永磁同步電機(jī)功率計(jì)算方法、裝置、冰箱控制器及冰箱制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)施例提出一種永磁同步電機(jī)功率計(jì)算方法，包括：獲取電機(jī)當(dāng)前三相電流值；根據(jù)當(dāng)前三相電流值估算電機(jī)轉(zhuǎn)速；根據(jù)當(dāng)前三相電流值、估算電機(jī)轉(zhuǎn)速及電機(jī)常數(shù)計(jì)算電機(jī)的功率，電機(jī)常數(shù)與氣隙磁通量及轉(zhuǎn)矩常數(shù)相關(guān)。本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)施例僅通過(guò)獲取電機(jī)的三相電流就可以計(jì)算出電機(jī)的功率，因此不需要增加額外的功率測(cè)量模塊，有效降低了永磁同步電機(jī)、冰箱控制器以及冰箱的制造成本。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)實(shí)施例涉及電機(jī)功率計(jì)算技術(shù)，尤其涉及一種永磁同步電機(jī)功率計(jì)算技術(shù)。
技術(shù)介紹
永磁同步電機(jī)是由永磁體勵(lì)磁產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步電機(jī)。當(dāng)定子側(cè)通入三相對(duì)稱電流，由于三相定子在空間位置上相差120°，所以三相定子電流在空間中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中受到電磁力作用運(yùn)動(dòng)。在某種異常情況下，會(huì)出現(xiàn)永磁同步電機(jī)運(yùn)行于較高功率，此時(shí)電流較大，但又沒(méi)有達(dá)到過(guò)流保護(hù)值，如果長(zhǎng)期運(yùn)行于此狀態(tài)，就會(huì)導(dǎo)致永磁同步電機(jī)的損壞，控制器各元器件壽命大為降低。故目前永磁同步電機(jī)要求將功率設(shè)定在一定范圍內(nèi)，這就需要找到一種方法，能夠較為準(zhǔn)確的計(jì)算出功率。目前，功率計(jì)算方法是通過(guò)增加功率測(cè)量模塊，永磁同步電機(jī)電源線在給永磁同步電機(jī)供電之前，先經(jīng)過(guò)功率測(cè)量模塊進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)采集計(jì)算。由于需要增加功率測(cè)量模塊，增加了永磁同步電機(jī)的制造成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)實(shí)施例提出一種永磁同步電機(jī)功率計(jì)算方法、裝置、冰箱控制器及冰箱，以有效降低永磁同步電機(jī)、冰箱控制器及冰箱的制造成本。第一方面，本專利技術(shù)實(shí)施例提供了一種永磁同步電機(jī)功率計(jì)算方法，包括：獲取電機(jī)當(dāng)前三相電流值；根據(jù)當(dāng)前三相電流值估算電機(jī)轉(zhuǎn)速；根據(jù)當(dāng)前三相電流值、估算電機(jī)轉(zhuǎn)速及電機(jī)常數(shù)計(jì)算電機(jī)的功率，電機(jī)常數(shù)與氣隙磁通量及轉(zhuǎn)矩常數(shù)相關(guān)。第二方面，本專利技術(shù)實(shí)施例提供了一種永磁同步電機(jī)功率計(jì)算裝置，包括：獲取模塊，用于獲取電機(jī)在預(yù)設(shè)功率下的當(dāng)前三相電流值；估算模塊，用于根據(jù)當(dāng)前三相電流值估算電機(jī)轉(zhuǎn)速；計(jì)算模塊，用于根據(jù)當(dāng)前三相電流值、估算電機(jī)轉(zhuǎn)速及電機(jī)常數(shù)計(jì)算電機(jī)的功率，電機(jī)常數(shù)與氣隙磁通量及轉(zhuǎn)矩常數(shù)相關(guān)。第三方面，本專利技術(shù)實(shí)施例提供了一種冰箱控制器，包括上述實(shí)施例提供的永磁同步電機(jī)功率計(jì)算裝置。第四方面，本專利技術(shù)實(shí)施例提供了一種冰箱，包括永磁同步電機(jī)和上述實(shí)施例提供的冰箱控制器，冰箱控制器控制永磁同步電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。本專利技術(shù)實(shí)施例提供了一種永磁同步電機(jī)功率計(jì)算方法、裝置、冰箱控制器及冰箱，該方法僅通過(guò)獲取電機(jī)的三相電流就可以計(jì)算出電機(jī)的功率，可以在無(wú)需增加額外的測(cè)量模塊的情況下，準(zhǔn)確的計(jì)算出電機(jī)的實(shí)際功率，能夠?qū)崿F(xiàn)在不同工況下對(duì)電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)功率保護(hù)。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例一提供的永磁同步電機(jī)功率計(jì)算方法的流程示意圖；圖2是本專利技術(shù)實(shí)施例一提供的冰箱的永磁同步電機(jī)控制方案框圖；圖3是本專利技術(shù)實(shí)施例二提供的永磁同步電機(jī)功率計(jì)算方法的流程示意圖；圖4是本專利技術(shù)實(shí)施例三提供的永磁同步電機(jī)功率計(jì)算方法的流程示意圖；圖5是本專利技術(shù)實(shí)施例四提供的永磁同步電機(jī)功率計(jì)算方法的流程示意圖；圖6是本專利技術(shù)實(shí)施例五提供的永磁同步電機(jī)功率計(jì)算方法的流程示意圖；圖7是本專利技術(shù)實(shí)施例六提供的永磁同步電機(jī)功率計(jì)算裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本專利技術(shù)實(shí)施例八提供的冰箱的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本專利技術(shù)，而非對(duì)本專利技術(shù)的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本專利技術(shù)相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。實(shí)施例一圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例一提供的一種永磁同步電機(jī)功率計(jì)算方法的流程示意圖，本實(shí)施例可適用于通過(guò)使用永磁同步電機(jī)的三相電流計(jì)算永磁同步電機(jī)功率的情況，該方法可以由本專利技術(shù)實(shí)施例提供的永磁同步電機(jī)功率計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行，該裝置可采用軟件和/或硬件的方式實(shí)現(xiàn)。如圖1所示，永磁同步電機(jī)功率計(jì)算方法，包括：S110、獲取電機(jī)當(dāng)前三相電流值。永磁同步電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子兩大部分，定子的三相電流分別為Ia、Ib和Ic。三相電流的獲取可以通過(guò)采樣電路實(shí)現(xiàn)，采樣電路可以由采樣電阻構(gòu)成，也可以由其他電路構(gòu)成，必要時(shí)還可以包括放大電路，對(duì)采樣后的信號(hào)進(jìn)行放大處理。直接采樣的三相電流信號(hào)或者經(jīng)過(guò)放大的三相電流信號(hào)還可以通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器件，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。S120、根據(jù)當(dāng)前三相電流值估算電機(jī)轉(zhuǎn)速。圖2是冰箱的永磁同步電機(jī)控制方案框圖，如圖2所示，根據(jù)當(dāng)前三相電流值估算電機(jī)轉(zhuǎn)速具體可以包括：三相電流Ia、Ib和Ic經(jīng)過(guò)CLARK變換得到兩相靜止α-β坐標(biāo)系下的Iα和Iβ，對(duì)Iα和Iβ進(jìn)行PARK變換得到兩相旋轉(zhuǎn)d-q坐標(biāo)系Id和Iq。再根據(jù)Id和Iq，利用反電動(dòng)勢(shì)法估算出電機(jī)轉(zhuǎn)速W。S130、根據(jù)當(dāng)前三相電流值、估算電機(jī)轉(zhuǎn)速及電機(jī)常數(shù)計(jì)算電機(jī)的功率，電機(jī)常數(shù)與氣隙磁通量及轉(zhuǎn)矩常數(shù)相關(guān)。如圖2所示，勵(lì)磁電流其中Id和Iq是S120中計(jì)算出的值。再根據(jù)電機(jī)功率P＝A×IS×W計(jì)算出永磁同步電機(jī)的輸出功率。其中，P為電機(jī)輸出功率，W為S120中估算出的估算電機(jī)轉(zhuǎn)速，IS為前述計(jì)算出的勵(lì)磁電流，A為電機(jī)常數(shù)，電機(jī)常數(shù)可以是電機(jī)廠家給出的值，也可以是經(jīng)過(guò)測(cè)量計(jì)算后的值。本專利技術(shù)實(shí)施例提供了一種永磁同步電機(jī)功率計(jì)算方法，該方法僅通過(guò)獲取電機(jī)的三相電流就可以計(jì)算出電機(jī)的功率，可以在無(wú)需增加額外的測(cè)量模塊的情況下，準(zhǔn)確的計(jì)算出電機(jī)的實(shí)際功率，能夠?qū)崿F(xiàn)在不同工況下對(duì)電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)功率保護(hù)。圖2中，還包括電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制方案，包括接收目標(biāo)轉(zhuǎn)速W*，經(jīng)過(guò)帶反饋的PI比例積分調(diào)節(jié)器生成目標(biāo)勵(lì)磁電流Is*，目標(biāo)勵(lì)磁電流Is*經(jīng)過(guò)正余弦變換得到d-q坐標(biāo)系下的目標(biāo)Id(Id*)和目標(biāo)Iq(Iq*)，Id*和Iq*分別經(jīng)過(guò)帶反饋的PI比例積分調(diào)節(jié)器后得到d-q坐標(biāo)系下的目標(biāo)Vd(Vd*)和目標(biāo)Vq(Vq*)，Vd*和Vq*經(jīng)過(guò)PARK逆變換得到α-β坐標(biāo)系下的目標(biāo)Vα(Vα*)和目標(biāo)Vβ(Vβ*)，Vα*和Vβ*經(jīng)過(guò)SVPWM(SpaceVectorPulseWidthModulation，空間矢量脈寬調(diào)制)控制逆變器，進(jìn)而控制永磁同步電機(jī)。實(shí)施例二圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例二提供的永磁同步電機(jī)功率計(jì)算方法的流程示意圖。本實(shí)施例以上述實(shí)施例為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化，在本實(shí)施例中，在獲取所述電機(jī)當(dāng)前三相電流值之前，還包括如下步驟：獲取所述電機(jī)在預(yù)設(shè)功率下的參考三相電流值和參考電機(jī)轉(zhuǎn)速；根據(jù)預(yù)設(shè)功率、參考三相電流值和參考電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算所述電機(jī)常數(shù)。相應(yīng)的，本實(shí)施例所提供的永磁同步電機(jī)功率計(jì)算方法，包括：S210，獲取電機(jī)在預(yù)設(shè)功率下的參考三相電流值和參考電機(jī)轉(zhuǎn)速。在本實(shí)施例中，在對(duì)永磁同步電機(jī)功率計(jì)算之前，需要計(jì)算電機(jī)的電機(jī)常數(shù)。以提供計(jì)算永磁同步電機(jī)功率的電機(jī)常數(shù)。對(duì)于不同的永磁同步電機(jī)，需要對(duì)每臺(tái)電機(jī)都計(jì)算其相應(yīng)的電機(jī)常數(shù)。該電機(jī)參數(shù)可以在實(shí)驗(yàn)工況下，通過(guò)功率、三相電流值和電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算得出。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，可準(zhǔn)確的測(cè)出在預(yù)設(shè)功率下的三相電流值和電機(jī)轉(zhuǎn)速。示例性的，可以借助于測(cè)試臺(tái)，給電機(jī)進(jìn)行加載使得電機(jī)的輸出功率達(dá)到設(shè)定的功率保護(hù)值，即預(yù)設(shè)功率，用示波器或功率儀等測(cè)試電流的儀器測(cè)出此時(shí)電機(jī)的參考三相電流值，即參考三相電流值，用轉(zhuǎn)速計(jì)等測(cè)量轉(zhuǎn)速的儀器測(cè)出電機(jī)轉(zhuǎn)速，即參考電機(jī)轉(zhuǎn)速。S220、根據(jù)預(yù)設(shè)功率、參考三相電流值和參考電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算所述電機(jī)常數(shù)。由電磁功率公式：P＝Te×Ω式(1)其中Te為電磁轉(zhuǎn)矩，Ω為電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械角速度，此電磁功率為電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)機(jī)械負(fù)載所作的機(jī)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種永磁同步電機(jī)功率計(jì)算方法，其特征在于，包括：獲取所述電機(jī)當(dāng)前三相電流值；根據(jù)所述當(dāng)前三相電流值估算電機(jī)轉(zhuǎn)速；根據(jù)所述當(dāng)前三相電流值、估算電機(jī)轉(zhuǎn)速及電機(jī)常數(shù)計(jì)算所述電機(jī)的功率，所述電機(jī)常數(shù)與氣隙磁通量及轉(zhuǎn)矩常數(shù)相關(guān)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種永磁同步電機(jī)功率計(jì)算方法，其特征在于，包括：獲取所述電機(jī)當(dāng)前三相電流值；根據(jù)所述當(dāng)前三相電流值估算電機(jī)轉(zhuǎn)速；根據(jù)所述當(dāng)前三相電流值、估算電機(jī)轉(zhuǎn)速及電機(jī)常數(shù)計(jì)算所述電機(jī)的功率，所述電機(jī)常數(shù)與氣隙磁通量及轉(zhuǎn)矩常數(shù)相關(guān)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：獲取所述電機(jī)在預(yù)設(shè)功率下的參考三相電流值和參考電機(jī)轉(zhuǎn)速；根據(jù)預(yù)設(shè)功率、參考三相電流值和參考電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算所述電機(jī)常數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述獲取所述電機(jī)在預(yù)設(shè)功率下的參考三相電流值，包括：獲取所述電機(jī)在預(yù)設(shè)功率下的多個(gè)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的多個(gè)參考三相電流值；相應(yīng)的，所述根據(jù)預(yù)設(shè)功率、參考三相電流值和參考電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算所述電機(jī)常數(shù)，包括：根據(jù)預(yù)設(shè)功率、多個(gè)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的多個(gè)參考三相電流值和多個(gè)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速計(jì)算多個(gè)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的多個(gè)電機(jī)常數(shù)；所述根據(jù)所述當(dāng)前三相電流值、估算電機(jī)轉(zhuǎn)速及電機(jī)常數(shù)計(jì)算所述電機(jī)的功率，包括：根據(jù)所述電機(jī)估算轉(zhuǎn)速選取對(duì)應(yīng)的電機(jī)常數(shù)；根據(jù)所述當(dāng)前三相電流值、估算電機(jī)轉(zhuǎn)速及所述對(duì)應(yīng)的電機(jī)常數(shù)計(jì)算所述電機(jī)的功率。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的范圍為1200～4200r/min。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速為180×M+1200r/min，其中M為大于等于1的整數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述獲取所述電機(jī)在預(yù)設(shè)功率下的參考三相電流值，包括：獲取所述電機(jī)在預(yù)設(shè)功率下多個(gè)預(yù)設(shè)電壓對(duì)應(yīng)的多個(gè)參考三相電流值和參考電機(jī)轉(zhuǎn)速；相應(yīng)的，所述根據(jù)預(yù)設(shè)功率、參考三相電流值和參考電機(jī)轉(zhuǎn)速得到所述電機(jī)常數(shù)，包括：根據(jù)預(yù)設(shè)功率、多個(gè)參考三相電流值和參考電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算多個(gè)預(yù)設(shè)電壓對(duì)應(yīng)的多個(gè)電機(jī)常數(shù)；所述根據(jù)所述當(dāng)前三相電流值、估算電機(jī)轉(zhuǎn)速及電機(jī)常數(shù)計(jì)算所述電機(jī)的功率，包括：獲取所述電機(jī)當(dāng)前電壓值，根據(jù)所述當(dāng)前電壓值選取對(duì)應(yīng)的電機(jī)常數(shù)；根據(jù)所述當(dāng)前三相電流值、估算電機(jī)轉(zhuǎn)速及所述對(duì)應(yīng)的電機(jī)常數(shù)計(jì)算所述電機(jī)的功率。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)預(yù)設(shè)電壓包括：1.1倍額定電壓、0.85倍額定電壓或0.73倍額定電壓。8.一種永磁同步電機(jī)功率計(jì)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：韓利利，王長(zhǎng)愷，蘇勇雪，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：珠海格力節(jié)能環(huán)保制冷技術(shù)研究中心有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44