本发明涉及变频空调技术领域，更具体的说，涉及一种压缩机驱动电压饱和控制方法及装置。
背景技术：
随着国内空调行业能效等级的提升以及变频空调在市场上的不断普及，变频控制器在空调压缩机驱动可靠性上的要求越来越高。然而，在国内，特别是一些欠发达的县、乡村地区，供电电网的波动较大，在空调运行过程中，输入电压急速下降的情况非常普遍。为保证在输入电压急速下降的情况下，使空调压缩机的正常运行，而不产生停机现象，需要在压缩机驱动算法中，加入压缩机驱动电压饱和控制。
现有的压缩机驱动电压饱和控制方案为：计算当前电压饱和率Vrat,当因空调的输入电压下降，导致当前电压饱和率Vrat提升至某一界限值Vratlimit时，控制速度指令ω*按某一速度下降，其中，速度指令ω*的下降区间可参见图1右上角向下箭头所示区间，Vmax为变频控制器能够提供的最大电压值，随输入电压下降而下降，以降低电压饱和率，直至电压饱和率低于界限值。
基于上述论述可知，传统控制方案是通过在速度环中控制速度指令下降方式防止电压饱和率上升。然而，本领域技术人员知晓，从速度指令到PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)输出，将经过速度环和电流环控制。而速度环的响应时间通常都比较慢，因此，导致在空调的输入电压下降比较快的情况下，无法达到快速降低电压饱和率的目的，最终使电机运行在可允许的电压范围外，甚至使电机脱调停机。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明公开一种压缩机驱动电压饱和控制方法及装置，以解决传统方案中，因速度环响应时间慢，而导致在空调的输入电压下降比较快的情况下，无法达到快速降低电压饱和率的目的，最终使电机运行在可允许的电压范围外，甚至使电机脱调停机的问题。
一种压缩机驱动电压饱和控制方法，包括：
根据电压饱和率计算公式计算得到当前电压饱和率；
当所述当前电压饱和率大于预设界限值时，控制速度环积分项数值按照预设第一速度幅度下降，直至所述当前电压饱和率低于所述预设界限值；
其中，在所述速度环积分项数值下降过程中，速度环输入项数值变更为零，速度指令值由初始第一速度指令变更为第二速度指令，且所述第二速度指令与电机的实际转速相同。
优选的，当所述当前电压饱和率下降至低于所述预设界限值时，所述控制方法还包括：
控制所述第二速度指令以预设第二速度幅度增加，直至所述第二速度指令与所述第一速度指令相同。
优选的，所述电压饱和率计算公式为：
式中，Vrat为所述当前电压饱和率，Vd*为d轴电压指令，Vq*为q轴电压指令，Vmax为变频控制器能够提供的最大电压值，随输入电压下降而下降。
一种压缩机驱动电压饱和控制装置，包括：
计算单元，用于根据电压饱和率计算公式计算得到当前电压饱和率；
第一控制单元，用于当所述当前电压饱和率大于预设界限值时，控制速度环积分项数值按照预设第一速度幅度下降，直至所述当前电压饱和率低于所述预设界限值；
其中，在所述速度环积分项数值下降过程中，速度环输入项数值变更为零，速度指令值由初始第一速度指令变更为第二速度指令，且所述第二速度指令与电机的实际转速相同。
优选的，还包括：
第二控制单元，用于当所述当前电压饱和率下降至低于所述预设界限值时，控制所述第二速度指令以预设第二速度幅度增加，直至所述第二速度指令与所述第一速度指令相同。
优选的，所述电压饱和率计算公式为：
式中，Vrat为所述当前电压饱和率，Vd*为d轴电压指令，Vq*为q轴电压指令，Vmax为变频控制器能够提供的最大电压值，随输入电压下降而下降。
从上述的技术方案可知，本发明公开了一种压缩机驱动电压饱和控制方法及装置，当确定当前电压饱和率大于预设界限值时，控制速度环积分项数值按照预设第一速度幅度下降，直至当前电压饱和率低于预设界限值，在速度环积分项数值下降过程中，速度环输入项数值变更为零，此时，速度环积分项数值与电流指令相等，因此，本发明实现了在电流环中通过控制电流指令下降的方式来防止电压饱和率上升，相比传统方案在速度环中控制速度指令下降方式防止电压饱和率上升而言，本发明直接采用控制速度环积分项数值下降的方式，跳过了速度PI调节器控制，从控制环节来看，减少了速度环控制的延时，也即有效减少了速度环的响应时间，从而加快了电压饱和率的下降响应速度，继而有效避免了在空调的输入电压下降比较快的情况下，无法快速达到降低电压饱和率的情况，保证了电机在可允许范围内运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。
图1为传统压缩机驱动电压饱和控制曲线图；
图2为本发明实施例公开的一种压缩机驱动电压饱和控制方法的流程图；
图3为现有技术公开的一种压缩机驱动电压饱和控制方法的流程图；
图4为本发明实施例公开的一种压缩机驱动算法流程图；
图5为本发明实施例公开的一种压缩机驱动电压饱和控制方法的流程图；
图6为本发明实施例公开的另一种压缩机驱动算法流程图；
图7为本发明实施例公开的一种压缩机驱动电压饱和控制装置的结构示意图；
图8为本发明实施例公开的另一种压缩机驱动电压饱和控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种压缩机驱动电压饱和控制方法及装置，以解决传统方案中，因速度环响应时间慢，而导致在空调的输入电压下降比较快的情况下，无法达到快速降低电压饱和率的目的，最终使电机运行在可允许的电压范围外，甚至使电机脱调停机的问题。
参见图2，本发明一实施例公开的一种压缩机驱动电压饱和控制方法的流程图，该控制方法包括步骤：
步骤S101、根据电压饱和率计算公式计算得到当前电压饱和率；
其中，电压饱和率计算公式为：
式中，Vrat为当前电压饱和率，Vd*为d轴电压指令，Vq*为q轴电压指令，Vmax为变频控制器能够提供的最大电压值，随输入电压下降而下降。
步骤S102、在当前电压饱和率大于预设界限值Vratlimit时，控制速度环积分项数值按照预设第一速度幅度下降，直至当前电压饱和率低于预设界限值Vratlimit；
第一速度幅度的具体数值依据实际需要而定，本发明在此不做限定。
其中，在速度环积分项数值下降过程中，速度环输入项数值变更为零，速度指令值不再维持原有的第一速度指令ω*，而是由初始的第一速度指令ω*变更为第二速度指令ω**，且第二速度指令ω**与电机的实际转速ω相同。需要说明的是，第一速度指令ω*也即传统方案中在速度环中所需控制下降的速度指令，通过控制第一速度指令ω*下降防止电压饱和率上升，第一速度指令ω*为应用系统根据不同情况的需求给出的速度指令。
本领域技术人员可以理解，在速度环积分项数值下降过程中，速度环输入项数值变更为零，此时，速度环积分项数值与电流指令I*相等，因此，本发明实现了在电流环中通过控制电流指令下降的方式来防止电压饱和率上升。
一般压缩机驱动算法中，如图3所示，压缩机驱动速度环执行一次的时间为1ms至3ms之间，压缩机驱动电流环执行一次的时间为140us至250us之间，从执行时间上来说，本发明将直接在电流环中控制电流指令下降，取代了在速度环控制速度指令下降，因此减少了速度环的响应时间，使压缩机频率实际下降响应大大提升；从控制环节上来说，本发明直接采用控制速度环积分项数值下降的(即控制电流指令I*下降)方式，跳过了速度PI(Proportional Integral)调节器控制，减少了速度环控制的延时，也即减少了速度环的响应时间，从而加快了电压饱和率的下降响应速度，继而有效避免了在空调的输入电压下降比较快的情况下，无法快速达到降低电压饱和率的情况，保证了电机在可允许范围内运行。
为进一步说明本发明所提供的控制方法的工作原理，参见图4，本发明一实施例公开的一种压缩机驱动算法流程图，在速度环积分项数值下降过程中，速度环输入项数值变更为零，速度指令值不再维持原有的第一速度指令ω*，而是由初始的第一速度指令ω*变更为第二速度指令ω**，且第二速度指令ω**与电机的实际转速ω相同。第二速度指令ω**与电机的实际转速ω的差值，作为速度环PI调节器11(包括：kp和Ki/s)的输入，经过速度环PI调节器11调节得到电流指令I*，电流指令I*根据进角(见图3中的-sinβ和cosβ)概念，分为d轴电流指令Id*和q轴电流指令Iq*，d轴电流指令Id*和q轴电流指令Iq*与实际电流的差值，该差值包括：d轴电流指令Id*和id的差值以及q轴电流指令Iq*与iq的差值，作为电流环PI调节器12的输入，并经过解耦后，产生d轴电压指令Vd*和q轴电压指令Vq*，d轴电压指令Vd*和q轴电压指令Vq*经过dq坐标变换(dq→abc)得出电机三相U，V，W的输出电压指令，经过PWM调制后得到PWM输出至电机，电机的实际电流，包括U，V，W三相电流经过dq坐标逆变换(dq→abc)得到id和iq作为反馈。
为进一步优化上述实施例，参见图5，本发明另一实施例公开的一种压缩机驱动电压饱和控制方法的流程图，在图2所示实施例的基础上，在步骤S102之后，还包括步骤：
步骤S103、在当前电压饱和率下降至低于预设界限值时，控制第二速度指令以预设第二速度幅度增加，直至第二速度指令ω**与第一速度指令ω*相同。
在当前电压饱和率下降至低于预设界限值时，控制第二速度指令ω**以预设第二速度幅度向第一速度指令ω*变化趋近，可参见图6所示的压缩机驱动算法流程图，这样做的目的为：由于本发明在速度环速度指令追加了中间过程变量第二速度指令ω**，使得在空调的输入电压恢复正常时，速度指令可由第二速度指令ω**逐步恢复至第一速度指令ω*，以避免速度指令突变，导致电流过冲，压缩机停机现象。
与上述方法实施例相对应，本发明还公开了一种压缩机驱动电压饱和控制装置。
参见图7，本发明一实施例公开的一种压缩机驱动电压饱和控制装置的结构示意图，该控制装置包括：
计算单元201，用于根据电压饱和率计算公式计算得到当前电压饱和率；
其中，电压饱和率计算公式为：
式中，Vrat为当前电压饱和率，Vd*为d轴电压指令，Vq*为q轴电压指令，Vmax为变频控制器能够提供的最大电压值，随输入电压下降而下降。
第一控制单元202，用于当所述当前电压饱和率大于预设界限值时，控制速度环积分项数值按照预设第一速度幅度下降，直至所述当前电压饱和率低于所述预设界限值；
第一速度幅度的具体数值依据实际需要而定，本发明在此不做限定。
其中，在速度环积分项数值下降过程中，速度环输入项数值变更为零，速度指令值不再维持原有的第一速度指令ω*，而是由初始的第一速度指令ω*变更为第二速度指令ω**，且第二速度指令ω**与电机的实际转速ω相同。需要说明的是，第一速度指令ω*也即传统方案中在速度环中所需控制下降的速度指令，通过控制第一速度指令ω*下降防止电压饱和率上升，第一速度指令ω*为应用系统根据不同情况的需求给出的速度指令。
本领域技术人员可以理解，在速度环积分项数值下降过程中，速度环输入项数值变更为零，此时，速度环积分项数值与电流指令I*相等，因此，本发明实现了在电流环中通过控制电流指令下降的方式来防止电压饱和率上升。
一般压缩机驱动算法中，如图3所示，压缩机驱动速度环执行一次的时间为1ms至3ms之间，压缩机驱动电流环执行一次的时间为140us至250us之间，从执行时间上来说，本发明将直接在电流环中控制电流指令下降，取代了在速度环控制速度指令下降，因此减少了速度环的响应时间，使压缩机频率实际下降响应大大提升；从控制环节上来说，本发明直接采用控制速度环积分项数值下降的(即控制电流指令I*下降)方式，跳过了速度PI(Proportional Integral)调节器控制，减少了速度环控制的延时，也即减少了速度环的响应时间，从而加快了电压饱和率的下降响应速度，继而有效避免了在空调的输入电压下降比较快的情况下，无法快速达到降低电压饱和率的情况，保证了电机在可允许范围内运行。
为进一步优化上述实施例，参见图8，本发明另一实施例公开的一种压缩机驱动电压饱和控制装置的结构示意图，在图7所示实施例的基础上，该控制装置还包括：
第二控制单元201，用于当所述当前电压饱和率下降至低于所述预设界限值时，控制所述第二速度指令以预设第二速度幅度增加，直至所述第二速度指令与所述第一速度指令相同。
在当前电压饱和率下降至低于预设界限值时，控制第二速度指令ω**以预设第二速度幅度向第一速度指令ω*变化趋近，可参见图6所示的压缩机驱动算法流程图，这样做的目的为：由于本发明在速度环速度指令追加了中间过程变量第二速度指令ω**，使得在空调的输入电压恢复正常时，速度指令可由第二速度指令ω**逐步恢复至第一速度指令ω*，以避免速度指令突变，导致电流过冲，压缩机停机现象。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。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过程、方法、物品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过程、方法、物品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过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书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。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。