专利名称：永磁同步电机控制方法和装置以及空调设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电机控制技术，尤其涉及一种永磁同步电机控制方法和装置以及空调设备。
背景技术：
随着国家节能减排的等政策的实施,永磁同步电机在空调行业被大幅采用，直流变频越来越受到重视，空调风机和压缩机的全直流化趋势越来越明显，永磁同步电机控制技术得到了大力推广。通常米用PAM(Pulse Amplitude Modulation,脉冲幅度调制)和 PWM(Pulse_WidthModulation,脉宽调制)方式控制IPM (Intelligent Power Module,智能功率模块),通过 IPM进行永磁同步电机的运转控制。IPM中集成了功率开关器件和驱动电路。现有的PAM与PWM配合技术大多是根据电机转速对IPM进行PAM和PWM两种调速方式下的切换一般转速下，通常采用PWM方式控制IPM，即通过发送占空比可调的PWM驱动信号到IPM，控制电机的转速；在PWM驱动信号的占空比达到最大值时，则无法继续通过调高占空比来使电机转速继续升高；此时，现有技术中通过升高IPM的母线电压，即采用PAM控制方式，继续使电机转速升高。然而，本发明的发明人发现，在转速较高时，在采用PWM方式控制IPM时，PWM驱动信号的占空比会较大，从而使得IPM的损耗较大；而且，将PWM驱动信号的占空比调到最大值后，采用PAM方式继续升高转速的过程中，PWM驱动信号的占空比仍处于最大值的状态；仍然使得IPM的损耗较大，电机效率低。因此，现有技术的永磁同步电机控制方法中，电机的IPM损耗较大，导致电机效率较低。
发明内容
本发明实施例提供了一种永磁同步电机控制方法和装置以及空调设备，用以减小电机的IPM损耗，提高电机运转效率。根据本发明的一个方面，提供了一种永磁同步电机控制方法，包括根据转速指令所指示的转速，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比；向母线电压调节电路输出确定的母线电压控制信号，所述母线电压调节电路根据所述母线电压控制信号调节智能功率模块IPM的母线电压；根据确定的占空比向所述IPM输出脉冲驱动信号；所述IPM根据所述脉冲驱动信号控制所述电机的运转。较佳地，在所述确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比之前，还包括从设置于所述IPM中的温度传感器获取所述IPM的温度值；以及所述根据转速指令所指示的转速，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比具体包括根据转速指令所指示的转速以及所述IPM的温度值，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比。在所述确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比之前，还包括从电机信息采集电路获取所述电机的电流和转速信息；以及所述根据转速指令所指示的转速，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比具体包括根据转速指令所指示的转速、所述IPM的温度值，以及所述电机的电流和转速信息，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比。·
其中，所述根据转速指令所指示的转速、所述IPM的温度值，以及所述电机的电流和转速信息，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比具体包括根据所述转速指令所指示的转速，以及所述电机的电流和转速信息，确定出所述电机的矢量电压；根据确定出的矢量电压和所述IPM的温度值，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比。所述根据确定出的矢量电压和所述IPM的温度值，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比具体包括根据确定出的矢量电压和所述IPM的温度值计算出Index值Index = Klx^+ + KlxTim (公式 I)其中，Tipm为所述IPM的温度值，Va和Ve分别为所述矢量电压的实部分量和虚部分量，Kl和K2为预先设定的调节系数；根据计算出的Index值,查找预先存储的参数表,确定出对应于该Index值的母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比。所述参数表中对应Index值记录的母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比是根据如下方法得到设置母线电压控制信号的电压值等于电压初始值，脉冲驱动信号的占空比等于占空比初始值，所述电机控制模块根据设置值控制所述电机的运转；进行N次测试，对于第i次测试的步骤包括将。与5^进行比较；若％大于FtJ，则增加所述电机控制模块输出的母线电压控制信号的电压值，增加所述电机控制模块输出的脉冲驱动信号的占空比；若小于FiJ5则减小所述电机控制模块输出的母线电压控制信号的电压值，减小所述电机控制模块输出的脉冲驱动信号的占空比；其中，f ,力第i次测试时，根据转速指令所指示的转速，以及所述电机信息采集电路当前采集的电机的电流和转速信息，计算出的矢量电压；0为第i_l次测试时，根据转速指令所指示的转速，以及所述电机信息采集电路当前采集的电机的电流和转速信息，计算出的矢量电压；将T;PM_ 进行比较；
若T;PM大于，则增加所述电机控制模块输出的母线电压控制信号的电压值，减小所述电机控制模块输出的脉冲驱动信号的占空比；若小于TH，则减小所述电机控制模块输出的母线电压控制信号的电压值，增加所述电机控制模块输出的脉冲驱动信号的占空比；其中，Tiw为第i次测试时，所述温度传感器检测的温度值；Γρ力第i-1次测试时，所述温度传感器检测的温度值；对应记录第i次测试时的Κβ、Τ; ΡΜ，以及所述电机控制模块第i次测试时输出的母线电压控制信号的电压值，所述电机控制模块第i次测试时输出的脉冲驱动信号的占空比；在完成所述N次测试后，从记录的~2^中选择出最小值Γ&，根据I丨确定出其对应的V; ;Γ;Μ为第m次测试时，所述温度传感器检测的温度值；根据！^,和％计算Index值,将计算出的Index值与第m次测试时记录的母线电压控制信号的电压值、脉冲驱动信号的占空比对应记录到所述参数表中。根据本发明的另一个方面，提供了一种永磁同步电机控制装置，包括电机控制模块，用于根据转速指令所指示的转速，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比；输出确定的母线电压控制信号，并根据确定的占空比向智能功率模块IPM输出脉冲驱动信号；母线电压调节电路，用于根据所述电机控制模块输出的母线电压控制信号调节所述IPM的母线电压；所述IPM根据所述脉冲驱动信号控制所述电机的运转。进一步，所述装置还包括设置于所述IPM内的温度传感器；所述电机控制模块还用于从所述温度传感器获取所述IPM的温度值；并还根据所述IPM的温度值确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比。进一步，所述装置还包括电机信息采集电路，用于采集所述电机的电流和转速信息；以及所述电机控制模块还用于从所述电机信息采集电路获取所述电机的电流和转速信息；并还根据所述电机的电流和转速信息，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比。其中，所述电机控制模块具体包括矢量电压确定单元，用于根据所述转速指令所指示的转速，以及从所述电机信息采集电路获取的所述电机的电流和转速信息，确定出所述电机的矢量电压；控制信号确定单元，用于根据所述矢量电压确定单元确定出的矢量电压，以及从所述温度传感器获取所述IPM的温度值，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比并输出。所述控制信号确定单元具体用于根据所述矢量电压和所述IPM的温度值，依如下公式I计算出Index值；并根据计算出的Index值,查找预先存储的参数表,确定出对应于该Index值的母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比并输出；Index = Klx+V^ + K2xTIPM(公式 I)
其中，Tipm为所述IPM的温度值，Va和Ve分别为所述矢量电压的实部分量和虚部分量，Kl和K2为预先设定的调节系数。根据本发明的另一个方面，提供了一种空调设备，包括如上所述的永磁同步电机控制装置，以及主控模块，用于在控制所述空调设备的过程中向所述装置的电机控制模块发送所述转速指令。本发明实施例由于同时确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比，同时可以通过母线电压控制信号进行PAM控制，通过脉冲驱动信号进行PWM控制，这样，在转速较高时，可以输出较小占空比的PWM驱动信号控制IPM，并同时通过PAM方式升高母线电压来使得转速达到要求，而不必由于仅用PWM控制方法而输出较大占空比的PWM驱动信号控制 IPM,从而减小了 IPM的损耗，提高了电机效率。
图1、4为本发明实施例的永磁同步电机控制装置内部结构框图；图2为本发明实施例的永磁同步电机控制方法流程图；图3为本发明实施例的确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比的具体方法流程图；图5为本发明实施例的空调设备的内部结构框图；图6为本发明实施例的参数表中的记录值的确定方法流程图；图7a为现有技术的电机控制方法下的记载在IPM上的信号的示意图；图7b为本发明实施例的电机控制方法下的记载在IPM上的信号的示意图；图8a、8b分别为本发明实施例的电机升速、降速过程中矢量电压变化示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。本申请使用的“模块”、“系统”等术语旨在包括与计算机相关的实体，例如但不限于硬件、固件、软硬件组合、软件或者执行中的软件。例如，模块可以是，但并不仅限于处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行的线程、程序和/或计算机。举例来说，计算设备上运行的应用程序和此计算设备都可以是模块。一个或多个模块可以位于执行中的一个进程和/或线程内。本发明的发明人基于上述的对IPM损耗较大，导致电机效率较低的原因的分析，在本发明实施例的技术方案中，同时使用PWM和PAM方式对IPM进行控制，也就是说，在以PWM方式控制IPM时，还同时可以进行PAM的调节；这样，在转速较高时，可以输出较小占空比的PWM驱动信号控制IPM，并同时通过PAM方式升高母线电压来使得转速达到要求，而不必由于仅用PWM控制方法而输出较大占空比的PWM驱动信号控制IPM，从而减小了 IPM的损耗，提闻了电机效率。
下面结合附图详细说明本发明实施例的具体技术方案。本发明实施例提供的永磁同步电机控制装置，如图I所示，包括电机控制模块101、母线电压调节电路102、智能功率模块 IPM103。电机控制模块101进行永磁同步电机控制的方法流程图，如图2所示，包括如下步骤S201 :根据转速指令所指示的转速，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比。具体地，电机控制模块101根据转速指令所指示的转速，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比。S202 :向母线电压调节电路输出确定的母线电压控制信号，并根据确定的占空·比向IPM103输出脉冲驱动信号。电机控制模块101在确定出母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比后，根据确定的占空比向IPM103输出脉冲驱动信号，并且向母线电压调节电路102输出确定的母线电压控制信号。电机控制模块101用于根据转速指令所指示的转速，确定出母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比；电机控制模块101将确定的母线电压控制信号输出到母线电压调节电路102，并根据确定的占空比向IPM103输出脉冲驱动信号。电机控制模块101通过向IPM103输出占空比可调的脉冲驱动信号，从而实现对IPM103 的 PWM 控制。母线电压调节电路102根据电机控制模块101输出的母线电压控制信号调节输入到IPM103的母线电压；从而实现对IPM103的PAM控制。IPM103根据母线电压调节电路102调节的母线电压，以及电机控制模块101输出的脉冲驱动信号控制永磁同步电机的运转。这样，就同时实现了对IPM103的PAM控制和PWM控制。电机控制模块101根据转速指令所指示的转速，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比的具体方法可以是电机控制模块101查找一个预先存储的关系表，在该关系表中记录了转速和母线电压控制信号之间的对应关系，以及转速和脉冲驱动信号的占空比之间的对应关系。例如，表I中示出了不同转速下，所对应的母线电压控制信号的电压值和脉冲驱动信号的占空比值表I
转速 105ipm 12 Orpm 135rpm ISOrpm ....... 975rpm 990rpm .......
母线电压 311V 313V314V 315V ....... 348V 350V.......
控制信号
的电压值
占空比值 99 I 98. 6 I 98 97.6..............78 77.5 ......该关系表中的对应关系可以是预先通过实验获得的较佳参数，例如，通过实验发现，电机在某个转速下，所使用的母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比使得IPM的损耗较小，电机运转效率较高，则在关系表中对应于该转速记录下所使用的母线电压控制信号的电压值和脉冲驱动信号的占空比值。电机控制模块101从关系表中确定出与转速指令所指示的转速相对应的母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比。进一步，永磁同步电机控制装置还可包括设置于IPM103内的温度传感器(图中未标)。电机控制模块101与温度传感器相连，电机控制模块101在确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比之前，从温度传感器获取IPM103的温度值；在获取IPM103的温度值后，根据转速指令所指示的转速以及IPM103的温度值，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比。事实上，IPM103的温度值可以反映IPM103的损耗情况通常，IPM103的损耗越大则IPM103的温度越高，在确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比时，还参考IPM103的温度值就是在参考IPM103的损耗情况，以选取可以降低IPM103损耗的母线电压 控制信号和脉冲驱动信号的占空比。进一步，永磁同步电机控制装置还可包括电机信息采集电路104。电机信息采集电路104用于采集永磁同步电机的电流和转速信息。电机控制模块101与电机信息采集电路104相连，电机控制模块101在确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比之前，还从电机信息采集电路104获取永磁同步电机的电流和转速信息；在获取永磁同步电机的电流和转速信息后，根据转速指令所指示的转速、IPM103的温度值，以及所述电机的电流和转速信息，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比。电机控制模块101根据转速指令所指示的转速、IPM103的温度值，以及所述电机的电流和转速信息，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比的具体方法流程图，如图3所示，具体可以包括如下步骤S301 :根据所述转速指令所指示的转速，以及所述电机的电流和转速信息，确定出所述电机的矢量电压。在现有技术中，为了实现对永磁同步电机更为精确的控制，通常需要采集电机的电流和转速信息作为反馈量，根据转速指令所指示的转速，以及采集的反馈量来计算用于控制电机的矢量电压。由此，根据所述转速指令所指示的转速，以及所述电机的电流和转速信息，确定出所述电机的矢量电压的方法可采用现有技术的方法，为本领域技术人员所熟知，此处不再赘述。S302 :根据确定出的矢量电压和IPM103的温度值，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比。具体地，根据如下公式1，以确定出的矢量电压和IPM103的温度值计算出Index值Index = Klx小 KIxTipm(公式 I)其中，Tipm为IPM103的温度值，Va和Ve分别为所述矢量电压的实部分量和虚部分量，Kl和K2为预先设定的调节系数。本领域技术人员可以根据实际情况设置Kl和K2，例如，设置Kl为O. 005，K2为O. 02。在计算出Index值后,根据Index值确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比可以根据计算出Index值,从预先存储的参数表中确定出与该Index值对应的母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比。一个具体的参数表可以如下表2所示表2
Index I I I 2 I 3 I 4 I ....... 118 119 ....... 母线电压311V313V 314V315Y ....... 348V350V.......
控制信号
的电压值_________
占空比值 99 I 98. 6 I % I 97 6 I ..............78 [ 77 5 | ……表2中的各Index值下的母线电压控制信号的电压值和脉冲驱动信号的占空比可以是预先通过实验得到的较佳数据。当然，本领域技术人员可以根据本发明公开的内容，采用其它的方法来确定母线电压控制信号的电压值和脉冲驱动信号的占空比，例如，通过运用Index值计算母线电压控制信号的电压值，或者通过运用Index值计算脉冲驱动信号的占空比。而这些方法在不脱离本发明原理的前提下，都应视为本发明的保护范围。上述的电机控制模块101具体可以包括矢量电压确定单元111、控制信号确定单元 112。矢量电压确定单元111用于根据所述转速指令所指示的转速，以及从所述电机信息采集电路获取的所述电机的电流和转速信息，确定出所述电机的矢量电压；控制信号确定单元112用于根据所述矢量电压确定单元确定出的矢量电压，以及从所述温度传感器获取所述IPM的温度值，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比并输出。进一步，电机控制模块101中还可包括参数表存储单元113。在参数表存储单元113中预先存储了参数表。具体地，控制信号确定单元112根据所述矢量电压和所述IPM的温度值计算出Index值，具体的计算方法可采用上述的公式I的计算方法；之后，根据计算出的Index值，查找参数表存储单元113中预先存储的参数表，确定出对应于该Index值的母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比并输出。上述的母线电压调节电路102可以有多种实现方式，为本领域技术人员所熟知的技术；例如，可以采用如图4所示的电路，其工作原理为电机控制模块输出母线电压控制信号后，该母线电压控制信号的电压值与与当前母线电压值比较，被分别被送入到电压误差放大器Ul的输入端；整流电压检测值和电压误差放大器Ul的输出电压信号共同加到乘法器U2的输入端，乘法器U2的输出则作为电流反馈控制的基准信号，与输入电流值分别被送入到电流误差放大器U3，电流误差放大器U3的输出再经过PWM比较器U4，控制IGBT的通断，控制电容的冲放电，从而实现IPM的母线电压调节。本发明实施例的永磁同步电机控制装置可以应用在多种设备中，例如应用在空调设备中。本发明实施例提供的一种应用了上述永磁同步电机控制装置的空调设备，如图5所示，包括主控模块、以及如上所述的永磁同步电机控制装置。主控模块在控制所述空调设备的过程中，可以向如上所述的永磁同步电机控制装置的电机控制模块发送转速指令；永磁同步电机控制装置在接收到转速指令后，根据该指令所指示的转速控制电机的运转。上述的参数表是使用上述的永磁同步电机控制装置事先对电机进行测试后得到的选取若干个电机的转速点，对于其中的每个转速点以以下测试方法流程进行测试，并得到该转速点下的Index值，以及与Index值对应的母线电压控制信号的电压值和脉冲驱动信号的占空比，并记录下来。具体方法流程如图6所示，包括如下步骤S601 设置母线电压控制信号的电压值等于电压初始值，脉冲驱动信号的占空比等于占空比初始值，根据设置值控制电机的运转，令测试次数i=0。具体地，电机控制模块101根据设置的电压值输出母线电压控制信号到母线电压调节电路，根据设置的占空比值输出脉冲驱动信号到IPM，控制永磁同步电机进行运转。S602 :根据转速指令所指示的转速，以及采集的电机的电流和转速信息，计算电机的矢量电压「^后，测试次数加I :i = i+1。·具体地，电机控制模块101根据转速指令所指示的转速，以及电机信息采集电路104采集的电机的电流和转速信息，计算出电机的矢量电压之后，测试次数加I。之后，根据如下步骤进行N次测试S603 :判断测试周期是否到达；若到达，执行以下步骤S604 ;否则，等待。S604 :根据转速指令所指示的转速，以及采集的电机的电流和转速信息，计算电机的矢量电压。具体地，电机控制模块101根据转速指令所指示的转速，以及电机信息采集电路104当前采集的电机的电流和转速信息，计算出电机的矢量电压Viap aS605:将Gjs与之前计算的进行比较；若%大于P;1，则执行步骤S606 ;若匕小于 P，则执行步骤S607 ;若％等于Vg ,则执行步骤S608。具体地，将1^的模值与1 1的模值进行比较；若的模值大于FiJ1的模值，则执行步骤S606;若的模值小于的模值，则执行步骤S607 ;若的模值等于FcJ1的模值，则执行步骤S608。其中，F。为第i次测试时，计算得到的矢量电压， ;力第i-Ι次测试时，计算得到的矢量电压。S606 :增加母线电压控制信号的电压值，增加脉冲驱动信号的占空比，跳转到S608。具体地，增加电机控制模块101输出的母线电压控制信号的电压值，例如，将其增加一个设定值A ;增加电机控制模块101输出的脉冲驱动信号的占空比，例如，将其增加一个设定值B。本领域技术人员可以根据实际情况，设置设定值A和设定值B。S607 :减小母线电压控制信号的电压值，减小脉冲驱动信号的占空比。具体地，减小电机控制模块101输出的母线电压控制信号的电压值，例如，将其减小一个设定值A ;减小电机控制模块101输出的脉冲驱动信号的占空比，例如，将其减小一个设定值B。S608 :比较T;PM_ d ;若T;FM大于H测执行步骤S609 ;若小于TpM ,则执行步骤S610 ;若T;PM等于T=f，则执行步骤S610。具体地，T;PM为第i次测试时，设置于IPM103内的温度传感器检测的IPM103的温度值；泣为第i-ι次测试时，设置于IPM103内的温度传感器检测的IPM103的温度值；电机控制模块101对从温度传感器获取的7^ 与F=进行比较；若T;PM大于Γ=，则执行步骤S609 ;若Iiw小于7；=,则执行步骤S610 ;若等于T ,则执行步骤S610。S609 :增加母线电压控制信号的电压值，减小脉冲驱动信号的占空比，跳转到S611。具体地，增加电机控制模块101输出的母线电压控制信号的电压值，例如，将其增加一个设定值C ;减小电机控制模块101输出的脉冲驱动信号的占空比，例如，将其减小一个设定值D。本领域技术人员可以根据实际情况，设置设定值C和设定值D，例如，设置设定值C等于设定值Α，设置设定值D等于设定值B。 S610 :减小母线电压控制信号的电压值，增加脉冲驱动信号的占空比。具体地，减小电机控制模块101输出的母线电压控制信号的电压值，例如，将其减小一个设定值C ;增加电机控制模块101输出的脉冲驱动信号的占空比，例如，将其增加一个设定值D。S611 :对应记录％ .Ttipil、当前的母线电压控制信号的电压值、当前的脉冲驱动信号的占空比。具体地，对应记录、T;m，以及电机控制模块101当前输出的母线电压控制信号的电压值(即第i次测试时电机控制模块101输出的母线电压控制信号的电压值)、电机控制模块101当前输出的脉冲驱动信号的占空比(即第i次测试时电机控制模块101输出的脉冲驱动信号的占空比)。S612 :判断测试次数i是否等于设定的测试次数最大值N ;若是，执行步骤S613 ；否则，测试次数i加I :i = i+Ι后，跳转到步骤S603。S613 :从记录的IPM103的温度值中选出最小的温度值，并确定该最小的温度值所对应的矢量电压、母线电圧控制信号的电压值、脉冲驱动信号的占空比。即从记录的T1ipm I P选择出最小值，例如，选择出第m次测试的IJm为其中最小的值，进一步，确定出所对应的矢量电压匕、第m次测试时记录的母线电压控制信号的电压值、脉冲驱动信号的占空比。TH弟N次测试时，温度传感器检测的IPM103的温度值。Tip力第m次测试时，温度传感器检测的IPM103的温度值。bbi4 :根据！^,和丨P汁算Index值,将计算出的Index值与第m次测试时记录的母线电压控制信号的电压值、脉冲驱动信号的占空比对应记录到上述的参数表中。本发明实施例由于同时确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比，同时可以通过母线电压控制信号进行PAM控制，通过脉冲驱动信号进行PWM控制，这样，在转速较高时，可以输出较小占空比的PWM驱动信号控制IPM，并同时通过PAM方式升高母线电压来使得转速达到要求，而不必由于仅用PWM控制方法而输出较大占空比的PWM驱动信号控制IPM，从而减小了 IPM的损耗，提高了电机效率。图7a示出了在现有技术的控制方法下，力口载在IPM上的信号的示意图；图7b示出了在本发明的控制方法下，加载在IPM上的信号的示意图；由图7a和图7b的对比，可以看出，随着电机的转速升高，例如，在转速大于V1后，现有技术的控制方法中IPM上的信号的占空，相比于本发明的控制方法中IPM上的信号的占空比，越来越大；由于本发明的控制方法中同时还采用了 PAM的控制方式来提升IPM的母线电压，使得信号的占空比不必太大，从而减小了 IPM的损耗，提高了电机效率。并且，本发明实施例的永磁同步电机方法还可使矢量电压变化平缓，不会突然变化；图8a示出了电机升速时，电机的矢量电压的变化；图8b示出了电机降速时，电机的矢量电压的变化。 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步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读取存储介质中，如R0M/RAM、磁碟、光盘等。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种永磁同步电机控制方法，包括 根据转速指令所指示的转速，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比； 向母线电压调节电路输出确定的母线电压控制信号，所述母线电压调节电路根据所述母线电压控制信号调节智能功率模块IPM的母线电压； 根据确定的占空比向所述IPM输出脉冲驱动信号；所述IPM根据所述脉冲驱动信号控制所述电机的运转。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，在所述确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比之前，还包括 从设置于所述IPM中的温度传感器获取所述IPM的温度值；以及 所述根据转速指令所指示的转速，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比具体包括 根据转速指令所指示的转速以及所述IPM的温度值，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比之前，还包括 从电机信息采集电路获取所述电机的电流和转速信息；以及 所述根据转速指令所指示的转速，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比具体包括 根据转速指令所指示的转速、所述IPM的温度值，以及所述电机的电流和转速信息，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据转速指令所指示的转速、所述IPM的温度值，以及所述电机的电流和转速信息，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比具体包括 根据所述转速指令所指示的转速，以及所述电机的电流和转速信息，确定出所述电机的矢量电压； 根据确定出的矢量电压和所述IPM的温度值，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据确定出的矢量电压和所述IPM的温度值，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比具体包括 根据确定出的矢量电压和所述IPM的温度值计算出Index值
6.—种永磁同步电机控制装置,包括 电机控制模块，用于根据转速指令所指示的转速，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比；输出确定的母线电压控制信号，并根据确定的占空比向智能功率模块IPM输出脉冲驱动信号； 母线电压调节电路，用于根据所述电机控制模块输出的母线电压控制信号调节所述IPM的母线电压； 所述IPM根据所述脉冲驱动信号控制所述电机的运转。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括设置于所述IPM内的温度传感器； 所述电机控制模块还用于从所述温度传感器获取所述IPM的温度值；并还根据所述IPM的温度值确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括 电机信息采集电路，用于采集所述电机的电流和转速信息；以及所述电机控制模块还用于从所述电机信息采集电路获取所述电机的电流和转速信息；并还根据所述电机的电流和转速信息，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电机控制模块具体包括 矢量电压确定单元，用于根据所述转速指令所指示的转速，以及从所述电机信息采集电路获取的所述电机的电流和转速信息，确定出所述电机的矢量电压； 控制信号确定单元，用于根据所述矢量电压确定单元确定出的矢量电压，以及从所述温度传感器获取所述IPM的温度值，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比并输出。
10.一种空调设备，包括如权利要求6-9任一所述的装置，以及主控模块，用于在控制所述空调设备的过程中向所述装置的电机控制模块发送所述转速指令。
全文摘要
本发明公开了一种永磁同步电机控制方法和装置以及空调设备，所述方法包括根据转速指令所指示的转速，确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比；向母线电压调节电路输出确定的母线电压控制信号，母线电压调节电路根据所述母线电压控制信号调节IPM的母线电压；根据确定的占空比向所述IPM输出脉冲驱动信号；所述IPM根据所述脉冲驱动信号控制所述电机的运转。由于同时确定母线电压控制信号和脉冲驱动信号的占空比，可以同时进行PAM控制和PWM控制，这样，在转速较高时，可以输出较小占空比的PWM驱动信号控制IPM，并同时通过PAM方式升高母线电压来使得转速达到要求，从而减小了IPM的损耗，提高了电机效率。
文档编号H02P6/08GK102957366SQ201210347788
公开日2013年3月6日 申请日期2012年9月18日 优先权日2012年9月18日
发明者张俊喜, 李希志, 李丛来, 王天鸿 申请人:青岛海信日立空调系统有限公司