本发明涉及空调器技术领域，特别涉及一种空调器中压缩机的转矩补偿方法、一种空调器中压缩机的转矩补偿装置以及一种具有该装置的空调器。
背景技术：
在压缩机控制中通常引入转矩补偿算法对周期波动的负载转矩分量进行补偿，采用转矩补偿后，压缩机转速波动更小，压缩机与配管振动幅度减小，压缩机相电流峰值增加。但是，相关技术存在的缺点是，压缩机相电流过大会导致压缩机退磁，同时因压缩机的驱动模块过流能力有限，压缩机相电流过大还很容易导致驱动模块损坏。
因此，相关技术需要进行改进。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种空调器中压缩机的转矩补偿方法，该方法可在全频率范围内保证转矩补偿后压缩机不退磁、驱动模块不损坏。
本发明的另一个目的在于提出一种空调器中压缩机的转矩补偿装置。本发明的又一个目的在于提出一种空调器。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种空调器中压缩机的转矩补偿方法，包括以下步骤：获取所述两相静止坐标系下的压缩机电流，并获取所述压缩机的反馈速度和磁链角；根据所述两相静止坐标系下的压缩机电流、所述压缩机的反馈速度、所述压缩机的速度给定和所述磁链角计算转矩补偿幅值和转矩补偿角；获取所述压缩机的运行频率，并根据所述压缩机的运行频率获取转矩补偿限幅阈值；根据所述转矩补偿限幅阈值对所述转矩补偿幅值进行限幅处理，并根据限幅处理后的转矩补偿幅值和所述转矩补偿角计算直轴补偿电流和交轴补偿电流；分别将所述直轴补偿电流和所述交轴补偿电流对应叠加到速度环输出的直轴电流给定和交轴电流给定上，以对所述压缩机进行转矩补偿控制。
根据本发明实施例提出的空调器中压缩机的转矩补偿方法，利用压缩机的运行频率获取转矩补偿限幅阈值，并根据转矩补偿限幅阈值对转矩补偿幅值进行限幅处理，然后根据限幅处理后的转矩补偿幅值和转矩补偿角计算直轴补偿电流和交轴补偿电流，并分别将直轴补偿电流和交轴补偿电流对应叠加到速度环输出的直轴电流给定和交轴电流给定上以对压缩机进行转矩补偿控制。由此，该方法可根据压缩机的运行频率对转矩补偿幅值进行限幅处理，从而在全频率范围内保证转矩补偿后压缩机不退磁、驱动模块不损坏，提升压缩机的转速控制效果。
根据本发明的一个实施例，根据所述压缩机的运行频率获取转矩补偿限幅阈值，包括：判断所述压缩机的运行频率是否大于预设的高低频补偿切换频率；如果判断所述压缩机的运行频率大于所述预设的高低频补偿切换频率，则采用高频补偿阈值作为所述转矩补偿限幅阈值；如果判断所述压缩机的运行频率小于等于所述预设的高低频补偿切换频率，则采用低频补偿阈值作为所述转矩补偿限幅阈值，其中，所述低频补偿阈值大于等于所述高频补偿阈值。
根据本发明的另一个实施例，根据所述压缩机的运行频率获取转矩补偿限幅阈值，包括：判断所述压缩机的运行频率是否小于预设的低频补偿频率；如果判断所述压缩机的运行频率小于所述预设的低频补偿频率，则采用低频补偿阈值作为所述转矩补偿限幅阈值；如果判断所述压缩机的运行频率大于等于所述预设的低频补偿频率，则进一步判断所述压缩机的运行频率是否小于等于预设的高频补偿频率，其中，所述预设的高频补偿频率大于所述预设的低频补偿频率；如果进一步判断所述压缩机的运行频率小于等于所述预设的高频补偿频率，则所述转矩补偿限幅阈值＝低频补偿阈值+(高频补偿阈值-低频补偿阈值)×(所述压缩机的当前运行频率-预设的低频补偿频率)/(预设的高频补偿频率-预设的低频补偿频率)；如果进一步判断所述压缩机的运行频率大于所述预设的高频补偿频率，则采用所述高频补偿阈值作为所述转矩补偿限幅阈值，其中，所述低频补偿阈值大于等于所述高频补偿阈值。
根据本发明的又一个实施例，根据所述压缩机的运行频率获取转矩补偿限幅阈值，包括：判断所述压缩机的运行频率是否小于预设的低频补偿频率；如果判断所述压缩机的运行频率小于所述预设的低频补偿频率，则采用低频补偿阈值作为所述转矩补偿限幅阈值；如果判断所述压缩机的运行频率大于等于所述预设的低频补偿频率，则进一步判断所述压缩机的运行频率是否小于等于预设的高频补偿频率，其中，所述预设的高频补偿频率大于所述预设的低频补偿频率；如果进一步判断所述压缩机的运行频率小于等于所述预设的高频补偿频率，则所述转矩补偿限幅阈值＝低频补偿阈值+(高频补偿阈值-低频补偿阈值)×(所述压缩机的当前运行频率-预设的低频补偿频率)/(预设的高频补偿频率-预设的低频补偿频率)，其中，所述低频补偿阈值大于等于所述高频补偿阈值；如果进一步判断所述压缩机的运行频率大于所述预设的高频补偿频率且小于预设的补偿截止频率，则所述转矩补偿限幅阈值＝高频补偿阈值-高频补偿阈值×(所述压缩机的当前运行频率-预设的高频补偿频率)/(预设的补偿截止频率-预设的高频补偿频率)。
并且，当所述压缩机的运行频率大于等于所述预设的补偿截止频率时，所述转矩补偿限幅阈值为零。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出的一种空调器中压缩机的转矩补偿装置，包括：获取模块，用于获取所述两相静止坐标系下的压缩机电流，并获取所述压缩机的反馈速度和磁链角；转矩补偿计算模块，用于根据所述两相静止坐标系下的压缩机电流、所述压缩机的反馈速度、所述压缩机的速度给定和所述磁链角计算转矩补偿幅值和转矩补偿角；转矩补偿控制模块，用于获取所述压缩机的运行频率，并根据所述压缩机的运行频率获取转矩补偿限幅阈值；转矩补偿限幅模块，用于根据所述转矩补偿限幅阈值对所述转矩补偿幅值进行限幅处理；补偿电流计算模块，用于根据限幅处理后的转矩补偿幅值和所述转矩补偿角计算直轴补偿电流和交轴补偿电流；叠加模块，用于分别将所述直轴补偿电流和所述交轴补偿电流对应叠加到速度环输出的直轴电流给定和交轴电流给定上，以通过所述转矩补偿控制模块对所述压缩机进行转矩补偿控制。
根据本发明实施例提出的空调器中压缩机的转矩补偿装置，转矩补偿控制模块利用压缩机的运行频率获取转矩补偿限幅阈值，并且转矩补偿限幅模块根据转矩补偿限幅阈值对转矩补偿幅值进行限幅处理，然后补偿电流计算模块根据限幅处理后的转矩补偿幅值和转矩补偿角计算直轴补偿电流和交轴补偿电流，叠加模块分别将直轴补偿电流和交轴补偿电流对应叠加到速度环输出的直轴电流给定和交轴电流给定上以对压缩机进行转矩补偿控制。由此，该装置可根据压缩机的运行频率对转矩补偿幅值进行限幅处理，从而在全频率范围内保证转矩补偿后压缩机不退磁、驱动模块不损坏，提升压缩机的转速控制效果。
根据本发明的一个实施例，所述转矩补偿控制模块根据所述压缩机的运行频率获取所述转矩补偿限幅阈值时，其中，所述转矩补偿控制模块判断所述压缩机的运行频率是否大于预设的高低频补偿切换频率；如果判断所述压缩机的运行频率大于所述预设的高低频补偿切换频率，所述转矩补偿控制模块则采用高频补偿阈值作为所述转矩补偿限幅阈值；如果判断所述压缩机的运行频率小于等于所述预设的高低频补偿切换频率，所述转矩补偿控制模块则采用低频补偿阈值作为所述转矩补偿限幅阈值，其中，所述低频补偿阈值大于等于所述高频补偿阈值。
根据本发明的另一个实施例，所述转矩补偿控制模块根据所述压缩机的运行频率获取所述转矩补偿限幅阈值时，其中，所述转矩补偿控制模块判断所述压缩机的运行频率是否小于预设的低频补偿频率；如果判断所述压缩机的运行频率小于所述预设的低频补偿频率，所述转矩补偿控制模块则采用低频补偿阈值作为所述转矩补偿限幅阈值；如果判断所述压缩机的运行频率大于等于所述预设的低频补偿频率，所述转矩补偿控制模块则进一步判断所述压缩机的运行频率是否小于等于预设的高频补偿频率，其中，所述预设的高频补偿频率大于所述预设的低频补偿频率；如果进一步判断所述压缩机的运行频率小于等于所述预设的高频补偿频率，则所述转矩补偿限幅阈值＝低频补偿阈值+(高频补偿阈值-低频补偿阈值)×(所述压缩机的当前运行频率-预设的低频补偿频率)/(预设的高频补偿频率-预设的低频补偿频率)；如果进一步判断所述压缩机的运行频率大于所述预设的高频补偿频率，所述转矩补偿控制模块则采用所述高频补偿阈值作为所述转矩补偿限幅阈值，其中，所述低频补偿阈值大于等于所述高频补偿阈值。
根据本发明的又一个实施例，所述转矩补偿控制模块根据所述压缩机的运行频率获取所述转矩补偿限幅阈值时，其中，所述转矩补偿控制模块判断所述压缩机的运行频率是否小于预设的低频补偿频率；如果判断所述压缩机的运行频率小于所述预设的低频补偿频率，所述转矩补偿控制模块则采用低频补偿阈值作为所述转矩补偿限幅阈值；如果判断所述压缩机的运行频率大于等于所述预设的低频补偿频率，所述转矩补偿控制模块则进一步判断所述压缩机的运行频率是否小于等于预设的高频补偿频率，其中，所述预设的高频补偿频率大于所述预设的低频补偿频率；如果进一步判断所述压缩机的运行频率小于等于所述预设的高频补偿频率，则所述转矩补偿限幅阈值＝低频补偿阈值+(高频补偿阈值-低频补偿阈值)×(所述压缩机的当前运行频率-预设的低频补偿频率)/(预设的高频补偿频率-预设的低频补偿频率)，其中，所述低频补偿阈值大于等于所述高频补偿阈值；如果进一步判断所述压缩机的运行频率大于所述预设的高频补偿频率且小于预设的补偿截止频率，则所述转矩补偿限幅阈值＝高频补偿阈值-高频补偿阈值×(所述压缩机的当前运行频率-预设的高频补偿频率)/(预设的补偿截止频率-预设的高频补偿频率)。
并且，当所述压缩机的运行频率大于等于所述预设的补偿截止频率时，所述转矩补偿限幅阈值为零。
为达到上述目的，本发明又一方面实施例提出了一种空调器，包括所述的空调器中压缩机的转矩补偿装置。
根据本发明实施例提出的空调器，压缩机的转矩补偿装置可根据压缩机的运行频率对转矩补偿幅值进行限幅处理，从而在全频率范围内保证转矩补偿后压缩机不退磁、驱动模块不损坏，提升压缩机的转速控制效果。
附图说明
图1是根据本发明实施例的空调器中压缩机的转矩补偿方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的基于转矩补偿的压缩机控制系统的原理示意图；
图3是图2中转矩补偿部分的原理示意图；
图4是根据本发明一个实施例的转矩补偿限幅阈值获取方法的原理示意图；
图5是根据本发明另一个实施例的转矩补偿限幅阈值获取方法的原理示意图；
图6是根据本发明又一个实施例的转矩补偿限幅阈值获取方法的原理示意图；
图7是无转矩补偿时压缩机U相电流的波形示意图；
图8是全频等幅补偿时压缩机U相电流的波形示意图；
图9是根据本发明一个实施例的采用图5实施例进行分段补偿时压缩机U相电流的波形示意图；
图10是根据本发明实施例的空调器中压缩机的转矩补偿装置的方框示意图。
附图标记：
空调器中压缩机的转矩补偿装置101、获取模块10、转矩补偿计算模块20、转矩补偿控制模块30、转矩补偿限幅模块40、补偿电流计算模块50、叠加模块60和压缩机100；
3/2变换模块102、磁链角及速度估计模块103、电流环矢量控制模块104、空间矢量调制模块105、变频驱动模块106和速度环70。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图来描述本发明实施例提出的空调器中压缩机的转矩补偿方法、空调器中压缩机的转矩补偿装置以及具有该装置的空调器。其中，在本发明的一些实施例中，压缩机可为变频压缩机，优选为单转子压缩机或双转子压缩机。
图1是根据本发明实施例的空调器中压缩机的转矩补偿方法的流程图。如图1所示，该空调器中压缩机的转矩补偿方法包括以下步骤：
S1：获取两相静止坐标系下的压缩机电流，并获取压缩机的反馈速度和磁链角。
具体地，可根据三相静止坐标系下的压缩机电流计算两相静止坐标系下的压缩机电流。如图2所示，3/2变换模块可通过电流采样单元采集压缩机的三相相电流iA、iB和iC，并根据三相相电流iA、iB和iC计算两相静止坐标系下的压缩机电流iα和iβ，以实现三相静止坐标系和两相静止坐标系间的变换，简称3/2变换。
进一步地，如图2所示，磁链角及速度估计模块可根据两相静止坐标系下的压缩机电流即iα和iβ以及在两相静止坐标系下的输出电压即和估计出压缩机的反馈速度和磁链角
需要说明的是，3/2变换的变换方式、磁链角及速度估计方式已为现有技术，且为本领域普通技术人员所熟知，这里出于简洁的目的，不再一一详细赘述。
S2：根据两相静止坐标系下的压缩机电流、压缩机的反馈速度、压缩机的速度给定和磁链角计算转矩补偿幅值和转矩补偿角。
具体地，如图3所示，先根据压缩机的反馈速度和压缩机的速度给定获取压缩机的速度误差Δωr，即然后，转矩补偿计算模块可根据压缩机的速度给定压缩机的反馈速度压缩机的速度误差Δωr、两相静止坐标系下的压缩机电流iα和iβ以及磁链角计算出转矩补偿幅值ATC1和转矩补偿角θTC。
应当理解的是，转矩补偿幅值和转矩补偿角的计算方法已为现有技术，且为本领域普通技术人员所熟知，这里出于简洁的目的，不再详细赘述。
S3：获取压缩机的运行频率，并根据压缩机的运行频率获取转矩补偿限幅阈值。
具体地，可将压缩机的运行频率分段，并预先设置每个运行频率段对应的转矩补偿限幅阈值。由此，在获取压缩机的运行频率后，判断压缩机运行频率所处的运行频率段，进而根据所处的运行频率段获取对应的转矩补偿限幅阈值。
S4：根据转矩补偿限幅阈值对转矩补偿幅值进行限幅处理，并根据限幅处理后的转矩补偿幅值和转矩补偿角计算直轴补偿电流和交轴补偿电流。
具体地，根据转矩补偿限幅阈值对转矩补偿幅值进行限幅处理具体可为：将超过转矩补偿限幅阈值的转矩补偿幅值限制为转矩补偿限幅阈值，而将未超过转矩补偿限幅阈值的转矩补偿幅值保持为转矩补偿幅值。
根据本发明的一个具体实施例，可采用以下方式计算直轴补偿电流和交轴补偿电流，即只在交轴上进行补偿，忽略直轴电流对转矩的影响：直轴补偿电流＝0；交轴补偿电流＝限幅处理后的转矩补偿幅值×sin(转矩补偿角)。
如图3所示，转矩补偿限幅模块可根据转矩补偿限幅阈值对转矩补偿幅值ATC1进行限幅处理以获取限幅处理后的转矩补偿幅值ATC，然后，补偿电流计算模块即可根据限幅处理后的转矩补偿幅值ATC和转矩补偿角θTC计算直轴补偿电流和交轴补偿电流
S5：分别将直轴补偿电流和交轴补偿电流对应叠加到速度环输出的直轴电流给定和交轴电流给定上，以对压缩机进行转矩补偿控制。
也就是说，如图3所示，可将直轴补偿电流叠加到速度环输出的直轴电流给定上以获取补偿后的直轴电流给定即将交轴补偿电流对应叠加到速度环输出的交轴电流给定上以获取补偿后的交轴电流给定即
获取补偿后的直轴电流给定和补偿后的交轴电流给定之后，即可对压缩机进行电流环矢量控制。如图2所示，电流环矢量控制模块根据两相静止坐标系下的压缩机电流iα和iβ、磁链角补偿后的直轴电流给定和补偿后的交轴电流给定获取两相静止坐标系下的输出电压即和空间矢量调制模块(SVM，spacevectormodulation)根据两相静止坐标系下的输出电压即和生成6路控制信号，变频驱动模块即可根据6路控制信号控制压缩机的转速。
由此，本发明实施例提出的空调器中压缩机的转矩补偿方法可根据压缩机的运行频率对转矩补偿幅值进行限幅处理，从而在全频率范围内保证转矩补偿后压缩机不退磁、驱动模块不损坏，提升压缩机的转速控制效果。
根据本发明的一个实施例，如图4所示，根据压缩机的运行频率获取转矩补偿限幅阈值，包括：判断压缩机的运行频率是否大于预设的高低频补偿切换频率；如果判断压缩机的运行频率大于预设的高低频补偿切换频率，则采用高频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值；如果判断压缩机的运行频率小于等于预设的高低频补偿切换频率，则采用低频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值，其中，低频补偿阈值大于等于高频补偿阈值。
具体地，可根据压缩机的最高运行频率和实际运行过程中压缩机的振动情况设定高低频补偿切换频率以及低频补偿阈值和高频补偿阈值，其中，高低频补偿切换频率<最高运行频率，低频补偿阈值≥高频补偿阈值。
当压缩机的运行频率小于等于高低频补偿切换频率时，采用低频补偿阈值对转矩补偿幅值进行限幅，即将低频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值，转矩补偿幅值不超过低频补偿阈值；当压缩机的运行频率大于高低频补偿切换频率时，采用高频补偿阈值对转矩补偿幅值进行限幅，即将高频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值，转矩补偿幅值不超过高频补偿阈值。
由此，采用两段式转矩补偿分段限幅方法对转矩补偿幅值进行限幅。
根据本发明的另一个实施例，如图5所示，根据压缩机的运行频率获取转矩补偿限幅阈值，包括：判断压缩机的运行频率是否小于预设的低频补偿频率；如果判断压缩机的运行频率小于预设的低频补偿频率，则采用低频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值；如果判断压缩机的运行频率大于等于预设的低频补偿频率，则进一步判断压缩机的运行频率是否小于等于预设的高频补偿频率，其中，预设的高频补偿频率大于预设的低频补偿频率；如果进一步判断压缩机的运行频率小于等于预设的高频补偿频率，则转矩补偿限幅阈值＝低频补偿阈值+(高频补偿阈值-低频补偿阈值)×(压缩机的当前运行频率-预设的低频补偿频率)/(预设的高频补偿频率-预设的低频补偿频率)；如果进一步判断压缩机的运行频率大于预设的高频补偿频率，则采用高频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值，其中，低频补偿阈值大于等于高频补偿阈值。
具体地，可根据压缩机的最高运行频率和实际运行过程中压缩机的振动情况设定低频补偿频率、高频补偿频率、低频补偿阈值和高频补偿阈值，其中，低频补偿频率<高频补偿频率<最高运行频率，低频补偿阈值≥高频补偿阈值。
当压缩机的运行频率小于低频补偿频率时，采用低频补偿阈值对转矩补偿幅值进行限幅，即将低频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值，转矩补偿幅值不超过低频补偿阈值；当压缩机的运行频率大于等于低频补偿频率且小于等于高频补偿频率时，采用线性化计算转矩补偿限幅阈值，即为低频补偿阈值+(高频补偿阈值-低频补偿阈值)×(压缩机的当前运行频率-低频补偿频率)/(高频补偿频率-低频补偿频率)；当压缩机的运行频率大于高频补偿频率时，采用高频补偿阈值对转矩补偿幅值进行限幅，即将高频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值，转矩补偿幅值不超过高频补偿阈值。
由此，在图4实施例的基础上，本实施例增加了线性平滑过渡区间，从而避免高低频补偿切换频率处的转矩补偿幅值突变。
根据本发明的又一个实施例，如图6所示，根据压缩机的运行频率获取转矩补偿限幅阈值，包括：判断压缩机的运行频率是否小于预设的低频补偿频率；如果判断压缩机的运行频率小于预设的低频补偿频率，则采用低频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值；如果判断压缩机的运行频率大于等于预设的低频补偿频率，则进一步判断压缩机的运行频率是否小于等于预设的高频补偿频率，其中，预设的高频补偿频率大于预设的低频补偿频率；如果进一步判断压缩机的运行频率小于等于预设的高频补偿频率，则转矩补偿限幅阈值＝低频补偿阈值+(高频补偿阈值-低频补偿阈值)×(压缩机的当前运行频率-预设的低频补偿频率)/(预设的高频补偿频率-预设的低频补偿频率)，其中，低频补偿阈值大于等于高频补偿阈值；如果进一步判断压缩机的运行频率大于预设的高频补偿频率且小于预设的补偿截止频率，则转矩补偿限幅阈值＝高频补偿阈值-高频补偿阈值×(压缩机的当前运行频率-预设的高频补偿频率)/(预设的补偿截止频率-预设的高频补偿频率)。
并且，当压缩机的运行频率大于等于预设的补偿截止频率时，转矩补偿限幅阈值为零。
具体地，可根据压缩机的最高运行频率和实际运行过程中压缩机的振动情况设定低频补偿频率、高频补偿频率和补偿截止频率以及低频补偿阈值和高频补偿阈值，其中，低频补偿频率<高频补偿频率<补偿截止频率，低频补偿阈值≥高频补偿阈值。另外，补偿截止频率可以高于最高运行频率，也可以低于最高运行频率。
当压缩机的运行频率小于低频补偿频率时，采用低频补偿阈值对转矩补偿幅值进行限幅，即将低频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值，转矩补偿幅值不超过低频补偿阈值；当压缩机的运行频率大于等于低频补偿频率且小于等于高频补偿频率时，采用线性化计算转矩补偿限幅阈值，即为低频补偿阈值+(高频补偿阈值-低频补偿阈值)×(压缩机的当前运行频率-低频补偿频率)/(高频补偿频率-低频补偿频率)；当压缩机的运行频率大于高频补偿频率且小于补偿截止频率时，采用线性化计算转矩补偿限幅阈值，即为高频补偿阈值-高频补偿阈值×(压缩机的当前运行频率-高频补偿频率)/(补偿截止频率-高频补偿频率)；当压缩机运行频率大于等于补偿截止频率时，转矩补偿限幅阈值为零，即言转矩补偿幅值为零，不再进行转矩补偿。
由此，在图5实施例的基础上，图6的实施例增加了高频范围内的转矩补偿限幅规则，从而使得压缩机高频运行时转矩补偿幅值逐渐减小至零。
在本发明的一个具体实施例中，在三对极单转子压缩机上进行对比实验，并通过实验结果验证本发明实施例的有效性。
控制压缩机从30Hz运行到56Hz，并获取压缩机的U相电流波形。
其中，如图7所示，在未采样转矩补偿时，压缩机的U相电流波形近似正弦波形，一个冷媒压缩周期(压缩机机械转动周期)内三个电周期的U相电流峰值基本相等，即U相电流的波峰差值几乎为零。
如图8所示，假设全频率范围内转矩补偿限幅阈值均为9A，在采样同等限幅的转矩补偿时，压缩机的U相电流波形不再是正弦波形，而是以冷媒压缩周期(压缩机机械转动周期)为周期的周期起伏波动波形，一个冷媒压缩周期内三个电周期的U相电流的波峰差值较大。
对比图7和图8可知，在为采用转矩补偿时，一个机械转动周期内不同电周期的U相电流峰值基本相等；在采样同等限幅的转矩补偿时，一个机械转动周期内不同电周期的U相电流的波峰差值较大。
如图9所示，假设低频补偿频率为35Hz，低频转矩补偿限幅阈值为9A，高频补偿频率为45Hz，高频转矩补偿限幅阈值为3A，即35Hz以下转矩补偿限幅阈值为9A，45Hz以上转矩补偿限幅阈值为3A。在采样图5所示实施例的分段限幅的转矩补偿时，压缩机的U相电流峰值的差值与转矩补偿幅值正相关，当压缩机以30Hz的频率运行时，实际转矩补偿幅值为5A、U相电流的波峰差值约为9A，当压缩机以56Hz的频率运行时，实际转矩补偿幅值为3A、U相电流的波峰差值约为6A。而如图8所示，在采样同等限幅(转矩补偿限幅阈值为9A)的转矩补偿时，当压缩机以30Hz的频率运行时，实际转矩补偿幅值为5A、U相电流的波峰差值约为9A，当压缩机以56Hz的频率运行时，实际转矩补偿幅值为7A、U相电流的波峰差值约为13A。
由图8和图9可知，压缩机的U相电流的波峰差值与转矩补偿幅值正相关，近似为转矩补偿幅值的2倍。并且，对比图8和图9可知，只有转矩补偿幅值达到转矩补偿限幅阈值，转矩补偿限幅阈值才会起作用，使得转矩补偿幅值等于转矩补偿限幅阈值。
综上，根据本发明实施例提出的空调器中压缩机的转矩补偿方法，利用压缩机的运行频率获取转矩补偿限幅阈值，并根据转矩补偿限幅阈值对转矩补偿幅值进行限幅处理，然后根据限幅处理后的转矩补偿幅值和转矩补偿角计算直轴补偿电流和交轴补偿电流，并分别将直轴补偿电流和交轴补偿电流对应叠加到速度环输出的直轴电流给定和交轴电流给定上以对压缩机进行转矩补偿控制。由此，该方法可根据压缩机的运行频率对转矩补偿幅值进行限幅处理，从而在全频率范围内保证转矩补偿后压缩机不退磁、驱动模块不损坏，提升压缩机的转速控制效果。
图10是根据本发明实施例的空调器中压缩机的转矩补偿装置的方框示意图。如图10所示，该空调器中压缩机的转矩补偿装置101包括：获取模块10、转矩补偿计算模块20、转矩补偿控制模块30、转矩补偿限幅模块40、补偿电流计算模块50和叠加模块60。
其中，获取模块10用于获取两相静止坐标系下的压缩机电流，并获取压缩机100的反馈速度和磁链角；转矩补偿计算模块20用于根据两相静止坐标系下的压缩机电流、压缩机的反馈速度、压缩机的速度给定和磁链角计算转矩补偿幅值和转矩补偿角；转矩补偿控制模块30用于获取压缩机100的运行频率，并根据压缩机100的运行频率获取转矩补偿限幅阈值；转矩补偿限幅模块40用于根据转矩补偿限幅阈值对转矩补偿幅值进行限幅处理；补偿电流计算模块50用于根据限幅处理后的转矩补偿幅值和转矩补偿角计算直轴补偿电流和交轴补偿电流；叠加模块60用于分别将直轴补偿电流和交轴补偿电流对应叠加到速度环输出的直轴电流给定和交轴电流给定上，以通过转矩补偿控制模块对压缩机100进行转矩补偿控制。
具体地，可根据三相静止坐标系下的压缩机电流计算两相静止坐标系下的压缩机电流。如图2所示，3/2变换模块102可通过电流采样单元采集压缩机的三相相电流iA、iB和iC，并根据三相相电流iA、iB和iC计算两相静止坐标系下的压缩机电流iα和iβ，以实现三相静止坐标系和两相静止坐标系间的变换，简称3/2变换。进一步地，如图2所示，磁链角及速度估计模块103可根据两相静止坐标系下的压缩机电流即iα和iβ以及两相静止坐标系下的输出电压即和估计出压缩机的反馈速度和磁链角由此，获取模块10即可从3/2变换模块102获取两相静止坐标系下的压缩机电流，并从磁链角及速度估计模块103获取压缩机100的反馈速度和磁链角。
如图3所示，先根据压缩机的反馈速度和压缩机的速度给定获取压缩机的速度误差Δωr，即然后，转矩补偿计算模块20可根据压缩机的速度给定压缩机的反馈速度压缩机的速度误差Δωr、两相静止坐标系下的压缩机电流iα和iβ以及磁链角计算出转矩补偿幅值ATC1和转矩补偿角θTC。
具体地，可将压缩机的运行频率分段，并预先设置每个运行频率段对应的转矩补偿限幅阈值。由此，转矩补偿控制模块30在获取压缩机的运行频率后，判断压缩机运行频率所处的运行频率段，进而根据所处的运行频率段获取对应的转矩补偿限幅阈值。
具体地，根据转矩补偿限幅阈值对转矩补偿幅值进行限幅处理具体可为：将超过转矩补偿限幅阈值的转矩补偿幅值限制为转矩补偿限幅阈值，而将未超过转矩补偿限幅阈值的转矩补偿幅值保持为转矩补偿幅值。如图3所示，转矩补偿限幅模块40可根据转矩补偿限幅阈值对转矩补偿幅值ATC1进行限幅处理以获取限幅处理后的转矩补偿幅值ATC，然后，补偿电流计算模块50即可根据限幅处理后的转矩补偿幅值ATC和转矩补偿角θTC计算直轴补偿电流和交轴补偿电流
进一步地，如图3所示，叠加模块60可将直轴补偿电流叠加到速度环70输出的直轴电流给定上以获取补偿后的直轴电流给定即将交轴补偿电流对应叠加到速度环输出的交轴电流给定上以获取补偿后的交轴电流给定即
这样，如图2所示，在转矩补偿装置101获取补偿后的直轴电流给定和补偿后的交轴电流给定之后，压缩机控制系统即可对压缩机进行电流环矢量控制，即电流环矢量控制模块104根据两相静止坐标系下的压缩机电流iα和iβ、磁链角补偿后的直轴电流给定和补偿后的交轴电流给定获取两相静止坐标系下的输出电压即和空间矢量调制模块(SVM)105通过预设转矩控制算法并根据两相静止坐标系下的输出电压即和生成6路控制信号，变频驱动模块106即可根据6路控制信号控制压缩机100的转速。
由此，本发明实施例提出的空调器中压缩机的转矩补偿装置可根据压缩机的运行频率对转矩补偿幅值进行限幅处理，从而在全频率范围内保证转矩补偿后压缩机不退磁、驱动模块不损坏，提升压缩机的转速控制效果。
根据本发明的一个实施例，如图4所示，转矩补偿控制模块30根据压缩机的运行频率获取转矩补偿限幅阈值时，其中，转矩补偿控制模块30判断压缩机的运行频率是否大于预设的高低频补偿切换频率；如果判断压缩机的运行频率大于预设的高低频补偿切换频率，转矩补偿控制模块30则采用高频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值；如果判断压缩机的运行频率小于等于预设的高低频补偿切换频率，转矩补偿控制模块30则采用低频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值，其中，低频补偿阈值大于等于高频补偿阈值。
具体地，可根据压缩机的最高运行频率和实际运行过程中压缩机的振动情况设定高低频补偿切换频率以及低频补偿阈值和高频补偿阈值，其中，高低频补偿切换频率<最高运行频率，低频补偿阈值≥高频补偿阈值。
当压缩机的运行频率小于等于高低频补偿切换频率时，采用低频补偿阈值对转矩补偿幅值进行限幅，即转矩补偿控制模块30将低频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值，转矩补偿幅值不超过低频补偿阈值；当压缩机的运行频率大于高低频补偿切换频率时，采用高频补偿阈值对转矩补偿幅值进行限幅，即转矩补偿控制模块30将高频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值，转矩补偿幅值不超过高频补偿阈值。
由此，本发明实施例的转矩补偿装置采用两段式转矩补偿分段限幅方法对转矩补偿幅值进行限幅。
根据本发明的另一个实施例，如图5所示，转矩补偿控制模块30根据压缩机的运行频率获取转矩补偿限幅阈值时，其中，转矩补偿控制模块30判断压缩机的运行频率是否小于预设的低频补偿频率；如果判断压缩机的运行频率小于预设的低频补偿频率，转矩补偿控制模块30则采用低频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值；如果判断压缩机的运行频率大于等于预设的低频补偿频率，转矩补偿控制模块30则进一步判断压缩机的运行频率是否小于等于预设的高频补偿频率，其中，预设的高频补偿频率大于预设的低频补偿频率；如果进一步判断压缩机的运行频率小于等于预设的高频补偿频率，则转矩补偿限幅阈值＝低频补偿阈值+(高频补偿阈值-低频补偿阈值)×(压缩机的当前运行频率-预设的低频补偿频率)/(预设的高频补偿频率-预设的低频补偿频率)；如果进一步判断压缩机的运行频率大于预设的高频补偿频率，转矩补偿控制模块30则采用高频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值，其中，低频补偿阈值大于等于高频补偿阈值。
具体地，可根据压缩机的最高运行频率和实际运行过程中压缩机的振动情况设定低频补偿频率、高频补偿频率、低频补偿阈值和高频补偿阈值，其中，低频补偿频率<高频补偿频率<最高运行频率，低频补偿阈值≥高频补偿阈值。
当压缩机的运行频率小于低频补偿频率时，采用低频补偿阈值对转矩补偿幅值进行限幅，即转矩补偿控制模块30将低频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值，转矩补偿幅值不超过低频补偿阈值；当压缩机的运行频率大于等于低频补偿频率且小于等于高频补偿频率时，转矩补偿控制模块30采用线性化计算转矩补偿限幅阈值，即为低频补偿阈值+(高频补偿阈值-低频补偿阈值)×(压缩机的当前运行频率-低频补偿频率)/(高频补偿频率-低频补偿频率)；当压缩机的运行频率大于高频补偿频率时，采用高频补偿阈值对转矩补偿幅值进行限幅，即转矩补偿控制模块30将高频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值，转矩补偿幅值不超过高频补偿阈值。
由此，在图4实施例的基础上，本实施例增加了线性平滑过渡区间，从而避免高低频补偿切换频率处的转矩补偿幅值突变。
根据本发明的又一个实施例，如图6所示，转矩补偿控制模块30根据压缩机的运行频率获取转矩补偿限幅阈值时，其中，转矩补偿控制模块30判断压缩机的运行频率是否小于预设的低频补偿频率；如果判断压缩机的运行频率小于预设的低频补偿频率，转矩补偿控制模块30则采用低频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值；如果判断压缩机的运行频率大于等于预设的低频补偿频率，转矩补偿控制模块30则进一步判断压缩机的运行频率是否小于等于预设的高频补偿频率，其中，预设的高频补偿频率大于预设的低频补偿频率；如果进一步判断压缩机的运行频率小于等于预设的高频补偿频率，则转矩补偿限幅阈值＝低频补偿阈值+(高频补偿阈值-低频补偿阈值)×(压缩机的当前运行频率-预设的低频补偿频率)/(预设的高频补偿频率-预设的低频补偿频率)，其中，低频补偿阈值大于等于高频补偿阈值；如果进一步判断压缩机的运行频率大于预设的高频补偿频率且小于预设的补偿截止频率，则转矩补偿限幅阈值＝高频补偿阈值-高频补偿阈值×(压缩机的当前运行频率-预设的高频补偿频率)/(预设的补偿截止频率-预设的高频补偿频率)。
并且，当压缩机的运行频率大于等于预设的补偿截止频率时，转矩补偿限幅阈值为零。
具体地，可根据压缩机的最高运行频率和实际运行过程中压缩机的振动情况设定低频补偿频率、高频补偿频率和补偿截止频率以及低频补偿阈值和高频补偿阈值，其中，低频补偿频率<高频补偿频率<补偿截止频率，低频补偿阈值≥高频补偿阈值。另外，补偿截止频率可以高于最高运行频率，也可以低于最高运行频率。
当压缩机的运行频率小于低频补偿频率时，采用低频补偿阈值对转矩补偿幅值进行限幅，即转矩补偿控制模块30将低频补偿阈值作为转矩补偿限幅阈值，转矩补偿幅值不超过低频补偿阈值；当压缩机的运行频率大于等于低频补偿频率且小于等于高频补偿频率时，转矩补偿控制模块30采用线性化计算转矩补偿限幅阈值，即为低频补偿阈值+(高频补偿阈值-低频补偿阈值)×(压缩机的当前运行频率-低频补偿频率)/(高频补偿频率-低频补偿频率)；当压缩机的运行频率大于高频补偿频率且小于补偿截止频率时，转矩补偿控制模块30采用线性化计算转矩补偿限幅阈值，即为高频补偿阈值-高频补偿阈值×(压缩机的当前运行频率-高频补偿频率)/(补偿截止频率-高频补偿频率)；当压缩机运行频率大于等于补偿截止频率时，转矩补偿限幅阈值为零，即言转矩补偿幅值为零，不再进行转矩补偿。
由此，在图5实施例的基础上，图6的实施例增加了高频范围内的转矩补偿限幅规则，从而使得压缩机高频运行时转矩补偿幅值逐渐减小至零。
综上，根据本发明实施例提出的空调器中压缩机的转矩补偿装置，转矩补偿控制模块利用压缩机的运行频率获取转矩补偿限幅阈值，并且转矩补偿限幅模块根据转矩补偿限幅阈值对转矩补偿幅值进行限幅处理，然后补偿电流计算模块根据限幅处理后的转矩补偿幅值和转矩补偿角计算直轴补偿电流和交轴补偿电流，叠加模块分别将直轴补偿电流和交轴补偿电流对应叠加到速度环输出的直轴电流给定和交轴电流给定上以对压缩机进行转矩补偿控制。由此，该装置可根据压缩机的运行频率对转矩补偿幅值进行限幅处理，从而在全频率范围内保证转矩补偿后压缩机不退磁、驱动模块不损坏，提升压缩机的转速控制效果。
最后，本发明实施例还提出了一种空调器，包括上述实施例的空调器中压缩机的转矩补偿装置。
根据本发明实施例提出的空调器，压缩机的转矩补偿装置可根据压缩机的运行频率对转矩补偿幅值进行限幅处理，从而在全频率范围内保证转矩补偿后压缩机不退磁、驱动模块不损坏，提升压缩机的转速控制效果。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。