本發(fā)明涉及變頻控制領域，具體涉及一種永磁同步電機的控制裝置和一種空調(diào)器。

背景技術(shù)：

隨著消費者對機電產(chǎn)品節(jié)能性要求的提升，效率更高的永磁同步電機得到了越來越廣泛的應用。

常規(guī)無源PFC(Power Factor Correction)方案變頻控制器和常規(guī)有源PFC方案變頻控制器均通過直交流轉(zhuǎn)換模塊實現(xiàn)直流-三相交流逆變變換。直交流轉(zhuǎn)換模塊作為變頻控制器的核心部件，其輸出能力受自身結(jié)溫限制，如圖1所示，當直交流轉(zhuǎn)換模塊結(jié)溫低于80攝氏度時，直交流轉(zhuǎn)換模塊允許輸出電流峰值為20安培，當直交流轉(zhuǎn)換模塊結(jié)溫大于80攝氏度小于140攝氏度時，直交流轉(zhuǎn)換模塊允許輸出電流峰值線性減小，當直交流轉(zhuǎn)換模塊結(jié)溫為140攝氏度時直交流轉(zhuǎn)換模塊允許輸出的電流峰值為12安培。

變頻控制器在使用過程中，直交流轉(zhuǎn)換模塊時實時變化的，溫度也是實時變化的，如何實現(xiàn)輸出能力自動智能控制是變頻控制器核心技術(shù)之一。而目前的變頻控制器大都是根據(jù)經(jīng)驗和實際測試情況，確定變頻控制器的輸出能力，其為了保證可靠性通常會降額使用，而沒有充分利用直交流轉(zhuǎn)換模塊的輸出能力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的第一個目的在于提出一種永磁同步電機的控制裝置。該裝置能夠保證調(diào)速的可靠性，且能夠充分利用直交流轉(zhuǎn)換模塊的輸出能力。

本發(fā)明的第二個目的在于提出一種空調(diào)器。

為達到上述目的，本發(fā)明第一方面實施例提出了一種永磁同步電機的控制裝置，包括：交直流轉(zhuǎn)換模塊、PFC升壓模塊、直流鏈部和直交流轉(zhuǎn)換模塊，其中，所述交直流轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與交流電源相連，所述交直流轉(zhuǎn)換模塊的輸出端通過所述PFC升壓模塊與所述直流鏈部的電容器并聯(lián)連接，并輸出直流電壓，所述直交流轉(zhuǎn)換模塊的輸入端輸入所述直流電壓，所述直交流轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與永磁同步電機相連；電流采樣模塊，用于采集所述永磁同步電機的相電流；溫度檢測模塊，所述溫度檢測模塊嵌裝在所述直交流轉(zhuǎn)換模塊的散熱器上，所述溫度檢測模塊用于檢測所述散熱器的溫度；控制器，所述控制器分別與所述溫度檢測模塊、所述電流采樣模塊、所述直流鏈部和所述直交流轉(zhuǎn)換模塊相連，所述控制器用于根據(jù)所述溫度計算所述直交流轉(zhuǎn)換模塊允許輸出的最大電流，并根據(jù)所述最大電流和所述相電流控制所述直交流轉(zhuǎn)換模塊，以通過所述直交流轉(zhuǎn)換模塊控制所述永磁同步電機。

本發(fā)明實施例的永磁同步電機的控制裝置，通過溫度檢測模塊檢測直交流轉(zhuǎn)換模塊的散熱器的溫度，通過電流采集模塊采集永磁同步電機的相電流，并通過控制器根據(jù)散熱器的溫度獲取直交流轉(zhuǎn)換模塊允許的輸出的最大電流，進而根據(jù)永磁同步電機的相電流、直交流轉(zhuǎn)換模塊允許的輸出的最大電流控制直交流轉(zhuǎn)換模塊，以實現(xiàn)對永磁同步電機的控制，從而不僅能夠保證調(diào)速的可靠性，而且提高了對直交流轉(zhuǎn)換模塊輸出能力的利用率。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的永磁同步電機的控制裝置還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述電流采樣模塊包括：第一采樣電阻和第二采樣電阻，所述第一采樣電阻和所述第二采樣管電阻分別與所述直交流轉(zhuǎn)換模塊的兩個下橋臂串聯(lián)連接，所述第一采樣電阻和所述第二采樣電阻在每個PWM載波周期T內(nèi)分別采集所述永磁同步電機對應的兩相電流I_u、I_v；其中，所述控制器用于根據(jù)所述兩相電流I_u、I_v計算第三相電流I_w。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述電流采樣模塊包括：第三采樣電阻，所述第三采樣電阻的一端與所述直交流轉(zhuǎn)換模塊的負輸入端相連，所述第三采樣電阻的另一端接地，所述第三采樣電阻在每個PWM載波周期T內(nèi)分時采集所述永磁同步電機的三相電流I_u、I_v、I_w。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述電流采樣模塊包括：電流隔離傳感器，所述電流隔離傳感器與所述直交流轉(zhuǎn)換模塊的輸出端相連，所述電流隔離傳感器在每個PWM載波周期T內(nèi)采集所述永磁同步電機的三相電流I_u、I_v、I_w。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述升壓模塊包括：電容；第一電感，所述第一電感的一端與所述電容的一端相連，并形成第一節(jié)點；第一二極管，所述第一二極管的陽極與所述第一電感的另一端相連，所述第一二極管的陰極與所述電容的另一端相連，并形成第二節(jié)點；其中，所述第一節(jié)點與所述交直流轉(zhuǎn)換模塊的正輸出端相連，所述第二節(jié)點與所述直交流轉(zhuǎn)換模塊的正輸入端相連。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述升壓模塊包括：第二電感，所述第二電感的一端與所述交直流轉(zhuǎn)換模塊的正輸出端相連；第二二極管，所述第二二極管的陽極與所述第二電感的另一端相連，所述第二二極管的陰極與所述直交流轉(zhuǎn)換模塊的正輸入端相連；并聯(lián)連接的開關管和第三二極管，所述第三二極管的陽極與所述開關管的源極均接地，所述第三二極管的陰極與所述開關管的漏極均與所述第二二極管的陽極相連。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制器根據(jù)所述溫度T₀計算所述直交流轉(zhuǎn)換模塊允許輸出的最大電流I_MAX時，所述控制器具體用于：通過如下公式計算所述直交流轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)溫T_j：

T_j＝T₀+2.5℃，

其中，T₀為所述散熱器的溫度，T_j為所述直交流轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)溫；以及根據(jù)所述直交流轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)溫T_j和預設電流-溫度關系計算所述直交流轉(zhuǎn)換模塊允許輸出的所述最大電流I_MAX。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制器還用于：計算所述三相電流I_u、I_v和I_w的絕對值中的最大值I_max，并在計時時間達到所述PWM載波周期T時，判斷I_max是否大于或等于所述最大電流I_MAX。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制器用于：在I_max大于或等于所述最大電流I_MAX時，控制所述永磁同步電機的d軸、q軸的合成電流最大限值減小第一預設值，在I_max小于所述最大電流I_MAX時，控制所述d軸、所述q軸的合成電流最大限值增加所述第一預設值；判斷增大或減小后的所述d軸、所述q軸的合成電流最大限值是否超出預設范圍[Idqmin，Idqmax]；以及在增大或減小后的d軸、所述q軸的合成電流最大限值超出所述預設范圍[Idqmin，Idqmax]時，控制所述d軸、所述q軸的合成電流最大限值取邊界值Idqmax或Idqmin。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制器具體用于：根據(jù)所述d軸、所述q軸的合成電流最大限值獲取q軸給定電流I_qref和d軸給定電流I_dref，并根據(jù)所述q軸給定電流I_qref、所述d軸給定電流I_dref控制所述直交流轉(zhuǎn)換模塊，以通過所述直交流轉(zhuǎn)換模塊控制所述永磁同步電機，其中，在所述預設范圍[Idqmin，Idqmax]內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制器還用于：在I_max大于或等于所述最大電流I_MAX時，控制所述永磁同步電機的給定轉(zhuǎn)速降低第二預設值。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制器具體用于：根據(jù)降低所述第二預設值后的給定轉(zhuǎn)速控制所述直交流轉(zhuǎn)換模塊，以通過所述直交流轉(zhuǎn)換模塊控制所述永磁同步電機。

其中，所述第二預設值為1Hz。

進一步地，本發(fā)明提出了一種空調(diào)器，其包括上述的永磁同步電機的控制裝置。

本發(fā)明實施例的空調(diào)器，通過上述永磁同步電機的控制裝置的溫度檢測模塊檢測直交流轉(zhuǎn)換模塊的散熱器的溫度，通過電流采集模塊采集永磁同步電機的相電流，并通過控制器根據(jù)散熱器的溫度獲取直交流轉(zhuǎn)換模塊允許的輸出的最大電流，進而根據(jù)永磁同步電機的相電流、直交流轉(zhuǎn)換模塊允許的輸出的最大電流控制直交流轉(zhuǎn)換模塊，以實現(xiàn)對永磁同步電機的控制，從而不僅能夠保證調(diào)速的可靠性，而且提高了對直交流轉(zhuǎn)換模塊輸出能力的利用率。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是直交流轉(zhuǎn)換模塊的溫度與輸出電流之間的關系示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的永磁同步電機的控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個示例的溫度檢測模塊的安裝示意圖；

圖4-圖9是根據(jù)本發(fā)明多個示例的永磁同步電機的控制裝置的電路圖；

圖10是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的永磁同步電機的控制流程圖；

圖11是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的永磁同步電機的控制流程圖；

圖12是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例提出的永磁同步電機的控制裝置和空調(diào)器。

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的永磁同步電機的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該控制裝置包括：直交流轉(zhuǎn)換模塊10、PFC升壓模塊20、直流鏈部30、直交流轉(zhuǎn)換模塊40、電流采樣模塊50、溫度檢測模塊60和控制器70。

其中，交直流轉(zhuǎn)換模塊10的輸入端與交流電源AC相連，交直流轉(zhuǎn)換模塊10的輸出端通過PFC升壓模塊與直流鏈部的電容器Cp并聯(lián)連接，并輸出直流電壓V_dc；直交流轉(zhuǎn)換模塊40的輸入端輸入直流電壓V_dc，直交流轉(zhuǎn)換模塊40的輸出端與永磁同步電機M相連；電流采樣模塊10用于采集永磁同步電機的相電流；如圖3所示，溫度檢測模塊60嵌裝在直交流轉(zhuǎn)換模塊40的散熱器41上，溫度檢測模塊60用于檢測散熱器41的溫度T₀；控制器70分別與溫度檢測模塊60、電流采樣模塊50和直交流轉(zhuǎn)換模塊40相連，控制器70用于根據(jù)溫度T₀計算直交流轉(zhuǎn)換模塊40允許輸出的最大電流I_MAX，并根據(jù)最大電流I_MAX和相電流控制直交流轉(zhuǎn)換模塊40，以通過直交流轉(zhuǎn)換模塊40控制永磁同步電機M。

可以理解，直交流轉(zhuǎn)換模塊40即為逆變電路，用于將直流電逆變成交流電，以通過交流電控制永磁同步電機。

可選地，溫度檢測模塊60可以是溫度傳感器，便于安裝。

其中，電容器Cp為電解電容，其能夠使輸出的直流電壓V_dc平滑，即直流母線電壓平滑。

具體地，整流電路(即交直流轉(zhuǎn)換模塊10)對輸入的交流電源AC進行全波整流，與整流電路的輸出側(cè)并聯(lián)電容器Cp，經(jīng)電容器Cp后，輸出平滑的直流電壓V_dc(即直流母線電壓)。逆變電路(即直交流轉(zhuǎn)換模塊40)利用開關管S1-S6將直流鏈部輸出的平滑的直流電壓V_dc轉(zhuǎn)換為交流電；同時電流采集模塊50采集永磁同步電機的相電流，溫度傳感器檢測圖3所示的散熱器41的溫度；控制器70根據(jù)溫度傳感器檢測的溫度計算得到逆變電路的結(jié)溫，并根據(jù)該結(jié)溫獲取逆變電路允許輸出的最大電流I_MAX，進而直流母線電壓V_dc、最大電流I_MAX和采樣的相電流控制逆變電路的開關管S1-S6，以通過開關管S1-S6控制永磁同步電機M。由此，能夠保證電機調(diào)速的穩(wěn)定性，且能夠充分利用直交流轉(zhuǎn)換模塊的輸出能力。

可以理解，該控制裝置還包括電壓采樣模塊(圖中均未示出)，以采集直流母線電壓V_dc。

在本發(fā)明的一個實施例中，如果PFC升壓模塊20為無源PFC，則如圖4、圖5、圖6所示，PFC升壓模塊20包括電容C、第一電感L1和第一二極管D1。

其中，第一電感L1的一端與電容C的一端相連，并形成第一節(jié)點a1；第一二極管D1的陽極與第一電感L1的另一端相連，第一二極管D1的陰極與電容C的另一端相連，并形成第二節(jié)點a2。其中，第一節(jié)點a1與交直流轉(zhuǎn)換模塊10的正輸出端相連，第二節(jié)點a2與直交流轉(zhuǎn)換模塊40的正輸入端相連。

在本發(fā)明的另一個實施例中，如圖7、圖8、圖9所示，如果PFC升壓模塊20為有源PFC，則PFC升壓模塊20包括第二電感L2、第二二極管D2，以及并聯(lián)連接的開關管K和第三二極管D3。

其中，第二電感L2的一端與交直流轉(zhuǎn)換模塊11的正輸出端相連；第二二極管D2的陽極與第二電感L2的另一端相連，第二二極管D2的陰極與直交流轉(zhuǎn)換模塊40的正輸入端相連；第三二極管D3的陽極與開關管K的源極均接地，第三二極管D3的陰極與開關管K的漏極均與第二二極管D2的陽極相連。

需要說明的是，在本發(fā)明的實施例中，對于無源PFC模塊和有源PFC模塊的變頻控制原理相同或相似。

在本發(fā)明的一個實施例中，控制器70根據(jù)溫度T₀計算直交流轉(zhuǎn)換模塊40允許輸出的最大電流I_MAX時，控制器70具體通過如下公式(1)計算直交流轉(zhuǎn)換模塊40的結(jié)溫T_j：

T_j＝T₀+2.5℃ (1)

其中，T₀為散熱器41的溫度，T_j為直交流轉(zhuǎn)換模塊40的結(jié)溫。

進一步地，控制器70根據(jù)直交流轉(zhuǎn)換模塊40的結(jié)溫T_j和預設電流-溫度關系計算直交流轉(zhuǎn)換模塊40允許輸出的最大電流I_MAX。

例如，圖1示出了預設電流-溫度關系，如果T₀的取值為75℃，則T_j的取值為77.5℃，從圖1可以看出，此時直交流轉(zhuǎn)換模塊40允許輸出的最大電流I_MAX取值為20A。

在本發(fā)明的實施例中，在采樣永磁同步電機M的相電流時，可以設置不同的電流采樣方式，具體如下：

在本發(fā)明的第一個示例中，如圖4、圖7所示，電流采樣模塊50包括第一采樣電阻Rs1和第二采樣電阻Rs2。其中，第一采樣電阻Rs1和第二采樣電阻Rs2分別與直交流轉(zhuǎn)換模塊40的兩個下橋臂串聯(lián)連接，第一采樣電阻Rs1和第二采樣電阻Rs2在每個PWM載波周期T內(nèi)分別采集永磁同步電機M對應的兩相電流I_u、I_v。進而控制器可根據(jù)兩相電流I_u、I_v計算第三相電流I_w，即I_w＝-(I_u+I_v)。

可以理解，第一采樣電阻Rs1和第二采樣電阻Rs2可以串聯(lián)在直交流轉(zhuǎn)換模塊40的三個下橋臂中的任意兩個，以采集永磁同步電機M對應的相電流，如I_u、I_v。

在本發(fā)明的第二個示例中，如圖5、圖8所示，電流采樣模塊50包括第三采樣電阻Rs3，第三采樣電阻Rs3的一端與直交流轉(zhuǎn)換模塊40的負輸入端相連，第三采樣電阻Rs3的另一端接地，第三采樣電阻Rs3在每個PWM載波周期T內(nèi)分時采集永磁同步電機M的三相電流I_u、I_v、I_w。

在本發(fā)明的第三個示例中，如圖6、圖9所示，電流采樣模塊50包括電流隔離傳感器，電流隔離傳感器與直交流轉(zhuǎn)換模塊40的輸出端相連，電流隔離傳感器在每個PWM載波周期T內(nèi)采集永磁同步電機M的三相電流I_u、I_v、I_w。

需要說明的是，電流采樣模塊50在采樣永磁同步電機M的相電流時，永磁同步電機M處于運行過程中。

進一步地，控制器70獲取三相電流I_u、I_v和I_w的絕對值中的最大值I_max，在計時時間達到PWM載波周期T時，判斷I_max是否大于或等于最大電流I_MAX。

在本發(fā)明的一個實施例中，控制器70用于在I_max大于或等于最大電流I_MAX時，控制永磁同步電機M的d軸、q軸的合成電流最大限值增大第一預設值(如5A)，在I_max小于所最大電流I_MAX時，控制d軸、q軸的合成電流最大限值減小第一預設值(如5A)；并判斷增大或減小后的d軸、q軸的合成電流最大限值是否超出預設范圍[Idqmin，Idqmax]，以及在增大或減小后的d軸、q軸的合成電流最大限值超出預設范圍[Idqmin，Idqmax]時，控制d軸、q軸的合成電流最大限值取邊界值Idqmax或Idqmin。

可選地，Idqmin取值可以為12A，Idqmax的取值可以為20A。

舉例而言，如果I_max取值為15A，小于所允許輸出的最大電流I_MAX，如20A，則d軸、q軸的合成電流最大限值，如16A，增加第一預設值，如5A后，電流最大限值為21A，大于取值為20A的Idqmax，則控制d軸、q軸的合成電流最大限值取邊界值20A。

進一步地，控制器70根據(jù)d軸、q軸的合成電流最大限值調(diào)節(jié)永磁同步電機的d軸初始給定電流I_dref0和q軸初始給定電流I_qref0，以獲得d軸給定電流I_dref和q軸給定電流I_qref，并通過d軸給定電流I_dref和q軸給定電流I_qref控制直交流轉(zhuǎn)換模塊40，以通過直交流轉(zhuǎn)換模塊40控制永磁同步電機M。

具體而言，如圖10所示，永磁同步電機的控制裝置的控制過程如下：

S101，判斷永磁同步電機是否處于運轉(zhuǎn)過程中，運行中則轉(zhuǎn)步驟S102，停止中則轉(zhuǎn)步驟S111結(jié)束。

S102，控制器控制溫度傳感器檢測直交流轉(zhuǎn)換模塊的散熱器的溫度T₀。

S103，控制器根據(jù)散熱器的溫度T₀推測直交流轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)溫值T_j。其中，T_j＝T₀+2.5℃。

S104，根據(jù)直交流轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)溫T_j，以及圖1所示的直交流轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)溫與允許輸出的電流關系，計算直交流轉(zhuǎn)換模塊最大允許電流I_MAX。

S105，通過電流采樣模塊采樣永磁同步電機的相電流I_u、I_v、I_w。

S106，計算I_u、I_v、I_w三相實際電流絕對值中的最大值I_max。

S107，控制器判斷每個計算周期計時時間是否到時間T，如果到，執(zhí)行步驟S108。

其中，T的取值可以是1秒、2秒等。

可以理解，如果每個計算周期計時時間未到時間T，則控制器70根據(jù)給定轉(zhuǎn)速和d、q軸初始給定電流控制永磁同步電機。

S108，控制器判斷三相實際電流絕對值的最大值I_max是否大于或等于直交流轉(zhuǎn)換模塊最大允許電流值I_MAX，如果是，執(zhí)行步驟S109b；如果否，執(zhí)行步驟S109a。

S109a，d、q軸合成電流最大限制閾值提高第一預設值，并判斷是否超出[Idqmin,Idqmax]，如果超出則取邊界值。

S109b，d、q軸合成電流最大限制閾值降低第一預設值，并判斷是否超出[Idqmin,Idqmax]，如果超出則取邊界值。

其中，Idqmin可以為12A，Idqmax可以為20A。

S110，根據(jù)d軸、q軸的合成電流最大限值獲取q軸給定電流I_qref和d軸給定電流I_dref，并根據(jù)q軸給定電流I_qref、d軸給定電流I_dref和給定轉(zhuǎn)速控制所述直交流轉(zhuǎn)換模塊，以實現(xiàn)對永磁同步電機的控制。

S111，結(jié)束。在本發(fā)明的另一個實施例中，在I_max大于或等于最大電流I_MAX時，控制器70還用于控制永磁同步電機M的給定轉(zhuǎn)速w^*降低第二預設值。

進一步地，控制器70根據(jù)降低第二預設值后的給定轉(zhuǎn)速(w^*-第二預設值)控制直交流轉(zhuǎn)換模塊40，以通過直交流轉(zhuǎn)換模塊40控制永磁同步電機M。

具體而言，如圖11所示，永磁同步電機的控制裝置的控制過程如下：

S201，判斷永磁同步電機是否處于運轉(zhuǎn)過程中，運行中則轉(zhuǎn)步驟S202，停止中則轉(zhuǎn)步驟S211結(jié)束。

S202，控制器控制溫度傳感器檢測直交流轉(zhuǎn)換模塊的散熱器的溫度T₀。

S203，控制器根據(jù)安熱器的溫度T₀推測直交流轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)溫值T_j。其中，T_j＝T₀+2.5℃。

S204，根據(jù)直交流轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)溫T_j，以及圖1所示的直交流轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)溫與允許輸出的電流關系，計算直交流轉(zhuǎn)換模塊最大允許電流I_MAX。

S205，通過電流采樣模塊采樣永磁同步電機的相電流I_u、I_v、I_w。

S206，計算I_u、I_v、I_w三相實際電流絕對值中的最大值I_max。

S207，控制器判斷計算周期計時時間是否到時間T，如果到，執(zhí)行步驟S208。

其中，T的取值可以是1秒、2秒等。

可以理解，如果每個計算周期計時時間未到時間T，控制器70則根據(jù)給定轉(zhuǎn)速和d、q軸初始給定電流控制永磁同步電機。

S208，控制器判斷三相實際電流絕對值的最大值I_max是否大于或等于直交流轉(zhuǎn)換模塊最大允許電流值I_MAX，如果是，執(zhí)行步驟S209。

在本發(fā)明的實施例中，如果最大值I_max是小于直交流轉(zhuǎn)換模塊最大允許電流值I_MAX，控制器70則根據(jù)給定轉(zhuǎn)速和d、q軸初始給定電流控制永磁同步電機控制。

S209，控制給定轉(zhuǎn)速降低第二預設值。

其中，第二預設值可以是1Hz。

S210，根據(jù)q軸初始給定電流I_qref0、d軸初始給定電流I_dref0和降低第二預設值后的給定轉(zhuǎn)速控制直交流轉(zhuǎn)換模塊，以實現(xiàn)對永磁同步電機的控制。

S211，結(jié)束。

在本發(fā)明的實施例中，為方便理解控制器70對永磁同步電機M的雙閉環(huán)控制過程，以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為例進行說明：

首先，對永磁同步電機M的轉(zhuǎn)子位置進行估計，以獲得永磁同步電機M的轉(zhuǎn)子角度估計值θ_est和轉(zhuǎn)子速度估計值ω_est。

具體地，可以通過磁鏈觀測法獲得上述轉(zhuǎn)子角度估計值θ_est和轉(zhuǎn)子速度估計值ω_est。具體而言，可根據(jù)兩相靜止坐標系上的電壓V_α、V_β和電流I_α、I_β計算永磁同步電機在兩相靜止坐標系α、β軸方向上有效磁通的估計值，具體計算公式如下式(2)：

其中，和分別為永磁同步電機在α和β軸方向上有效磁通的估計值，R為定子電阻，L_q為電機的q軸磁鏈。

進一步地，通過如下公式(3)計算永磁同步電機的轉(zhuǎn)子角度估計值θ_est和轉(zhuǎn)子速度估計值ω_est：

其中，K_{p_pll}和K_{i_pll}分別為比例積分參數(shù)，θ_err為偏差角度估計值，ω_f為速度低通濾波器的帶寬。

具體地，如圖12所示，控制器70包括速度環(huán)控制單元71、弱磁控制單元72、限幅單元73、坐標轉(zhuǎn)換單元74、電流控制單元75和PWM控制單元76。

其中，速度環(huán)控制單元71先計算永磁同步電機M的三相電流I_u、I_v和I_w的絕對值中的最大值I_max，并在每個計算周期內(nèi)計時時間達到PWM載波周期T時，判斷I_max是否大于或等于最大電流I_MAX；以及在I_max大于或等于最大電流I_MAX時，控制給定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ω^*減小第二預設值(如1Hz)，得到給定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進而根據(jù)給定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子速度估計值ω_est、輸入交流電壓的形狀和相位估計值θ_ge計算永磁同步電機的q軸初始給定電流I_qref0。

弱磁控制單元72根據(jù)直交流轉(zhuǎn)換模塊40的最大輸出電壓V_max和直交流轉(zhuǎn)換模塊40的輸出電壓幅值V₁計算永磁同步電機的d軸初始給定電流I_dref0。

具體地，對逆變電路(即直交流轉(zhuǎn)換模塊40)的最大輸出電壓V_max與逆變電路的輸出電壓幅值V₁之差進行弱磁控制以獲得d軸初始電流I_d0；對d軸初始電流I_d0進行處理以獲得d軸初始給定電流I_dref0。

具體而言，可通過下述公式(4)計算d軸初始電流I_d0：

其中，K_i為積分控制系數(shù)，V_d和V_q分別為永磁同步電機M的d軸實際電壓和q軸實際電壓，V_dc為永磁同步電機M的直流母線電壓。

進一步地，通過下述公式(5)計算d軸初始給定電流I_dref0：

其中，I_demag為永磁同步電機M退磁電流限制值。

進一步地，限幅單元73對q軸初始給定電流I_qref0和d軸初給定電流I_dref0進行限幅處理，以獲得q軸給定電流I_qref和d軸給定電流I_dref。

坐標轉(zhuǎn)換單元74通過如下公式(6)計算α軸電流I_α和β軸電流I_β，通過如下公式(7)計算d軸實際電流、q軸實際電流：

其中，I_u、I_v和I_w分別是永磁同步電機的三相電流。

進一步地，電流控制單元75根據(jù)q軸給定電流I_qref、d軸給定電流I_dref、q軸實際電流I_q和d軸實際電流I_d獲取永磁同步電機的q軸給定電壓V_qref和d軸給定電壓V_dref，并根據(jù)q軸給定電壓V_qref、d軸給定電壓V_dref、轉(zhuǎn)子角度估計值θ_est生成控制信號，以及根據(jù)控制信號通過逆變電路對永磁同步電機M進行控制。

具體地，可以通過下述公式(8)計算q軸給定電壓V_qref和d軸給定電壓V_dref：

其中，K_pd和K_id分別為d軸電流控制比例增益與積分增益，K_pq和K_iq分別為q軸電流控制比例增益與積分增益，ω為電機的轉(zhuǎn)速，K_e為電機的反電勢系數(shù)，L_d和L_q分別為d軸電感和q軸電感，表示x(τ)在時間上的積分。

在獲取到q軸給定電壓V_qref和d軸給定電壓V_dref后，坐標轉(zhuǎn)換單元74可根據(jù)轉(zhuǎn)子角度估計值θ_est對q軸給定電壓V_qref和d軸給定電壓V_dref進行Park逆變換，得到兩相靜止坐標系上的電壓V_α、V_β，具體變換公式如下：

進一步地，對兩相靜止坐標系上的電壓V_α、V_β進行Clark逆變換，得到三相電壓指令V_u、V_v、V_w，具體變換公式如下：

PWM控制單元76可根據(jù)直流母線電壓V_dc和三相電壓指令V_u、V_v、V_w計算三相占空比，得到占空比控制信號，即三相占空比D_u、D_v、D_w，具體計算公式如下：

最后，控制器70根據(jù)三相占空比D_u、D_v、D_w對逆變電路的開關管進行控制，以實現(xiàn)對永磁同步電機的控制。由此，通過直交流轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)溫合理調(diào)節(jié)q軸給定電流和d軸給定電流，使得永磁同步電機的輸入電流波形能夠滿足諧波要求，保證調(diào)速的穩(wěn)定性。

綜上，本發(fā)明實施例的永磁同步電機的控制裝置，通過溫度檢測模塊檢測直交流轉(zhuǎn)換模塊的散熱器的溫度，通過電流采集模塊采集永磁同步電機的相電流，并通過控制器根據(jù)散熱器的溫度獲取直交流轉(zhuǎn)換模塊允許的輸出的最大電流，進而根據(jù)永磁同步電機的相電流、直交流轉(zhuǎn)換模塊允許的輸出的最大電流控制直交流轉(zhuǎn)換模塊，以實現(xiàn)對永磁同步電機的控制，從而不僅能夠保證調(diào)速的可靠性，而且提高了對直交流轉(zhuǎn)換模塊輸出能力的利用率。

基于上述實施例，本發(fā)明還提出了一種空調(diào)器，其包括上述的永磁同步電機的控制裝置。

本發(fā)明實施例的空調(diào)器，通過上述永磁同步電機的控制裝置的溫度檢測模塊檢測直交流轉(zhuǎn)換模塊散熱器的溫度，通過電流采集模塊采集永磁同步電機的相電流，并通過控制器根據(jù)散熱器的溫度獲取直交流轉(zhuǎn)換模塊允許的輸出的最大電流，進而根據(jù)永磁同步電機的相電流、直交流轉(zhuǎn)換模塊允許的輸出的最大電流控制直交流轉(zhuǎn)換模塊，以實現(xiàn)對永磁同步電機的控制，從而不僅能夠保證調(diào)速的可靠性，而且提高了對直交流轉(zhuǎn)換模塊輸出能力的利用率。

另外，根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)器的其它構(gòu)成以及作用對于本領域的普通技術(shù)人員而言都是已知的，為了減少冗余，此處不做贅述。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)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觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。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，或僅僅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，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。