專利名稱：永磁同步電機控制方法和裝置以及空調設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及電機控制技術，尤其涉及一種永磁同步電機控制方法和裝置以及空調設備。
背景技術：
隨著國家節能減排的等政策的實施,永磁同步電機在空調行業被大幅采用，直流變頻越來越受到重視，空調風機和壓縮機的全直流化趨勢越來越明顯，永磁同步電機控制技術得到了大力推廣。通常米用PAM(Pulse Amplitude Modulation,脈沖幅度調制)和 PWM(Pulse_WidthModulation,脈寬調制)方式控制IPM (Intelligent Power Module,智能功率模塊),通過 IPM進行永磁同步電機的運轉控制。IPM中集成了功率開關器件和驅動電路。現有的PAM與PWM配合技術大多是根據電機轉速對IPM進行PAM和PWM兩種調速方式下的切換一般轉速下，通常采用PWM方式控制IPM，即通過發送占空比可調的PWM驅動信號到IPM，控制電機的轉速；在PWM驅動信號的占空比達到最大值時，則無法繼續通過調高占空比來使電機轉速繼續升高；此時，現有技術中通過升高IPM的母線電壓，即采用PAM控制方式，繼續使電機轉速升高。然而，本發明的發明人發現，在轉速較高時，在采用PWM方式控制IPM時，PWM驅動信號的占空比會較大，從而使得IPM的損耗較大；而且，將PWM驅動信號的占空比調到最大值后，采用PAM方式繼續升高轉速的過程中，PWM驅動信號的占空比仍處于最大值的狀態；仍然使得IPM的損耗較大，電機效率低。因此，現有技術的永磁同步電機控制方法中，電機的IPM損耗較大，導致電機效率較低。

發明內容
本發明實施例提供了一種永磁同步電機控制方法和裝置以及空調設備，用以減小電機的IPM損耗，提高電機運轉效率。根據本發明的一個方面，提供了一種永磁同步電機控制方法，包括根據轉速指令所指示的轉速，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比；向母線電壓調節電路輸出確定的母線電壓控制信號，所述母線電壓調節電路根據所述母線電壓控制信號調節智能功率模塊IPM的母線電壓；根據確定的占空比向所述IPM輸出脈沖驅動信號；所述IPM根據所述脈沖驅動信號控制所述電機的運轉。較佳地，在所述確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比之前，還包括從設置于所述IPM中的溫度傳感器獲取所述IPM的溫度值；以及所述根據轉速指令所指示的轉速，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比具體包括根據轉速指令所指示的轉速以及所述IPM的溫度值，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比。在所述確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比之前，還包括從電機信息采集電路獲取所述電機的電流和轉速信息；以及所述根據轉速指令所指示的轉速，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比具體包括根據轉速指令所指示的轉速、所述IPM的溫度值，以及所述電機的電流和轉速信息，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比。·
其中，所述根據轉速指令所指示的轉速、所述IPM的溫度值，以及所述電機的電流和轉速信息，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比具體包括根據所述轉速指令所指示的轉速，以及所述電機的電流和轉速信息，確定出所述電機的矢量電壓；根據確定出的矢量電壓和所述IPM的溫度值，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比。所述根據確定出的矢量電壓和所述IPM的溫度值，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比具體包括根據確定出的矢量電壓和所述IPM的溫度值計算出Index值Index = Klx^+ + KlxTim (公式 I)其中，Tipm為所述IPM的溫度值，Va和Ve分別為所述矢量電壓的實部分量和虛部分量，Kl和K2為預先設定的調節系數；根據計算出的Index值,查找預先存儲的參數表,確定出對應于該Index值的母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比。所述參數表中對應Index值記錄的母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比是根據如下方法得到設置母線電壓控制信號的電壓值等于電壓初始值，脈沖驅動信號的占空比等于占空比初始值，所述電機控制模塊根據設置值控制所述電機的運轉；進行N次測試，對于第i次測試的步驟包括將。與5^進行比較；若％大于FtJ，則增加所述電機控制模塊輸出的母線電壓控制信號的電壓值，增加所述電機控制模塊輸出的脈沖驅動信號的占空比；若小于FiJ5則減小所述電機控制模塊輸出的母線電壓控制信號的電壓值，減小所述電機控制模塊輸出的脈沖驅動信號的占空比；其中，f ,力第i次測試時，根據轉速指令所指示的轉速，以及所述電機信息采集電路當前采集的電機的電流和轉速信息，計算出的矢量電壓；0為第i_l次測試時，根據轉速指令所指示的轉速，以及所述電機信息采集電路當前采集的電機的電流和轉速信息，計算出的矢量電壓；將T;PM_ 進行比較；
若T;PM大于，則增加所述電機控制模塊輸出的母線電壓控制信號的電壓值，減小所述電機控制模塊輸出的脈沖驅動信號的占空比；若小于TH，則減小所述電機控制模塊輸出的母線電壓控制信號的電壓值，增加所述電機控制模塊輸出的脈沖驅動信號的占空比；其中，Tiw為第i次測試時，所述溫度傳感器檢測的溫度值；Γρ力第i-1次測試時，所述溫度傳感器檢測的溫度值；對應記錄第i次測試時的Κβ、Τ; ΡΜ，以及所述電機控制模塊第i次測試時輸出的母線電壓控制信號的電壓值，所述電機控制模塊第i次測試時輸出的脈沖驅動信號的占空比；在完成所述N次測試后，從記錄的~2^中選擇出最小值Γ&，根據I丨確定出其對應的V; ;Γ;Μ為第m次測試時，所述溫度傳感器檢測的溫度值；根據！^,和％計算Index值,將計算出的Index值與第m次測試時記錄的母線電壓控制信號的電壓值、脈沖驅動信號的占空比對應記錄到所述參數表中。根據本發明的另一個方面，提供了一種永磁同步電機控制裝置，包括電機控制模塊，用于根據轉速指令所指示的轉速，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比；輸出確定的母線電壓控制信號，并根據確定的占空比向智能功率模塊IPM輸出脈沖驅動信號；母線電壓調節電路，用于根據所述電機控制模塊輸出的母線電壓控制信號調節所述IPM的母線電壓；所述IPM根據所述脈沖驅動信號控制所述電機的運轉。進一步，所述裝置還包括設置于所述IPM內的溫度傳感器；所述電機控制模塊還用于從所述溫度傳感器獲取所述IPM的溫度值；并還根據所述IPM的溫度值確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比。進一步，所述裝置還包括電機信息采集電路，用于采集所述電機的電流和轉速信息；以及所述電機控制模塊還用于從所述電機信息采集電路獲取所述電機的電流和轉速信息；并還根據所述電機的電流和轉速信息，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比。其中，所述電機控制模塊具體包括矢量電壓確定單元，用于根據所述轉速指令所指示的轉速，以及從所述電機信息采集電路獲取的所述電機的電流和轉速信息，確定出所述電機的矢量電壓；控制信號確定單元，用于根據所述矢量電壓確定單元確定出的矢量電壓，以及從所述溫度傳感器獲取所述IPM的溫度值，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比并輸出。所述控制信號確定單元具體用于根據所述矢量電壓和所述IPM的溫度值，依如下公式I計算出Index值；并根據計算出的Index值,查找預先存儲的參數表,確定出對應于該Index值的母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比并輸出；Index = Klx+V^ + K2xTIPM(公式 I)
其中，Tipm為所述IPM的溫度值，Va和Ve分別為所述矢量電壓的實部分量和虛部分量，Kl和K2為預先設定的調節系數。根據本發明的另一個方面，提供了一種空調設備，包括如上所述的永磁同步電機控制裝置，以及主控模塊，用于在控制所述空調設備的過程中向所述裝置的電機控制模塊發送所述轉速指令。本發明實施例由于同時確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比，同時可以通過母線電壓控制信號進行PAM控制，通過脈沖驅動信號進行PWM控制，這樣，在轉速較高時，可以輸出較小占空比的PWM驅動信號控制IPM，并同時通過PAM方式升高母線電壓來使得轉速達到要求，而不必由于僅用PWM控制方法而輸出較大占空比的PWM驅動信號控制 IPM,從而減小了 IPM的損耗，提高了電機效率。


圖1、4為本發明實施例的永磁同步電機控制裝置內部結構框圖；圖2為本發明實施例的永磁同步電機控制方法流程圖；圖3為本發明實施例的確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比的具體方法流程圖；圖5為本發明實施例的空調設備的內部結構框圖；圖6為本發明實施例的參數表中的記錄值的確定方法流程圖；圖7a為現有技術的電機控制方法下的記載在IPM上的信號的示意圖；圖7b為本發明實施例的電機控制方法下的記載在IPM上的信號的示意圖；圖8a、8b分別為本發明實施例的電機升速、降速過程中矢量電壓變化示意圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉出優選實施例，對本發明進一步詳細說明。然而，需要說明的是，說明書中列出的許多細節僅僅是為了使讀者對本發明的一個或多個方面有一個透徹的理解，即便沒有這些特定的細節也可以實現本發明的這些方面。本申請使用的“模塊”、“系統”等術語旨在包括與計算機相關的實體，例如但不限于硬件、固件、軟硬件組合、軟件或者執行中的軟件。例如，模塊可以是，但并不僅限于處理器上運行的進程、處理器、對象、可執行程序、執行的線程、程序和/或計算機。舉例來說，計算設備上運行的應用程序和此計算設備都可以是模塊。一個或多個模塊可以位于執行中的一個進程和/或線程內。本發明的發明人基于上述的對IPM損耗較大，導致電機效率較低的原因的分析，在本發明實施例的技術方案中，同時使用PWM和PAM方式對IPM進行控制，也就是說，在以PWM方式控制IPM時，還同時可以進行PAM的調節；這樣，在轉速較高時，可以輸出較小占空比的PWM驅動信號控制IPM，并同時通過PAM方式升高母線電壓來使得轉速達到要求，而不必由于僅用PWM控制方法而輸出較大占空比的PWM驅動信號控制IPM，從而減小了 IPM的損耗，提聞了電機效率。
下面結合附圖詳細說明本發明實施例的具體技術方案。本發明實施例提供的永磁同步電機控制裝置，如圖I所示，包括電機控制模塊101、母線電壓調節電路102、智能功率模塊 IPM103。電機控制模塊101進行永磁同步電機控制的方法流程圖，如圖2所示，包括如下步驟S201 :根據轉速指令所指示的轉速，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比。具體地，電機控制模塊101根據轉速指令所指示的轉速，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比。S202 :向母線電壓調節電路輸出確定的母線電壓控制信號，并根據確定的占空·比向IPM103輸出脈沖驅動信號。電機控制模塊101在確定出母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比后，根據確定的占空比向IPM103輸出脈沖驅動信號，并且向母線電壓調節電路102輸出確定的母線電壓控制信號。電機控制模塊101用于根據轉速指令所指示的轉速，確定出母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比；電機控制模塊101將確定的母線電壓控制信號輸出到母線電壓調節電路102，并根據確定的占空比向IPM103輸出脈沖驅動信號。電機控制模塊101通過向IPM103輸出占空比可調的脈沖驅動信號，從而實現對IPM103 的 PWM 控制。母線電壓調節電路102根據電機控制模塊101輸出的母線電壓控制信號調節輸入到IPM103的母線電壓；從而實現對IPM103的PAM控制。IPM103根據母線電壓調節電路102調節的母線電壓，以及電機控制模塊101輸出的脈沖驅動信號控制永磁同步電機的運轉。這樣，就同時實現了對IPM103的PAM控制和PWM控制。電機控制模塊101根據轉速指令所指示的轉速，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比的具體方法可以是電機控制模塊101查找一個預先存儲的關系表，在該關系表中記錄了轉速和母線電壓控制信號之間的對應關系，以及轉速和脈沖驅動信號的占空比之間的對應關系。例如，表I中示出了不同轉速下，所對應的母線電壓控制信號的電壓值和脈沖驅動信號的占空比值表I
轉速 105ipm 12 Orpm 135rpm ISOrpm ....... 975rpm 990rpm .......
母線電壓 311V 313V314V 315V ....... 348V 350V.......
控制信號
的電壓值
占空比值 99 I 98. 6 I 98 97.6..............78 77.5 ......該關系表中的對應關系可以是預先通過實驗獲得的較佳參數，例如，通過實驗發現，電機在某個轉速下，所使用的母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比使得IPM的損耗較小，電機運轉效率較高，則在關系表中對應于該轉速記錄下所使用的母線電壓控制信號的電壓值和脈沖驅動信號的占空比值。電機控制模塊101從關系表中確定出與轉速指令所指示的轉速相對應的母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比。進一步，永磁同步電機控制裝置還可包括設置于IPM103內的溫度傳感器(圖中未標)。電機控制模塊101與溫度傳感器相連，電機控制模塊101在確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比之前，從溫度傳感器獲取IPM103的溫度值；在獲取IPM103的溫度值后，根據轉速指令所指示的轉速以及IPM103的溫度值，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比。事實上，IPM103的溫度值可以反映IPM103的損耗情況通常，IPM103的損耗越大則IPM103的溫度越高，在確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比時，還參考IPM103的溫度值就是在參考IPM103的損耗情況，以選取可以降低IPM103損耗的母線電壓 控制信號和脈沖驅動信號的占空比。進一步，永磁同步電機控制裝置還可包括電機信息采集電路104。電機信息采集電路104用于采集永磁同步電機的電流和轉速信息。電機控制模塊101與電機信息采集電路104相連，電機控制模塊101在確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比之前，還從電機信息采集電路104獲取永磁同步電機的電流和轉速信息；在獲取永磁同步電機的電流和轉速信息后，根據轉速指令所指示的轉速、IPM103的溫度值，以及所述電機的電流和轉速信息，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比。電機控制模塊101根據轉速指令所指示的轉速、IPM103的溫度值，以及所述電機的電流和轉速信息，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比的具體方法流程圖，如圖3所示，具體可以包括如下步驟S301 :根據所述轉速指令所指示的轉速，以及所述電機的電流和轉速信息，確定出所述電機的矢量電壓。在現有技術中，為了實現對永磁同步電機更為精確的控制，通常需要采集電機的電流和轉速信息作為反饋量，根據轉速指令所指示的轉速，以及采集的反饋量來計算用于控制電機的矢量電壓。由此，根據所述轉速指令所指示的轉速，以及所述電機的電流和轉速信息，確定出所述電機的矢量電壓的方法可采用現有技術的方法，為本領域技術人員所熟知，此處不再贅述。S302 :根據確定出的矢量電壓和IPM103的溫度值，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比。具體地，根據如下公式1，以確定出的矢量電壓和IPM103的溫度值計算出Index值Index = Klx小 KIxTipm(公式 I)其中，Tipm為IPM103的溫度值，Va和Ve分別為所述矢量電壓的實部分量和虛部分量，Kl和K2為預先設定的調節系數。本領域技術人員可以根據實際情況設置Kl和K2，例如，設置Kl為O. 005，K2為O. 02。在計算出Index值后,根據Index值確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比可以根據計算出Index值,從預先存儲的參數表中確定出與該Index值對應的母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比。一個具體的參數表可以如下表2所示表2
Index I I I 2 I 3 I 4 I ....... 118 119 ....... 母線電壓311V313V 314V315Y ....... 348V350V.......
控制信號
的電壓值_________
占空比值 99 I 98. 6 I % I 97 6 I ..............78 [ 77 5 | ……表2中的各Index值下的母線電壓控制信號的電壓值和脈沖驅動信號的占空比可以是預先通過實驗得到的較佳數據。當然，本領域技術人員可以根據本發明公開的內容，采用其它的方法來確定母線電壓控制信號的電壓值和脈沖驅動信號的占空比，例如，通過運用Index值計算母線電壓控制信號的電壓值，或者通過運用Index值計算脈沖驅動信號的占空比。而這些方法在不脫離本發明原理的前提下，都應視為本發明的保護范圍。上述的電機控制模塊101具體可以包括矢量電壓確定單元111、控制信號確定單元 112。矢量電壓確定單元111用于根據所述轉速指令所指示的轉速，以及從所述電機信息采集電路獲取的所述電機的電流和轉速信息，確定出所述電機的矢量電壓；控制信號確定單元112用于根據所述矢量電壓確定單元確定出的矢量電壓，以及從所述溫度傳感器獲取所述IPM的溫度值，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比并輸出。進一步，電機控制模塊101中還可包括參數表存儲單元113。在參數表存儲單元113中預先存儲了參數表。具體地，控制信號確定單元112根據所述矢量電壓和所述IPM的溫度值計算出Index值，具體的計算方法可采用上述的公式I的計算方法；之后，根據計算出的Index值，查找參數表存儲單元113中預先存儲的參數表，確定出對應于該Index值的母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比并輸出。上述的母線電壓調節電路102可以有多種實現方式，為本領域技術人員所熟知的技術；例如，可以采用如圖4所示的電路，其工作原理為電機控制模塊輸出母線電壓控制信號后，該母線電壓控制信號的電壓值與與當前母線電壓值比較，被分別被送入到電壓誤差放大器Ul的輸入端；整流電壓檢測值和電壓誤差放大器Ul的輸出電壓信號共同加到乘法器U2的輸入端，乘法器U2的輸出則作為電流反饋控制的基準信號，與輸入電流值分別被送入到電流誤差放大器U3，電流誤差放大器U3的輸出再經過PWM比較器U4，控制IGBT的通斷，控制電容的沖放電，從而實現IPM的母線電壓調節。本發明實施例的永磁同步電機控制裝置可以應用在多種設備中，例如應用在空調設備中。本發明實施例提供的一種應用了上述永磁同步電機控制裝置的空調設備，如圖5所示，包括主控模塊、以及如上所述的永磁同步電機控制裝置。主控模塊在控制所述空調設備的過程中，可以向如上所述的永磁同步電機控制裝置的電機控制模塊發送轉速指令；永磁同步電機控制裝置在接收到轉速指令后，根據該指令所指示的轉速控制電機的運轉。上述的參數表是使用上述的永磁同步電機控制裝置事先對電機進行測試后得到的選取若干個電機的轉速點，對于其中的每個轉速點以以下測試方法流程進行測試，并得到該轉速點下的Index值，以及與Index值對應的母線電壓控制信號的電壓值和脈沖驅動信號的占空比，并記錄下來。具體方法流程如圖6所示，包括如下步驟S601 設置母線電壓控制信號的電壓值等于電壓初始值，脈沖驅動信號的占空比等于占空比初始值，根據設置值控制電機的運轉，令測試次數i=0。具體地，電機控制模塊101根據設置的電壓值輸出母線電壓控制信號到母線電壓調節電路，根據設置的占空比值輸出脈沖驅動信號到IPM，控制永磁同步電機進行運轉。S602 :根據轉速指令所指示的轉速，以及采集的電機的電流和轉速信息，計算電機的矢量電壓「^后，測試次數加I :i = i+1。·具體地，電機控制模塊101根據轉速指令所指示的轉速，以及電機信息采集電路104采集的電機的電流和轉速信息，計算出電機的矢量電壓之后，測試次數加I。之后，根據如下步驟進行N次測試S603 :判斷測試周期是否到達；若到達，執行以下步驟S604 ;否則，等待。S604 :根據轉速指令所指示的轉速，以及采集的電機的電流和轉速信息，計算電機的矢量電壓。具體地，電機控制模塊101根據轉速指令所指示的轉速，以及電機信息采集電路104當前采集的電機的電流和轉速信息，計算出電機的矢量電壓Viap aS605:將Gjs與之前計算的進行比較；若%大于P;1，則執行步驟S606 ;若匕小于 P，則執行步驟S607 ;若％等于Vg ,則執行步驟S608。具體地，將1^的模值與1 1的模值進行比較；若的模值大于FiJ1的模值，則執行步驟S606;若的模值小于的模值，則執行步驟S607 ;若的模值等于FcJ1的模值，則執行步驟S608。其中，F。為第i次測試時，計算得到的矢量電壓， ;力第i-Ι次測試時，計算得到的矢量電壓。S606 :增加母線電壓控制信號的電壓值，增加脈沖驅動信號的占空比，跳轉到S608。具體地，增加電機控制模塊101輸出的母線電壓控制信號的電壓值，例如，將其增加一個設定值A ;增加電機控制模塊101輸出的脈沖驅動信號的占空比，例如，將其增加一個設定值B。本領域技術人員可以根據實際情況，設置設定值A和設定值B。S607 :減小母線電壓控制信號的電壓值，減小脈沖驅動信號的占空比。具體地，減小電機控制模塊101輸出的母線電壓控制信號的電壓值，例如，將其減小一個設定值A ;減小電機控制模塊101輸出的脈沖驅動信號的占空比，例如，將其減小一個設定值B。S608 :比較T;PM_ d ;若T;FM大于H測執行步驟S609 ;若小于TpM ,則執行步驟S610 ;若T;PM等于T=f，則執行步驟S610。具體地，T;PM為第i次測試時，設置于IPM103內的溫度傳感器檢測的IPM103的溫度值；泣為第i-ι次測試時，設置于IPM103內的溫度傳感器檢測的IPM103的溫度值；電機控制模塊101對從溫度傳感器獲取的7^ 與F=進行比較；若T;PM大于Γ=，則執行步驟S609 ;若Iiw小于7；=,則執行步驟S610 ;若等于T ,則執行步驟S610。S609 :增加母線電壓控制信號的電壓值，減小脈沖驅動信號的占空比，跳轉到S611。具體地，增加電機控制模塊101輸出的母線電壓控制信號的電壓值，例如，將其增加一個設定值C ;減小電機控制模塊101輸出的脈沖驅動信號的占空比，例如，將其減小一個設定值D。本領域技術人員可以根據實際情況，設置設定值C和設定值D，例如，設置設定值C等于設定值Α，設置設定值D等于設定值B。 S610 :減小母線電壓控制信號的電壓值，增加脈沖驅動信號的占空比。具體地，減小電機控制模塊101輸出的母線電壓控制信號的電壓值，例如，將其減小一個設定值C ;增加電機控制模塊101輸出的脈沖驅動信號的占空比，例如，將其增加一個設定值D。S611 :對應記錄％ .Ttipil、當前的母線電壓控制信號的電壓值、當前的脈沖驅動信號的占空比。具體地，對應記錄、T;m，以及電機控制模塊101當前輸出的母線電壓控制信號的電壓值(即第i次測試時電機控制模塊101輸出的母線電壓控制信號的電壓值)、電機控制模塊101當前輸出的脈沖驅動信號的占空比(即第i次測試時電機控制模塊101輸出的脈沖驅動信號的占空比)。S612 :判斷測試次數i是否等于設定的測試次數最大值N ;若是，執行步驟S613 ；否則，測試次數i加I :i = i+Ι后，跳轉到步驟S603。S613 :從記錄的IPM103的溫度值中選出最小的溫度值，并確定該最小的溫度值所對應的矢量電壓、母線電圧控制信號的電壓值、脈沖驅動信號的占空比。即從記錄的T1ipm I P選擇出最小值，例如，選擇出第m次測試的IJm為其中最小的值，進一步，確定出所對應的矢量電壓匕、第m次測試時記錄的母線電壓控制信號的電壓值、脈沖驅動信號的占空比。TH弟N次測試時，溫度傳感器檢測的IPM103的溫度值。Tip力第m次測試時，溫度傳感器檢測的IPM103的溫度值。bbi4 :根據！^,和丨P汁算Index值,將計算出的Index值與第m次測試時記錄的母線電壓控制信號的電壓值、脈沖驅動信號的占空比對應記錄到上述的參數表中。本發明實施例由于同時確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比，同時可以通過母線電壓控制信號進行PAM控制，通過脈沖驅動信號進行PWM控制，這樣，在轉速較高時，可以輸出較小占空比的PWM驅動信號控制IPM，并同時通過PAM方式升高母線電壓來使得轉速達到要求，而不必由于僅用PWM控制方法而輸出較大占空比的PWM驅動信號控制IPM，從而減小了 IPM的損耗，提高了電機效率。圖7a示出了在現有技術的控制方法下，力口載在IPM上的信號的示意圖；圖7b示出了在本發明的控制方法下，加載在IPM上的信號的示意圖；由圖7a和圖7b的對比，可以看出，隨著電機的轉速升高，例如，在轉速大于V1后，現有技術的控制方法中IPM上的信號的占空，相比于本發明的控制方法中IPM上的信號的占空比，越來越大；由于本發明的控制方法中同時還采用了 PAM的控制方式來提升IPM的母線電壓，使得信號的占空比不必太大，從而減小了 IPM的損耗，提高了電機效率。并且，本發明實施例的永磁同步電機方法還可使矢量電壓變化平緩，不會突然變化；圖8a示出了電機升速時，電機的矢量電壓的變化；圖8b示出了電機降速時，電機的矢量電壓的變化。 本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，該程序可以存儲于計算機可讀取存儲介質中，如R0M/RAM、磁碟、光盤等。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種永磁同步電機控制方法，包括 根據轉速指令所指示的轉速，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比； 向母線電壓調節電路輸出確定的母線電壓控制信號，所述母線電壓調節電路根據所述母線電壓控制信號調節智能功率模塊IPM的母線電壓； 根據確定的占空比向所述IPM輸出脈沖驅動信號；所述IPM根據所述脈沖驅動信號控制所述電機的運轉。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，在所述確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比之前，還包括 從設置于所述IPM中的溫度傳感器獲取所述IPM的溫度值；以及 所述根據轉速指令所指示的轉速，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比具體包括 根據轉速指令所指示的轉速以及所述IPM的溫度值，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比之前，還包括 從電機信息采集電路獲取所述電機的電流和轉速信息；以及 所述根據轉速指令所指示的轉速，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比具體包括 根據轉速指令所指示的轉速、所述IPM的溫度值，以及所述電機的電流和轉速信息，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據轉速指令所指示的轉速、所述IPM的溫度值，以及所述電機的電流和轉速信息，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比具體包括 根據所述轉速指令所指示的轉速，以及所述電機的電流和轉速信息，確定出所述電機的矢量電壓； 根據確定出的矢量電壓和所述IPM的溫度值，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據確定出的矢量電壓和所述IPM的溫度值，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比具體包括 根據確定出的矢量電壓和所述IPM的溫度值計算出Index值
6.—種永磁同步電機控制裝置,包括 電機控制模塊，用于根據轉速指令所指示的轉速，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比；輸出確定的母線電壓控制信號，并根據確定的占空比向智能功率模塊IPM輸出脈沖驅動信號； 母線電壓調節電路，用于根據所述電機控制模塊輸出的母線電壓控制信號調節所述IPM的母線電壓； 所述IPM根據所述脈沖驅動信號控制所述電機的運轉。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括設置于所述IPM內的溫度傳感器； 所述電機控制模塊還用于從所述溫度傳感器獲取所述IPM的溫度值；并還根據所述IPM的溫度值確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，還包括 電機信息采集電路，用于采集所述電機的電流和轉速信息；以及所述電機控制模塊還用于從所述電機信息采集電路獲取所述電機的電流和轉速信息；并還根據所述電機的電流和轉速信息，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比。
9.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述電機控制模塊具體包括 矢量電壓確定單元，用于根據所述轉速指令所指示的轉速，以及從所述電機信息采集電路獲取的所述電機的電流和轉速信息，確定出所述電機的矢量電壓； 控制信號確定單元，用于根據所述矢量電壓確定單元確定出的矢量電壓，以及從所述溫度傳感器獲取所述IPM的溫度值，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比并輸出。
10.一種空調設備，包括如權利要求6-9任一所述的裝置，以及主控模塊，用于在控制所述空調設備的過程中向所述裝置的電機控制模塊發送所述轉速指令。
全文摘要
本發明公開了一種永磁同步電機控制方法和裝置以及空調設備，所述方法包括根據轉速指令所指示的轉速，確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比；向母線電壓調節電路輸出確定的母線電壓控制信號，母線電壓調節電路根據所述母線電壓控制信號調節IPM的母線電壓；根據確定的占空比向所述IPM輸出脈沖驅動信號；所述IPM根據所述脈沖驅動信號控制所述電機的運轉。由于同時確定母線電壓控制信號和脈沖驅動信號的占空比，可以同時進行PAM控制和PWM控制，這樣，在轉速較高時，可以輸出較小占空比的PWM驅動信號控制IPM，并同時通過PAM方式升高母線電壓來使得轉速達到要求，從而減小了IPM的損耗，提高了電機效率。
文檔編號H02P6/08GK102957366SQ201210347788
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月18日 優先權日2012年9月18日
發明者張俊喜, 李希志, 李叢來, 王天鴻 申請人:青島海信日立空調系統有限公司