1.本发明涉及电机控制技术领域，具体的说，是一种限制补偿量的低频力矩补偿控制方法。
背景技术：
2.冰箱用永磁同步直流电机，由于在转子运行一个周期中，转子运行时遇到的负载转矩阻力随着电机转子的位置变化是变化的，这是冰箱电机内部结构决定的，如果在转子运行的一个周期中，控制器输出的电磁转矩不随着转子位置变换，会造成转子旋转速度的波动，特别是在低频（小于1500rpm）时，振动很剧烈，从而带来非常大的振动噪声。
技术实现要素：
3.本发明的目的在于提供一种限制补偿量的低频力矩补偿控制方法，目的是减小电机低频振动及低频振动噪音，扩展电机的低频使用范围，同时降低电机低频运行功耗，提升电机运行效率。
4.本发明通过下述技术方案解决上述问题：一种限制补偿量的低频力矩补偿控制方法，包括：步骤s10、获取频率误差信号的正弦波动分量和余弦波动分量，频率误差信号为频率命令值与电机运行频率的差；步骤s20、利用积分控制器将正弦波动分量和余弦波动分量调节到0，积分调节器的输出再利用电机转子的补偿角度和机械角度，计算得到转矩补偿量，并对转矩补偿量进行限幅得到；将限幅后的转矩补偿量与电机转子控制给定转矩相加得到转矩补偿后最终转矩命令值；步骤s30、通过最大力矩控制mtpa，获得电机d轴电流命令值、q轴电流命令值，控制电机的运行。
5.所述步骤s10具体为：获取频率命令值和电机运行频率,利用傅里叶变换对频率误差信号的余弦波动分量进行低通滤波，获取频率波动的基波余弦分量：利用傅里叶变换对频率误差信号的正弦波动分量进行
低通滤波，获得频率波动的基波正弦分量：其中，为低通滤波时间常数，为电机转子的机械角度，为拉普拉斯算符。
6.所述步骤s20具体为：步骤s21、将频率波动的基波余弦分量和频率波动的基波正弦分量的实际值采用积分控制器做积分调节运算，分别将、调节到0得到其设定值，积分调节运算公式为：其设定值，积分调节运算公式为：其中，为频率波动的基波余弦分量对应的余弦力矩分量，为频率波动的基波正弦分量对应的余弦力矩分量，为积分系数，
“”
为乘法运算符；步骤s22、在积分调节运算过程中，利用电机转子的补偿角度，电机转子的机械角度，获得转矩补偿量：并对转矩补偿量进行限幅后得到：其中，为限幅值，电机转子的补偿角度由实验测得；电机转子的机械角度=电机转子的电角度
÷
电机转子的极对数；由于的引入会增加电机运行功耗，根据低频振动大小及能效要求，本发明中对进行限幅，使限幅得到的，在满足低频振动要求的条件下，尽量减小的数值,提高低频电机运行效率；步骤s23、通过asr速度环控制获得电机转子控制给定转矩为，则转矩补偿
后最终转矩命令值为，。
7.所述步骤s30中根据转矩补偿后最终转矩命令值计算d轴电流命令值、q轴电流命令值的公式为：的公式为：其中，是d轴电感，是q轴电感，是电机的反电动势常数，sign是符号函数，当x≥0时，sing（x）=1，当x《0时，sing（x）=-1，为电机极对数。
8.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本发明减小了电机低频振动及低频振动噪音，扩展电机的低频使用范围，同时降低电机低频运行功耗，提升电机运行效率。
具体实施方式
9.下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
10.实施例：一种限制补偿量的低频力矩补偿控制方法，包括：步骤s10、获取频率误差信号的正弦波动分量和余弦波动分量，频率误差信号为频率命令值与电机运行频率的差，具体为：在电机低频运行时，获取频率命令值和电机运行频率,利用傅里叶变换对频率误差信号的余弦波动分量进行低通滤波，获取频率波动的基波余弦分量：利用傅里叶变换对频率误差信号的正弦波动分量进行低通滤波，获得频率波动的基波正弦分量：
其中，为低通滤波时间常数，为电机转子的机械角度，为拉普拉斯算符。
11.推理过程如下：周期性函数，t为周期，可以展开为如下的傅立叶级数： （1）其中，k为自然数；
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（2）其中，为直流分量；
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（3）
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（4）其中，；信号基波成分的余弦分量幅值和正弦分量幅值的通用公式，理论上如下：
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（5）
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（6）公式（1）含有常数直流分量，可以将信号通过高通滤波器，滤出直流分量，保留交流分量。再将交流分量按照公式（5）和（6）做积分运算，求出交流成分的余弦分量幅值和正弦分量幅值。由于高通滤波的传递函数为，积分的传递函数为。信号通过“高通滤波器+积分运算”后传递函数为（）为低通滤波的传递函数，其幅值等效为信号直接通过低通滤波器后的幅值。即本方案不需要其他滤波器，只要低通滤波
器滤波，即可得到同样效果。
12.信号基波成分的余弦分量幅值就是频率误差信号的余弦波动分量，再低通滤波后达到；同理，信号基波成分的正弦分量幅值就是频率误差信号的正弦波动分量，再低通滤波后达到。
13.步骤s20、利用积分控制器将正弦波动分量和余弦波动分量调节到0，积分调节器的输出再利用电机转子的补偿角度和机械角度，计算得到转矩补偿量，并对转矩补偿量进行限幅；将限幅后得到的与电机转子控制给定转矩相加得到转矩补偿后最终转矩命令值；具体包括：步骤s21、将频率波动的基波余弦分量和频率波动的基波正弦分量的实际值采用积分控制器做积分调节运算，分别将、调节到0得到其设定值，积分调节运算公式为：其设定值，积分调节运算公式为：其中，为频率波动的基波余弦分量对应的余弦力矩分量，为频率波动的基波正弦分量对应的余弦力矩分量，为积分系数，
“”
为乘法运算符；步骤s22、在积分调节运算过程中，利用电机转子的补偿角度，电机转子的机械角度，获得转矩补偿量：：是由上式求解得到的，是个确定的值，理论上完全消除波动，但是可能很大，会造成功耗的大幅度增加，我们的目的是，减小波动，只要满足压缩机低频振动要求，没必要将振动降到最小值，所以根据压缩机厂要求，确定的值，进行限幅处理，降低振动；对转矩补偿量进行限幅后得到：
其中，为限幅值，电机转子的补偿角度由实验测得；的测定方法可以是：初值为0，以每个间隔1
°
（或者n
°
，n为自然数）进行测试，在振动平台上，利用振动仪，在其他条件不变的情况下（包括驱动软件不变）测试每个对应的振动，将振动最小处对应的记录确定下来。一般在100
°
到250
°
之间。
14.电机转子的机械角度=电机转子的电角度
÷
电机转子的极对数。
15.由于的引入会增加电机运行功耗，根据低频振动大小及能效要求，本发明中对进行限幅，使限幅得到的，在满足低频振动要求的条件下，尽量减小的数值,提高低频电机运行效率；步骤s23、通过asr速度环控制获得电机转子控制给定转矩为，则转矩补偿后最终转矩命令值为，。
16.所述步骤s30中根据转矩补偿后最终转矩命令值计算d轴电流命令值、q轴电流命令值的公式为：的公式为：其中，是d轴电感，是q轴电感，是电机的反电动势常数，sign是符号函数，当x≥0时，sing（x）=1，当x《0时，sing（x）=-1，为电机极对数；在根据获得的电机d轴电流命令值、q轴电流命令值，控制电机的运行。
17.尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本技术公开的原则范围和精神之内。