[發明專利]壓縮機的控制方法及控制系統

有效

• 申請號: 201310409282.6
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN103470483A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 宋萬杰
• 申請（專利權）人: 廣東美芝制冷設備有限公司
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰;張大威

技術領域

本發明涉及變頻壓縮機技術領域，特別涉及一種壓縮機的控制方法以及一種壓縮機的控制系統。

背景技術

近年來，隨著變頻控制技術的快速發展和高效節能概念的推廣，變頻空調得到迅速地推廣應用。其中，變頻空調通過改變壓縮機供電頻率，調節壓縮機轉速的快慢以達到控制室溫的目的，具有室溫波動小、電能消耗少、舒適度高等優點。

目前，市面上高能效的變頻空調均使用直流變頻壓縮機，直流變頻壓縮機內部以永磁同步電機為動力核心。其中，2HP以下的直流變頻單缸壓縮機是主流產品，然而單缸壓縮機具有不均勻負載的特點，在空調矢量控制系統中速度環帶寬較低，會導致電磁轉矩跟蹤不上實際負載轉矩，所以在低頻時振動較大，因此單缸壓縮機在低頻運行時需要加入力矩補償才能穩定運行。但是，現有技術中，普通的正弦力矩補償需要實時在空調系統中根據振動尋找最佳角度值和最佳幅度值，這需要花費大量時間和精力去調試力矩補償，而且補償效果一般；并且在壓縮機運行各個頻率下只有一個角度和在同一頻率下只有一個幅值給定，幅值和角度不能根據負載進行變化。而在實際過程中負載力矩基波角度和負載是實時變化的，這就導致了力矩補償會出現過補償或欠補償狀態或者補償角度差異較大，導致壓縮機振動較大，從而使得壓縮機失步。

發明內容

本發明的目的旨在至少解決上述的技術缺陷之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種壓縮機的控制方法，該控制方法以速度波動作為反饋量，實時監控速度波動，抑制速度波動大小，從而使得力矩補償效果達到最佳，有效地抑制壓縮機的在低頻運轉時的振動，具有很好的魯棒性。

本發明的另一個目的在于提出一種壓縮機的控制系統。

為達到上述目的，本發明一方面實施例提出的一種壓縮機的控制方法，包括以下步驟：獲取所述壓縮機的目標轉速和反饋轉速，并根據所述目標轉速和所述反饋轉速生成速度誤差脈動信號；對所述速度誤差脈動信號進行速度環調節以生成輸出負載力矩參考信號；根據絕對速度誤差脈動信號生成力矩補償角度信號，并根據所述絕對速度誤差脈動信號和所述輸出負載力矩參考信號生成力矩補償幅值信號，以及根據所述力矩補償角度信號和所述力矩補償幅值信號生成前饋力矩補償信號，其中，所述絕對速度誤差脈動信號根據所述速度誤差脈動信號計算得到；根據所述輸出負載力矩參考信號和所述前饋力矩補償信號生成輸出力矩；對所述輸出力矩進行電流環調節以生成電機控制信號；以及根據所述電機控制信號對所述壓縮機進行控制。

根據本發明實施例的壓縮機的控制方法，通過目標轉速和反饋轉速生成速度誤差脈動信號以作為反饋量，并根據絕對速度誤差脈動信號以及輸出負載力矩參考信號獲得前饋力矩補償信號，進行前饋補償，使得力矩補償效果達到最佳，從而使壓縮機在超低頻運行時可以正常運轉，很好地抑制了壓縮機的管路振動和壓縮機振動的幅值，為空調系統穩定運行提供一種新穎的控制方式。并且，該控制方法能夠實時跟蹤負載力矩角度和負載力矩幅值，具有快速自動調節能力，且與具體壓縮機的型號和參數無關，具有很好的移植性和魯棒性，可以廣泛運行到各個空調系統中，應用范圍廣。

在本發明的一個實施例中，所述前饋力矩補償信號為基于正弦波的前饋力矩補償信號。

并且，可以通過以下公式計算所述前饋力矩補償信號：

T_comp=Msin（ωt+θ₀）

其中，T_comp為所述前饋力矩補償信號，M為所述力矩補償幅值信號，ωt為所述壓縮機的轉子轉動角度，θ₀為所述力矩補償角度信號。

在本發明的一個實施例中，所述根據絕對速度誤差脈動信號生成力矩補償角度信號進一步包括：對預設次機械周期內的絕對速度誤差脈動信號進行求和，并對當前求和結果與前一次求和結果進行比較；根據比較結果對力矩補償初始角度進行調節以獲得初步不穩定補償角度；在延時預設時間后，根據所述比較結果對所述初步不穩定補償角度進行鎖定以獲得所述力矩補償角度信號。

在本發明的一個實施例中，所述根據絕對速度誤差脈動信號和輸出負載力矩參考信號生成力矩補償幅值信號進一步包括：對所述輸出負載力矩參考信號進行低通濾波處理后并疊加預設閾值以獲得所述壓縮機中限幅PI調節器的限幅值；對所述絕對速度誤差脈動信號進行低通濾波處理后，并通過所述限幅PI調節器進行限幅PI調節處理以獲得正弦基波力矩補償幅值；將所述正弦基波力矩補償幅值替代力矩補償初始幅值以獲得所述力矩補償幅值信號。

其中，所述限幅PI調節器的限幅值可以根據所述壓縮機的負載進行在線調整。