一种直流空调电机控制电路

申请号 CN202410224221.0 申请日 2024-02-29 公开(公告)号 CN118054708A 公开(公告)日 2024-05-17
申请人 青岛大学; 发明人 由蕤; 俞国新; 虞朝丰; 张启春; 王劭中;
摘要 本 发明 属于电 力 系统技术领域,公开一种直流 空调 电机 控制 电路 ,包括:滑模观测器、光伏出力变化预测模 块 、 最大转矩 电流 比 控制器 和超前 角 弱磁控制器;其中,滑模观测器用于不同工况下对电机转速进行 跟踪 ;光伏出力变化预测模块基于光伏输出功率获得调节系数,对滑模观测器输出的观测转速进行调节;最大转矩电流比控制器通过分配电机 定子 电流中的d‑q轴分量,用最小的定子电流得到最大的电磁转矩;超前角弱磁控制器对最大转矩电流比控制器输出的电机交、直轴电流分量的目标值进行重新调节,通过调节超前角对iq和id进行分配,实现弱磁控制;超前角为d‑q 坐标系 下定子电流矢量超前q轴的电角度。
权利要求

1.一种直流空调电机控制电路,其特征在于,包括:
滑模观测器、光伏出变化预测模最大转矩电流控制器和超前弱磁控制器;其中,
滑模观测器用于不同工况下对电机转速进行跟踪
光伏出力变化预测模块基于光伏输出功率P,获得总调节系数k,调节滑模观测器输出的观测转速;
最大转矩电流比控制器基于光伏出力变化预测模块调节的转速信号,获得电机交、直轴电流分量的目标值,通过分配电机定子电流中的d‑q轴分量,用最小的定子电流得到最大的电磁转矩;
超前角弱磁控制器基于直流母线电压与电机d‑q坐标系输出电压的差值,对最大转矩电流比控制器输出的电机交、直轴电流分量的目标值进行重新调节,通过调节超前角对iq和id进行分配,实现弱磁控制;超前角为d‑q坐标系下定子电流矢量超前q轴的电角度。
2.如权利要求1所述的一种直流空调电机控制电路,其特征在于,
所述直流空调电机在两相旋转坐标系下的数学模型为:
式中,id、iq、ud、uq、Ed和Eq分别为d‑q坐标系下的定子电流、定子电压和感应电动势;R为定子电阻;Ld和Lq为d‑q坐标系下的定子电感;ωe为电角速度;ψf为永磁体产生的磁链。
3.如权利要求2所述的一种直流空调电机控制电路,其特征在于,
所述滑模观测器设计为:
式中,和 为d‑q坐标系下的定子电流观测值;K为滑模增益;sgn()为符号函数。
4.如权利要求3所述的一种直流空调电机控制电路,其特征在于,将式(2)与式(1)相减,可得定子电流误差的状态方程,即:
式中,id’和iq’为d‑q坐标系下定子电流的观测误差;
将式(3)改写成向量形式为:
T T
式中,i’=[i’d i’q];E=[Ed Eq];
采用SMO对电流进行估计,其滑模面函数定义为:
T
i’=[i’d i’q]=0 (5)
当滑模增益足够大,即式(6)成立时,系统进入滑动模态,可得式(7):
将式(4)代入式(7),可得:
将E经低通滤波器后可得等价控制量,即:
所述直流空调电机控制电路还包括相环,采用锁相环来提取转子位置信息,直流空调电机在d‑q坐标系下估计的感应电动势为:
式中,e为电机端电压; 为锁相环输出的转子位置角;θe为实际的转子位置角。
5.如权利要求4所述的一种直流空调电机控制电路,其特征在于,
所述光伏出力变化预测模块设计为:
基于光伏输出功率P,获得调节系数k;
k=dP/dt (11)
k由P求取,当dP/dt绝对值较小时,k等于1,即不对滑模观测器输出的观测转速参数进行调整,当dP/dt为正值且大于死区电压,k与dP/dt成线性关系,随着dP/dt增加k逐渐增加,当dP/dt为负值且绝对值大于死区电压时,k与dP/dt成线性关系,随着dP/dt绝对值增加k逐渐减小,实现了对滑模观测器输出的观测转速参数的快速调节。
6.如权利要求3所述的一种直流空调电机控制电路,其特征在于,
所述最大转矩电流比控制器设计为:
电机电磁转矩Te表达式为:
式中,id、iq分别为d‑q坐标系下的定子电流,Ld和Lq为d‑q坐标系下的定子电感,ψf为永磁体产生的磁链,p为极对数;
定子电流矢量满足下式:
将拉格朗日乘子λ引入式(12)和式(13),建立辅助函数:
分别对id、iq、λ求偏导数,可得:
进一步求得id和iq满足关系式为:
7.如权利要求2所述的一种直流空调电机控制电路,其特征在于,
所述超前角弱磁控制器设计为:
d‑q坐标系下直流空调电机定子电压方程为:
电机高速运行时,忽略定子压降,电压方程可简化为:
直流空调电机电流和电压满足:
式中,usmax和ismax分别为定子电压和电流最大值;
将式(19)代入式(18)可得:
id和iq满足关系式:
超前角弱磁控制器通过调节超前角对iq和id进行分配,实现弱磁控制。
8.如权利要求7所述的一种直流空调电机控制电路,其特征在于,
所述超前角弱磁控制器还包括:
当直流空调电机未处于弱磁阶段时,PI调节器处于正向饱和,经限幅后将输出超前角β置为零;
当电机处于弱磁阶段时,PI调节器退出饱和,输出的超前角为‑π/2≤β<0,此时的超前角β与最大转矩电流比控制器输出的直轴、交轴电流相结合实现了弱磁升速控制。

说明书全文

一种直流空调电机控制电路

技术领域

[0001] 本发明涉及直流空调电机技术领域,特别涉及一种直流空调电机控制电路。

背景技术

[0002] 随着经济的发展和人们生活平的提高,空调已经成为改善人们生活居住条件的重要家电。在中国,空调每年的耗电量占据了总发电量的20%以上,空调正常工作需将交流电经过整流和滤波转换为直流电,多级能量变换造成了效率的降低。利用直流电直接给空
调供电,省掉了整流和滤波环节,具有降低成本和提高能源利用效率等优势。
[0003] 光储直柔系统拓扑结构如图1所示,直流母线可直接为空调电机逆变器供电,省掉了PFC等电路,提高了电能利用效率。
[0004] 当光储直柔系统出现新能源出和负荷变化等扰动后,直流母线电压将发生波动,对供电的直流空调电机的稳定运行提出了挑战。

发明内容

[0005] 本发明实施例提供了一种直流空调电机控制电路,以解决现有技术中当光储直柔系统出现新能源出力和负荷变化等扰动后,直流母线电压将发生波动,影响直流空调电机
稳定性的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解,下面给出了简单的
概括。该概括部分不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念,以此作为后面的详细说明的序言。
[0006] 根据本发明实施例的第一方面,提供了一种直流空调电机控制电路。
[0007] 在一个实施例中,一种直流空调电机控制电路,包括:
[0008] 滑模观测器、光伏出力变化预测模最大转矩电流控制器和超前弱磁控制器;其中,
[0009] 滑模观测器用于不同工况下对电机转速进行跟踪
[0010] 光伏出力变化预测模块基于光伏输出功率P,获得总调节系数k,对滑模观测器输出的观测转速进行调节;
[0011] 最大转矩电流比控制器基于光伏出力变化预测模块调节的转速信号,获得电机交、直轴电流分量的目标值,通过分配电机定子电流中的d‑q轴分量,用最小的定子电流得到最大的电磁转矩;
[0012] 超前角弱磁控制器基于直流母线电压与电机d‑q坐标系输出电压的差值,对最大转矩电流比控制器输出的电机交、直轴电流分量的目标值进行重新调节,通过调节超前
角对iq和id进行分配,实现弱磁控制;超前角为d‑q坐标系下定子电流矢量超前q轴的电角度。
[0013] 可选地,所述直流空调电机在两相旋转坐标系下的数学模型为:
[0014]
[0015] 式中,id、iq、ud、uq、Ed和Eq分别为d‑q坐标系下的定子电流、定子电压和感应电动势;R为定子电阻;Ld和Lq为d‑q坐标系下的定子电感;ωe为电角速度;ψf为永磁体产生的磁链。
[0016] 可选地,所述滑模观测器设计为:
[0017]
[0018] 式中, 和 为d‑q坐标系下的定子电流观测值;K为滑模增益;sgn()为符号函数。
[0019] 可选地,将式(2)与式(1)相减,可得定子电流误差的状态方程,即:
[0020]
[0021] 式中,id’和iq’为d‑q坐标系下定子电流的观测误差;
[0022] 将式(3)改写成向量形式为:
[0023]T T
[0024] 式中,i’=[i’d i’q];E=[Ed Eq];
[0025] 采用SMO对电流进行估计,其滑模面函数定义为:
[0026] i’=[i’d i’q]T=0   (5)
[0027] 当滑模增益足够大,即式(6)成立时,系统进入滑动模态,可得式(7):
[0028]
[0029]
[0030] 将式(4)代入式(7),可得:
[0031]
[0032] 将E经低通滤波器后可得等价控制量,即:
[0033]
[0034] 所述直流空调电机控制电路还包括相环,采用锁相环来提取转子位置信息,直流空调电机在d‑q坐标系下估计的感应电动势为:
[0035]
[0036] 式中,e为电机端电压; 为锁相环输出的转子位置角;θe为实际的转子位置角。
[0037] 可选地,所述光伏出力变化预测模块设计为:
[0038] 基于光伏输出功率P,获得调节系数k,对滑模观测器输出的观测转速进行调节;
[0039] k=dP/dt (11)
[0040] k由P求取,当dP/dt绝对值较小时,k等于1,即不对滑模观测器输出的观测转速参数进行调整,当dP/dt为正值且大于死区电压,k与dP/dt成线性关系,随着dP/dt增加k逐渐增加,当dP/dt为负值且绝对值大于死区电压时,k与dP/dt成线性关系,随着dP/dt绝对值增加k逐渐减小,实现了对滑模观测器输出的观测转速参数的快速调节。
[0041] 可选地,所述最大转矩电流比控制器设计为:
[0042] 电机电磁转矩Te表达式为:
[0043]
[0044] 式中,id、iq分别为d‑q坐标系下的定子电流,Ld和Lq为d‑q坐标系下的定子电感,ψf为永磁体产生的磁链,p为极对数;
[0045] 定子电流矢量满足下式:
[0046]
[0047] 将拉格朗日乘子λ引入式(12)和式(13),建立辅助函数:
[0048]
[0049] 分别对id、iq、λ求偏导数,可得:
[0050]
[0051] 进一步求得id和iq满足关系式为:
[0052]
[0053] 可选地,所述超前角弱磁控制器设计为:
[0054] d‑q坐标系下直流空调电机定子电压方程为:
[0055]
[0056] 电机高速运行时,忽略定子压降,电压方程可简化为:
[0057]
[0058] 直流空调电机电流和电压满足:
[0059]
[0060] 式中,usmax和ismax分别为定子电压和电流最大值;
[0061] 将式(19)代入式(18)可得:
[0062]
[0063] id和iq满足关系式:
[0064]
[0065] 超前角弱磁控制器通过调节超前角对iq和id进行分配,实现弱磁控制。
[0066] 可选地,所述超前角弱磁控制器还包括:
[0067] 当直流空调电机未处于弱磁阶段时,PI调节器处于正向饱和,经限幅后将输出超前角β置为零;
[0068] 当电机处于弱磁阶段时,PI调节器退出饱和,输出的超前角为‑π/2≤β<0,此时的超前角β与最大转矩电流比控制器输出的直轴、交轴电流相结合实现了弱磁升速控制。
[0069] 本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
[0070] 采用了一种SMO、MTPA和超前角弱磁相结合的控制策略,SMO实现了不同工况下对电机转速的快速跟踪,MTPA和超前角弱磁的混合控制策略实现了直流母线电压波动后对
交、直轴电流的快速调节,从而保证了直流空调电机的全速域稳定运行。
[0071] 应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
[0072] 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0073] 图1是根据一示例性实施例示出的一种直流空调电机控制电路的原理图;
[0074] 图2是根据一示例性实施例示出的滑模观测器的原理图;
[0075] 图3是根据一示例性实施例示出的光伏出力变化预测模块的原理图;
[0076] 图4是根据一示例性实施例示出的最大转矩电流比控制器的原理图;
[0077] 图5是根据一示例性实施例示出的超前角弱磁控制器的原理图;
[0078] 图6a是根据一示例性实施例示出的PMSM启动过程设定的电机转速示意图;
[0079] 图6b是根据一示例性实施例示出的PMSM启动过程设定的电机负载转矩示意图;
[0080] 图7是根据一示例性实施例示出的PMSM启动过程实际的电机转速示意图;
[0081] 图8是根据一示例性实施例示出的PMSM启动过程实际的电机转矩示意图;
[0082] 图9a是根据一示例性实施例示出的PMSM低速轻载时实际转速示意图;
[0083] 图9b是根据一示例性实施例示出的PMSM低速轻载时观测转速示意图;
[0084] 图10a是根据一示例性实施例示出的直流母线电压发生第二次跌落后,电机交轴电流目标值示意图;
[0085] 图10b是根据一示例性实施例示出的直流母线电压发生第二次跌落后,电机交轴电流实际值示意图;
[0086] 图10c是根据一示例性实施例示出的直流母线电压发生第二次跌落后,电机直轴电流目标值示意图;
[0087] 图10d是根据一示例性实施例示出的直流母线电压发生第二次跌落后,电机交轴电流实际值示意图;
[0088] 图11a是根据一示例性实施例示出的直流母线电压发生第二次跌落后,高速重载时电机实际转速示意图;
[0089] 图11b是根据一示例性实施例示出的直流母线电压发生第二次跌落后,高速重载时电机观测转速示意图;
[0090] 图12是根据一示例性实施例示出的计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

[0091] 以下描述和附图充分地示出本文的具体实施方案,以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本
文的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围,以及权利要求书的所有可获得的等同
物。本文中,术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来,而不要求或者暗示这些元素之间存在任何实际的关系或者顺序。实际上第一元素也能够被称为第二
元素,反之亦然。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的结构、装置或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确
列出的其他要素,或者是还包括为这种结构、装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的结构、装置或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点
说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0092] 本文中的术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本文和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。在本文的描述中,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0093] 本文中,除非另有说明,术语“多个”表示两个或两个以上。
[0094] 本文中,字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如,A/B表示:A或B。
[0095] 本文中,术语“和/或”是一种描述对象的关联关系,表示可以存在三种关系。例如,A和/或B,表示:A或B,或,A和B这三种关系。
[0096] 应该理解的是,虽然流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行
并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,
而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是
可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0097] 本申请的装置或系统中的各个模块可全部或部分通过软件硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形
式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0098] 在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0099] 图1示出了本发明的一种直流空调电机控制电路的一个实施例。
[0100] 在该可选实施例中,直流空调电机控制电路,包括:滑模观测器100、光伏出力变化预测模块200、最大转矩电流比控制器300和超前角弱磁控制器400;其中,滑模观测器100用于不同工况下对电机转速进行跟踪;光伏出力变化预测模块200基于光伏输出功率获得调节系数,对滑模观测器输出的观测转速进行调节;最大转矩电流比控制器300基于光伏出力变化预测模块调节的转速信号,获得电机交、直轴电流分量的目标值,通过分配电机定子电流中的d‑q轴分量,用最小的定子电流得到最大的电磁转矩;超前角弱磁控制器400基于直流母线电压与电机d‑q坐标系下输出电压的差值,对最大转矩电流比控制器输出的电机交、直轴电流分量的目标值进行重新调节,通过调节超前角对iq和id进行分配,实现弱磁控制;
超前角为d‑q坐标系下定子电流矢量超前q轴的电角度。
[0101] 直流空调电机在两相旋转坐标系下的数学模型为:
[0102]
[0103] 式中,id、iq、ud、uq、Ed和Eq分别为d‑q坐标系下的定子电流、定子电压和感应电动势;R为定子电阻;Ld和Lq为d‑q坐标系下的定子电感;ωe为电角速度;ψf为永磁体产生的磁链。
[0104] 为了获取式(1)中的感应电动势,滑模观测器(Sliding‑Mode Observer,SMO)可设计为:
[0105]
[0106] 式中, 和 为d‑q坐标系下的定子电流观测值;K为滑模增益;sgn()为符号函数。
[0107] 将式(2)与式(1)相减,可得定子电流误差的状态方程,即:
[0108]
[0109] 式中,id’和iq’为d‑q坐标系下定子电流的观测误差。
[0110] 将式(3)改写成向量形式为:
[0111]T T
[0112] 式中,i’=[i’d i’q];E=[Ed Eq];
[0113] 采用SMO对电流进行估计,其滑模面函数定义为:
[0114] i’=[i’d i’q]T=0   (5)
[0115] 当滑模增益足够大,即式(6)成立时,系统进入滑动模态,可得式(7)。
[0116]
[0117]
[0118] 将式(4)代入式(7),可得:
[0119]
[0120] 可以看出,E中包含不连续高频信号,将其经低通滤波器后可得等价控制量,即:
[0121]
[0122] 由上式可知,利用q轴的感应电动势可以求出转子的速度和位置角。
[0123] 然而,电机实际运行过程中,由于受到温度等因素的影响,永磁体的磁链不是一个固定值。因此,通过q轴感应电动势计算出的转子速度和位置角并不准确。为了获得更好的动态性能,本发明采用锁相环(Phase‑locked loop,PLL)系统来提取转子的位置信息,PLL是一种自适应闭环系统,具有优良的实时跟踪和估算实际转子位置信息的能力,即使在电压相角不平衡、谐波较大等情况下,也具有较好的跟踪性能。
[0124] PMSM在d‑q坐标系下估计的感应电动势为:
[0125]
[0126] 式中,e为电机端电压; 为PLL输出的转子位置角;θe为实际的转子位置角。
[0127] 当PLL估计值与转子实际位置一致时,d轴感应电动势为0,故可通过上式求得转子位置信息。SMO实现流程如图2所示。
[0128] 光伏出力变化预测模块基于光伏输出功率P,获得调节系数k,对滑模观测器输出的观测转速进行调节,光伏出力变化预测模块的流程如下:
[0129] k=dP/dt (11)
[0130] k由P求取,当dP/dt绝对值较小时,k等于1,即不对滑模观测器输出的观测转速参数进行调整,当dP/dt为正值且大于死区电压,k与dP/dt成线性关系,随着dP/dt增加k逐渐增加,当dP/dt为负值且绝对值大于死区电压时,k与dP/dt成线性关系如图3所示,随着dP/dt绝对值增加k逐渐减小,实现了对滑模观测器输出的观测转速参数的快速调节。
[0131] 最大转矩电流比(Maximum torque perampere,MTPA)控制器通过合理分配电机定子电流中的d‑q轴分量,用最小的定子电流得到最大的电磁转矩。MTPA控制器的控制流程如下:
[0132] 直流空调电机电磁转矩Te表达式为:
[0133]
[0134] 式中,p为极对数。可以看出,当直轴电流id小于0时,电磁转矩增大,电机的输出转矩增大,即当给定转矩值一定时,通过求取直轴电流id和交轴电流iq的最佳匹配关系,可得到定子电流的最小幅值,从而实现MTPA控制。
[0135] 定子电流矢量满足下式:
[0136]
[0137] 将拉格朗日乘子λ引入式(12)和式(13),建立辅助函数:
[0138]
[0139] 分别对id、iq、λ求偏导数,可得:
[0140]
[0141] 进一步求得id和iq满足关系式为:
[0142]
[0143] 超前角弱磁控制器控制流程如下:
[0144] d‑q坐标系下PMSM定子电压方程为:
[0145]
[0146] 电机高速运行时,忽略定子压降,电压方程可简化为:
[0147]
[0148] PMSM电流和电压满足:
[0149]
[0150] 式中,usmax和ismax分别为定子电压和电流最大值。
[0151] 将式(19)代入式(18)可得:
[0152]
[0153] 由上式可以看出,当电机定子电压达到最大值时,通过减小励磁电流iq并增大去磁电流id,使转速升高,实现弱磁升速。
[0154] 超前角弱磁控制通过调节超前角对iq和id进行分配,实现弱磁控制。超前角β如图3所示,其为d‑q坐标系下定子电流矢量超前q轴的电角度。
[0155] id和iq满足如下关系式:
[0156]
[0157] 超前角弱磁控制流程如图5所示,将电机d‑q坐标系下输出电压与usmax作差,通过PI调节器求取超前角β。当电机未处于弱磁阶段时,PI调节器处于正向饱和,经限幅后将输出超前角β置为零,当电机处于弱磁阶段时,PI调节器退出饱和,输出的超前角β为负值(‑π/2≤β<0),此时的超前角β与MTPA控制输出的直轴、交轴电流相结合实现了弱磁升速控制。
[0158] 在MATLAB/Simulink仿真软件中搭建模型,对上述直流空调电机控制电路进行仿真研究。直流空调电机选用永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)
参数如表1所示。
[0159] 表1空调PMSM参数
[0160]
[0161] 实际空调产品中PMSM启动过程运行工况如图6a和图6b所示,PMSM以额定转矩的百分之十启动后,经25s匀加速至空调回油运行的转速,并保持恒定转速运行35s,然后,进入升频带载运行,经20s负载转矩匀速增加至额定值,同时电机匀加速至最高转速。初始直流母线电压为额定电压375V,35s和85s时刻分别设定电压在10ms内突降至300V,持续1s后快
速恢复至额定电压。
[0162] 电机转速和电磁转矩分别如图7和图8所示,可以看出,采用本发明的控制电路,通过图8所示电磁转矩的施加,实现了PMSM全速域的闭环稳定运行。直流母线电压第一次发生跌落后,电机转速实际值和观测值如图9a和图9b所示,可以看出,SMO能够迅速跟踪电机的实际转子位置,具有较好的转速跟踪性能。
[0163] 直流母线电压发生第二次跌落后,电机交、直轴电流,以及电机转速实际值和观测值的对比分别如图10a‑图10d和图11a、图11b所示,可以看出,在电机高速重载运行阶段,由于直流母线电压直接作为MTPA和超前角弱磁混合控制的输入变量,因此,当电压发生快速跌落时,实现了对交、直轴电流的快速调节,从而保证了对目标转速的跟踪。SMO仍能实现电机转子位置的准确估计,具有较高的可靠性和强鲁棒性。
[0164] 直流空调可直接接入光储直柔系统直流母线,省掉了整流滤波和PFC环节,具有低节能、降低成本和提高能源利用效率等优点,但直流母线电压的波动对直流空调电机的
稳定运行提出了挑战。本发明采用了一种SMO、MTPA和超前角弱磁相结合的控制策略,SMO实现了不同工况下对电机转速的快速跟踪,MTPA和超前角弱磁的混合控制策略实现了直流母
线电压波动后对交、直轴电流的快速调节,从而保证了直流空调电机的全速域稳定运行。
[0165] 本发明还提出了一种直流空调电机控制方法,包括:步骤S1,通过滑模观测器对不同工况下对电机转速进行跟踪;步骤S2,光伏出力变化预测模块基于光伏输出功率获得调节系数,对滑模观测器输出的观测转速进行调节;步骤S3,最大转矩电流比控制器基于光伏出力变化预测模块调节的转速信号,获得电机交、直轴电流分量的目标值,通过分配电机定子电流中的d‑q轴分量,用最小的定子电流得到最大的电磁转矩;步骤S4,超前角弱磁控制器基于直流母线电压与电机d‑q坐标系下输出电压的差值,对最大转矩电流比控制器输出
的电机交、直轴电流分量的目标值进行重新调节,通过调节超前角对iq和id进行分配,实现弱磁控制;超前角为d‑q坐标系下定子电流矢量超前q轴的电角度。
[0166] 上述直流空调电机控制方法的工作原理与上述各实施例中直流空调电机控制电路的工作原理相同,这里不再赘述。
[0167] 在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是服务器,其内部结构图可以如图12所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易
失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统计算机程序数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备
的数据库用于存储静态信息和动态信息数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端
通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现上述方法实施例中的步骤。
[0168] 本领域技术人员可以理解,图12中示出的结构,仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图,并不构成对本发明方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设
备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
[0169] 在一个实施例中,还提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现上述方法实施例中的步骤。
[0170] 在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例中的步骤。
[0171] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机
可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read‑
Only Memory,ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM可以是多种形式,比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)等。
[0172] 本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
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