本發(fā)明涉及一種電動機(jī)負(fù)荷變動補(bǔ)償裝置，更詳細(xì)地涉及一種能夠減小如電動壓縮機(jī)中使用的電動機(jī)因周期性負(fù)荷變動而引起的速度脈動的電動機(jī)負(fù)荷變動補(bǔ)償裝置。

背景技術(shù)：

1、電動機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。為了驅(qū)動電動機(jī)，需要單獨(dú)的驅(qū)動裝置來控制供給至電動機(jī)的電力。電動機(jī)驅(qū)動裝置是通過控制供給至電動機(jī)的電力來控制電動機(jī)的扭矩的裝置。

2、圖1是示出通常的電動機(jī)驅(qū)動裝置的一例的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，為了使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速追隨設(shè)定的速度指令值，電動機(jī)驅(qū)動裝置包括速度控制器11和電流控制器12。速度控制器11將預(yù)先設(shè)定的速度指令值與設(shè)置在電動機(jī)上的速度檢測傳感器檢測或通過預(yù)先設(shè)定的算法運(yùn)算出的電動機(jī)的速度檢測值進(jìn)行比較，并輸出用于使該差值實(shí)質(zhì)上為0的電流指令。電流控制器12輸出用于使速度控制器輸出的電流指令與實(shí)際供給至電動機(jī)的電流的值為彼此相同的值的電壓指令值。電動機(jī)驅(qū)動裝置可以轉(zhuǎn)換直流電力以控制生成用于驅(qū)動電動機(jī)的多相交流電力的電力轉(zhuǎn)換電路14向電動機(jī)輸出對應(yīng)于電壓指令值的電壓。電力轉(zhuǎn)換電路14可以是以對多個開關(guān)元件進(jìn)行pwm(pulse?width?modulation，脈沖寬度調(diào)制)控制的方式轉(zhuǎn)換電力的逆變器14，并且電動機(jī)驅(qū)動裝置可以包括用于基于電壓指令值對逆變器14的開關(guān)元件進(jìn)行pwm控制的pwm控制器13。

3、另一方面，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速受電動機(jī)驅(qū)動的負(fù)荷的特性的影響很大。尤其，當(dāng)負(fù)荷與電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度同步地周期性地脈動時(shí)，如在電動機(jī)驅(qū)動的壓縮機(jī)中，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速也會周期性地脈動。

4、圖2是示出對應(yīng)于通常的壓縮機(jī)的種類的負(fù)荷變動特性的圖表。如圖2所示，在單缸旋轉(zhuǎn)式(single-cylinder?rotary)壓縮機(jī)的情況下，每當(dāng)電動機(jī)機(jī)械性地旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，都會因吸入/壓縮冷媒而發(fā)生負(fù)荷變動，且其大小與其他壓縮機(jī)相比相對大。再比如，在雙缸旋轉(zhuǎn)式(twin-cylinder?rotary)壓縮機(jī)的情況下，負(fù)荷變動的大小與單缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)相比大大減小。但它的特征在于，每當(dāng)以機(jī)械角(電動機(jī)的轉(zhuǎn)子機(jī)械性地旋轉(zhuǎn)的角度)旋轉(zhuǎn)360度時(shí)都會發(fā)生兩次負(fù)荷變動。即使在渦旋式(scroll)壓縮機(jī)的情況下，每當(dāng)以機(jī)械角旋轉(zhuǎn)360度時(shí)，也都會發(fā)生一次負(fù)荷變動，但其大小與其他壓縮機(jī)相比而言是相對小的。

5、如前所述的周期性負(fù)荷變動會引起電動機(jī)的速度脈動，而這樣的速度脈動成為電動機(jī)驅(qū)動的壓縮機(jī)產(chǎn)生振動和噪聲的原因。

6、以上作為背景技術(shù)描述的事項(xiàng)僅用于增進(jìn)對本發(fā)明背景的理解，而不應(yīng)視為認(rèn)定其對應(yīng)于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、技術(shù)問題

2、因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種電動機(jī)負(fù)荷變動補(bǔ)償裝置，其能夠通過減小如電動壓縮機(jī)中使用的電動機(jī)因周期性負(fù)荷變動而引起的速度脈動來減少電動機(jī)的振動和噪聲。

3、本發(fā)明要解決的問題并不局限于以上闡述的內(nèi)容，其他未述及的本發(fā)明的其他技術(shù)問題及優(yōu)點(diǎn)可以通過下述的描述來理解，并且將通過本發(fā)明的實(shí)施例而得到更清楚的了解。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將可以容易地理解，本發(fā)明的技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)可以通過權(quán)利要求中示出的手段及其組合來實(shí)現(xiàn)。

4、技術(shù)方案

5、作為用于解決上述技術(shù)問題的方案，本發(fā)明提供一種電動機(jī)負(fù)荷變動補(bǔ)償裝置，包括：角度脈動分析儀，其基于電動機(jī)的轉(zhuǎn)子角度的檢測值來分析所述轉(zhuǎn)子角度的脈動的特征；以及速度脈動補(bǔ)償器，其基于所述角度脈動分析儀分析的所述轉(zhuǎn)子角度的脈動的特征來生成用于減小所述轉(zhuǎn)子速度的脈動的速度脈動補(bǔ)償值。

6、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述角度脈動分析儀可以求構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子角度的脈動的余弦函數(shù)和正弦函數(shù)的振幅。

7、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述角度脈動分析儀可以將通過式θripple＝θm-θ*m(θripple：角度脈動值，θm：所述轉(zhuǎn)子角度的檢測值，θ*m：通過速度指令值(ω*m)的積分求出的角度指令值)求得的所述角度脈動值分別乘以ω*mcosθm(ω*m：速度指令值)及ω*msinθm，并使每個乘法結(jié)果通過低通濾波器，以求構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子角度的脈動的余弦函數(shù)和正弦函數(shù)的振幅。

8、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子角度的脈動的余弦函數(shù)的振幅g及正弦函數(shù)h的振幅分別可以如下式表示：

9、式以及

10、式(a、b：分別為負(fù)荷扭矩的余弦分量及正弦分量的振幅；c、d：分別為電動機(jī)輸出扭矩的余弦分量及正弦分量的振幅；k、γ：分別為信號通過與旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)相對應(yīng)的一階系統(tǒng)時(shí)發(fā)生的大小和相位變化；γ為[0,π/2]范圍內(nèi)的值)。

11、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述速度脈動補(bǔ)償器可以對構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子角度的脈動的余弦函數(shù)和正弦函數(shù)的振幅分別應(yīng)用增益，并對應(yīng)用了增益的構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子角度的脈動的余弦函數(shù)和正弦函數(shù)的振幅之和進(jìn)行積分，以生成用于減小所述轉(zhuǎn)子速度的脈動的所述電流指令補(bǔ)償值。

12、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述速度脈動補(bǔ)償器可以將對構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子角度的脈動的余弦函數(shù)的振幅應(yīng)用第一增益的值和對構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子角度的脈動的正弦函數(shù)應(yīng)用第二增益的值相加并對相加而得的值進(jìn)行積分，以通過所述電流指令補(bǔ)償值決定所述電動機(jī)的輸出扭矩的余弦分量的振幅，并將對構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子角度的脈動的正弦函數(shù)的振幅應(yīng)用第三增益的值和對構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子角度的脈動的正弦函數(shù)應(yīng)用第四增益的值相加并對相加而得的值進(jìn)行積分，以通過所述電流指令補(bǔ)償值決定所述電動機(jī)的輸出扭矩的正弦分量的振幅。

13、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第一增益、所述第三增益、所述第四增益的符號可以為正，所述第二增益的符號可以為負(fù)。

14、發(fā)明的效果

15、根據(jù)所述電動機(jī)負(fù)荷變動補(bǔ)償裝置，由于從角度脈動中提取周期性負(fù)荷變動的影響，因此可以將信號處理過程中出現(xiàn)的相位延遲限制在[0,π/2]的范圍內(nèi)，相應(yīng)地即使速度脈動補(bǔ)償器中使用的增益的符號固定，也能夠在電動機(jī)的所有運(yùn)行區(qū)域內(nèi)具有得穩(wěn)定的控制特性。

16、此外，根據(jù)所述電動機(jī)負(fù)荷變動補(bǔ)償裝置，由于根據(jù)運(yùn)行速度將速度估計(jì)器的帶寬變更為使實(shí)際速度與估計(jì)速度的相位延遲始終在[π/2,π]的范圍內(nèi)，因此使得速度脈動補(bǔ)償器在所有運(yùn)行區(qū)域內(nèi)都能夠穩(wěn)定地動作。

17、本發(fā)明所能獲得的效果不限于以上闡述的效果，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將從下面的記載中清楚地理解未述及的其他效果。

技術(shù)特征：

1.一種電動機(jī)負(fù)荷變動補(bǔ)償裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(jī)負(fù)荷變動補(bǔ)償裝置，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動機(jī)負(fù)荷變動補(bǔ)償裝置，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動機(jī)負(fù)荷變動補(bǔ)償裝置，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的電動機(jī)負(fù)荷變動補(bǔ)償裝置，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動機(jī)負(fù)荷變動補(bǔ)償裝置，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動機(jī)負(fù)荷變動補(bǔ)償裝置，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種電動機(jī)負(fù)荷變動補(bǔ)償裝置，包括：角度脈動分析儀，其基于電動機(jī)的轉(zhuǎn)子角度的檢測值來分析所述轉(zhuǎn)子角度的脈動的特征；以及速度脈動補(bǔ)償器，其基于所述角度脈動分析儀分析的所述轉(zhuǎn)子角度的脈動的特征來生成用于減小所述轉(zhuǎn)子速度的脈動的速度脈動補(bǔ)償值。

技術(shù)研發(fā)人員：李光云,申在成,洪源載,柳寅范,張明赫,盧俊淏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：現(xiàn)代單片機(jī)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8