僅不出了與本發明實施例相關的部分。
[0032]本發明實施例提供的磁極對數的確定方法，參見圖1，所述磁極對數的確定方法包括步驟411、步驟々12和步驟八13。
[0033]步驟All，以速度開環電流閉環模式控制三相電機的轉子轉動。
[0034]在本發明實施例中，三相電機上電工作，為計算磁極對數，採用開環電流閉環模式控制電機的轉子轉動，即開環電流閉環的矢量控制策略控制電機的轉子轉動。所述速度開環電流閉環模式為:對電機轉子的角速度進行開環控制，但對電機轉子的相電流進行閉環控制。作為可選用電機的一種實施方式，所述三相電機為永磁同步電機。
[0035]進而為計算磁極對數，首先確定了指定閾值，該指定閾值為:較短的時間，甚至是短暫的時間，例如:該指定閾值為幾秒，再例如:該指定閾值為幾毫秒或幾微秒。另外還同時還定義了第一時間和第二時間，所述第一時間小於所述第二時間；並且，所述第一時間與所述第二時間之間間隔的時間小於指定閾值。待根據實驗數據設定該指定閾值、所述第一時間和所述第二時間之後，或者待人為設定該指定閾值、所述第一時間和所述第二時間之後，依次執行步驟A12和步驟A13。
[0036]步驟A12，在第一時間，獲取所述三相電機的第一相電流，獲取轉子的第一角加速度。
[0037]步驟A13，在第二時間，獲取所述三相電機的第二相電流，獲取轉子的第二角加速度。
[0038]需說明的是的，在所述第一時間獲取的所述第一相電流，可以是從三相電機(該三相電機在開環電流閉環模式下工作)的任一相的相電流。但在確定從哪一相獲取所述第一相電流之後，必須在同一相獲取所述第二相電流。
[0039]在本發明實施例中，在該三相電機在開環電流閉環的控制模式下工作時，在所述第一時間獲取所述三相電機的第一相電流，同時在所述第一時間獲取轉子的所述第一角加速度；同理，在第二時間獲取所述三相電機的第二相電流，同時在第二時間獲取轉子的所述第二角加速度。需說明的是，在第一時間獲取三相電機的第一相電流的具體實現方式，在此不做限定，可以採用任何現有技術在第一時間檢測三相電機某一相的相電流，將檢測到的該相的相電流作為第一相電流；同理，在第二時間獲取三相電機的第二相電流的具體實現方式，在此不做限定，可以採用任何現有技術在第二時間檢測三相電機該相(與第一時間檢測的相是同相的)的相電流，將檢測到的該相的相電流作為第二相電流。相應地，在第一時間獲取轉子的所述第一角加速度的具體實現方式，在此不做限定，可以採用任何現有技術在第一時間對轉子的角加速度進行檢測，將檢測到的該相的角速度作為第一角加速度；同理，在第二時間獲取轉子的所述第二角加速度的具體實現方式，在此不做限定，可以採用任何現有技術在第二時間對轉子的角加速度進行檢測，將檢測到的該相的角速度作為第二角加速度。
[0040]作為本發明一優選實施方式，所述第一相電流與所述第二相電流的差值的絕對值大於指定電流閾值。
[0041]在本優選實施方式，需保證在所述第一時間獲取到的所述第一相電流與在所述第二時間獲取的所述第二相電流之差，其差值的絕對值大於所述指定電流閾值。並且，所述第一時間與所述第二時間之間間隔的時間小於指定閾值，即所述第一相電流與所述第二相電流是在間隔短時間的情況下獲取的。需要說明的是，該指定電流閾值可根據實驗數據設定的；或者，該指定電流閾值由人為設定。
[0042]這樣，根據間隔短時間獲取的所述第一相電流和所述第二相電流，確定出的磁極對數更加準確。
[0043]待依次執行完步驟A12和步驟A13之後，執行步驟A14。
[0044]步驟A14，根據以所述第一相電流、所述第一角加速度、所述第二相電流和所述第二角加速度確定的關係模型，計算出磁極對數。
[0045]圖2示出了圖1中步驟A14的實現流程，為了便於描述，僅示出了與本發明實施例相關的部分。
[0046]作為本發明一優選實施例，參見圖2，根據以所述第一相電流、所述第一角加速度、所述第二相電流和所述第二角加速度確定的關係模型計算出磁極對數這一步驟，具體包括步驟A141、步驟A142和步驟A143。
[0047]步驟A141，以所述第一相電流和所述第一角加速度確定第一電機運動模型。
[0048]步驟A142，以所述第二相電流和所述第二角加速度確定第二電機運動模型。
[0049]步驟A143，結合所述第一電機運動模型和所述第二電機運動模型，計算出所述磁極對數。
[0050]在本優選實施例中，執行步驟A141確定第一電機運動模型，該第一電機運動模型至少包括以下參數:所述第一時間的電磁轉矩(可由第一相電流和待計算的磁極對數確定)、所述第一角加速度、所述第一時間的轉子的角速度、所述第一時間的負載轉矩、所述第一時間的轉動慣量、所述第一時間的摩擦係數。
[0051]執行步驟A142確定第二電機運動模型，該第二電機運動模型至少包括以下參數:所述第二時間的電磁轉矩(可由第二相電流和待計算的磁極對數確定)、所述第二角加速度、所述第二時間的轉子的角速度、所述第二時間的負載轉矩、所述第二時間的轉動慣量、所述第二時間的摩擦係數。
[0052]由於所述第一時間與所述第二時間之間間隔的時間小於指定閾值，可以認為所述第一時間的轉子的角速度和所述第二時間的轉子的角速度是相等的；所述第一時間的負載轉矩和所述第二時間的負載轉矩是相等的；所述第一時間的轉動慣量和所述第二時間的轉動慣量是相等的；所述第一時間的摩擦係數和所述第二時間的摩擦係數是相等的。
[0053]這樣，執行步驟A143以結合所述第一電機運動模型和所述第二電機運動模型的計算方式，能夠消除轉子的角速度、負載轉矩和摩擦係數等參數，並確定包含所述磁極對數、所述第一相電流、所述第一角加速度、所述第二相電流和所述第二角加速度等參數的關係模型，這樣，可通過該關係模型確定出所述磁極對數。
[0054]作為第一電機運動模型的一具體實施例，所述第一電機運動模型為:
【權利要求】
1.一種磁極對數的確定方法，其特徵在於，所述磁極對數的確定方法包括: 以速度開環電流閉環模式控制三相電機的轉子轉動； 在第一時間，獲取所述三相電機的第一相電流，獲取所述轉子的第一角加速度； 在第二時間，獲取所述三相電機的第二相電流，獲取所述轉子的第二角加速度，所述第一時間與所述第二時間之間間隔的時間小於指定閾值； 根據以所述第一相電流、所述第一角加速度、所述第二相電流和所述第二角加速度確定的關係模型，計算出磁極對數。
2.如權利要求1所述的磁極對數的確定方法，其特徵在於，根據以所述第一相電流、所述第一角加速度、所述第二相電流和所述第二角加速度確定的關係模型，計算出磁極對數這一步驟，具體包括: 以所述第一相電流和所述第一角加速度確定第一電機運動模型； 以所述第二相電流和所述第二角加速度確定第二電機運動模型； 結合所述第一電機運動模型和所述第二電機運動模型，計算出所述磁極對數。
3.如權利要求2所述的磁極對數的確定方法，其特徵在於，所述第一電機運動模型為:T.-T,:J{^ + bo)r.，
CU 其中，所述Te為所述第一時間的電磁轉矩，所述Te由所述第一相電流確定，所述?Υ為負載轉矩，所述J為轉動慣量，所述(I)為所述第一角加速度，所述b為摩擦係數，所述為轉子角速度。
4.如權利要求3所述的磁極對數的確定方法，其特徵在於，所述以所述第一相電流和所述第一角加速度確定第一電機運動模型這一步驟還包括: 根據所述第一相電流確定對應的直軸電流和交軸電流； 以第一時間的電磁轉矩計算模型確定所述第一時間的電磁轉矩?；，所述第一時間的電磁轉矩計算模型為: Te = 1.5XpXisqX [ ￥f+ (Lsd-Lsq) X isd],其中,所述P為所述磁極對數,所述iS(1為與所述第一相電流對應的交軸電流，所述isd為與所述第一相電流對應的直軸電流，所述Vf為轉子磁鏈，所述Lsq為所述轉子的交軸電感，所述Lsd為轉子的直軸電感。
5.如權利要求2至4任一項所述的磁極對數的確定方法，其特徵在於，所述第二電機運動模型為
at 其中，所述y為第二時間的電磁轉矩，所述r由所述第二相電流確定，所述為 lele(It所述第二角加速度；所述?Υ為負載轉矩，所述J為轉動慣量，所述b為摩擦係數，所述為轉子角速度。
6.如權利要求5所述的磁極對數的確定方法，其特徵在於，所述以所述第二相電流和所述第二角加速度確定第二電機運動模型這一步驟還包括: 根據所述第二相電流確定對應的直軸電流和交軸電流；以第二時間的電磁轉矩計算模型確定所述第二時間的電磁轉矩7:，所述第二時間的電磁轉矩計算模型為: τ，其中，所述P為所述磁極對數，所辦力與所述第二相電流對應的交軸電流，所述ζ?為與所述第二相電流對應的直軸電流，所述Ψf為轉子磁鏈，所述Lsq為所述轉子的交軸電感，所述Lsd為轉子的直軸電感。
7.如權利要求5所述的磁極對數的確定方法，其特徵在於，所述第一相電流與所述第二相電流的差值的絕對值大於指定電流閾值。
8.—種磁極對數的確定裝置，其特徵在於，所述磁極對數的確定裝置包括: 控制單元，用於以速度開環電流閉環模式控制三相電機工作； 第一獲取單元，用於在第一時間，獲取所述三相電機的第一相電流，獲取所述轉子的第一角加速度； 第二獲取單元，用於在第二時間，獲取所述三相電機的第二相電流，獲取所述轉子的第二角加速度； 計算單元，用於根據以所述第一相電流、所述第一角加速度、所述第二相電流和所述第二角加速度確定的關係模型， 計算出磁極對數； 其中，所述第一時間與所述第二時間之間間隔的時間小於指定閾值。
9.如權利要求8所述的磁極對數的確定裝置，其特徵在於，所述計算單元包括: 第一電機運動模型單元，用於以所述第一相電流和所述第一角加速度確定第一電機運動模型； 第二電機運動模型單元，用於以所述第二相電流和所述第二角加速度確定第二電機運動模型； 子計算單元，用於結合所述第一電機運動模型和所述第二電機運動模型，計算出所述磁極對數。
10.如權利要求9所述的磁極對數的確定裝置，其特徵在於，所述第一電機運動模型
其中，所述Te為所述第一時間的電磁轉矩，所述Te由所述第一相電流確定，所述?Υ為
負載轉矩，所述J為轉動慣量，所述
為所述第一角加速度，所述b為摩擦係數，所述
為轉子角速度。
11.如權利要求?ο所述的磁極對數的確定裝置，其特徵在於，所述第一電機運動模型單元包括: 第一電流轉換單兀，用於根據所述第一相電流確定對應的直軸電流和交軸電流； 第一電磁轉矩確定單元，用於以第一時間的電磁轉矩計算模型確定所述第一時間的電磁轉矩?；，所述第一時間的電磁轉矩計算模型為: Te = 1.5XpXisqX [ ￥f+ (Lsd-Lsq) X isd],其中,所述P為所述磁極對數,所述iS(1為與所述第一相電流對應的交軸電流，所述isd為與所述第一相電流對應的直軸電流，所述Vf為轉子磁鏈，所述Lsq為所述轉子的交軸電感，所述Lsd為轉子的直軸電感。
12.如權利要求9至11任一項所述的磁極對數的確定裝置，其特徵在於，所述第二電機運動模型為
其中，所述y為第二時間的電磁轉矩，所述 < 由所述第二相電流確定，所述
為 Ieledt所述第二角加速度；所述?Υ為負載轉矩，所述J為轉動慣量，所述b為摩擦係數，所述為轉子角速度。
13.如權利要求12所述的磁極對數的確定裝置，其特徵在於，所述第二電機運動模型單元包括: 第二電流轉換單元，用於根據所述第二相電流確定對應的直軸電流和交軸電流； 第二電磁轉矩確定單元，用於以第二時間的電磁轉矩計算模型確定所述第二時間的電磁轉矩?:，所述第二時間的電磁轉矩計算模型為: tI = Uxpxilqx[if/f+(Lsd -LJXCsj]，其中，所述P為所述磁極對數，所述(為與所述第二相電流對應的交軸電流，所述L為與所述第二相電流對應的直軸電流，所述Ψf為轉子磁鏈，所述Lsq為所述轉子的交軸電感，所述Lsd為轉子的直軸電感。
14.如權利要求8所述的磁極對數的確定裝置，其特徵在於，所述第一相電流與所述第二相電流的差值的絕對值大於指定電流閾值。
15.一種壓縮機，其特徵在於，所述壓縮機包括權利要求8至11、14任一項所述的磁極對數的確定裝置和三相電機。
16.一種空調，其特徵在於，所述空調包括權利要求15所述的壓縮機。
【文檔編號】H02P6/00GK104167959SQ201410421812
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月25日 優先權日:2014年8月25日
【發明者】陳毅東 申請人:廣東美的製冷設備有限公司