電容小型化電機驅動系統及其的防過壓控制方法、裝置與流程

2023-06-26 07:46:36 2

本發明涉及電機技術領域，特別涉及一種電容小型化電機驅動系統的防過壓控制方法、一種電容小型化電機驅動系統的防過壓控制裝置以及一種電容小型化電機驅動系統。

背景技術：

隨著節能要求的提升，變頻壓縮機的佔比正不斷加大，逐漸成為了市場的主流。變頻壓縮機的調速控制需通過驅動器實現，因而驅動器的性能對壓縮機控制系統具有較大的影響。常規壓縮機驅動器的直流母線電壓處於穩定狀態，逆變部分與輸入交流電壓相對獨立，便於調速控制的實現。然而，這種設計方法需要配備容值較大的電解電容，使得驅動器體積變大，成本也就隨之提高。此外，電解電容的壽命有限，其有效工作時間往往是驅動器壽命的瓶頸。

為此，相關技術中，提出了一種電容小型化驅動器，與常規的交直交驅動電路相比，省去了PFC(Power Factor Correction，功率因數校正)電路部分，並以小容值的薄膜電容或者陶瓷電容取代容值較大的電解電容。因此，既能降低成本，又能消除電解電容引起的使用壽命瓶頸。

但是，在採用電容小型化驅動器對壓縮機進行驅動時，如果壓縮機具有負載隨轉子角度波動的特性(例如，單轉子壓縮機)，則在低頻運行時容易引起較大的轉速波動，此時需要進行轉矩補償，但因電容小型化驅動器中的電容大幅縮減，轉矩補償在瞬時產生的負向力矩會使直流母線電壓快速上升，此時很容易引起器件過壓而損壞。

技術實現要素：

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在於提出一種電容小型化電機驅動系統的防過壓控制方法，通過根據直流母線電壓對壓縮機電機的初始轉矩補償量進行修正，從而可有效避免因對壓縮機電機進行轉矩補償引起的過電壓現象。

本發明的另一個目的在於提出一種電容小型化電機驅動系統的防過壓控制裝置。

本發明的又一個目的在於提出一種電容小型化電機驅動系統。

為實現上述目的，本發明一方面實施例提出了一種電容小型化電機驅動系統的防過壓控制方法，包括以下步驟：獲取壓縮機電機的機械角，並根據所述機械角對所述壓縮機電機進行轉矩補償以獲得所述壓縮機電機的初始轉矩補償量；獲取所述壓縮機電機的直流母線電壓，並根據所述直流母線電壓對所述初始轉矩補償量進行修正以獲得所述壓縮機電機的修正轉矩補償量；根據所述壓縮機電機的給定轉速、所述壓縮機電機的轉子轉速估計值以及所述修正轉矩補償量計算所述壓縮機電機的總峰值轉矩給定值；以及根據所述總峰值轉矩給定值對所述壓縮機電機進行控制。

根據本發明實施例的電容小型化電機驅動系統的防過壓控制方法，首先，獲取壓縮機電機的機械角，並根據機械角對壓縮機電機進行轉矩補償以獲得壓縮機電機的初始轉矩補償量，然後，獲取壓縮機電機的直流母線電壓，並根據直流母線電壓對初始轉矩補償量進行修正以獲得壓縮機電機的修正轉矩補償量，最後，根據壓縮機電機的給定轉速、壓縮機電機的轉子轉速估計值以及修正轉矩補償量計算壓縮機電機的總峰值轉矩給定值，並根據總峰值轉矩給定值對壓縮機電機進行控制。該方法通過根據直流母線電壓對壓縮機電機的初始轉矩補償量進行修正，從而可有效避免因對壓縮機電機進行轉矩補償引起的過電壓現象。

根據本發明的一個實施例，通過以下公式獲得所述壓縮機電機的初始轉矩補償量：

其中，Tp為所述壓縮機電機的初始轉矩補償量，Tcom為預設的轉矩補償幅值，θm為所述壓縮機電機的機械角，為預設的轉矩補償的偏移相位角。

根據本發明的一個實施例，所述根據所述直流母線電壓對所述初始轉矩補償量進行修正以獲得所述壓縮機電機的修正轉矩補償量，包括：將預設的最大直流母線電壓與所述直流母線電壓相減以獲得電壓差值，並對所述電壓差值進行第一限幅處理以獲得第一值；將所述第一值與預設的防過壓比例係數相乘以獲得第二值；將預設的初始轉矩補償限幅值與所述第二值相加，並進行第二限幅處理以獲得第三值；根據所述第三值對所述初始轉矩補償量進行第三限幅處理以獲得所述修正轉矩補償量。

根據本發明的一個實施例，所述根據所述壓縮機電機的給定轉速、所述壓縮機電機的轉子轉速估計值以及所述修正轉矩補償量計算所述壓縮機電機的總峰值轉矩給定值，包括：對所述給定轉速和所述轉子轉速估計值之間的差值進行PI(Proportional Integral，比例積分)調節以獲得所述壓縮機電機的第一轉矩給定值；將所述第一轉矩給定值和所述修正轉矩補償量相加以獲得所述總峰值轉矩給定值。

根據本發明的一個實施例，所述根據所述總峰值轉矩給定值對所述壓縮機電機進行控制，包括：獲取交流輸入電源的電壓相位值，並根據所述電壓相位值生成波形變量；將所述波形變量和所述總峰值轉矩給定值相乘後除以所述壓縮機電機的轉矩係數以獲得所述壓縮機電機的q軸給定電流；根據所述q軸給定電流對所述壓縮機電機進行控制。

根據本發明的一個實施例，通過以下公式生成所述波形變量：

其中，Wf(θg)為所述波形變量，θd為所述交流輸入電源的電流為零時的死區角度，θg為所述交流輸入電源的電壓相位值。

根據本發明的一個實施例，上述的防過壓控制方法還包括：根據逆變電路的最大輸出電壓和所述逆變電路的輸出電壓幅值計算所述壓縮機電機的d軸給定電流；根據所述q軸給定電流、所述d軸給定電流、q軸實際電流和d軸實際電流獲取所述壓縮機電機的q軸給定電壓和d軸給定電壓，並根據所述q軸給定電壓、所述d軸給定電壓、所述轉子角度估計值生成控制信號，以及根據所述控制信號通過所述逆變電路對所述壓縮機電機進行控制。

為實現上述目的，本發明另一方面實施例提出的一種電容小型化電機驅動系統的防過壓控制裝置，包括：轉矩補償模塊，用於獲取壓縮機電機的機械角，並根據所述機械角對所述壓縮機電機進行轉矩補償以獲得所述壓縮機電機的初始轉矩補償量；修正模塊，用於獲取所述壓縮機電機的直流母線電壓，並根據所述直流母線電壓對所述初始轉矩補償量進行修正以獲得所述壓縮機電機的修正轉矩補償量；轉矩給定模塊，用於根據所述壓縮機電機的給定轉速、所述壓縮機電機的轉子轉速估計值以及所述修正轉矩補償量計算所述壓縮機電機的總峰值轉矩給定值；以及控制模塊，所述控制模塊與所述轉矩給定模塊相連，所述控制模塊用於根據所述總峰值轉矩給定值對所述壓縮機電機進行控制。

根據本發明實施例的電容小型化電機驅動系統的防過壓控制裝置，通過轉矩補償模塊獲取壓縮機電機的機械角，並根據機械角對壓縮機電機進行轉矩補償以獲得壓縮機電機的初始轉矩補償量，然後，通過修正模塊獲取壓縮機電機的直流母線電壓，並根據直流母線電壓對初始轉矩補償量進行修正以獲得壓縮機電機的修正轉矩補償量，最後，轉矩給定模塊根據壓縮機電機的給定轉速、壓縮機電機的轉子轉速估計值以及修正轉矩補償量計算壓縮機電機的總峰值轉矩給定值，控制模塊根據總峰值轉矩給定值對壓縮機電機進行控制。該裝置通過根據直流母線電壓對壓縮機電機的初始轉矩補償量進行修正，從而可有效避免因對壓縮機電機進行轉矩補償引起的過電壓現象。

根據本發明的一個實施例，所述轉矩補償模塊通過以下公式獲得所述壓縮機電機的初始轉矩補償量：

其中，Tp為所述壓縮機電機的初始轉矩補償量，Tcom為預設的轉矩補償幅值，θm為所述壓縮機電機的機械角，為預設的轉矩補償的偏移相位角。

根據本發明的一個實施例，所述修正模塊包括：第一減法器，用於將第一將預設的最大直流母線電壓與所述直流母線電壓相減以獲得電壓差值；第一限幅處理器，用於對所述電壓差值進行第一限幅處理以獲得第一值；乘法器，用於將所述第一值與預設的防過壓比例係數相乘以獲得第二值；第一加法器，用於將預設的初始轉矩補償限幅值與所述第二值相加；第二限幅處理器，用於對所述預設的初始轉矩補償限幅值與所述第二值之和進行第二限幅處理以獲得第三值；第三限幅處理器，用於根據所述第三值對所述初始轉矩補償量進行第三限幅處理以獲得所述修正轉矩補償量。

根據本發明的一個實施例，所述轉矩給定模塊包括：速度調節器，用於對所述給定轉速和所述轉子轉速估計值之間的差值進行PI調節以獲得所述壓縮機電機的第一轉矩給定值；第二加法器，用於將所述第一轉矩給定值和所述修正轉矩補償量相加以獲得所述總峰值轉矩給定值。

根據本發明的一個實施例，上述的防過壓控制裝置，還包括：波形發生器，用於獲取交流輸入電源的電壓相位值，並根據所述電壓相位值生成波形變量；q軸電流給定模塊，用於將所述波形變量和所述總峰值轉矩給定值相乘後除以所述壓縮機電機的轉矩係數以獲得所述壓縮機電機的q軸給定電流；所述控制模塊，用於根據所述q軸給定電流對所述壓縮機電機進行控制。

根據本發明的一個實施例，所述波形發生器通過以下公式生成所述波形變量：

其中，Wf(θg)為所述波形變量，θd為所述交流輸入電源的電流為零時的死區角度，θg為所述交流輸入電源的電壓相位值。

根據本發明的一個實施例，上述的防過壓控制裝置，還包括：d軸電流給定模塊，用於根據逆變電路的最大輸出電壓和所述逆變電路的輸出電壓幅值計算所述壓縮機電機的d軸給定電流；所述控制模塊，用於根據所述q軸給定電流、所述d軸給定電流、q軸實際電流和d軸實際電流獲取所述壓縮機電機的q軸給定電壓和d軸給定電壓，並根據所述q軸給定電壓、所述d軸給定電壓、所述轉子角度估計值生成控制信號，以及根據所述控制信號通過所述逆變電路對所述壓縮機電機進行控制。

此外，本發明的實施例還提出了一種電容小型化電機驅動系統，其包括上述的電容小型化電機驅動系統的防過壓控制裝置。

本發明實施例的電容小型化電機驅動系統，通過上述的防過壓控制裝置，能夠根據直流母線電壓對壓縮機電機的初始轉矩補償量進行修正，從而可有效避免因對壓縮機電機進行轉矩補償引起的過電壓現象。

附圖說明

圖1是根據本發明一個實施例的電容小型化電機驅動器的電路圖；

圖2是根據本發明一個實施例的壓縮機負載特性的示意圖；

圖3是根據本發明實施例的電容小型化電機驅動系統的防過壓控制方法的流程圖；

圖4是根據本發明一個實施例的根據直流母線電壓對初始轉矩補償量進行修正的結構圖；

圖5是根據本發明一個實施例的電容小型化電機驅動系統的防過壓控制裝置的方框示意圖；

圖6是根據本發明一個實施例的波形變量Wf(θg)和交流輸入電壓Vac的波形圖；

圖7是根據本發明一個實施例的進行防過電壓控制前後的波形對比圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號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施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

下面參考附圖來描述本發明實施例的電容小型化電機驅動系統及其的防過壓控制方法、裝置。

圖1根據本發明一個實施例的電容小型化電機驅動器的電路圖。如圖1所示，該電路與常規的交直交驅動電路相比，省去了PFC電路部分，並以小容值的薄膜電容或者陶瓷電容取代容值較大的電解電容。因此，既能降低成本，又能消除電解電容引起的使用壽命瓶頸。

圖2是根據本發明一個實施例的壓縮機負載特性的示意圖。從圖2可以看出，壓縮機的負載轉矩隨轉子角度呈周期性波動，且在不同工況下負載波動的幅值存在明顯差異。當系統壓力處於平衡狀態時，負載轉矩可通過下述公式(1)進行表示：

其中，Tl為壓縮機的負載轉矩，Tl0為負載轉矩Tl的直流分量，Tlk(k＝1,2,...)為負載轉矩Tl的k次諧波分量的幅值，為k次諧波分量對應的角度偏差，ωm為壓縮機的機械角速度，t為時間。

在負載轉矩Tl的作用下，壓縮機將產生明顯的轉速波動，如果不針對負載波動進行轉矩補償，將引起壓縮機電機失步故障，當壓縮機應用在空調器中，還會導致配管震動過大，影響配管的使用壽命，降低空調器的安全性和可靠性。為此，本發明的實施例提出了一種電容小型化電機驅動系統的防過壓控制方法、裝置及電容小型化電機驅動系統。

圖3是根據本發明實施例的電容小型化電機驅動系統的防過壓控制方法的流程圖。如圖3所示，該電容小型化電機驅動系統的防過壓控制方法可包括以下步驟：

S1，獲取壓縮機電機的機械角，並根據機械角對壓縮機電機進行轉矩補償以獲得壓縮機電機的初始轉矩補償量。

根據本發明的一個實施例，可通過下述公式(2)獲得壓縮機電機的初始轉矩補償量：

其中，Tp為壓縮機電機的初始轉矩補償量，Tcom為預設的轉矩補償幅值，該值可根據調試獲取，θm為壓縮機電機的機械角，為預設的轉矩補償的偏移相位角。

S2，獲取壓縮機電機的直流母線電壓，並根據直流母線電壓對初始轉矩補償量進行修正以獲得壓縮機電機的修正轉矩補償量。

具體而言，當負載轉矩波動增大時，壓縮機電機的初始轉矩補償量Tp的幅值也會增大，在對壓縮機電機進行轉矩補償後，其轉矩給定值可能為負，此時將產生一定的負功率。並且，由於薄膜電容或者陶瓷電容的容值很小(一般為5～20μF)，負功率將引起直流母線電壓快速上升，可能在短時間內使直流母線電壓超過功率器件或電容的耐壓值，導致功率器件或電容發生損壞。為此，在本發明的實施例中，將根據直流母線電壓對初始轉矩補償量Tp進行修正，以避免因初始轉矩補償量Tp的幅值過大而引起過壓現象。

根據本發明的一個實施例，如圖4所示，根據直流母線電壓Vdc對初始轉矩補償量Tp進行修正以獲得壓縮機電機的修正轉矩補償量Tp1，包括：將預設的最大直流母線電壓Vdcmax與直流母線電壓Vdc相減以獲得電壓差值，並對電壓差值進行第一限幅處理以獲得第一值ΔV；將第一值ΔV與預設的防過壓比例係數Kv相乘以獲得第二值ΔTpmax；將預設的初始轉矩補償限幅值Tpmax0與第二值ΔTpmax相加，並進行第二限幅處理以獲得第三值Tpmax；根據第三值Tpmax對初始轉矩補償量Tp進行第三限幅處理以獲得修正轉矩補償量Tp1。其中，預設的防過壓比例係數Kv＞0。

需要說明的是，在圖4中，當Vdc≤Vdcmax時，經過第一限幅處理後，第一值ΔV為0；當Vdc＞Vdcmax時，第一值ΔV＝Vdcmax-Vdc。當Tpmax0≤|ΔTpmax|時，經第二限幅處理後，第三值Tpmax＝0；當Tpmax0＞|ΔTpmax|時，第三值Tpmax＝Tpmax0+ΔTpmax。當-Tpmax＜Tp＜Tpmax時，修正轉矩補償量Tp1＝Tp；當Tp≤-Tpmax時，修正轉矩補償量Tp1＝-Tpmax；當Tp≥Tpmax，修正轉矩補償量Tp1＝Tpmax。

具體而言，當直流母線電壓未發生過壓時，即Vdc≤Vdcmax，此時第三值Tpmax＝Tpmax0+(Vdcmax-Vdc)*Kv＝Tpmax0+0*Kv＝Tpmax0，Tp處於[-Tpmax0,Tpmax0]之間，此時不對初始轉矩補償量Tp進行轉矩修正；當直流母線電壓發生過壓時，即Vdc＞Vdcmax，此時第三值Tpmax＝Tpmax0+(Vdcmax-Vdc)*Kv，第三值Tpmax將減小，從而使得初始轉矩補償量Tp成比例的下降，直至Vdc接近於Vdcmax。當電路中採用PI調節時，可以保證閉環調節具有足夠快的響應速度，從而快速且有效的抑制直流母線電壓發生過壓現象。

需要說明的是，由於PI調節無法使得誤差收斂到零，因此Vdcmax的設置要留有一定餘量，即取值要小於功率器件的實際耐壓值。

S3，根據壓縮機電機的給定轉速、壓縮機電機的轉子轉速估計值以及修正轉矩補償量計算壓縮機電機的總峰值轉矩給定值。

根據本發明的一個實施例，根據壓縮機電機的給定轉速ωref、壓縮機電機的轉子轉速估計值ωest以及修正轉矩補償量Tp1計算壓縮機電機的總峰值轉矩給定值Tt，包括：對給定轉速ωref和轉子轉速估計值ωest之間的差值進行PI調節以獲得壓縮機電機的第一轉矩給定值T0；將第一轉矩給定值T0和修正轉矩補償量Tp1相加以獲得總峰值轉矩給定值Tt。

具體地，可通過磁鏈觀測法獲得壓縮機電機的轉子轉速估計值ωest，具體可先通過下述公式(3)-(5)獲得轉子轉速估計值ωest：

其中，和分別為壓縮機電機在αβ軸上的有效磁通估計值，s為拉普拉斯變換係數，vα和vβ分別為壓縮機電機在αβ軸上的電壓，iα和iβ分別為壓縮機電機在αβ軸上的電流，R為壓縮機電機的定子電阻，Lq為壓縮機電機的q軸電感。

其中，θerr為偏差角度θ-θest的估計值，θ為壓縮機電機的轉子實際角度，θest為壓縮機電機的轉子角度估計值，Ld為壓縮機電機的d軸電感，Idref為壓縮機電機的d軸電流給定值，Ke為壓縮機電機的反電動勢係數。

其中，Kp_pll和Ki_pll分別為PI調節的比例係數和積分係數，ωest為壓縮機電機的轉子速度估計值，ωf為速度低通濾波器帶寬。

然後，計算給定轉速ωref與轉子轉速估計值ωest之間的差值，並對該差值進行PI調節，可實時獲得壓縮機電機的第一轉矩給定值T0，將第一轉矩給定值T0和修正轉矩補償量Tp1相加，可獲得總峰值轉矩給定值Tt。

S4，根據總峰值轉矩給定值對壓縮機電機進行控制。

根據本發明的一個實施例，如圖5所示，根據總峰值轉矩給定值Tt對壓縮機電機進行控制，包括：獲取交流輸入電源的電壓相位值θg，並根據電壓相位值θg生成波形變量Wf(θg)；將波形變量Wf(θg)和總峰值轉矩給定值Tt相乘後除以壓縮機電機的轉矩係數Kt以獲得壓縮機電機的q軸給定電流Iqref；根據q軸給定電流Iqref對壓縮機電機進行控制。

根據本發明的一個實施例，可通過下述公式(6)生成波形變量：

其中，Wf(θg)為波形變量，θd為交流輸入電源的電流為零時的死區角度，一般為0.1～0.2rad，θg為交流輸入電源的電壓相位值。

圖6是根據本發明一個實施例的波形變量Wf(θg)和交流輸入電壓Vac的波形示意圖。從圖6可以看出，Wf(θg)的波形接近於正弦波。

進一步地，根據本發明的一個實施例，上述的電容小型化電機驅動系統的防過壓控制方法還包括：根據逆變電路的最大輸出電壓Vmax和逆變電路的輸出電壓幅值V1計算壓縮機電機的d軸給定電流Idref；根據q軸給定電流Iqref、d軸給定電流Idref、q軸實際電流Iq和d軸實際電流Id獲取壓縮機電機的q軸給定電壓Vqref和d軸給定電壓Vdref，並根據q軸給定電壓Vqref、d軸給定電壓Vdref、轉子角度估計值θest生成控制信號，以及根據控制信號通過逆變電路對壓縮機電機進行控制。

具體地，可先通過下述公式(7)計算出逆變電路的輸出電壓幅值V1和逆變電路的最大輸出電壓Vmax：

其中，Vd和Vq分別為壓縮機電機的d軸實際電壓和q軸實際電壓。

然後，可利用積分反饋型弱磁控制算法計算出壓縮機電機的d軸給定電流Idref，如下述公式(8)所示：

其中，Ki為積分係數，Idemag為壓縮機電機的退磁電流限制值。

然後，通過獲取壓縮機電機的三相電流，並對三相電流進行坐標變換以獲得壓縮機電機的q軸實際電流Iq和d軸實際電流Id，以及根據壓縮機電機的q軸給定電流Iqref、d軸給定電流Idref、q軸實際電流Iq和d軸實際電流Id實時計算出壓縮機電機的q軸給定電壓Vqref和d軸給定電壓Vdref，如下述公式(9)所示：

其中，Kpd為d軸電流控制比例增益，Kid為d軸電流控制積分增益，Kpq為q軸電流控制比例增益，Kiq為q軸電流控制積分增益。

最後，根據壓縮機電機的轉子角度估計值θest對壓縮機電機的d軸給定電壓Vdref和q軸給定電壓Vqref進行坐標變換，以得到壓縮機電機在αβ軸上的給定電壓Vα和Vβ，如下述公式(10)所示：

然後，根據Vα、Vβ和直流母線電壓Vdc，通過下述公式(11)和(12)計算出逆變電路中U、V和W三相的佔空比：

其中，Du、Dv和Dw分別為逆變電路中U、V和W三相的佔空比。

在獲得逆變電路中U、V和W三相的佔空比後，可實時控制逆變電路中功率器件的導通和關斷，從而實現對壓縮機電機的控制。

圖7是根據本發明一個具體示例的進行防過壓控制前後的波形對比圖，其中，圖7(a)是未加入防過電壓控制的波形圖，圖7(b)是加入防過電壓控制的波形圖。從圖7(a)可以看出，在未加入防過壓控制之前，轉矩補償會引起壓縮機電機的q軸給定電流Iqref產生瞬時的負值，從而導致直流母線電壓Vdc上升。通過對比圖7(a)和圖7(b)中的q軸給定電流Iqref和直流母線電壓Vdc的波形可見，在加入防過電壓控制後，當出現Vdc＞Vdcmax時，能夠能快速縮減負向的q軸的電流，從而有效防止直流母線電壓Vdc進一步增大。在加入防過電壓控制之前，直流母線電壓Vdc可能會超過450V，而在加入防過電壓控制之後，直流母線電壓Vdc的最大值低於400V，可見本發明實施例提出的電容小型化電機驅動系統的防過壓控制方法能有效避免直流母線電壓過壓的問題。

綜上所述，根據本發明實施例的電容小型化電機驅動系統的防過壓控制方法，首先，獲取壓縮機電機的機械角，並根據機械角對壓縮機電機進行轉矩補償以獲得壓縮機電機的初始轉矩補償量，然後，獲取壓縮機電機的直流母線電壓，並根據直流母線電壓對初始轉矩補償量進行修正以獲得壓縮機電機的修正轉矩補償量，最後，根據壓縮機電機的給定轉速、壓縮機電機的轉子轉速估計值以及修正轉矩補償量計算壓縮機電機的總峰值轉矩給定值，並根據總峰值轉矩給定值對壓縮機電機進行控制。該方法通過根據直流母線電壓對壓縮機電機的初始轉矩補償量進行修正，從而可有效避免因對壓縮機電機進行轉矩補償引起的過電壓現象。

圖5是根據本發明一個實施例的電容小型化電機驅動系統的防過壓控制裝置的方框示意圖。如圖5所示，電容小型化電機驅動系統的防過壓控制裝置包括：轉矩補償模塊10、修正模塊20、轉矩給定模塊30和控制模塊40。

其中，轉矩補償模塊10用於獲取壓縮機電機的機械角，並根據機械角對壓縮機電機進行轉矩補償以獲得壓縮機電機的初始轉矩補償量。修正模塊20用於獲取壓縮機電機的直流母線電壓，並根據直流母線電壓對初始轉矩補償量進行修正以獲得壓縮機電機的修正轉矩補償量。轉矩給定模塊30用於根據壓縮機電機的給定轉速、壓縮機電機的轉子轉速估計值以及修正轉矩補償量計算壓縮機電機的總峰值轉矩給定值。控制模塊40與轉矩給定模塊30相連，控制模塊40用於根據總峰值轉矩給定值對壓縮機電機進行控制。

根據本發明的一個實施例，轉矩補償模塊10可通過上述公式(2)獲得壓縮機電機的初始轉矩補償量Tp。

根據本發明的一個實施例，如圖4所示，修正模塊20可包括：第一減法器21、第一限幅處理器22、乘法器23、第一加法器24、第二限幅處理器25和第三限幅處理器26。其中，第一減法器21用於將第一將預設的最大直流母線電壓Vdcmax與直流母線電壓Vdc相減以獲得電壓差值。第一限幅處理器22用於對電壓差值進行第一限幅處理以獲得第一值ΔV。乘法器23用於將第一值ΔV與預設的防過壓比例係數Kv相乘以獲得第二值ΔTpmax。第一加法器24用於將預設的初始轉矩補償限幅值Tpmax0與第二值ΔTpmax相加。第二限幅處理器25用於對預設的初始轉矩補償限幅值Tpmax0與第二值ΔTpmax之和進行第二限幅處理以獲得第三值Tpmax。第三限幅處理器26用於根據第三值Tpmax對初始轉矩補償量Tp進行第三限幅處理以獲得修正轉矩補償量Tp1。

根據本發明的一個實施例，如圖5所示，轉矩給定模塊30可包括：速度調節器31和第二加法器32。其中，速度調節器31用於對給定轉速ωref和轉子轉速估計值ωest之間的差值進行PI調節以獲得壓縮機電機的第一轉矩給定值T0。第二加法器32用於將第一轉矩給定值T0和修正轉矩補償量Tp1相加以獲得總峰值轉矩給定值Tt。

根據本發明的一個實施例，如圖5所示，上述的電容小型化電機驅動系統的防過壓控制裝置還可包括：波形發生器50和q軸電流給定模塊60。其中，波形發生器50用於獲取交流輸入電源的電壓相位值θg，並根據電壓相位值θg生成波形變量Wf(θg)。q軸電流給定模塊60用於將波形變量Wf(θg)和總峰值轉矩給定值Tt相乘後除以壓縮機電機的轉矩係數Kt以獲得壓縮機電機的q軸給定電流Iqref。控制模塊40用於根據q軸給定電流Iqref對壓縮機電機進行控制。

根據本發明的一個實施例，波形發生器50可通過上述公式(6)生成波形變量Wf(θg)。

根據本發明的一個實施例，上述的電容小型化電機驅動系統的防過壓控制裝置還可包括：d軸電流給定模塊70。其中，d軸電流給定模塊70用於根據逆變電路的最大輸出電壓Vmax和逆變電路的輸出電壓幅值V1計算壓縮機電機的d軸給定電流Idref。控制模塊40用於根據q軸給定電流Iqref、d軸給定電流Idref、q軸實際電流Iq和d軸實際電流Id獲取壓縮機電機的q軸給定電壓Vqref和d軸給定電壓Vdref，並根據q軸給定電壓Vqref、d軸給定電壓Vdref、轉子角度估計值θest生成控制信號，以及根據控制信號通過逆變電路對壓縮機電機進行控制。

需要說明的是，在本發明實施例的電容小型化電機驅動系統的防過壓控制裝置中未披露的細節，請參考本發明實施例的電容小型化電機驅動系統的防過壓控制方法中所披露的細節，具體這裡不再詳述。

根據本發明實施例的電容小型化電機驅動系統的防過壓控制裝置，通過轉矩補償模塊獲取壓縮機電機的機械角，並根據機械角對壓縮機電機進行轉矩補償以獲得壓縮機電機的初始轉矩補償量，然後，通過修正模塊獲取壓縮機電機的直流母線電壓，並根據直流母線電壓對初始轉矩補償量進行修正以獲得壓縮機電機的修正轉矩補償量，最後，轉矩給定模塊根據壓縮機電機的給定轉速、壓縮機電機的轉子轉速估計值以及修正轉矩補償量計算壓縮機電機的總峰值轉矩給定值，控制模塊根據總峰值轉矩給定值對壓縮機電機進行控制。該裝置通過根據直流母線電壓對壓縮機電機的初始轉矩補償量進行修正，從而可有效避免因對壓縮機電機進行轉矩補償引起的過電壓現象。

此外，本發明的實施例還提出了一種電容小型化電機驅動系統，其包括上述的電容小型化電機驅動系統的防過壓控制裝置。

本發明實施例的電容小型化電機驅動系統，通過上述的防過壓控制裝置，能夠根據直流母線電壓對壓縮機電機的初始轉矩補償量進行修正，從而可有效避免因對壓縮機電機進行轉矩補償引起的過電壓現象。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」、「軸向」、「徑向」、「周向」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，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、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，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，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係，除非另有明確的限定。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵「上」或「下」可以是第一和第二特徵直接接觸，或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。

在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。

儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。