[發明專利]用于變頻壓縮機的轉矩補償方法及系統、熱水器

在審

• 申請號: 202011642378.3
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN114763950A
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 宋洪強;許升;虞朝豐;厲杰
• 申請（專利權）人: 青島海爾智能技術研發有限公司;海爾智家股份有限公司
• 主分類號: F25B49/02
• 分類號: F25B49/02;F04C23/02;F04C28/08;H02P23/14;H02P27/04
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 徐富杰

本申請涉及智能家電技術領域，公開一種用于變頻壓縮機的轉矩補償方法。該方法包括：獲取上一周期壓縮機輸入側的相電流采樣信號，確定壓縮機的轉子估算轉速和反饋電流；獲取壓縮機的轉子設定轉速，并根據轉子設定轉速和轉子估算轉速的轉速偏差，確定速度環輸出電流；獲取加速度負反饋控制器根據輸入信號和反饋信號輸出的加速度負反饋電流，并根據加速度負反饋電流和速度環輸出電流，確定目標轉矩電流；根據目標轉矩電流和反饋電流，確定電流環輸入電流，并根據電流環輸入電流輸出相應的調節相電壓以調節壓縮機的轉矩。能夠提升系統在重載低頻條件下的運行能力。本申請還提供一種用于變頻壓縮機的轉矩補償系統和熱水器。

技術領域

本申請涉及智能家電技術領域，例如涉及一種用于變頻壓縮機的轉矩補償方法及系統、熱水器。

背景技術

目前，空氣能熱泵熱水器在家庭中的應用正在逐步推廣，伴隨這一趨勢，變頻空氣能熱泵熱水器的開發和使用也逐步增多。變頻熱泵熱水器的室外機與變頻空調室外機類似，都是采用變頻壓縮機作為核心動力部件。因此，變頻熱泵熱水器在系統運行過程中同樣會遇到與變頻空調室外機運行過程中類似的變頻壓縮機負載低頻變動大，低頻運行控制困難等問題。

與變頻空調不同，變頻熱泵熱水器唯一目的是制備熱水，即給冷水加溫。所以單就變頻壓縮機而言，其在變頻熱泵熱水器的應用場合只有制熱運行模式而無制冷運行模式。當所需水溫較高時，壓縮機處于高負荷運行狀態；若此時壓縮機恰好處于低頻運轉區域，那么由排氣過程導致的負載突變將嚴重影響壓縮機運行穩定性。針對此問題需要特別設計壓縮機轉矩突變補償算法以控制壓縮機在重載低頻運行條件下能夠實現穩定可靠運行。

相關技術中，采用低頻補償算法實現壓縮機的低頻穩定運行。通過提取轉速波動誤差，根據轉速波動誤差結合轉子機械角度進行積分運算，從而得到一轉矩補償量，將此轉矩補償量疊加到速度環輸出以減小負載突變導致的轉速波動，從而達到控制壓縮機穩定運行的目的。

在實現本公開實施例的過程中，發現相關技術中至少存在如下問題：

在變頻熱泵熱水器中，當水箱水溫較高時，由于負載轉矩大，負載突變幅值也比較大，僅靠傳統壓縮機低頻運轉轉矩補償算法在某些條件下無法控制壓縮機穩定運行，從而出現系統振動和應力指標超出標準要求以及系統異常停機等情況。

發明內容

為了對披露的實施例的一些方面有基本的理解，下面給出了簡單的概括。所述概括不是泛泛評述，也不是要確定關鍵/重要組成元素或描繪這些實施例的保護范圍，而是作為后面的詳細說明的序言。

本公開實施例提供了一種用于變頻壓縮機的轉矩補償方法、系統和熱水器，以解決采用低頻轉矩補償算法無法控制壓縮機穩定運行的技術問題。

在一些實施例中，該用于變頻壓縮機的轉矩補償方法包括：獲取上一周期壓縮機輸入側的相電流采樣信號，確定所述壓縮機的轉子估算轉速和反饋電流；獲取所述壓縮機的轉子設定轉速，并根據所述轉子設定轉速和所述轉子估算轉速的轉速偏差，確定速度環輸出電流；獲取加速度負反饋控制器根據輸入信號和反饋信號輸出的加速度負反饋電流，并根據所述加速度負反饋電流和所述速度環輸出電流，確定目標轉矩電流；根據所述目標轉矩電流和反饋電流，確定電流環輸入電流，并根據所述電流環輸入電流輸出相應的調節相電壓以調節所述壓縮機的轉矩。

在一些實施例中，該用于變頻壓縮機的轉矩補償系統包括：采樣信號處理器，用于根據上一周期壓縮機輸入側的相電流采樣信號，輸出所述壓縮機的轉子估算轉速和反饋電流；第一速度調節器，用于根據所述壓縮機的轉子設定轉速，和所述采樣信號處理器輸出的轉子估算轉速，輸出速度環輸出電流；加速度負反饋控制器，用于根據反饋信號和輸入信號，輸出加速度負反饋電流；電流調節器，用于根據所述加速度反饋控制器輸出的加速度負反饋電流和所述第一速度調節器輸出的速度環輸出電流獲取的目標轉矩電流，和所述采樣信號處理器輸出的反饋電流，輸出調節相電壓至所述壓縮機，以調節所述壓縮機的轉矩。