[發(fā)明專利]空調(diào)壓縮機(jī)無差拍電流預(yù)測(cè)控制方法和系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811346595.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN109525158A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張永昌;黃蘭蘭;劉家利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北方工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P21/22
• 分類號(hào): H02P21/22
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 陳宙

本發(fā)明公開了一種空調(diào)壓縮機(jī)無差拍電流預(yù)測(cè)控制方法和系統(tǒng)，其中的方法包括：采集壓縮機(jī)的永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置、電機(jī)轉(zhuǎn)速和三相電流，經(jīng)過坐標(biāo)變換得到永磁同步電機(jī)在當(dāng)前時(shí)刻dq軸坐標(biāo)系下的電壓u_d和u_q；獲得最大電壓限幅值U_max與永磁同步電機(jī)的直流母線電壓U_dc的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算電壓裕量；根據(jù)電壓裕量計(jì)算電流微分項(xiàng)的調(diào)節(jié)系數(shù)K，基于調(diào)節(jié)系數(shù)K和電壓u_d和u_q計(jì)算修正后的電壓u′_d和u′_q；本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，可以減少電流環(huán)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度，減少需調(diào)節(jié)參數(shù)的數(shù)量；實(shí)現(xiàn)對(duì)波動(dòng)信號(hào)的更快、更精確的跟蹤；可以有效地減少網(wǎng)側(cè)電流的諧波，使壓機(jī)相電流更加平滑，有利于電機(jī)的長(zhǎng)期運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及永磁同步電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空調(diào)壓縮機(jī)無差拍電流預(yù)測(cè)控制方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電解電容以其大容量能保持直流電壓穩(wěn)定，為系統(tǒng)線路濾波以及保護(hù)器件等作用而廣泛用于電力電子領(lǐng)域，但是電解電容壽命受工作環(huán)境特別是溫度影響嚴(yán)重，不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性。在一些特殊應(yīng)用場(chǎng)合，可以用薄膜電容或者陶瓷電容代替電解電容，提高系統(tǒng)可靠性同時(shí)降低成本，但是采用小容量電容代替大容量電解電容，必然會(huì)導(dǎo)致直流母線電壓的波動(dòng)。在恒定且足夠的直流母線電壓下的控制中，無差拍電流預(yù)測(cè)控制展現(xiàn)了良好的控制性能，與現(xiàn)在主流采用的PI電流環(huán)或是滯環(huán)控制，無差拍控制策略跟蹤精度更高、動(dòng)態(tài)性能更快，特別是針對(duì)波動(dòng)的信號(hào)，無差拍相較于PI控制有更大的優(yōu)勢(shì)。

采用單相-三相無電解電容變換器驅(qū)動(dòng)的空調(diào)壓縮機(jī)，可以提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，省去PFC電路從而降低成本，但是也帶來了一些問題，最大的問題就是由于沒有大容量的電解電容，直流母線電壓會(huì)大幅度的波動(dòng)。在電機(jī)(壓縮機(jī))控制場(chǎng)合，母線電壓的波動(dòng)會(huì)帶來一系列控制上的問題，當(dāng)母線電壓波動(dòng)時(shí)，電機(jī)的dq軸電流也是波動(dòng)的信號(hào)，而針對(duì)波動(dòng)的信號(hào)傳統(tǒng)的PI電流環(huán)跟蹤性能有限，很難讓整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的性能。對(duì)無電解電容的空調(diào)壓縮機(jī)特殊應(yīng)用場(chǎng)合，當(dāng)電流環(huán)跟蹤性能有限時(shí)，將會(huì)對(duì)網(wǎng)側(cè)電流、壓機(jī)相電流產(chǎn)生影響，不利于系統(tǒng)運(yùn)行。目前，為了優(yōu)化在母線電壓波動(dòng)情況下電流環(huán)的性能提出了一些解決方法，但是這些方法在電流環(huán)設(shè)計(jì)上復(fù)雜，需調(diào)節(jié)參數(shù)較多，使實(shí)際應(yīng)用中調(diào)試的難度、復(fù)雜度加大。不管是采用PR控制器還是重復(fù)控制器，在設(shè)計(jì)上都比較復(fù)雜，需要調(diào)節(jié)的參數(shù)較多，給實(shí)際應(yīng)用中的調(diào)試帶來了一定難度。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問題是提供一種空調(diào)壓縮機(jī)無差拍電流預(yù)測(cè)控制方法和系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種空調(diào)壓縮機(jī)無差拍電流預(yù)測(cè)控制方法，包括：采集壓縮機(jī)的永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置、電機(jī)轉(zhuǎn)速和三相電流，經(jīng)過坐標(biāo)變換得到永磁同步電機(jī)在當(dāng)前時(shí)刻dq軸坐標(biāo)系下的電壓u_d和u_q；在對(duì)所述永磁同步電機(jī)的輸入電流采用SVPWM調(diào)制時(shí)，獲得最大電壓限幅值U_max與永磁同步電機(jī)的直流母線電壓U_dc的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)所述對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算電壓裕量；根據(jù)所述電壓裕量計(jì)算電流微分項(xiàng)的調(diào)節(jié)系數(shù)K，基于所述調(diào)節(jié)系數(shù)K和電壓u_d和u_q計(jì)算修正后的電壓u′_d和u′_q；根據(jù)所述電壓u′_d和u′_q構(gòu)建得到驅(qū)動(dòng)逆變器開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

可選地，所述經(jīng)過坐標(biāo)變換得到永磁同步電機(jī)在當(dāng)前時(shí)刻dq軸坐標(biāo)系下的電壓u_d和u_q包括：經(jīng)過坐標(biāo)變換得到永磁同步電機(jī)在當(dāng)前時(shí)刻dq軸坐標(biāo)系下的電流i_d和i_q；確定并確定其中，R_s,L_d,L_q,ω_r,ψ_f分別為所述永磁同步電機(jī)的定子繞組，d軸電感，q軸電感，轉(zhuǎn)速以及永磁體磁鏈。