磁极对数的确定方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明适用于三相电机领域，提供了磁极对数的确定方法和装置。以速度开环电流闭环模式控制三相电机的转子转动；在第一时间，获取所述三相电机的第一相电流，获取所述转子的第一角加速度；在第二时间，获取所述三相电机的第二相电流，获取所述转子的第二角加速度，所述第一时间与所述第二时间之间间隔的时间小于指定阈值；根据以所述第一相电流、所述第一角加速度、所述第二相电流和所述第二角加速度确定的关系模型，计算出磁极对数。这样，在三相电机的实际工作中，该确定磁极对数比三相电机的生产厂家提供的磁极对数更加精确，从而可根据本发明确定的磁极对数更加精确地确定其它电机参数(例如电角速度)。
【专利说明】磁极对数的确定方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明属于三相电机领域，尤其涉及磁极对数的确定方法和装置。
【背景技术】
[0002]空调，主要用于调节室内外温度；压缩机作为空调的核心部分，主要是通过其来实现温度调节的。通常情况下，压缩机内设有三相电机，如永磁同步电机。
[0003]目前，三相电机是内设与压缩机腔的；因压缩机腔内空间有限，已没有足够的空间安置光电编码器来测量转子转速；因此现有技术采用无位置传感器技术来先确定电角速度，继而通过电角速度除以磁极对数以计算得到转子转速。
[0004]但是，如果三相电机的生产厂家没有提供磁极对数，或其提供的磁极对数有误；将无法根据磁极对数确定其它电机参数，包括PI调节器参数、电角速度和电机转矩补偿参数坐寸O
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供磁极对数的确定方法和装置，以在三相电机工作时，短时间内获取两个相电流和同时获取转子的对应的两个角加速度以确定磁极对数。
[0006]一方面，本发明提供一种磁极对数的确定方法，所述磁极对数的确定方法包括:
[0007]以速度开环电流闭环模式控制三相电机的转子转动；
[0008]在第一时间，获取所述三相电机的第一相电流，获取所述转子的第一角加速度；
[0009]在第二时间，获取所述三相电机的第二相电流，获取所述转子的第二角加速度，所述第一时间与所述第二时间之间间隔的时间小于指定阈值；
[0010]根据以所述第一相电流、所述第一角加速度、所述第二相电流和所述第二角加速度确定的关系模型，计算出磁极对数。
[0011]一方面，本发明提供一种磁极对数的确定装置，所述磁极对数的确定装置包括:
[0012]控制单元，用于以速度开环电流闭环模式控制三相电机工作；
[0013]第一获取单元，用于在第一时间，获取所述三相电机的第一相电流，获取所述转子的第一角加速度；
[0014]第二获取单元，用于在第二时间，获取所述三相电机的第二相电流，获取所述转子的第二角加速度；
[0015]计算单元，用于根据以所述第一相电流、所述第一角加速度、所述第二相电流和所述第二角加速度确定的关系模型，计算出磁极对数；
[0016]其中，所述第一时间与所述第二时间之间间隔的时间小于指定阈值。
[0017]一方面，本发明提供一种压缩机，所述压缩机包括上述的磁极对数的确定装置和三相电机。
[0018]一方面，本发明提供一种空调，所述空调包括上述的压缩机。
[0019]本发明的有益效果:控制三相电机以速度开环电流闭环模式工作的情况下，在短时间内确定两个时间点(包括第一时间和第二时间)，在第一时间，同时获取所述三相电机的第一相电流和获取转子的第一角加速度；在第二时间，获取所述三相电机的第二相电流，同时获取转子的第二角加速度；继而可以所述第一相电流、所述第一角加速度、所述第二相电流和所述第二角加速度确定关系模型，通过确定的关系模型计算出磁极对数。这样，在三相电机的实际工作中，该确定磁极对数比三相电机的生产厂家提供的磁极对数更加精确，从而可根据本发明确定的磁极对数更加精确地确定其它电机参数(例如电角速度)。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本发明实施例提供的磁极对数的确定方法的实现流程图；
[0022]图2是图1中步骤A14的实现流程图；
[0023]图3是图2中步骤A141的实现流程图；
[0024]图4是图2中步骤A142的实现流程图；
[0025]图5是本发明实施例提供的磁极对数的确定装置的组成结构图；
[0026]图6是图5中计算单元64的组成结构图；
[0027]图7是图6中第一电机运动模型单元641的组成结构图；
[0028]图8是图6中第二电机运动模型单元642的组成结构图；
[0029]图9是如何确定第一时间L和第二时间t2的一种示意图。
【具体实施方式】
[0030]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
[0031]图1示出了本发明实施例提供的磁极对数的确定方法的实现流程，为了便于描述，仅不出了与本发明实施例相关的部分。
[0032]本发明实施例提供的磁极对数的确定方法，参见图1，所述磁极对数的确定方法包括步骤411、步骤々12和步骤八13。
[0033]步骤All，以速度开环电流闭环模式控制三相电机的转子转动。
[0034]在本发明实施例中，三相电机上电工作，为计算磁极对数，采用开环电流闭环模式控制电机的转子转动，即开环电流闭环的矢量控制策略控制电机的转子转动。所述速度开环电流闭环模式为:对电机转子的角速度进行开环控制，但对电机转子的相电流进行闭环控制。作为可选用电机的一种实施方式，所述三相电机为永磁同步电机。
[0035]进而为计算磁极对数，首先确定了指定阈值，该指定阈值为:较短的时间，甚至是短暂的时间，例如:该指定阈值为几秒，再例如:该指定阈值为几毫秒或几微秒。另外还同时还定义了第一时间和第二时间，所述第一时间小于所述第二时间；并且，所述第一时间与所述第二时间之间间隔的时间小于指定阈值。待根据实验数据设定该指定阈值、所述第一时间和所述第二时间之后，或者待人为设定该指定阈值、所述第一时间和所述第二时间之后，依次执行步骤A12和步骤A13。
[0036]步骤A12，在第一时间，获取所述三相电机的第一相电流，获取转子的第一角加速度。
[0037]步骤A13，在第二时间，获取所述三相电机的第二相电流，获取转子的第二角加速度。
[0038]需说明的是的，在所述第一时间获取的所述第一相电流，可以是从三相电机(该三相电机在开环电流闭环模式下工作)的任一相的相电流。但在确定从哪一相获取所述第一相电流之后，必须在同一相获取所述第二相电流。
[0039]在本发明实施例中，在该三相电机在开环电流闭环的控制模式下工作时，在所述第一时间获取所述三相电机的第一相电流，同时在所述第一时间获取转子的所述第一角加速度；同理，在第二时间获取所述三相电机的第二相电流，同时在第二时间获取转子的所述第二角加速度。需说明的是，在第一时间获取三相电机的第一相电流的具体实现方式，在此不做限定，可以采用任何现有技术在第一时间检测三相电机某一相的相电流，将检测到的该相的相电流作为第一相电流；同理，在第二时间获取三相电机的第二相电流的具体实现方式，在此不做限定，可以采用任何现有技术在第二时间检测三相电机该相(与第一时间检测的相是同相的)的相电流，将检测到的该相的相电流作为第二相电流。相应地，在第一时间获取转子的所述第一角加速度的具体实现方式，在此不做限定，可以采用任何现有技术在第一时间对转子的角加速度进行检测，将检测到的该相的角速度作为第一角加速度；同理，在第二时间获取转子的所述第二角加速度的具体实现方式，在此不做限定，可以采用任何现有技术在第二时间对转子的角加速度进行检测，将检测到的该相的角速度作为第二角加速度。
[0040]作为本发明一优选实施方式，所述第一相电流与所述第二相电流的差值的绝对值大于指定电流阈值。
[0041]在本优选实施方式，需保证在所述第一时间获取到的所述第一相电流与在所述第二时间获取的所述第二相电流之差，其差值的绝对值大于所述指定电流阈值。并且，所述第一时间与所述第二时间之间间隔的时间小于指定阈值，即所述第一相电流与所述第二相电流是在间隔短时间的情况下获取的。需要说明的是，该指定电流阈值可根据实验数据设定的；或者，该指定电流阈值由人为设定。
[0042]这样，根据间隔短时间获取的所述第一相电流和所述第二相电流，确定出的磁极对数更加准确。
[0043]待依次执行完步骤A12和步骤A13之后，执行步骤A14。
[0044]步骤A14，根据以所述第一相电流、所述第一角加速度、所述第二相电流和所述第二角加速度确定的关系模型，计算出磁极对数。
[0045]图2示出了图1中步骤A14的实现流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0046]作为本发明一优选实施例，参见图2，根据以所述第一相电流、所述第一角加速度、所述第二相电流和所述第二角加速度确定的关系模型计算出磁极对数这一步骤，具体包括步骤A141、步骤A142和步骤A143。
[0047]步骤A141，以所述第一相电流和所述第一角加速度确定第一电机运动模型。
[0048]步骤A142，以所述第二相电流和所述第二角加速度确定第二电机运动模型。
[0049]步骤A143，结合所述第一电机运动模型和所述第二电机运动模型，计算出所述磁极对数。
[0050]在本优选实施例中，执行步骤A141确定第一电机运动模型，该第一电机运动模型至少包括以下参数:所述第一时间的电磁转矩(可由第一相电流和待计算的磁极对数确定)、所述第一角加速度、所述第一时间的转子的角速度、所述第一时间的负载转矩、所述第一时间的转动惯量、所述第一时间的摩擦系数。
[0051]执行步骤A142确定第二电机运动模型，该第二电机运动模型至少包括以下参数:所述第二时间的电磁转矩(可由第二相电流和待计算的磁极对数确定)、所述第二角加速度、所述第二时间的转子的角速度、所述第二时间的负载转矩、所述第二时间的转动惯量、所述第二时间的摩擦系数。
[0052]由于所述第一时间与所述第二时间之间间隔的时间小于指定阈值，可以认为所述第一时间的转子的角速度和所述第二时间的转子的角速度是相等的；所述第一时间的负载转矩和所述第二时间的负载转矩是相等的；所述第一时间的转动惯量和所述第二时间的转动惯量是相等的；所述第一时间的摩擦系数和所述第二时间的摩擦系数是相等的。
[0053]这样，执行步骤A143以结合所述第一电机运动模型和所述第二电机运动模型的计算方式，能够消除转子的角速度、负载转矩和摩擦系数等参数，并确定包含所述磁极对数、所述第一相电流、所述第一角加速度、所述第二相电流和所述第二角加速度等参数的关系模型，这样，可通过该关系模型确定出所述磁极对数。
[0054]作为第一电机运动模型的一具体实施例，所述第一电机运动模型为:
【权利要求】
1.一种磁极对数的确定方法，其特征在于，所述磁极对数的确定方法包括: 以速度开环电流闭环模式控制三相电机的转子转动； 在第一时间，获取所述三相电机的第一相电流，获取所述转子的第一角加速度； 在第二时间，获取所述三相电机的第二相电流，获取所述转子的第二角加速度，所述第一时间与所述第二时间之间间隔的时间小于指定阈值； 根据以所述第一相电流、所述第一角加速度、所述第二相电流和所述第二角加速度确定的关系模型，计算出磁极对数。
2.如权利要求1所述的磁极对数的确定方法，其特征在于，根据以所述第一相电流、所述第一角加速度、所述第二相电流和所述第二角加速度确定的关系模型，计算出磁极对数这一步骤，具体包括: 以所述第一相电流和所述第一角加速度确定第一电机运动模型； 以所述第二相电流和所述第二角加速度确定第二电机运动模型； 结合所述第一电机运动模型和所述第二电机运动模型，计算出所述磁极对数。
3.如权利要求2所述的磁极对数的确定方法，其特征在于，所述第一电机运动模型为:T.-T,:J{^ + bo)r.，
CU 其中，所述Te为所述第一时间的电磁转矩，所述Te由所述第一相电流确定，所述?Υ为负载转矩，所述J为转动惯量，所述(I)为所述第一角加速度，所述b为摩擦系数，所述为转子角速度。
4.如权利要求3所述的磁极对数的确定方法，其特征在于，所述以所述第一相电流和所述第一角加速度确定第一电机运动模型这一步骤还包括: 根据所述第一相电流确定对应的直轴电流和交轴电流； 以第一时间的电磁转矩计算模型确定所述第一时间的电磁转矩?；，所述第一时间的电磁转矩计算模型为: Te = 1.5XpXisqX [ ￥f+ (Lsd-Lsq) X isd],其中,所述P为所述磁极对数,所述iS(1为与所述第一相电流对应的交轴电流，所述isd为与所述第一相电流对应的直轴电流，所述Vf为转子磁链，所述Lsq为所述转子的交轴电感，所述Lsd为转子的直轴电感。
5.如权利要求2至4任一项所述的磁极对数的确定方法，其特征在于，所述第二电机运动模型为
at 其中，所述y为第二时间的电磁转矩，所述r由所述第二相电流确定，所述为 lele(It所述第二角加速度；所述?Υ为负载转矩，所述J为转动惯量，所述b为摩擦系数，所述为转子角速度。
6.如权利要求5所述的磁极对数的确定方法，其特征在于，所述以所述第二相电流和所述第二角加速度确定第二电机运动模型这一步骤还包括: 根据所述第二相电流确定对应的直轴电流和交轴电流；以第二时间的电磁转矩计算模型确定所述第二时间的电磁转矩7:，所述第二时间的电磁转矩计算模型为: τ，其中，所述P为所述磁极对数，所办力与所述第二相电流对应的交轴电流，所述ζ?为与所述第二相电流对应的直轴电流，所述Ψf为转子磁链，所述Lsq为所述转子的交轴电感，所述Lsd为转子的直轴电感。
7.如权利要求5所述的磁极对数的确定方法，其特征在于，所述第一相电流与所述第二相电流的差值的绝对值大于指定电流阈值。
8.—种磁极对数的确定装置，其特征在于，所述磁极对数的确定装置包括: 控制单元，用于以速度开环电流闭环模式控制三相电机工作； 第一获取单元，用于在第一时间，获取所述三相电机的第一相电流，获取所述转子的第一角加速度； 第二获取单元，用于在第二时间，获取所述三相电机的第二相电流，获取所述转子的第二角加速度； 计算单元，用于根据以所述第一相电流、所述第一角加速度、所述第二相电流和所述第二角加速度确定的关系模型， 计算出磁极对数； 其中，所述第一时间与所述第二时间之间间隔的时间小于指定阈值。
9.如权利要求8所述的磁极对数的确定装置，其特征在于，所述计算单元包括: 第一电机运动模型单元，用于以所述第一相电流和所述第一角加速度确定第一电机运动模型； 第二电机运动模型单元，用于以所述第二相电流和所述第二角加速度确定第二电机运动模型； 子计算单元，用于结合所述第一电机运动模型和所述第二电机运动模型，计算出所述磁极对数。
10.如权利要求9所述的磁极对数的确定装置，其特征在于，所述第一电机运动模型
其中，所述Te为所述第一时间的电磁转矩，所述Te由所述第一相电流确定，所述?Υ为
负载转矩，所述J为转动惯量，所述
为所述第一角加速度，所述b为摩擦系数，所述
为转子角速度。
11.如权利要求?ο所述的磁极对数的确定装置，其特征在于，所述第一电机运动模型单元包括: 第一电流转换单兀，用于根据所述第一相电流确定对应的直轴电流和交轴电流； 第一电磁转矩确定单元，用于以第一时间的电磁转矩计算模型确定所述第一时间的电磁转矩?；，所述第一时间的电磁转矩计算模型为: Te = 1.5XpXisqX [ ￥f+ (Lsd-Lsq) X isd],其中,所述P为所述磁极对数,所述iS(1为与所述第一相电流对应的交轴电流，所述isd为与所述第一相电流对应的直轴电流，所述Vf为转子磁链，所述Lsq为所述转子的交轴电感，所述Lsd为转子的直轴电感。
12.如权利要求9至11任一项所述的磁极对数的确定装置，其特征在于，所述第二电机运动模型为
其中，所述y为第二时间的电磁转矩，所述 < 由所述第二相电流确定，所述
为 Ieledt所述第二角加速度；所述?Υ为负载转矩，所述J为转动惯量，所述b为摩擦系数，所述为转子角速度。
13.如权利要求12所述的磁极对数的确定装置，其特征在于，所述第二电机运动模型单元包括: 第二电流转换单元，用于根据所述第二相电流确定对应的直轴电流和交轴电流； 第二电磁转矩确定单元，用于以第二时间的电磁转矩计算模型确定所述第二时间的电磁转矩?:，所述第二时间的电磁转矩计算模型为: tI = Uxpxilqx[if/f+(Lsd -LJXCsj]，其中，所述P为所述磁极对数，所述(为与所述第二相电流对应的交轴电流，所述L为与所述第二相电流对应的直轴电流，所述Ψf为转子磁链，所述Lsq为所述转子的交轴电感，所述Lsd为转子的直轴电感。
14.如权利要求8所述的磁极对数的确定装置，其特征在于，所述第一相电流与所述第二相电流的差值的绝对值大于指定电流阈值。
15.一种压缩机，其特征在于，所述压缩机包括权利要求8至11、14任一项所述的磁极对数的确定装置和三相电机。
16.一种空调，其特征在于，所述空调包括权利要求15所述的压缩机。
【文档编号】H02P6/00GK104167959SQ201410421812
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月25日 优先权日:2014年8月25日
【发明者】陈毅东 申请人:广东美的制冷设备有限公司