CN113938070B - 一种控制方法、控制装置及控制器 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种控制方法、控制装置及控制器，用于控制电机，该方法包括以下步骤：获取电机的第一电参数，第一电参数表征电机的工作电流；对第一电参数进行坐标转换，得到q轴电流iq和d轴电流id；至少根据q轴电流iq和q轴电流指令值iqC得到q轴第一电压Uq；至少根据d轴电流id和d轴电流指令值idC得到d轴第一电压Ud；将第一/第二补偿信号补偿到q轴第一电压Uq/d轴第一电压Ud得到q轴第二电压Uq*/d轴第二电压Ud*或其相关量，第一/第二补偿信号表征输入电压的基波信号；至少根据补偿后的q轴电压和d轴电压或者其相关量控制电机运行。本申请能够提高电机运行稳定性。

Description

一种控制方法、控制装置及控制器
技术领域
本申请涉及电机控制技术领域，更具体的说，涉及关于电机稳定性的一种控制方法、控制装置及控制器。
背景技术
当前电机控制多采用AC-DC-AC(交流-直流-交流)的控制方式，在电机控制器中，如果整流和逆变两个环节耦合程度高，电机工作参数(比如电压、电流)和输入参数(输入电压、电流)可能相互影响，导致电机运行不稳定。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种控制方法、控制装置及控制器，能够有效缓解因整流和逆变等环节的耦合程度高造成的电机运行不稳定。
为解决上述技术问题，本申请采用了如下技术方案：
一种控制方法，用于控制电机，包括以下步骤：
获取电机的第一电参数，所述第一电参数表征电机的工作电流；
对所述第一电参数进行转换，得到q轴电流iq和d轴电流id；
至少根据所述q轴电流iq和q轴电流指令值iqC，得到q轴第一电压Uq；
至少根据所述d轴电流id和d轴电流指令值idC，得到d轴第一电压Ud；
至少将第一补偿信号补偿到q轴第一电压Uq得到q轴第二电压Uq*或者q轴第二电压Uq*的相关量，所述第一补偿信号表征输入电压的基波信号；
至少将第二补偿信号补偿到d轴第一电压Ud得到d轴第二电压Ud*或者d轴第二电压Ud*的相关量，所述第二补偿信号表征输入电压的基波信号；
至少根据补偿后的q轴电压和d轴电压控制电机运行，或者至少根据补偿后的q轴电压和d轴电压的相关量控制电机运行。
一种控制装置，用于控制电机，包括：
电机参数获取模块：用于获取电机的第一电参数，所述第一电参数表征电机的工作电流；
第一转换模块：用于对所述第一电参数进行转换，得到q轴电流iq和d轴电流id；
第一电压计算模块：用于至少根据所述q轴电流iq和q轴电流指令值iqC得到q轴第一电压Uq，至少根据所述d轴电流id和d轴电流指令值idC得到d轴第一电压Ud；
第一补偿模块：用于至少将第一补偿信号补偿到q轴第一电压Uq得到q轴第二电压Uq*或者q轴第二电压Uq*的相关量，所述第一补偿信号表征输入电压的基波信号；
第二补偿模块，用于至少将第二补偿信号补偿到d轴第一电压Ud得到d轴第二电压Ud*或者d轴第二电压Ud*的相关量，所述第二补偿信号表征输入电压的基波信号；
电机控制模块：用于至少根据补偿后的q轴电压和d轴电压控制电机运行，或者至少根据补偿后的q轴电压和d轴电压的相关量控制电机运行。
一种控制器，用于控制空调压缩机，包括上述的控制装置。
本申请实施例提供了一种控制方法、控制装置及控制器，用于控制电机，包括将电机工作电流进行转换为d/q轴电流，进一步得到d/q轴电压，表征输入电压的基波信号的第一、第二补偿信号分别对q轴电压、d轴电压补偿，能够使得在输入电压较低时，控制电机较低功率运行；在输入电压较高时，控制电机较高功率运行，从而使得电机运行变得更加稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为一种电机控制的信号流向示意图；
图2为本申请实施例提供的一种控制方法流程图；
图3为本申请实施例提供的一种控制装置框图；
图4为本申请实施例提供的一种控制器示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在变频空调控制中，常采用AC-DC-AC控制模式，在此类控制器中，通常需要几百至上千微法的直流支撑电容用于保持直流环节电压(逆变单元的输入电压)稳定。由于电解电容单位体积电容值大，有高密度能量存储能力，因此被广泛用作直流支撑电容。
然而，使用大容量的电解电容有以下两个固有的缺陷:
首先，当前端使用不控整流时，交流电源电流畸变严重，输入功率因数恶化,因此需要额外的PFC电路来提升电路的功率因数，使得控制器的成本较高；另外，电解电容是驱动控制器中故障率较高的元器件，寿命短，总体可靠性不高。
基于此，本申请公开了一种利用小容量薄膜电容替代大容量的电解电容，并取消PFC回路，使控制***成为一个低直流母线电压的控制***，具体如图1所示，图1的电机控制中，直流母线电压(也为逆变单元的输入电压)通过包括6个开关管的逆变单元连接到电机，电流采样模块采样电机电流后，通过坐标转化将电机相电流Iu、Iv、Iw转换为d/q轴电流id/iq；通过将位置推算模块推算出来的推算转速W1和目标转速W_C进行PI(比例积分)控制得到转矩T*,预设d轴电流指令值idC后，可根据idC和转矩T*计算得到q轴电流指令值iqC，进一步的，根据d/q轴电流id/iq和d/q轴电流指令值idC/iqC进行PI控制可以得到d/q轴电压Ud/Uq，再通过坐标转化将d轴电压Ud和q轴电压Uq转换为三相指令电压，最后再通过脉冲调制(比如：SVPWM：Space Vector Pulse Width Modulation:空间矢量脉宽调制)生成模块生成PWM信号，控制逆变单元的6个开关管的开关，从而控制电机的工作。该***中，由于薄膜电容的可靠性高，并且取消PFC回路可降低成本，因此，在一定程度上可以解决采用大容量电解电容的控制***的可靠性和成本问题。但是，由于薄膜电容容量较小，整流单元及逆变单元两个环节藕合程度较高，母线电压波动较大，在高负载情况下，直流母线电压波动将达到很恶劣情况，将导致电机控制不稳定，无法正常运行。其次，由于整流及逆变两个环节藕合程度较高，电机各类谐波将影响输入电流波形，使输入电流谐波成分增加，导致无法满足输入谐波要求，比如无法满足IEC输入谐波标准。
有鉴于此，本申请一实施例公开了一种控制方法，用于控制电机，如图3所示，包括以下步骤：
步骤S11：获取电机的第一电参数，具体为，获取电机的第一电参数，所述第一电参数表征电机的工作电流；在具体实施例中，如图2所示，第一电参数可以为电机的三相相电流，可以通过采样逆变器总电流，再对所述总电流进行三相电机相电流重构得到三相相电流，从而得到第一电参数，也可以直接采样电机的三相相电流从而得到第一电参数。
步骤S12：对第一电参数进行转换，具体可以通过对所述第一电参数进行坐标转换，得到q轴电流iq和d轴电流id；在具体实施例中，如图2所示，第一电参数为电机的三相相电流Iu、Iv、Iw，通过d/q轴坐标转换将Iu、Iv、Iw进行转换，得到电机的q轴电流iq和d轴电流id，比如通过CLARK和PARK变化得到d/q轴电流。
步骤S13：计算d/q轴第一电压，具体为，至少根据所述q轴电流iq和q轴电流指令值iqC得到q轴第一电压Uq；根据所述d轴电流id和d轴电流指令值idC得到d轴第一电压Ud；具体实施例中，对q轴电流iq和q轴电流指令值iqC进行PI控制，即能得到q轴电压；对所述d轴电流id和d轴电流指令值idC进行PI控制，即能得到d轴电压；实际使用中，可以直接将PI控制后得到的d/q轴电压作为第一电压Ud/Uq；为了进一步提高稳定性还可以对PI控制后得到的d/q轴电压进行解耦，再将解耦后的d/q轴电压作为第一电压Ud/Uq；
步骤S14：对q轴第一电压进行补偿，具体为，至少将第一补偿信号补偿到q轴第一电压Uq得到q轴第二电压Uq*者q轴第二电压Uq*的相关量，在具体控制算法中，能够根据q轴第二电压Uq*的相关量得到q轴第二电压Uq*；所述第一补偿信号表征输入电压的基波信号；
步骤S15：对d轴第一电压进行补偿，具体为，至少将第二补偿信号补偿到d轴第一电压Ud得到d轴第二电压Ud*或者d轴第二电压Ud*的相关量，在具体控制算法中，能够根据d轴第二电压Ud*的相关量得到d轴第二电压Ud*；所述第二补偿信号表征输入电压的基波信号；具体实施例中，第一补偿信号和第二补偿信号可以为同一个信号，也可以为不同信号，但是两者均与输入电压的基波信号相关，能够表征输入电压基波信号。
步骤S16：电机控制：至少根据补偿后的q轴电压和d轴电压控制电机运行或者至少根据补偿后的q轴电压和d轴电压的相关量控制电机运行。具体可以为，对补偿后的q轴电压和d轴电压进行坐标转换得到三相电压指令，或者先根据补偿后的q轴电压和d轴电压的相关量得到补偿后的q轴电压和d轴电压，再对补偿后的q轴电压和d轴电压压进行坐标转换得到三相电压指令，对所述三相指令电压进行脉冲调制产生逆变单元的开关管控制信号，所述逆变单元根据所述开关管控制信号控制电机运行。在具体实施例中，可以对补偿后的q轴电压和d轴电压进行d/q轴坐标转换成三相指令电压，在对三相指令电压进行脉冲调制，比如SVPWM调制得到三相驱动电压Uu、Uv、Uw，该三相驱动电压即为逆变单元的开关管控制信号；逆变单元根据三相驱动电压Uu、Uv、Uw控制开关管工作，从而产生控制电机工作的驱动力。需要说明的是，第一电压Uq、第二电压Uq*及下文提到的第三电压Uq**均为q轴电压，而第一、第二、第三仅是为了区分控制过程中、不同步骤下的q轴电压；同样，第一电压Ud、第二电压Ud*及下文提到的第三电压Ud**均为d轴电压，而第一、第二、第三仅是为了区分控制过程中、不同步骤下的d轴电压。
该实施例中，通过将与输入电压基波信号相关的第一/第二补偿信号补偿至q/d轴电压，再利用补偿后的q/d轴电压进行电机控制，在整个控制过程中，相当于在q/d轴电压上追加了与输入电压幅值及频率相关的补偿信号，具体的，第一/第二补偿信号频率可以为输入电压频率的2倍，即与直流母线电压同频；通过将与直流母线电压同频的第一/第二补偿信号补偿至q/d轴电压，从而能够提高电机运行稳定性。本实施例中，输入电压指的是控制器的输入电压，一般为交流市电，其频率为50Hz，而直流母线电压频率为100Hz。
在一个实施例中，所述补偿后的q轴电压和d轴电压分别为q轴第二电压Uq*和d轴第二电压Ud*，即，根据q轴第二电压Uq*和d轴第二电压Ud*进行坐标转换得到三相电压指令，对所述三相指令电压进行脉冲调制产生逆变单元的开关管控制信号，所述逆变单元根据所述开关管控制信号控制电机运行。在另一个实施例中，所述补偿后的q轴电压和d轴电压的相关量分别为q轴第二电压Uq*的相关量和d轴第二电压Ud*的相关量，本实施例中，先根据q轴第二电压Uq*的相关量和d轴第二电压Ud*的相关量得到q轴第二电压Uq*和d轴第二电压Ud*，再根据q轴第二电压Uq*和d轴第二电压Ud*进行坐标转换得到三相电压指令，对所述三相指令电压进行脉冲调制产生逆变单元的开关管控制信号，所述逆变单元根据所述开关管控制信号控制电机运行。
在其它实施例中，除了将第一补偿信号补偿至q/d轴电压外，为了抑制输入电流谐波还包括步骤：至少将第三补偿信号补偿到q轴第二电压Uq*得到q轴第三电压Uq**或者q轴第三电压Uq**的相关量，至少将所述第四补偿信号补偿到d轴第二电压Ud*得到d轴第三电压Ud**或者d轴第三电压Ud**的相关量，所述第三补偿信号和第四补偿信号均表征输入电压的高频信号；所述补偿后的q轴电压和d轴电压分别为q轴第三电压Uq**和d轴第三电压Ud**；所述补偿后的q轴电压和d轴电压的相关量分别为q轴第三电压Uq**的相关量和d轴第三电压Ud**的相关量。
在上述实施例中，具体的步骤S14：至少将第一补偿信号补偿到q轴第一电压Uq得到q轴第二电压Uq*，可以包括以下步骤：
对直流母线电压进行采样得到第一采样信号Vdc；直流母线电压为输入电压经过整流后的电压；
对所述第一采样信号Vdc进行带通滤波得到第一滤波信号Vdc_bpf1；
所述第一补偿信号与所述第一滤波信号Vdc_bpf1呈正相关或者正比相关；
所述q轴第二电压Uq*为所述q轴第一电压Uq与所述第一补偿信号之和；
本实施例中，所述第一补偿信号与所述第一滤波信号Vdc_bpf1呈正相关或者正比相关，当呈正比相关时，比例系数为一定值、由电机电流运行稳定性决定，通过对电机电流运行稳定性进行测试，选取一个合适的值作为系数Kdq，以提高电机运行稳定性。而当呈正相关时，比例系数非固定值，可以根据实际情况对比例系数进行进一步补偿和调整，从而进一步提高电机运行稳定性。
进一步的，因为第一补偿信号和第二补偿信号均表征输入电压的基波信号，且在具体实施例中，两者可以为相同值，因此步骤S15：至少将第二补偿信号补偿到d轴第一电压Ud得到d轴第二电压Ud*与获得q轴第二电压Uq*的方法和过程类似，第二补偿信号和第一补偿信号的获取方式可以相同，具体包括以下步骤：
对直流母线电压进行采样得到第一采样信号Vdc1；直流母线电压为输入电压经过整流后的电压；
对所述第一采样信号进行带通滤波得到第一滤波信号Vdc_bpf1；
所述第二补偿信号与所述第一滤波信号呈正相关或者正比相关；
当获取到第二补偿信号后，通过对所述d轴第一电压Ud与所述第二补偿信号作差，得到d轴第二电压Ud*。
本实施例中，所述第二补偿信号与所述第一滤波信号Vdc_bpf1呈正相关或者正比相关，当呈正比相关时，比例系数为一定值、由电机电流运行稳定性决定，通过对电机电流运行稳定性进行测试，选取一个合适的值作为系数Kdq，以提高电机运行稳定性。而当呈正相关时，比例系数非固定值，可以根据实际情况对比例系数进行进一步补偿和调整，从而进一步提高电机运行稳定性。
将所述第一补偿信号补偿到d轴第一电压Ud得到d轴第二电压Ud*，包括以下步骤：
在一个实施例中，所述将第三补偿信号补偿到q轴第二电压Uq*得到q轴第三电压Uq**，可以包括以下步骤：
对直流母线电压进行采样得到第二采样信号Vdc2；其中第二采样信号Vdc2与第一采样信号Vdc1可以相同；
对所述第二采样信号进行带通滤波得到第二滤波信号Vdc_bpf2；
对所述第二采样信号进行低通滤波得到第三滤波信号Vdc_lpf；对第二滤波信号Vdc_bpf2和第三滤波信号Vdc_lpf求和后得到第二采样信号的带通信号和低通信号之和，第二采样信号减去带通信号和低通信号即能得到第二采样信号的高频信号(第三信号)，即将所述第二采样信号与所述第二滤波信号和第三滤波信号之和作差后可以得到第三信号；
所述第三补偿信号与所述第三信号正相关或者正比相关；
所述q轴第三电压Uq**为所述q轴第二电压Uq*与延时n个采样周期后的第三补偿信号之和。
本实施例中，第三补偿信号与所述第三信号正相关或者正比相关；当呈正比相关时，比例系数可以为一可调节的系数；具体的，该比例系数由电流谐波决定，通过对电流谐波进行测试，选取一个合适的值作为比例系数，以减小电流谐波。当呈正相关时，比例系数非固定值，可以根据实际情况对比例系数进行进一步补偿和调整，从而进一步降低谐波电流。
进一步的，因为第四补偿信号和第三补偿信号均表征输入电压的高频信号，在具体实施例中，两者可以相同；因此，步骤：至少将所述第四补偿信号补偿到d轴第二电压Ud*得到d轴第三电压Ud**与获取q轴第三电压Uq**的方法和过程类似，第四补偿信号和第三补偿信号的获取方式可以相同，具体可以包括以下步骤：
对直流母线电压进行采样得到第二采样信号Vdc2；其中第二采样信号Vdc2与第一采样信号Vdc1可以相同；
对所述第二采样信号进行带通滤波得到第二滤波信号Vdc_bpf2；
对所述第二采样信号进行低通滤波得到第三滤波信号Vdc_lpf；对第二滤波信号Vdc_bpf2和第三滤波信号Vdc_lpf求和后得到第二采样信号的带通信号和低通信号之和，第二采样信号减去带通信号和低通信号即能得到第二采样信号的高频信号(第四信号)，即将所述第二采样信号与所述第二滤波信号和第三滤波信号之和作差后可以得到第四信号；
所述第四补偿信号与所述第四信号正相关或者正比相关；
当获取到第四补偿信号后，通过对d轴第二电压Ud*与延时n个采样周期后的第四补偿信号作差，得到d轴第三电压Ud**。
本实施例中，第四补偿信号与所述第四信号正相关或者正比相关；当呈正比相关时，比例系数可以为一可调节的系数；具体的，该比例系数由电流谐波决定，通过对电流谐波进行测试，选取一个合适的值作为比例系数，以减小电流谐波。当呈正相关时，比例系数非固定值，可以根据实际情况对比例系数进行进一步补偿和调整，从而进一步降低谐波电流。
需要说明的是，以上实施例中，先通过得到与相关信号呈正/正比相关的补偿信号，再将被补偿信号叠加/减去补偿信号得到补偿之后的信号也可以被等效替换成先通过得到与相关信号呈负/反比相关的补偿信号，再将被补偿信号减去/叠加补偿信号得到补偿之后的信号；两者只是数学上的正负关系，本质相同，属于同种技术方案，均在本发明保护范围之内。在上述实施例中，所述d轴电流指令值idC可以通过预设决定；如图2所示，所述q轴电流指令值iqC通过以下公式得到，
iqC＝T*/[P*(KE *+(Ld *-Lq *)*idC)],
其中，P为极对数，KE *为感应电压常数，Ld *为电机的d轴电感，Lq *为电机的q轴电感。
进一步的，所述根据所述q轴电流iq和q轴电流指令值iqC计算q轴第一电压Uq包括步骤：
根据所述q轴电流iq和q轴电流指令值iqC进行比例积分运算得到q轴原始电压Uq’；
将所述q轴原始电压Uq’与q轴分量电压△Vq相加得到q轴第一电压Uq，其中△Vq＝W1*(Ld **idC+KE *),W1为推算转速，KE *为感应电压常数，Ld *为电机的d轴电感；本实施例中，利用q轴分量电压△Vq对q轴原始电压Uq’进行解耦；
所述根据所述d轴电流id和d轴电流指令值idC计算d轴第一电压Ud包括步骤：
根据所述d轴电流id和d轴电流指令值idC进行比例积分运算得到d轴原始电压Ud’；
将所述d轴原始电压Ud’与d轴分量电压△Vq相加得到d轴第一电压Ud，其中△Vd＝-W1*Lq **iqC，W1为推算转速，Lq *为电机的q轴电感。本实施例中，利用d轴分量电压△V对d轴原始电压Ud’进行解耦。
基于上述控制方法，本申请实施例还提供了一种控制装置，用于控制电机，如图3所示，包括：
电机参数获取模块11：用于获取电机的第一电参数，所述第一电参数表征电机的工作电流；在具体实施例中，第一电参数可以为电机的三相相电流。电机参数获取模块可以通过采样逆变器总电流，再对所述总电流进行三相电机相电流重构得到三相相电流，从而得到第一电参数；也可以直接采样电机的三相相电流从而得到第一电参数。
第一转换模块12：用于对所述第一电参数进行转换，得到q轴电流iq和d轴电流id；在具体实施例中，如图2所示，第一电参数为电机的三相相电流Iu、Iv、Iw，通过d/q轴坐标转换将Iu、Iv、Iw进行转换，得到电机的q轴电流iq和d轴电流id，比如通过CLARK和PARK变化得到d/q轴电流；
第一电压计算模块13：用于至少根据所述q轴电流iq和q轴电流指令值iqC得到q轴第一电压Uq，根据所述d轴电流id和d轴电流指令值idC得到d轴第一电压Ud；具体实施例中，对q轴电流iq和q轴电流指令值iqC进行PI控制，即能得到q轴电压；对所述d轴电流id和d轴电流指令值idC进行PI控制，即能得到d轴电压；实际使用中，可以直接将PI控制后得到的d/q轴电压作为第一电压Ud/Uq；为了进一步提高稳定性还可以对PI控制后得到的d/q轴电压进行解耦，再将解耦后的d/q轴电压作为第一电压Ud/Uq；
第一补偿模块14：用于至少将第一补偿信号补偿到q轴第一电压Uq得到q轴第二电压Uq*或者q轴第二电压Uq*的相关量，所述第一补偿信号表征输入电压的基波信号；
第二补偿模块15，用于至少将第二补偿信号补偿到d轴第一电压Ud得到d轴第二电压Ud*或者d轴第二电压Ud*的相关量，所述第二补偿信号表征输入电压的基波信号；
电机控制模块16：用于至少根据补偿后的q轴电压和d轴电压控制电机运行，或者至少根据补偿后的q轴电压和d轴电压的相关量控制电机运行。在具体实施例中，所述电机控制模块包括：电压指令转换单元，用于对补偿后的q轴电压和d轴电压进行转换得到三相电压指令；脉冲调制单元，用于对所述三相电压指令进行脉冲调制产生逆变单元的开关管控制信号；逆变单元：用于根据所述开关管控制信号控制电机运行。在具体实施例中，可以对补偿后的q轴电压和d轴电压进行d/q轴坐标转换成三相驱动电压Uu、Uv、Uw；逆变单元根据三相驱动电压Uu、Uv、Uw控制开关管工作，从而产生控制电机工作的驱动力。当至少根据补偿后的q轴电压和d轴电压的相关量控制电机运行时，电机控制模块还包括根据补偿后的q轴电压和d轴电压的相关量得到补偿后的q轴电压和d轴电压，再利用补偿后的q轴电压和d轴电压进行转换得到三相电压指令，继而进行电机控制。
该实施例中，通过将与输入电压基波信号相关的第一/第二补偿信号补偿至q/d轴电压，再利用补偿后的q/d轴电压进行电机控制，在整个控制过程中，相当于在q/d轴电压上追加与输入电压幅值及频率相关的补偿信号，具体的，第一/第二补偿信号频率可以为输入电压频率的2倍，即与直流母线电压同频；通过将与直流母线电压同频的第一/第二补偿信号补偿至q/d轴电压，从而能够提高电机运行稳定性。本实施例中，输入电压指的是控制器的输入电压，一般为交流市电。本实施例中，补偿后的q轴电压和d轴电压分别为q轴第二电压Uq*和d轴第二电压Ud*。
进一步的，在一个实施例中，控制装置还包括第三补偿模块和第四补偿模块，所述第三补偿模块，用于至少将第三补偿信号补偿到q轴第二电压Uq*得到q轴第三电压Uq**q轴第三电压Uq**的相关量，所述第三补偿信号表征输入电压的高频信号；
所述第四补偿模块，用于至少将第四补偿信号补偿到d轴第二电压Ud*得到d轴第三电压Ud**或者d轴第三电压Ud**的相关量，所述第四补偿信号表征输入电压的高频信号；本实施例中，所述补偿后的q轴电压和d轴电压分别为q轴第三电压Uq**和d轴第三电压Ud**，所述补偿后的q轴电压和d轴电压的相关量分别为q轴第三电压Uq**的相关量和d轴第三电压Ud**的相关量；即电机控制模块至少根据q轴第三电压Uq**和d轴第三电压Ud**进行电机控制。
进一步的，在一个实施例中，所述第一补偿模块14和/或第二补偿模块15包括：
第一采样单元：用于对直流母线电压进行采样得到第一采样信号Vdc；
第一带通滤波单元：用于对所述第一采样信号进行带通滤波得到第一滤波信号Vdc_bpf；
所述第一补偿信号和/或第二补偿信号与所述第一滤波信号呈正相关或者正比相关；
第一补偿单元：用于对所述q轴第一电压Uq与所述第一补偿信号求和，得到所述q轴第二电压Uq*；
第二补偿单元：用于对所述d轴第一电压Ud与所述第二补偿信号作差，得到所述d轴第二电压Ud*。
本实施例中，所述第一补偿信号与所述第一滤波信号Vdc_bpf1呈正相关或者正比相关，当呈正比相关时，比例系数为一定值、由电机电流运行稳定性决定，通过对电机电流运行稳定性进行测试，选取一个合适的值作为系数Kdq，以提高电机运行稳定性。而当呈正相关时，比例系数非固定值，可以根据实际情况对比例系数进行进一步补偿和调整，从而进一步提高电机运行稳定性。
进一步的，在一个实施中，所述第二补偿模块包括：
第二采样单元：用于对直流母线电压进行采样得到第二采样信号Vdc2；
第二带通滤波单元：用于对所述第一采样信号进行带通滤波得到第二滤波信号Vdc_bpf2；
低通滤波单元：用于对所述第二采样信号进行低通滤波得到第三滤波信号Vdc_lpf；
所述第三补偿信号与所述第三信号正相关或者正比相关；
所述第四补偿信号与所述第四信号正相关或者正比相关；
第三补偿单元：用于对所述q轴第二电压Uq*与延时n个采样周期后的第三补偿信号求和，得到所述q轴第三电压Uq**；
第四补偿单元：用于对所述d轴第二电压Ud*与延时n个采样周期后的第四补偿信号作差，得到所述d轴第三电压Ud**。
本实施例中，第三补偿信号和/或第四补偿信号分别与所述第三信号/第四信号呈正相关或者正比相关；当呈正比相关时，比例系数可以为一可调节的系数，；具体的，该比例系数由电流谐波决定，通过对电流谐波进行测试，选取一个合适的值作为比例系数，以减小电流谐波。当呈正相关时，比例系数非固定值，可以根据实际情况对比例系数进行进一步补偿和调整，从而进一步降低谐波电流。
需要说明的是，以上实施例中，先通过得到与相关信号呈正/正比相关的补偿信号，再将被补偿信号叠加/减去补偿信号得到补偿之后的信号也可以被等效替换成先通过得到与相关信号呈负/反比相关的补偿信号，再将被补偿信号减去/叠加补偿信号得到补偿之后的信号；两者只是数学上的正负关系，本质相同，属于同种技术方案，均在本发明保护范围之内。
需要说明的是，第一/二补偿模块中的第一采样单元和第三/四补偿模块中的第二采样单元均是为了对直流母线电压进行采样，两者可以是同一个单元；同样第一/二补偿模块中的带通滤波单元和第三/四补偿模块中的带通滤波单元均是为了对第一采样信号进行带通滤波，两者也可以为同一个单元；
进一步的，本申请实施例还提供了一种控制装置，在上述控制装置基础上，还包括：
预设模块：用于预设所述d轴电压指令值idC；
q轴电流指令值计算单元：用于计算所述q轴电流指令值iqC，其中，iqC＝T*/[P*(KE *+(Ld *-Lq *)*idC)]，P为极对数，KE *为感应电压常数，Ld *为电机的d轴电感，Lq *为电机的q轴电感。
进一步的，所述第一电压计算模块包括：
q轴比例积分运算单元：用于根据所述q轴电流iq和q轴电流指令值iqC进行比例积分运算得到q轴原始电压Uq’；
q轴电压计算单元：用于将所述q轴原始电压Uq’与q轴分量电压△Vq相加得到q轴第一电压Uq，其中△Vq＝W1*(Ld **idC+KE *),W1为推算转速，KE *为感应电压常数，Ld *为电机的d轴电感；
d轴比例积分运算单元：用于根据所述d轴电流id和d轴电流指令值idC进行比例积分运算得到d轴原始电压Ud’；
d轴电压计算单元：用于将所述d轴原始电压Ud’与d轴分量电压△Vq相加得到d轴第一电压Ud，其中△Vd＝-W1*Lq **iqC，W1为推算转速，Lq *为电机的q轴电感。
基于上述控制方法和控制装置，本申请实施例还提供了一种控制器，用于控制空调压缩机，如图4所示，包括上述的控制装置。该控制器通过将与输入电压VAC基波信号相关的第一/第二补偿信号补偿至q/d轴电压得到q轴第二电压Uq*/d轴第二电压Ud*，再利用补偿后的q轴第二电压Uq*/d轴第二电压Ud*进行电机控制，在整个控制过程中，相当于在d/q轴电压上追加与输入电压频率相关的补偿信号，具体的，第一/第二补偿信号频率可以为输入电压VAC频率的2倍，即与直流母线电压同频；通过将于直流母线电压同频的第一/第二补偿信号补偿至d/q轴电压，从而能够提高电机运行稳定性。而且在其它实施例中，通过将与输入电压高频信号相关的第三/第四补偿信号进一步补偿到q轴第二电压Uq*/d轴第二电压Ud*上得到q轴第三电压Uq**/d轴第三电压Ud**，即增加输入电压VAC的高频谐波的补偿，能够有效抑制输入电流谐波，使得控制器能够满足输入谐波要求，比如符合IEC输入谐波标准。
经过上述补偿的控制方法及控制装置尤其适用于无大电解电容作为支撑电容的控制***中，如图4所示，该控制***不包含PFC回路且不包括用作支撑逆变单元输入电压的大电解电容，大电解电容的容值一般在几百至上千微法，使用了本申请控制方法或者控制装置的控制器，电路主拓扑仅需要一个小的薄膜电容C和一个滤波电感L，在没有PFC回路且没有大电解电容作为支撑电容的基础上，通过一定的补偿还能保持电机稳定运行和满足谐波要求，有效降低了控制器成本，且在一定程度上还能满足控制器性能要求。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种控制方法，用于控制电机，其特征在于，包括以下步骤：
获取电机的第一电参数，所述第一电参数表征电机的工作电流；
对所述第一电参数进行转换，得到q轴电流iq和d轴电流id；
至少根据所述q轴电流iq和q轴电流指令值iqC，得到q轴第一电压Uq；
至少根据所述d轴电流id和d轴电流指令值idC，得到d轴第一电压Ud；
至少将第一补偿信号补偿到q轴第一电压Uq得到q轴第二电压Uq*或者q轴第二电压Uq*的相关量，所述第一补偿信号表征输入电压的基波信号；
至少将第二补偿信号补偿到d轴第一电压Ud得到d轴第二电压Ud*或者d轴第二电压Ud*的相关量，所述第二补偿信号表征输入电压的基波信号；
至少根据补偿后的q轴电压和d轴电压控制电机运行，或者至少根据补偿后的q轴电压和d轴电压的相关量控制电机运行；
所述控制方法还包括步骤：至少将第三补偿信号补偿到所述q轴第二电压Uq*得到q轴第三电压Uq**或者q轴第三电压Uq**的相关量，所述第三补偿信号表征输入电压的高频信号；
至少将第四补偿信号补偿到d轴第二电压Ud*得到d轴第三电压Ud**或者d轴第三电压Ud**的相关量，所述第四补偿信号表征输入电压的高频信号；
所述补偿后的q轴电压和d轴电压分别为所述q轴第三电压Uq**和d轴第三电压Ud**；或者，所述补偿后的q轴电压和d轴电压的相关量分别为q轴第三电压Uq**的相关量和d轴第三电压Ud**的相关量；
所述至少将第三补偿信号补偿到q轴第二电压Uq*得到q轴第三电压Uq**和/或至少将第四补偿信号补偿到d轴第二电压Ud*得到d轴第三电压Ud**包括以下步骤：
对直流母线电压进行采样得到第二采样信号；
对所述第二采样信号进行带通滤波得到第二滤波信号；
对所述第二采样信号进行低通滤波得到第三滤波信号；
将所述第二采样信号与所述第二滤波信号和第三滤波信号之和作差后得到第三信号和/或第四信号；
所述第三补偿信号与所述第三信号正相关或者正比相关；
所述第四补偿信号与所述第四信号正相关或者正比相关；
所述q轴第三电压Uq**为所述q轴第二电压Uq*与延时n个采样周期后的第三补偿信号之和；
所述d轴第三电压Ud**为所述d轴第二电压Ud*与延时n个采样周期后的第四补偿信号之差。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述补偿后的q轴电压和d轴电压分别为q轴第二电压Uq*和d轴第二电压Ud*；所述补偿后的q轴电压和d轴电压的相关量分别为q轴第二电压Uq*的相关量和d轴第二电压Ud*的相关量。
3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述至少将第一补偿信号补偿到q轴第一电压Uq得到q轴第二电压Uq*和/或至少将第二补偿信号补偿到d轴第一电压Ud得到d轴第二电压Ud*包括以下步骤：
对直流母线电压进行采样得到第一采样信号；
对所述第一采样信号进行带通滤波得到第一滤波信号；
所述第一补偿信号和/或第二补偿信号与所述第一滤波信号呈正相关或者正比相关；
所述q轴第二电压Uq*为所述q轴第一电压Uq与所述第一补偿信号之和；
所述d轴第二电压Ud*为所述d轴第一电压Ud与所述第二补偿信号之差。
4.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述d轴电流指令值idC通过预设决定；所述q轴电流指令值iqC通过以下公式得到，
iqC＝T*/[P*(KE *+(Ld *-Lq *)*idC)],
其中，P为极对数，KE *为感应电压常数，Ld *为电机的d轴电感，Lq *为电机的q轴电感；T*为转矩，所述转矩T*通过将位置推算模块推算出来的推算转速W1和目标转速W_C进行比例积分控制得到；
所述至少根据补偿后的q轴电压和d轴电压控制电机运行包括步骤：对补偿后的q轴电压和d轴电压进行转换得到三相电压指令，对所述三相电压指令进行脉冲调制产生逆变单元的开关管控制信号，所述逆变单元根据所述开关管控制信号控制电机运行。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述至少根据所述q轴电流iq和q轴电流指令值iqC得到q轴第一电压Uq包括步骤：
根据所述q轴电流iq和q轴电流指令值iqC进行比例积分运算得到q轴原始电压Uq’；
将所述q轴原始电压Uq’与q轴分量电压△Vq相加得到q轴第一电压Uq，其中△Vq＝W1*(Ld **idC+KE *),W1为推算转速，KE *为感应电压常数，Ld *为电机的d轴电感；
所述至少根据所述d轴电流id和d轴电流指令值idC得到d轴第一电压Ud包括步骤：
根据所述d轴电流id和d轴电流指令值idC进行比例积分运算得到d轴原始电压Ud’；
将所述d轴原始电压Ud’与d轴分量电压△Vq相加得到d轴第一电压Ud，其中△Vd＝-W1*Lq **iqC，W1为推算转速，Lq *为电机的q轴电感。
6.一种控制装置，用于控制电机，其特征在于，包括：
电机参数获取模块：用于获取电机的第一电参数，所述第一电参数表征电机的工作电流；
第一转换模块：用于对所述第一电参数进行转换，得到q轴电流iq和d轴电流id；
第一电压计算模块：用于至少根据所述q轴电流iq和q轴电流指令值iqC得到q轴第一电压Uq，至少根据所述d轴电流id和d轴电流指令值idC得到d轴第一电压Ud；
第一补偿模块：用于至少将第一补偿信号补偿到q轴第一电压Uq得到q轴第二电压Uq*或者q轴第二电压Uq*的相关量，所述第一补偿信号表征输入电压的基波信号；
第二补偿模块，用于至少将第二补偿信号补偿到d轴第一电压Ud得到d轴第二电压Ud*或者d轴第二电压Ud*的相关量，所述第二补偿信号表征输入电压的基波信号；
电机控制模块：用于至少根据补偿后的q轴电压和d轴电压控制电机运行，或者至少根据补偿后的q轴电压和d轴电压的相关量控制电机运行；
所述控制装置还包括第三补偿模块和第四补偿模块；
所述第三补偿模块，用于至少将第三补偿信号补偿到q轴第二电压Uq*得到q轴第三电压Uq**或者q轴第三电压Uq**的相关量，所述第三补偿信号表征输入电压的高频信号；
所述第四补偿模块，用于至少将第四补偿信号补偿到d轴第二电压Ud*得到d轴第三电压Ud**或者d轴第三电压Ud**的相关量，所述第四补偿信号表征输入电压的高频信号；
所述补偿后的q轴电压和d轴电压分别为所述q轴第三电压Uq**和d轴第三电压Ud**；所述补偿后的q轴电压和d轴电压的相关量分别为q轴第三电压Uq**的相关量和d轴第三电压Ud**的相关量；
所述第三补偿模块和/或第四补偿模块包括：
第二采样单元：用于对直流母线电压进行采样得到第二采样信号；
第二带通滤波单元：用于对所述第二采样信号进行带通滤波得到第二滤波信号；
低通滤波单元：用于对所述第二采样信号进行低通滤波得到第三滤波信号；
所述第三补偿信号与第三信号正相关或者正比相关；所述第三信号为所述第二采样信号与所述第二滤波信号和第三滤波信号之和的差值；
所述第四补偿信号与第四信号正相关或者正比相关；所述第四信号为所述第二采样信号与所述第二滤波信号和第三滤波信号之和的差值；
第三补偿单元：用于对所述q轴第二电压Uq*与延时n个采样周期后的第三补偿信号求和，得到所述q轴第三电压Uq**；
第四补偿单元：用于对所述d轴第二电压Ud*与延时n个采样周期后的第四补偿信号作差，得到所述d轴第三电压Ud**。
7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述第一补偿模块和/或所述第二补偿模块包括：
第一采样单元：用于对直流母线电压进行采样得到第一采样信号；
第一带通滤波单元：用于对所述第一采样信号进行带通滤波得到第一滤波信号；
所述第一补偿信号和/或第二补偿信号与所述第一滤波信号呈正相关或者正比相关；
第一补偿单元：用于对所述q轴第一电压Uq与所述第一补偿信号求和，得到所述q轴第二电压Uq*；
第二补偿单元：用于对所述d轴第一电压Ud与所述第二补偿信号作差，得到所述d轴第二电压Ud*。
8.根据权利要求6或7所述的控制装置，其特征在于，还包括：
预设模块：用于预设所述d轴电压指令值idC；
q轴电流指令值计算单元：用于计算所述q轴电流指令值iqC，其中，iqC＝T*/[P*(KE *+(Ld *-Lq *)*idC)]，P为极对数，KE *为感应电压常数，Ld *为电机的d轴电感，Lq *为电机的q轴电感；T*为转矩，所述转矩T*通过将位置推算模块推算出来的推算转速W1和目标转速W_C进行比例积分控制得到；
所述电机控制模块包括：
电压指令转换单元，用于对补偿后的q轴电压和d轴电压进行转换得到三相电压指令；
脉冲调制单元，用于对所述三相电压指令进行脉冲调制产生逆变单元的开关管控制信号；
逆变单元：用于根据所述开关管控制信号控制电机运行；
所述第一电压计算模块包括：
q轴比例积分运算单元：用于根据所述q轴电流iq和q轴电流指令值iqC进行比例积分运算得到q轴原始电压Uq’；
q轴电压计算单元：用于将所述q轴原始电压Uq’与q轴分量电压△Vq相加得到q轴第一电压Uq，其中△Vq＝W1*(Ld **idC+KE *),W1为推算转速，KE *为感应电压常数，Ld *为电机的d轴电感；
d轴比例积分运算单元：用于根据所述d轴电流id和d轴电流指令值idC进行比例积分运算得到d轴原始电压Ud’；
d轴电压计算单元：用于将所述d轴原始电压Ud’与d轴分量电压△Vq相加得到d轴第一电压Ud，其中△Vd＝-W1*Lq **iqC，W1为推算转速，Lq *为电机的q轴电感。
9.一种控制器，用于控制空调压缩机，其特征在于，包括如权利要求6-8任一项所述的控制装置。
10.根据权利要求9所述的控制器，其特征在于，所述控制器不包含PFC回路且不包括用作支撑逆变单元输入电压的大电解电容。
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