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CN107425761B - 永磁同步电机低频控制方法、装置、压缩机以及空调器 - Google Patents

永磁同步电机低频控制方法、装置、压缩机以及空调器 Download PDF

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CN107425761B
CN107425761B CN201710633595.8A CN201710633595A CN107425761B CN 107425761 B CN107425761 B CN 107425761B CN 201710633595 A CN201710633595 A CN 201710633595A CN 107425761 B CN107425761 B CN 107425761B
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permanent magnet
magnet synchronous
synchronous motor
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宋万杰
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Guangdong Meizhi Compressor Co Ltd
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Guangdong Meizhi Compressor Co Ltd
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Abstract

本发明实施例提供一种永磁同步电机低频控制方法、装置、压缩机以及空调器，属于永磁同步电机控制领域。所述方法包括：在所述永磁同步电机启动后获取电磁转矩并确定第一机械位置角；根据所述电磁转矩和所述第一机械位置角确定所述永磁同步电机的瞬时负载转矩；利用所确定的瞬时负载转矩以及瞬时负载转矩与转矩补偿电流之间的映射关系确定所述转矩补偿电流；以及根据所述转矩补偿电流对所述永磁同步电机进行转矩补偿。通过上述技术方案，采用电磁转矩和机械位置角作为输入，相比较机械转速有更少的高频噪声，无需针对输入噪声另设滤波环节，因此，能够提供准确的补偿电流，不仅相位滞后小，而且抗干扰能力强。

Description

永磁同步电机低频控制方法、装置、压缩机以及空调器
技术领域
本发明涉及永磁同步电机控制领域，具体地涉及一种永磁同步电机低频控制方法、装置、压缩机以及空调器。
背景技术
永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机，永磁体作为转子产生旋转磁场，三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应，感应三相对称电流。由于成本低、工艺简单，因此家庭用小型壁挂式空调所用压缩机多为采用永磁同步电机的单转子压缩机。而单转子压缩机由于结构上的特点，运行时负载转矩不稳定，导致振动较大，需要对转矩进行补偿，以降低噪音。现有的转矩补偿方法主要通过获取压缩机的目标速度和反馈速度，并根据所述目标速度和所述反馈速度生成速度波动曲线，由此计算转矩补偿电流，并根据转矩补偿电流对压缩机进行转矩补偿。
本申请发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术的上述方案具有缺陷。由于压缩机一般采用无位置控制，反馈速度为速度估计值，常常含有一些高次谐波分量，容易造成干扰。同时，由于滤波等环节的设置常常造成一定程度的相角偏差，导致补偿电流不够准确，振动抑制的效果也不理想。
针对上述技术问题，现有技术中尚无良好解决方案。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种方法设备，该方法及设备能够提供准确的补偿电流，实现转矩补偿，提高振动抑制效果。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种永磁同步电机低频控制方法，该方法包括：在所述永磁同步电机启动后获取电磁转矩并确定第一机械位置角；根据所述电磁转矩和所述第一机械位置角确定所述永磁同步电机的瞬时负载转矩；利用所确定的瞬时负载转矩以及瞬时负载转矩与转矩补偿电流之间的映射关系确定所述转矩补偿电流；以及根据所述转矩补偿电流对所述永磁同步电机进行转矩补偿。
可选地，该方法还包括：获取第一机械转速；根据所述电磁转矩和所述第一机械位置角确定所述永磁同步电机的第二机械转速；判断所述第一机械转速和所述第二机械转速是否符合预设条件；以及当所述第一机械转速和所述第二机械转速符合预设条件时，利用所确定的瞬时负载转矩确定所述转矩补偿电流。
可选地，所述预设条件包括以下之一者：所述第一机械转速和所述第二机械转速的差值的绝对值小于预设值；以及表征所述第一机械转速的波形与表征所述第二机械转速的波形之间的相位差小于预设值。
可选地，该方法包括根据所述电磁转矩和所述第一机械位置角并根据以下等式确定所述永磁同步电机的所述第二机械转速：
Figure 208218DEST_PATH_IMAGE001
Figure 776603DEST_PATH_IMAGE002
Figure 632301DEST_PATH_IMAGE003
其中，
Figure 45965DEST_PATH_IMAGE004
为所获取的电磁转矩，
Figure 804973DEST_PATH_IMAGE005
为摩擦系数，
Figure 419625DEST_PATH_IMAGE006
为转动惯量；
Figure 388718DEST_PATH_IMAGE007
为第一机械位置角，
Figure 481439DEST_PATH_IMAGE008
为第二机械位置角；
Figure 485167DEST_PATH_IMAGE009
为瞬时负载转矩，
Figure 772186DEST_PATH_IMAGE010
为第二机械转速；
T s为离散执行周期，(k)代表变量当前周期值，(k+1)代表变量下一周期的值；以及
k1、k2、k3为增益参数。
可选地，该方法包括：当所述第一机械转速和所述第二机械转速不符合所述预设条件时，对所述增益参数进行调整，直到符合所述预设条件。
可选地，该方法包括：根据预设数据表调整所述增益参数，其中，所述数据表包括机械转速与所述增益参数的映射关系。
可选地，该方法包括使用转子位置估计器或观测器确定所述第一机械位置角；以及使用转子速度估计器或者观测器获取所述第一机械转速；或者
使用转子位置传感器确定所述第一机械位置角；以及使用转子速度传感器获取所述第一机械转速。
可选地，所述瞬时负载转矩与所述转矩补偿电流之间的映射关系为正比关系，其中比例系数为转矩电流比系数加权值，该方法包括：利用所确定的瞬时负载转矩除以所述转矩电流比系数加权值来确定所述转矩补偿电流。
另一方面，本发明提供一种永磁同步电机低频控制装置，该装置包括：
获取模块，用于在所述永磁同步电机启动后获取电磁转矩并确定第一机械位置角；
计算模块，用于根据所述电磁转矩和所述第一机械位置角确定所述永磁同步电机的瞬时负载转矩；
补偿量生成模块，用于利用所确定的瞬时负载转矩以及瞬时负载转矩与转矩补偿电流之间的映射关系确定所述转矩补偿电流；以及
补偿模块，用于根据所述转矩补偿电流对所述永磁同步电机进行转矩补偿。
可选地，该装置还包括：
所述获取模块，用于获取第一机械转速；
所述计算模块，用于根据所述电磁转矩和所述第一机械位置角确定所述永磁同步电机的第二机械转速；
判断模块，用于判断所述第一机械转速和所述第二机械转速是否符合预设条件；以及
所述补偿量生成模块，用于当所述第一机械转速和所述第二机械转速符合预设条件时，利用所确定的瞬时负载转矩确定所述转矩补偿电流。
可选地，所述预设条件包括以下之一者：所述第一机械转速和所述第二机械转速的差值的绝对值小于预设值；以及表征所述第一机械转速的波形与表征所述第二机械转速的波形之间的相位差小于预设值。
可选地，所述计算模块，用于根据所述电磁转矩和所述第一机械位置角并根据以下等式确定所述永磁同步电机的所述第二机械转速：
Figure 103941DEST_PATH_IMAGE011
Figure 859407DEST_PATH_IMAGE012
Figure 327429DEST_PATH_IMAGE013
其中，
Figure 142938DEST_PATH_IMAGE014
为所获取的电磁转矩，
Figure 227569DEST_PATH_IMAGE015
为摩擦系数，
Figure 786726DEST_PATH_IMAGE016
为转动惯量；
Figure 873369DEST_PATH_IMAGE017
为第一机械位置角，
Figure 725DEST_PATH_IMAGE018
为第二机械位置角；
Figure 572651DEST_PATH_IMAGE019
为瞬时负载转矩，
Figure 935500DEST_PATH_IMAGE020
为第二机械转速；
T s为离散执行周期，(k)代表变量当前周期值，(k+1)代表变量下一周期的值；以及
k1、k2、k3为增益参数。
可选地，所述判断模块，用于当所述第一机械转速和所述第二机械转速不符合所述预设条件时，对所述增益参数进行调整，直到符合所述预设条件。
可选地，所述判断模块，用于根据预设数据表调整所述增益参数，其中，所述数据表包括机械转速与所述增益参数的映射关系。
可选地，所述瞬时负载转矩与所述转矩补偿电流之间的映射关系为正比关系，其中比例系数为转矩电流比系数加权值，所述补偿量生成模块，用于利用所确定的瞬时负载转矩除以所述转矩电流比系数加权值来确定所述转矩补偿电流。
另一方面，本发明提供一种压缩机，该压缩机包括永磁同步电机和上述的装置。
另一方面，本发明提供一种空调器，该空调器包括上述的压缩机。
通过上述技术方案，采用电磁转矩和机械位置角作为输入，相比较机械转速有更少的高频噪声，无需针对输入噪声另设滤波环节，因此，能够提供准确的补偿电流，不仅相位滞后小，而且抗干扰能力强。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明实施例提供的永磁同步电机低频控制方法流程图；
图2是本发明实施例提供的永磁同步电机低频控制方法中所采用的运算关系框图；
图3是本发明示例实施例提供的永磁同步电机低频控制方法流程图；
图4是本发明实施例提供的永磁同步电机低频控制装置组成框图；
图5是本发明实施例提供的永磁同步电机低频控制装置中部件信号流示意图；以及
图6中的图a-d是速度-时间和电流-时间实验结果波形对比示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，本发明的说明书中使用的措辞“包括”及“包含”是指存在上述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
图1是本发明实施例提供的永磁同步电机低频控制方法流程图。如图1所示，本发明实施例提供的永磁同步电机低频控制方法可以包括：
S101，在所述永磁同步电机启动后获取电磁转矩并确定第一机械位置角。
举例来说，在实施方式中永磁同步电机的电磁转矩可以通过麦克斯韦应力张量法或磁通法得到。在一个示例中，根据麦克斯韦应力张量法，利用气隙磁密的镜像分量和切向分量可以通过曲线积分得到电磁转矩。在另一个示例中，根据磁通法，利用气隙合成电动势可以确定电磁转矩。在可替换的实施方式中，可以利用实施麦克斯韦应力张量法或磁通法原理的模块或单元来获得永磁同步电机的电磁转矩。
在实施方式中，第一机械位置角可以是在永磁同步电机启动预定时间后所确定或获得的机械位置角。该第一机械位置角可以使用转子位置估计器或观测器确定，或者可以使用转子位置传感器确定。
S102，根据所述电磁转矩和所述第一机械位置角确定所述永磁同步电机的瞬时负载转矩。
举例来说，在实施方式中，方法中可以根据电磁转矩和第一机械位置角并根据以下等式（1）、（2）和（3）确定所述永磁同步电机的瞬时负载转矩：
Figure 643693DEST_PATH_IMAGE021
（1）
Figure 535425DEST_PATH_IMAGE022
（2）
Figure 96113DEST_PATH_IMAGE023
（3）
其中，
Figure 872439DEST_PATH_IMAGE024
为所获取的电磁转矩，
Figure 294193DEST_PATH_IMAGE025
为摩擦系数，
Figure 497773DEST_PATH_IMAGE026
为转动惯量，
Figure 637767DEST_PATH_IMAGE027
为第一机械位 置角，
Figure 217784DEST_PATH_IMAGE028
为第二机械位置角；
Figure 25203DEST_PATH_IMAGE029
为瞬时负载转矩，
Figure 898219DEST_PATH_IMAGE030
为第二机械转速；T s为离散执行周 期，(k)代表变量当前周期值，(k+1)代表变量下一周期的值；以及k1、k2、k3为增益参数。其 中，
Figure 525509DEST_PATH_IMAGE031
上波浪号代表x变量为本发明实施例中估计的中间变量或者结果变量，
Figure 643638DEST_PATH_IMAGE031
上帽代表x 变量为来自其他模块或者环节（例如，计算获得）的值。
S103，利用所确定的瞬时负载转矩以及瞬时负载转矩与转矩补偿电流之间的映射关系确定所述转矩补偿电流。
举例来说，在实施方式中，瞬时负载转矩与所述转矩补偿电流之间的映射关系可以为正比关系，其中比例系数为转矩电流比系数加权值（例如，权可以为1、2、3等），利用所确定的瞬时负载转矩除以所述转矩电流比系数加权值可以确定所述转矩补偿电流。
S104，根据所述转矩补偿电流对所述永磁同步电机进行转矩补偿。
举例来说，在确定了转矩补偿电流之后，可以将该转矩补偿电流与转矩电流相叠加，利用叠加后的电流驱动永磁同步电机，实现转矩补偿。
通过上述技术方案，采用电磁转矩和机械位置角作为输入，相比较机械转速有更少的高频噪声，无需针对输入噪声另设滤波环节，因此，能够提供准确的补偿电流，不仅相位滞后小，而且抗干扰能力强。
在实施方式中，上述方法还可以包括：获取第一机械转速；根据所述电磁转矩和所述第一机械位置角确定所述永磁同步电机的第二机械转速；判断所述第一机械转速和所述第二机械转速是否符合预设条件；以及当所述第一机械转速和所述第二机械转速符合预设条件时，利用所确定的瞬时负载转矩确定所述转矩补偿电流。其中，在实施方式中，预设条件可以是数值条件，例如，所述第一机械转速和所述第二机械转速的差值的绝对值小于预设值。在不同的实施方式中，由于机械转速可以理解为一个在理想转速附近波动的转速值，因此，预设条件可以是波形条件，例如，表征所述第一机械转速的波形与表征所述第二机械转速的波形之间的相位差小于预设值。
举例来说，在实施方式中，对于第一机械转速的获取方式可以使用转子速度估计器或者观测器来获取；或者可以使用转子速度传感器获取所述第一机械转速。第二机械转速则可以根据电磁转矩和第一机械位置角通过关系式迭代计算获得，例如通过上述等式（1）和（2）以及以下等式（3），其中：
Figure 39984DEST_PATH_IMAGE032
（1）
Figure 585366DEST_PATH_IMAGE033
（2）
Figure 699953DEST_PATH_IMAGE034
（3）
其中，
Figure 356193DEST_PATH_IMAGE035
为所获取的电磁转矩，
Figure 872625DEST_PATH_IMAGE036
为摩擦系数，
Figure 355952DEST_PATH_IMAGE037
为转动惯量，
Figure 833201DEST_PATH_IMAGE038
为第一机械 位置角，
Figure 417766DEST_PATH_IMAGE039
为第二机械位置角；
Figure 664071DEST_PATH_IMAGE040
为瞬时负载转矩，
Figure 82414DEST_PATH_IMAGE041
为第二机械转速；T s为离散执行周 期，(k)代表变量当前周期值，(k+1)代表变量下一周期的值；以及k1、k2、k3为增益参数。其 中，
Figure 906014DEST_PATH_IMAGE042
上波浪号代表x变量为本发明实施例中估计的中间变量或者结果变量，
Figure 668171DEST_PATH_IMAGE042
上帽代表x 变量为来自其他模块或者环节（例如，计算获得）的值。
上述运算关系可以如图2所示。需要说明的是，在图2中Z为离散运算符号，Z-1代表 该变量上一周期的值。另外，中间计算时需要用到转动惯量
Figure 159195DEST_PATH_IMAGE037
，摩擦系数
Figure 217281DEST_PATH_IMAGE043
二者属于系统 属性参数，与永磁同步电机的电机转子和负载相关。
图3是本发明示例实施例提供的永磁同步电机低频控制方法流程图。如图3所示，本发明示例实施例提供的永磁同步电机低频控制方法可以包括以下步骤：
S301，获取永磁同步电机电磁转矩；
S302，获取永磁同步电机的机械位置角；
S303，获取永磁同步电机的机械转速；
S304，通过电磁转矩、第一机械位置角，利用关系式计算永磁同步电机的瞬时负载转矩、第二机械位置角、第二机械转速；
S305，通过对比第一机械转速和第二机械转速确认关系式中参数正确性；
S306，通过瞬时负载转矩计算补偿量；
S307，将计算的补偿量补偿到待补偿的转矩电流参考值。
在实施方式中，在步骤S301中，电磁转矩可以由电机的转矩表达式计算得到（例如，麦克斯韦应力张量法或磁通法）。在步骤S302中，机械位置角可以为由转子位置估计器或者观测器得到的转子位置估计值。在步骤S303中，转子转速可以为由转子速度估计器或者观测器得到的转子转速估计值。在实施方式中，S301-S303的顺序可以任意调换，或者将三个步骤同时进行。
在实施方式中，在步骤S304中，可以通过上述等式（1）-（3）进行迭代来确定永磁同 步电机的瞬时负载转矩、第二机械位置角、第二机械转速。进一步地，在步骤S304中，
Figure 793756DEST_PATH_IMAGE044
作 为估计的瞬时负载转矩，可以参与步骤S306的运算；
Figure 595490DEST_PATH_IMAGE045
作为估计的中间变量，可以辅助负 载转矩的计算；
Figure 675441DEST_PATH_IMAGE046
作为估计的中间变量，可以用于与第一机械转速
Figure 170008DEST_PATH_IMAGE047
进行比较，如果
Figure 968199DEST_PATH_IMAGE048
良好跟随
Figure 352387DEST_PATH_IMAGE049
（例如，第一机械转速和第二机械转速的差值的绝对值小于预设值，或者，表 征第一机械转速的波形与表征第二机械转速的波形之间的相位差小于预设值），则说明参 数（例如，k1、k2、k3）配置良好，瞬时负载转矩的结果可以用于计算负载转矩补偿电流。
在实施方式中，对于参数配置不合适的情况，即当第一机械转速和第二机械转速不符合所述预设条件时，可以对所述增益参数进行调整，直到符合所述预设条件。在实施方式中，可以根据预设数据表调整所述增益参数，其中，所述数据表包括机械转速与所述增益参数的映射关系。举例来说，数据表中可以包括多个机械转速，以及与每个机械转速对应的一个或多个增益参数（例如，k1、k2、k3）的组合。例如，当一个增益参数组合不能使第一机械转速和第二机械转速符合所述预设条件时，可以使用对应于该第一机械转速的其他增益参数组合进行迭代运算，直到第一机械转速和第二机械转速符合预设条件。
在实施方式中，在步骤S306中，通过步骤S304确定的永磁同步电机的瞬时负载转矩计算永磁同步电机的负载转矩补偿电流的计算方法可以为将瞬时负载转矩除以永磁同步电机的转矩系数（或转矩电流比系数）加权值。
通过上述技术方案，采用机械转速作为参数配置的参考指标，对比第一机械转速和输出的第二机械转速之间的差值或相位来指导参数配置，使得运算结果的正确性有更直观的判断依据。
本发明实施例另一方面提供一种永磁同步电机低频控制装置。图4是本发明实施例提供的永磁同步电机低频控制装置组成框图。图5是本发明实施例提供的永磁同步电机低频控制装置中部件信号流示意图。如图4和图5所示，本发明实施例提供的永磁同步电机低频控制装置可以包括：
获取模块401，用于在所述永磁同步电机启动后获取电磁转矩并确定第一机械位置角；计算模块402，用于根据所述电磁转矩和所述第一机械位置角确定所述永磁同步电机的瞬时负载转矩；补偿量生成模块403，用于利用所确定的瞬时负载转矩以及瞬时负载转矩与转矩补偿电流之间的映射关系确定所述转矩补偿电流；以及补偿模块404，用于根据所述转矩补偿电流对所述永磁同步电机进行转矩补偿。
在实施方式中，补偿模块404可以将转矩补偿电流与电流给定原始值相叠加，利用叠加后的电流驱动永磁同步电机，实现转矩补偿。
在实施方式中，装置还可以包括：获取模块401，用于获取第一机械转速；计算模块402，用于根据所述电磁转矩和所述第一机械位置角确定所述永磁同步电机的第二机械转速；判断模块405，用于判断所述第一机械转速和所述第二机械转速是否符合预设条件；以及补偿量生成模块403，用于当所述第一机械转速和所述第二机械转速符合预设条件时，利用所确定的瞬时负载转矩确定所述转矩补偿电流。
在实施方式中，图4和图5中的获取模块401表示为单独模块，在不同的实施方式中，可以针对不同的物理量设置不同的获取模块。例如，电磁转矩获取模块，用于获取压缩机的电磁转矩；机械位置角获取模块，用于获取第一机械位置角；机械转速获取模块，用于获取第一机械转速。
在实施方式中，预设条件包括可以以下之一者：所述第一机械转速和所述第二机械转速的差值的绝对值小于预设值；以及表征所述第一机械转速的波形与表征所述第二机械转速的波形之间的相位差小于预设值。
在实施方式中，计算模块402，用于根据所述电磁转矩和所述第一机械位置角并根据以下等式（1）-（3）确定所述永磁同步电机的所述第二机械转速：
Figure 162211DEST_PATH_IMAGE050
（1）
Figure 952313DEST_PATH_IMAGE051
（2）
Figure 378746DEST_PATH_IMAGE052
（3）
其中，
Figure 646916DEST_PATH_IMAGE053
为所获取的电磁转矩，
Figure 576826DEST_PATH_IMAGE054
为摩擦系数，
Figure 537829DEST_PATH_IMAGE055
为转动惯量；
Figure 418935DEST_PATH_IMAGE056
为第一机械 位置角，
Figure 631742DEST_PATH_IMAGE057
为第二机械位置角；
Figure 806371DEST_PATH_IMAGE058
为瞬时负载转矩，
Figure 548062DEST_PATH_IMAGE059
为第二机械转速；T s为离散执行周 期，(k)代表变量当前周期值，(k+1)代表变量下一周期的值；以及k1、k2、k3为增益参数。
在实施方式中，判断模块405可以执行转速对比，并当所述第一机械转速和所述第二机械转速不符合所述预设条件时，对所述增益参数进行调整，直到符合所述预设条件。例如，判断模块402，可以用于根据预设数据表调整所述增益参数，其中，所述数据表包括机械转速与所述增益参数的映射关系。
在实施方式中，瞬时负载转矩与转矩补偿电流之间的映射关系可以为正比关系，其中比例系数为转矩电流比系数加权值，补偿量生成模块403，用于利用所确定的瞬时负载转矩除以所述转矩电流比系数加权值来确定所述转矩补偿电流。
图6中的图a-d是速度-时间和电流-时间实验结果波形对比示意图。在图6中的图a-d中，图a和图c为实施本发明实施例提供的方法或装置后永磁同步电机的转速波形（图a）和转矩电流波形（图c）。图b和图d为相同工况下未实施本发明实施例提供的方法或装置的永磁同步电机的转速波形（图b）和转矩电流波形（图d）。对比左右两列的波形可以看出，在实施了了本发明实施例提供的方法或装置之后，转矩电流的跟随性能更好，转速的波动大幅减小，验证了通过本发明提供的技术方案进行转矩补偿的有效性。
本发明实施例的另一方面还提供一种压缩机，该压缩机包括永磁同步电机和上述的装置。本发明实施例还提供一种空调器，该空调器包括上述的压缩机。本发明实施例所提供的压缩机和空调器因包含本发明实施例提供的上述永磁同步电机低频控制装置因而具有该装置的优点，在此不再赘述。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域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，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器（processor）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (11)

1.一种永磁同步电机低频控制方法，其特征在于，该方法包括：
在所述永磁同步电机启动后获取电磁转矩和第一机械转速，并确定第一机械位置角；
根据所述电磁转矩和所述第一机械位置角确定所述永磁同步电机的瞬时负载转矩和第二机械转速；
在所述第一机械转速和所述第二机械转速的差值的绝对值小于预设值，或者表征所述第一机械转速的波形与表征所述第二机械转速的波形之间的相位差小于预设值时，利用所确定的瞬时负载转矩以及瞬时负载转矩与转矩补偿电流之间的映射关系确定所述转矩补偿电流；以及
根据所述转矩补偿电流对所述永磁同步电机进行转矩补偿，
其中，所述方法还包括根据所述电磁转矩和所述第一机械位置角并根据以下等式确定所述永磁同步电机的所述第二机械转速和瞬时负载转矩：
Figure 252804DEST_PATH_IMAGE001
Figure 701103DEST_PATH_IMAGE002
Figure 887365DEST_PATH_IMAGE003
其中，
Figure 548153DEST_PATH_IMAGE004
为所获取的电磁转矩，
Figure 769050DEST_PATH_IMAGE005
为摩擦系数，
Figure 122671DEST_PATH_IMAGE006
为转动惯量；
Figure 796229DEST_PATH_IMAGE007
为第一机械位置角，
Figure 526288DEST_PATH_IMAGE008
为第二机械位置角；
Figure 100226DEST_PATH_IMAGE009
为瞬时负载转矩，
Figure 624748DEST_PATH_IMAGE010
为第二机械转速；
Ts为离散执行周期，k代表变量当前周期，k+1代表变量下一周期；以及
k1、k2、k3为增益参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括：
当所述第一机械转速和所述第二机械转速不符合预设条件时，对所述增益参数进行调整，直到符合所述预设条件。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法包括：
根据预设数据表调整所述增益参数，其中，所述数据表包括机械转速与所述增益参数的映射关系。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括
使用转子位置估计器或观测器确定所述第一机械位置角；以及
使用转子速度估计器或者观测器获取所述第一机械转速；或者
使用转子位置传感器确定所述第一机械位置角；以及
使用转子速度传感器获取所述第一机械转速。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述瞬时负载转矩与所述转矩补偿电流之间的映射关系为正比关系，其中比例系数为转矩电流比系数加权值，该方法包括：
利用所确定的瞬时负载转矩除以所述转矩电流比系数加权值来确定所述转矩补偿电流。
6.一种永磁同步电机低频控制装置，其特征在于，该装置包括：
获取模块，用于在所述永磁同步电机启动后获取电磁转矩和第一机械转速，并确定第一机械位置角；
计算模块，用于根据所述电磁转矩和所述第一机械位置角确定所述永磁同步电机的瞬时负载转矩和第二机械转速；
判断模块，用于判断所述第一机械转速和所述第二机械转速是否符合预设条件：所述第一机械转速和所述第二机械转速的差值的绝对值小于预设值，或者表征所述第一机械转速的波形与表征所述第二机械转速的波形之间的相位差小于预设值时，通过以下方式对所述永磁同步电机进行转矩补偿；
补偿量生成模块，用于当所述第一机械转速和所述第二机械转速符合预设条件时，利用所确定的瞬时负载转矩以及瞬时负载转矩与转矩补偿电流之间的映射关系确定所述转矩补偿电流；以及
补偿模块，用于根据所述转矩补偿电流对所述永磁同步电机进行转矩补偿，
其中，所述计算模块用于根据所述电磁转矩和所述第一机械位置角并根据以下等式确定所述永磁同步电机的所述第二机械转速和瞬时负载转矩：
Figure 785602DEST_PATH_IMAGE011
Figure 53773DEST_PATH_IMAGE012
Figure 983683DEST_PATH_IMAGE013
其中，
Figure 944685DEST_PATH_IMAGE014
为所获取的电磁转矩，
Figure 592835DEST_PATH_IMAGE015
为摩擦系数，
Figure 399117DEST_PATH_IMAGE016
为转动惯量；
Figure 950578DEST_PATH_IMAGE017
为第一机械位置角，
Figure 816903DEST_PATH_IMAGE018
为第二机械位置角；
Figure 952349DEST_PATH_IMAGE019
为瞬时负载转矩，
Figure 562322DEST_PATH_IMAGE020
为第二机械转速；
Ts为离散执行周期，k代表变量当前周期，k+1代表变量下一周期；以及
k1、k2、k3为增益参数。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述判断模块，用于当所述第一机械转速和所述第二机械转速不符合预设条件时，对所述增益参数进行调整，直到符合所述预设条件。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述判断模块，用于根据预设数据表调整所述增益参数，其中，所述数据表包括机械转速与所述增益参数的映射关系。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述瞬时负载转矩与所述转矩补偿电流之间的映射关系为正比关系，其中比例系数为转矩电流比系数加权值，所述补偿量生成模块，用于利用所确定的瞬时负载转矩除以所述转矩电流比系数加权值来确定所述转矩补偿电流。
10.一种压缩机，其特征在于，该压缩机包括永磁同步电机和根据权利要求6-9中任一项所述的装置。
11.一种空调器，其特征在于，该空调器包括根据权利要求10所述的压缩机。
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