CN114337437A - 变频空调器的控制方法、变频空调器和计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变频空调器的控制方法、变频空调器和计算机存储介质，变频空调器的控制方法包括：根据获取的压缩机的运行电流值获得占空比补偿值，以及根据获取的输入交流电压值、PFC电路的实际电流值和压缩机的转速值获得压缩机的控制参数补偿值；根据直流母线电压值、PFC电路的实际电流值、输入交流电压值和占空比补偿值获得目标占空比；根据压缩机的控制参数补偿值、压缩机的转速值、转子电角度位置值和压缩机的三相电流值获得压缩机的目标控制参数；根据目标占空比控制PFC电路，以及根据压缩机的目标控制参数控制压缩机。采用该控制方法可以实现抑制直流母线电压的波动的目的，提高使用可靠性。

Description

变频空调器的控制方法、变频空调器和计算机存储介质

技术领域

本发明涉及空调器技术领域，尤其是涉及一种变频空调器的控制方法、变频空调器和计算机存储介质。

背景技术

相关技术中，对于变频空调器，变频控制器的输入端通常为单相交流电，输出端的压缩机负载为周期性波动负载，二者均会使变频控制器的直流母线电压值产生波动，从而导致母线电容寿命降低，降低可靠性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种变频空调器的控制方法，采用该控制方法可以实现抑制直流母线电压的波动的目的，提高使用可靠性。

本发明的目的之二在于提出一种空调器。

本发明的目的之三在于提出一种计算机存储介质。

本发明的目的之四在于提出一种空调器。

为了解决上述问题，本发明第一方面实施例提供一种变频空调器的控制方法，变频空调器包括PFC电路和压缩机，所述控制方法包括：获取直流母线电压值、PFC电路的实际电流值、输入交流电压值、压缩机的运行电流值、压缩机的转速值、转子电角度位置值和压缩机的三相电流值；根据所述压缩机的运行电流值获得占空比补偿值，以及根据所述输入交流电压值、所述PFC电路的实际电流值和所述压缩机的转速值获得所述压缩机的控制参数补偿值；根据所述直流母线电压值、所述PFC电路的实际电流值、所述输入交流电压值和所述占空比补偿值获得目标占空比；根据所述压缩机的控制参数补偿值、所述压缩机的转速值、所述转子电角度位置值和所述压缩机的三相电流值获得所述压缩机的目标控制参数；根据所述目标占空比控制所述PFC电路，以及根据所述压缩机的目标控制参数控制所述压缩机。

根据本发明实施例的变频空调器的控制方法，由于直流母线电压同时受电网侧输入与逆变侧输出的影响，因此考虑压缩机负载波动的影响，通过压缩机的运行电流值获得占空比补偿值，并根据占空比补偿值、直流母线电压值、PFC电路的实际电流值和输入交流电压值获得目标占空比，从而在控制PFC电路时，通过占空比补偿值来对PFC电路的占空比进行补偿以获得目标占空比，从而以目标占空比控制PFC电路时，PFC电路可以输出稳定的直流母线电压值，有效抑制因压缩机负载波动导致的直流母线电压波动，同时，考虑电网侧电网频率波动的影响，通过输入交流电压值、PFC电路的实际电流值和压缩机的转速值获得压缩机的控制参数补偿值，并通过控制参数补偿值、压缩机的转速值、转子电角度位置值和三相电流值获得压缩机的目标控制参数，也就是说，以控制参数补偿值作为电网侧产生的波动量，并将该控制参数补偿值补偿至逆变侧压缩机的目标控制参数内，从而使得逆变侧输出量与电网侧输入量内均存在相应的电网频率波动，有效抑制了因电网频率的波动而导致的直流母线电压的波动，提高使用可靠性。

在一些实施例中，根据所述压缩机的运行电流值获得占空比补偿值，包括：获取占空比补偿系数；计算所述压缩机的运行电流值和所述占空比补偿系数的乘积以作为所述占空比补偿值。

在一些实施例中，根据所述直流母线电压值、所述PFC电路的实际电流值、所述输入交流电压值和所述占空比补偿值获得目标占空比，包括：根据所述直流母线电压值、所述PFC电路的实际电流值和所述输入交流电压值获得初始占空比；计算所述初始占空比和所述占空比补偿值的和值以作为所述目标占空比。

在一些实施例中，根据所述输入交流电压值、所述PFC电路的实际电流值和所述压缩机的转速值获得所述压缩机的控制参数补偿值，包括：根据所述输入交流电压值和所述PFC电路的实际电流值获得PFC电路输入功率；根据所述PFC电路输入功率获得波动功率；根据所述波动功率和所述压缩机的转速值获得所述压缩机的控制参数补偿值。

在一些实施例中，根据所述波动功率和所述压缩机的转速值获得所述压缩机的控制参数补偿值，包括：计算所述波动功率和所述压缩机的转速值的倒数的乘积值以获得电磁转矩补偿值，将所述电磁转矩补偿值作为所述压缩机的控制参数补偿值；或者，计算所述波动功率和所述压缩机的转速值的倒数的乘积值以获得电磁转矩补偿值，进一步根据电磁转矩补偿值和压缩机的转矩系数获得q轴电流补偿值，将所述q轴电流补偿值作为所述压缩机的控制参数补偿值；或者，计算所述波动功率和所述压缩机的转速值的倒数的乘积值以获得电磁转矩补偿值，进一步根据电磁转矩补偿值和压缩机的转矩系数获得初始q轴电流补偿值，并计算所述初始q轴电流补偿值和电流补偿系数的乘积值以获得目标q轴电流补偿值，将所述目标q轴电流补偿值作为所述压缩机的控制参数补偿值，其中，0≤所述补偿系数≤1。

在一些实施例中，所述压缩机的转速值包括压缩机的目标转速值和压缩机的实际转速值，根据所述压缩机的控制参数补偿值、所述压缩机的转速值、所述转子电角度位置值和所述压缩机的三相电流值获得压缩机的目标控制参数，包括：根据所述压缩机的目标转速值和所述压缩机的实际转速值获得待补偿目标q轴参数，其中，所述待补偿目标q轴参数包括待补偿目标q轴电流值或者待补偿目标电磁转矩值；计算所述待补偿目标q轴参数和所述压缩机的控制参数补偿值的和值以获得补偿后的目标q轴参数；根据所述补偿后的目标q轴参数和实际q轴参数获得目标q轴控制参数。

在一些实施例中，根据所述压缩机的控制参数补偿值、所述压缩机的转速值、所述转子电角度位置值和所述压缩机的三相电流值获得压缩机的目标控制参数，还包括：根据所述转子电角度位置值和所述压缩机的三相电流值获得所述实际q轴参数和实际d轴参数；根据所述实际d轴参数和目标d轴参数获得目标d轴控制参数。

本发明第二方面实施例提供一种变频空调器，包括：至少一个处理器；与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器中存储有可被至少一个所述处理器执行的计算机程序，至少一个所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例所述的变频空调器的控制方法。

根据本发明实施例的变频空调器，通过处理器执行上述实施例提供的变频空调器的控制方法，可以实现抑制直流母线电压的波动的目的，提高使用可靠性。

本发明第三方面实施例提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述的变频空调器的控制方法。

本发明第四方面实施例提供一种变频空调器，包括：整流电路、PFC电路、逆变电路以及压缩机；电压采集单元，用于采集直流母线电压值和输入交流电压值；电流采集单元，用于采集PFC电路的实际电流值、PFC电路的实际电流值、压缩机的运行电流值和压缩机的三相电流值；转速采集单元，用于采集所述压缩机的实际转速值和转子电角度位置值；控制模块，所述控制模块用于执行上述实施例所述的变频空调器的控制方法。

根据本发明实施例的变频空调器，通过控制模块执行上述实施例提供的变频空调器的控制方法，可以实现抑制直流母线电压的波动的目的，提高使用可靠性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的变频空调器的控制方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的变频空调器的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的变频空调器的结构框图；

图4是根据本发明另一个实施例的变频空调器的结构框图。

附图标记：

变频空调器10；

整流电路1；PFC电路2；逆变电路3；压缩机4；电压采集单元5；电流采集单元6；转速采集单元7；控制模块8；处理器11；存储器12。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

由于变频空调器中变频控制器通常采用交-直-交结构，其输入端为单相交流电，并通过有源或无源PFC电路将交流电整流为直流电，PFC电路的输入功率始终包含两倍电网频率的波动功率；以及，变频控制器输出端为压缩机，而压缩机的负载为周期性波动负载。因此，基于上述原因，变频空调器内直流母线电压中会同时存在因交流输入端与压缩机输出端波动而导致的直流母线电压波动，具体原理如下，从而使得直流母线电容发热升高，寿命降低，且也影响变频控制器整体的寿命以及可靠性。

当电网输入为单相交流电，并且开启PFC电路的情况下，电网的输入交流电压值u_ac和PFC电路的实际电流值i_ac分别可以通过以下公式表示。

其中，U_ac为输入交流电压有效值，I_ac为输入交流电流有效值，ω_s为电网频率，

为电网侧的电流相位角。

单向PFC电路的输入功率Pin的表达公式如下。

其中，

为直流分量，

为交流分量。

由公式(3)可知，当电网输入为单相交流电时，PFC电路的输入功率始终为恒定功率叠加两倍电网频率的波动功率。

此外，压缩机的负载为周期性波动负载，因此，压缩机的电磁转矩与转速值均包含波动分量，将该波动分量近似表示为正弦波动分量，则压缩机的电磁转矩与转速值的表达公式如下。

其中，T_e-comp为电磁转矩，T_e为电磁转矩的直流分量，ΔT_e为电磁转矩的波动分量，ω_comp为转速值，ω为转速值的直流分量，Δω为转速值的波动分量，

为电磁转矩的相位，

为转速值的相位。

由上述公式(4)和公式(5)可获得逆变侧压缩机的输出功率即PFC电路的输出功率如下。

在不考虑PFC电路内开关损耗等因素的影响下，PFC电路的输入功率Pin近似为直流母线电容的输入功率，以及PFC电路的输出功率Pout近似为直流母线电容的输出功率，因此，直流母线电容的瞬时功率可以表示为：

其中，C为直流母线电容值，u_dc为直流母线电压，该直流母线电压包含直流分量和波动分量，具体可表示为：

u_dc＝U_dc+ΔU_dc 公式(8)

其中，U_dc为直流母线电压的直流分量，ΔU_dc为直流母线电压的波动分量。

将公式(7)等号两侧同时积分，即为直流母线的能量平衡方程。考虑输入能量、输出能量以及母线电容能量中，其直流分量与交流分量分别相等，将公式(3)、公式(6)与公式(8)代入公式(7)，并忽略u_dc平方中的高阶小项，可获得直流母线上能量的平衡方程分别如下。

直流母线上能量的直流分量：

直流母线上能量的交流分量：

基于公式(10)，单相交流输入功率导致的直流母线电压波动如以下公式(11)。

其中，

为电网侧波动分量，

分别为压缩机侧的第一波动分量、第二波动分量和第三波动分量。

因此，通过上述公式可知，直流母线电压的波动分量中分别包含电网侧波动分量和压缩机侧波动分量，即直流母线电压波动由电网侧的能量波动与压缩机侧的能量波动共同叠加导致。

进一步地，在压缩机低频运行的情况下，为了降低***的振动，通过在压缩机控制中加入转矩补偿，此时，由于转矩补偿的加入，以及压缩机自身对负载转矩的滤波效果较弱，且整机功率较低，所以此时直流母线电压波动主要由压缩机的转矩波动导致；而在压缩机高频运行的情况下，压缩机的转矩波动较小，而整机功率较大，即变频控制器交流侧的输入功率较大，所以此时直流母线电压波动主要由电网侧导致。因此，通常情况下，公式(11)中的压缩机的第二波动分量的幅值远大于压缩机的第一波动分量与第三波动分量的幅值，即

因此，直流母线电压波动可近似表示为如下公式。

相关技术中，直流母线电压由PFC电路控制，对于变频控制器的控制方法，整流侧的PFC电路控制与逆变侧的压缩机控制完全解耦，PFC电路控制的响应速度较慢，无法抑制两倍电网频率与压缩机运行频率导致的直流母线电压波动。

为了解决上述问题，本发明第一方面实施例提出一种变频空调器的控制方法，采用该控制方法可以实现抑制直流母线电压的波动的目的，提高使用可靠性。

下面参考图1描述本发明实施例的变频空调器的控制方法，如图1所示，该控制方法至少包括步骤S1-步骤S5。其中，变频空调器包括PFC电路和压缩机。

步骤S1，获取直流母线电压值、PFC电路的实际电流值、输入交流电压值、压缩机的运行电流值、压缩机的转速值、转子电角度位置值和压缩机的三相电流值。

具体地，参考图2所示，直流母线电容两端的电压为直流母线电压值u_dc，PFC电路的实际电流值为PFC电路2的输入侧的交流电流值i_ac，输入交流电压值为u_ac，以及，压缩机的转速值包括压缩机的目标转速值ω*和实际转速值ω，转子电角度位置值θ，压缩机的三相电流值分别为ia、ib、ic。

此外，考虑在现有的PFC控制方法中，其控制过程与压缩机完全解耦，即PFC电路控制模块14的输入仅有直流母线电压值u_dc、PFC电路的实际电流值为i_ac和输入交流电压值为u_ac，而不包含压缩机的相关变量；压缩机控制模块13的输入也仅有压缩机的运行电流值、压缩机的转速值、转子电角度位置值和压缩机的三相电流值，而不包含PFC电路控制的相关变量，因此，PFC电路控制模块14响应速度较慢，无法抑制两倍电网频率与压缩机运行频率导致的直流母线电压波动，对此，本发明实施例中将PFC电路控制与压缩机控制相互耦合，从而在对PFC电路进行控制时，直接引入压缩机的运行电流值i，通过压缩机的运行电流值i来直接反应压缩机负载的变化，由此在压缩机的负载发生波动时，便于PFC电路控制模块14根据压缩机的运行电流值i作出及时响应，以抑制因压缩机负载波动导致的直流母线电压波动，以及在对压缩机的控制中引入输入交流电压值u_ac和PFC电路的实际电流值i_ac，以便于通过对压缩机的控制来抑制因电网侧电网频率波动而造成的直流母线电压的波动。

步骤S2，根据压缩机的运行电流值获得占空比补偿值，以及根据输入交流电压值、PFC电路的实际电流值和压缩机的转速值获得压缩机的控制参数补偿值。

为降低直流母线电压的波动，本发明实施例的方法的基本思路为，基于压缩机负载波动造成直流母线电压存在波动分量，通过在控制PFC电路时，将因压缩机负载波动而造成直流母线电压产生的波动作为一个补偿量以补偿至PFC电路的占空比中，使得PFC电路可以输出稳定的直流母线电压值，有效抑制因压缩机负载波动导致的直流母线电压波动，同时，基于电网侧输入因电网频率存在的波动功率，在控制逆变侧的压缩机时对压缩机的输入功率也补偿相应地波动功率，使得直流母线电容两侧均存在相应的电网频率波动，直流母线电容两侧功率一致，从而有效抑制因电网侧电网频率波动而造成的直流母线电压的波动，提高使用可靠性。

具体地，由于直流母线电压值同时受到电网侧输入与逆变侧输出(即压缩机)的影响，当压缩机的运行电流值增大时，为满足压缩机的能量需求，直流母线需要输出的能量上升，但是，PFC电路控制模块的响应速度很慢，导致短时间内交流侧输入的能量无法平衡压缩机输出的能量，所以，此时直流母线电容中的能量减小，导致直流母线电压下降；反之，则直流母线电压上升。此外，由于PFC电路的输入电压u_i与直流母线电压值u_dc(即PFC电路的输出电压值)以及占空比d的关系满足如下公式。

由上述公式可知，当PFC电路的输入电压u_i保持稳定，直流母线电压值u_dc因压缩机负载变化而发生变化时，为使直流母线电压值u_dc快速恢复，需要迅速对占空比d进行调整，但在现有的PFC控制方法中，当直流母线电压值u_dc发生变化时，对占空比d的调整需经过电压控制环路与电流控制环路，响应速度很慢，无法满足压缩机负载变化的响应速度，所以压缩机的负载波动会导致直流母线电压产生较大波动。

因此，为解决上述问题，本发明实施例在对PFC电路进行控制时，直接引入压缩机的运行电流值i，基于压缩机的运行电流值i能够直接反应压缩机负载的变化，所以通过压缩机的运行电流值i来获得占空比补偿值d1，即将因压缩机负载波动而造成直流母线电压产生的波动作为一个占空比的补偿量，而且，压缩机的运行电流值i无需再经过电压控制环路与电流控制环路，PFC电路控制模块可直接由压缩机的运行电流值i获得占空比补偿值d1，从而满足压缩机负载变化的响应速度，进而以在PFC电路控制模块控制PFC电路的占空比时，将占空比补偿值d1补偿至PFC的占空比内，实现有效抑制因压缩机负载波动导致的直流母线电压波动的目的。

在一些实施例中，压缩机的运行电流值i为可以直接反应压缩机负载的变化的电流变量，例如，参考图2所示，其可以包括压缩机的Q轴目标电流值iq*、Q轴实际电流值iq、目标电流矢量值is*和实际电流矢量值is中的任一项，即i＝iq*或i＝iq或i＝is*或i＝is，由此，以便于在对PFC电路的占空比进行补偿时，占空比补偿量d1可以根据上述电流变量进行线性变化，有效抑制压缩机负载波动导致的直流母线电压波动。

其中，目标电流矢量值is*和实际电流矢量值is可以通过以下公式计算。

其中，id*为D轴目标电流值，iq*为Q轴目标电流值，id为D轴实际电流值，iq为Q轴实际电流值。

以及，由于直流母线电压由PFC电路控制，以及在对压缩机控制时，通过压缩机的控制参数实现的，如压缩机的运行电流或电磁转矩等，而并非直接对压缩机的输入功率进行控制，因此，为减小直流母线电压的波动和实现补偿压缩机的输入功率的目的，本发明实施例将PFC电路控制与压缩机控制进行耦合，即以获取的PFC电路的输入交流电压值u_ac和PFC电路的实际电流值i_ac，并结合压缩机的转速值来获取逆变侧压缩机补偿的参考量即压缩机的控制参数补偿值，从而将压缩机的控制参数补偿值补偿至逆变侧压缩机的控制参数内，使得压缩机的输入功率即逆变侧的输出功率也补偿了相应的电网频率波动功率，并与电网侧的输入功率一致，从而对于直流母线电压的波动，压缩机的输入功率即逆变侧的输出功率补偿的电网频率波动功率恰好抵消电网输入侧的两倍电网频率的波动功率，由此有效抑制了直流母线电压的波动，提高母线电容的使用寿命，提高整体使用可靠性。

步骤S3，根据直流母线电压值、PFC电路的实际电流值、输入交流电压值和占空比补偿值获得目标占空比。

具体地，由上文所述可知，当压缩机的运行电流值增大时，直流母线电压值u_dc减小，为使其恢复，需增大占空比d；反之，当压缩机的运行电流值减小时，则需减小占空比d。因此，在PFC电路控制模块控制PFC电路的占空比时，通过直流母线电压值、PFC电路的实际电流值、输入交流电压值和占空比补偿值d1来获得目标占空比d，即通过占空比补偿值d1补偿至PFC的占空比内以获取目标占空比d，以在PFC电路控制模块控制PFC电路的占空比时，有效抑制压缩机负载波动导致的直流母线电压波动。

步骤S4，根据压缩机的控制参数补偿值、压缩机的转速值、转子电角度位置值和压缩机的三相电流值获得压缩机的目标控制参数。

具体地，可以通过压缩机的转速值、转子电角度位置值和压缩机的三相电流值获得压缩机的初始控制参数，进而为减小直流母线电压的波动，以压缩机的控制参数补偿值对压缩机的初始控制参数进行补偿以获得压缩机的目标控制参数，从而以补偿后的目标控制参数控制压缩机时，可以使得压缩机的输入功率即逆变侧的输出功率也补偿了相应的电网频率波动功率，并与电网侧的输入功率一致，从而对于直流母线电压的波动，压缩机的输入功率即逆变侧的输出功率补偿的电网频率波动功率恰好抵消电网输入侧的两倍电网频率的波动功率，由此有效抑制了直流母线电压的波动，提高母线电容的使用寿命，提高整体使用可靠性。

步骤S5，根据目标占空比控制PFC电路，以及根据压缩机的目标控制参数控制压缩机，从而，通过将PFC电路控制与压缩机控制相互耦合的方式，可以实现同时抑制因单相交流输入功率与压缩机波动负载造成的直流母线电压波动，有效改善母线电容寿命以及整机可靠性。

根据本发明实施例的变频空调器的控制方法，由于直流母线电压同时受电网侧输入与逆变侧输出的影响，因此考虑压缩机负载波动的影响，通过压缩机的运行电流值获得占空比补偿值，并根据占空比补偿值、直流母线电压值、PFC电路的实际电流值和输入交流电压值获得目标占空比，从而在控制PFC电路时，通过占空比补偿值来对PFC电路的占空比进行补偿以获得目标占空比，从而以目标占空比控制PFC电路时，PFC电路可以稳定输出的直流母线电压值，有效抑制因压缩机负载波动导致的直流母线电压波动，同时，考虑电网侧电网频率波动的影响，通过输入交流电压值、PFC电路的实际电流值和压缩机的转速值获得压缩机的控制参数补偿值，并通过控制参数补偿值、压缩机的转速值、转子电角度位置值和三相电流值获得压缩机的目标控制参数，也就是说，以控制参数补偿值作为电网侧产生的波动量，并将该控制参数补偿值补偿至逆变侧压缩机的目标控制参数内，从而使得逆变侧输出量与电网侧输入量内均存在相应的电网频率波动，有效抑制了因电网频率的波动而导致的直流母线电压的波动，提高使用可靠性。

在一些实施例中，获取占空比补偿系数例如记为K_PFC，计算压缩机的运行电流值i和占空比补偿系数K_PFC的乘积以作为占空比补偿值例如记为d1，即d1＝K_PFC*i，由此来计算占空比补偿值d1，可以使得PFC电路的占空比随压缩机的运行电流值i进行线性变化，有效抑制因压缩机负载波动导致的直流母线电压波动。其中，占空比补偿系数K_PFC可以根据PFC电路的占空比范围以及压缩机的运行电流值范围等来确定，对此不作限制。可以理解的是，根据占空比补偿系数K_PFC计算的占空比补偿量d1在对PFC电路的占空比补偿后，需保证获得的目标占空比d处于合理的范围。

在一些实施例中，0≤目标占空比d≤1，基于此范围来确定占空比补偿系数K_PFC，可以有效保证PFC占空比的补偿量即占空比补偿值d1处于合理的范围。

在一些实施例中，根据直流母线电压值u_dc、PFC电路的实际电流值i_ac和输入交流电压值u_ac获得初始占空比di；计算初始占空比di和占空比补偿值d1的和值以作为目标占空比d。其中，初始占空比di可以理解为PFC电路控制未与压缩机控制耦合时，PFC电路控制模块计算的占空比。

具体地，参考图2所示，通过获取目标直流母线电压值即图2中所示的u_dc*；根据目标直流母线电压值u_dc*、直流母线电压值u_dc和输入交流电压值|u_ac|经过电压控制环路获得PFC电路的目标电流值i_ac*；根据目标电流值i_ac*和实际电流值i_ac经过电流控制环路获得初始占空比di，可以理解的是，在计算初始占空比di过程中未引入压缩机的控制变量，所以在压缩机的负载发生波动时，PFC电路控制模块的响应速度较慢，无法满足压缩机负载变化的响应速度，因此压缩机的负载波动会导致直流母线电压产生较大波动，因此，为解决上述问题，本发明实施例在计算初始占空比di后，又引入压缩机的控制变量即压缩机的运行电流值i，基于此来获得占空比补偿值d1，进而计算初始占空比di和占空比补偿值d1的和值以作为目标占空比d，即d＝di+d1，由此当压缩机发生波动时，根据压缩机的波动即运行电流值i获得占空比补偿值d1并将其作为补偿量补偿至初始占空比di内，以抵消因压缩机的波动而造成的直流母线电压的波动，从而以目标占空比d控制PFC电路时，可以有效抑制因压缩机负载波动导致的直流母线电压波动。

在一些实施例中，根据输入交流电压值u_ac和PFC电路的实际电流值i_ac获得PFC电路输入功率；根据PFC电路输入功率获得波动功率；根据波动功率和压缩机的转速值获得压缩机的控制参数补偿值。

具体地，参考图2所示，计算输入交流电压值u_ac和PFC电路的实际电流值i_ac的乘积以作为PFC电路输入功率Pin，即Pin＝u_ac*i_ac，进而，将PFC电路输入功率Pin经过高通滤波器或带通滤波器来获得波动功率P_in-ac，该波动功率P_in-ac即为电网侧输入功率的交流分量，也就是PFC电路交流输入功率的波动分量，从而根据波动功率P_in-ac和压缩机的转速值获得压缩机的控制参数补偿值，以便对逆变侧压缩机的输入功率进行补偿，减小直流母线电压的波动。

在一些实施例中，对于根据波动功率P_in-ac和压缩机的转速值获得的压缩机的控制参数补偿值，应与压缩机的目标控制参数一致，也就是说，若压缩机的控制量为电磁转矩，则压缩机的目标控制参数即为电磁转矩，对应获得的压缩机的控制参数补偿值也为电磁转矩；或者，若压缩机的控制量为压缩机的运行电流，则压缩机的目标控制参数即为压缩机的运行电流，对应获得的压缩机的控制参数补偿值也为压缩机的运行电流。

例如，可以通过计算波动功率P_in-ac和压缩机的转速值的倒数的乘积值以获得电磁转矩补偿值△Te*，并将电磁转矩补偿值△Te*作为压缩机的控制参数补偿值。其中，压缩机的转速值可以为压缩机的目标转速值ω*和实际转速值ω，具体地，压缩机的控制量为电磁转矩，因此通过计算电磁转矩补偿值△Te*以作为压缩机的控制参数补偿值，根据波动功率P_in-ac和压缩机的转速值获得的电磁转矩补偿值为

或者

由此，以该电磁转矩补偿值△Te*作为压缩机的控制参数补偿值，并对逆变侧压缩机的输入功率进行补偿后，可以有效抵消PFC电路交流输入功率中的电网频率波动分量，实现抑制直流母线电压的波动的目的。

或者，可以通过计算波动功率P_in-ac和压缩机的转速值的倒数的乘积值以获得电磁转矩补偿值△Te*，进一步根据电磁转矩补偿值△Te*和压缩机转矩系数例如记为K_T获得q轴电流补偿值△iq*，将q轴电流补偿值△iq*作为压缩机的控制参数补偿值。具体地，参考图2所示，压缩机的控制量为q轴电流值，因此通过计算q轴电流补偿值△iq以作为压缩机的控制参数补偿值，根据电磁转矩补偿值△Te*和压缩机转矩系数K_T获得的q轴电流补偿值为

或

由此，以该q轴电流补偿值△iq*作为压缩机的控制参数补偿值，并对逆变侧压缩机的输入功率进行补偿后，可以有效抵消PFC电路交流输入功率中的电网频率波动分量，实现抑制直流母线电压的波动的目的。

进一步地，在实际应用中，为兼顾压缩机的控制性能与直流母线电压波动的抑制效果，以实现整体的最佳控制效果，本发明实施例还可以通过计算波动功率P_in-ac和压缩机的转速值的倒数的乘积值以获得电磁转矩补偿值△Te*，进一步根据电磁转矩补偿值△Te*和压缩机转矩系数K_T获得初始q轴电流补偿值△iq₀，并计算初始q轴电流补偿值△iq₀和电流补偿系数K_comp的乘积值以获得目标q轴电流补偿值△iq*，将目标q轴电流补偿值△iq*作为压缩机的控制参数补偿值，也就是说，在对压缩机的控制量即q轴电流值进行补偿时，又增加电流补偿系数K_comp，从而可以灵活调整目标q轴电流补偿值△iq*的大小，实现整体的最佳控制效果。

具体地，参考图2所示，初始q轴电流补偿值

目标q轴电流补偿值

由此，以该目标q轴电流补偿值△iq*作为压缩机的控制参数补偿值，并对逆变侧压缩机的输入功率进行补偿后，可以有效抵消PFC电路交流输入功率中的电网频率波动分量，实现抑制直流母线电压的波动的目的。

其中，0≤电流补偿系数K_comp≤1。

在一些实施例中，压缩机的转速值包括压缩机的目标转速值ω*和压缩机的实际转速值ω，可以根据压缩机的目标转速值ω*和压缩机的实际转速值ω获得待补偿目标q轴参数，其中，待补偿目标q轴参数包括待补偿目标q轴电流值或者待补偿目标电磁转矩值；计算待补偿目标q轴参数和压缩机的控制参数补偿值的和值以获得补偿后的目标q轴参数；根据补偿后的目标q轴参数和实际q轴参数获得目标q轴控制参数。

例如，参考图2所示，其中，iq1*为待补偿目标q轴电流值，将前文计算的q轴电流补偿值△iq*或目标q轴电流补偿值△iq*作为压缩机的控制参数补偿值，则补偿后的目标q轴参数即为补偿后的目标q轴电流值iq*，即iq*＝△iq*+iq1*，进而以此补偿后的目标q轴参数iq*和实际q轴参数iq来获得目标q轴控制参数Uq*，以便对逆变侧压缩机的输入功率进行补偿，减小直流母线电压的波动。

在一些实施例中，参考图2所示，根据转子电角度位置值θ和压缩机的三相电流值即图2所示的ia、ib、ic，来获得实际q轴参数iq和实际d轴参数id；进而，根据实际d轴参数id和目标d轴参数id*获得目标d轴控制参数Ud*，由此，以目标q轴控制参数和目标d轴控制参数实现对压缩机的控制。

总之，根据本发明实施例的变频空调器的控制方法，通过将压缩机控制与PFC电路控制相互耦合，并对压缩机的控制参数如q轴电流和PFC电路的占空比均进行相应地补偿，即可同时抑制因单相交流输入功率与压缩机波动负载造成的直流母线电压波动，有效改善电解电容寿命，提高整机可靠性。

本发明第二方面实施例提供一种变频空调器，如图3所示，该变频空调器10包括至少一个处理器11和与至少一个处理器11通信连接的存储器12。

其中，存储器12中存储有可被至少一个处理器11执行的计算机程序，至少一个处理器11执行计算机程序时实现上述实施例提供的变频空调器的控制方法。

需要说明的是，本发明实施例的变频空调器10的具体实现方式与本发明上述任意实施例的变频空调器的控制方法的具体实现方式类似，具体请参见关于方法部分的描述，为了减少冗余，此处不再赘述。

根据本发明实施例的变频空调器10，通过处理器11执行上述实施例提供的变频空调器的控制方法，可以实现抑制直流母线电压的波动的目的，提高使用可靠性。

本发明第三方面实施例提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其中，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例提供的变频空调器的控制方法。

本发明第四方面实施例提供一种空调器，如图4所示，该变频空调器10包括整流电路1、PFC电路2、逆变电路3、压缩机4、电压采集单元5、电流采集单元6、转速采集单元7以及控制模块8。

其中，电压采集单元5用于采集直流母线电压值和输入交流电压值；电流采集单元6用于采集PFC电路2的实际电流值、PFC电路的实际电流值、压缩机4的运行电流值和压缩机4的三相电流值；转速采集单元7用于采集压缩机4的实际转速值和转子电角度位置值；控制模块8用于执行上述实施例提供的变频空调器的控制方法。

具体地，参考图2所示，控制模块8包括压缩机控制模块13和PFC电路控制模块14。压缩机控制模块13根据压缩机4的相关变量和引入的PFC电路控制的相关变量对压缩机4的运行进行控制，其中，相关变量分别为：压缩机的目标转速值ω*与实际转速值ω；压缩机的转子电角度位置值θ；D轴目标电流值id*与D轴实际电流值id；Q轴目标电流值iq*与Q轴实际电流值iq；D轴目标电压值ud*与Q轴目标电压值uq*；压缩机的三相电流分别为ia、ib、ic；PFC电路输入功率为Pin；波动功率即PFC电路输入功率的交流分量为Pin-ac；电磁转矩补偿值即期望为压缩机注入的波动电磁转矩为△Te*；q轴电流补偿值为△iq*；压缩机的转矩系数为K_T，即电磁转矩与q轴电流值的关系满足Te＝KT*iq；K_comp为压缩机及Q轴电流补偿系数，其为恒值，用于调整q轴电流补偿值△iq*的大小，其取值范围为0≤K≤1；HPF表示高通滤波器；BPF表示带通滤波器。

以及，PFC电路控制模块14根据PFC电路2的相关变量和引入的压缩机控制的相关变量对直流母线电压进行控制，其中，相关变量分别为：目标直流母线电压值u_dc*与实际的直流母线电压值u_dc；PFC电路的目标电流值i_ac*与实际电流值i_ac；输入交流电压值u_ac；目标占空比d；初始占空比di；补偿系数K_PFC；压缩机的运行电流值i，其有四种选择，分别为i＝iq*或i＝iq或i＝is*或i＝is；占空比补偿量为d1＝K_PFC·i。由此，控制模块9采用上述实施例提供的变频空调器的控制方法控制PFC电路2时，PFC电路2的占空比即为目标占空比d＝di+K_PFC·i。从而，控制模块9通过将PFC电路控制与压缩机控制相互耦合的方式，可以实现同时抑制因单相交流输入功率与压缩机波动负载造成的直流母线电压波动，有效改善母线电容寿命以及整机可靠性。

需要说明的是，本发明实施例的变频空调器10的具体实现方式与本发明上述任意实施例的变频空调器的控制方法的具体实现方式类似，具体请参见关于方法部分的描述，为了减少冗余，此处不再赘述。

根据本发明实施例的空调器10，通过控制模块8执行上述实施例提供的变频空调器的控制方法，可以实现抑制直流母线电压的波动的目的，提高使用可靠性。

在本说明书的描述中，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种变频空调器的控制方法，其特征在于，变频空调器包括PFC电路和压缩机，所述控制方法包括：

获取直流母线电压值、PFC电路的实际电流值、输入交流电压值、压缩机的运行电流值、压缩机的转速值、转子电角度位置值和压缩机的三相电流值；

根据所述压缩机的运行电流值获得占空比补偿值，以及根据所述输入交流电压值、所述PFC电路的实际电流值和所述压缩机的转速值获得所述压缩机的控制参数补偿值；

根据所述直流母线电压值、所述PFC电路的实际电流值、所述输入交流电压值和所述占空比补偿值获得目标占空比；

根据所述压缩机的控制参数补偿值、所述压缩机的转速值、所述转子电角度位置值和所述压缩机的三相电流值获得所述压缩机的目标控制参数；

根据所述目标占空比控制所述PFC电路，以及根据所述压缩机的目标控制参数控制所述压缩机。

2.根据权利要求1所述的变频空调器的控制方法，其特征在于，根据所述压缩机的运行电流值获得占空比补偿值，包括：

获取占空比补偿系数；

计算所述压缩机的运行电流值和所述占空比补偿系数的乘积以作为所述占空比补偿值。

3.根据权利要求1或2所述的变频空调器的控制方法，其特征在于，根据所述直流母线电压值、所述PFC电路的实际电流值、所述输入交流电压值和所述占空比补偿值获得目标占空比，包括：

根据所述直流母线电压值、所述PFC电路的实际电流值和所述输入交流电压值获得初始占空比；

计算所述初始占空比和所述占空比补偿值的和值以作为所述目标占空比。

4.根据权利要求1所述的变频空调器的控制方法，其特征在于，根据所述输入交流电压值、所述PFC电路的实际电流值和所述压缩机的转速值获得所述压缩机的控制参数补偿值，包括：

根据所述输入交流电压值和所述PFC电路的实际电流值获得PFC电路输入功率；

根据所述PFC电路输入功率获得波动功率；

根据所述波动功率和所述压缩机的转速值获得所述压缩机的控制参数补偿值。

5.根据权利要求4所述的变频空调器的控制方法，其特征在于，根据所述波动功率和所述压缩机的转速值获得所述压缩机的控制参数补偿值，包括：

计算所述波动功率和所述压缩机的转速值的倒数的乘积值以获得电磁转矩补偿值，将所述电磁转矩补偿值作为所述压缩机的控制参数补偿值；

或者，计算所述波动功率和所述压缩机的转速值的倒数的乘积值以获得电磁转矩补偿值，进一步根据电磁转矩补偿值和压缩机的转矩系数获得q轴电流补偿值，将所述q轴电流补偿值作为所述压缩机的控制参数补偿值；

或者，计算所述波动功率和所述压缩机的转速值的倒数的乘积值以获得电磁转矩补偿值，进一步根据电磁转矩补偿值和压缩机的转矩系数获得初始q轴电流补偿值，并计算所述初始q轴电流补偿值和电流补偿系数的乘积值以获得目标q轴电流补偿值，将所述目标q轴电流补偿值作为所述压缩机的控制参数补偿值，其中，0≤所述补偿系数≤1。

6.根据权利要求4或5所述的变频空调器的控制方法，其特征在于，所述压缩机的转速值包括压缩机的目标转速值和压缩机的实际转速值，根据所述压缩机的控制参数补偿值、所述压缩机的转速值、所述转子电角度位置值和所述压缩机的三相电流值获得压缩机的目标控制参数，包括：

根据所述压缩机的目标转速值和所述压缩机的实际转速值获得待补偿目标q轴参数，其中，所述待补偿目标q轴参数包括待补偿目标q轴电流值或者待补偿目标电磁转矩值；

计算所述待补偿目标q轴参数和所述压缩机的控制参数补偿值的和值以获得补偿后的目标q轴参数；

根据所述补偿后的目标q轴参数和实际q轴参数获得目标q轴控制参数。

7.根据权利要求6所述的变频空调器的控制方法，其特征在于，根据所述压缩机的控制参数补偿值、所述压缩机的转速值、所述转子电角度位置值和所述压缩机的三相电流值获得压缩机的目标控制参数，还包括：

根据所述转子电角度位置值和所述压缩机的三相电流值获得所述实际q轴参数和实际d轴参数；

根据所述实际d轴参数和目标d轴参数获得目标d轴控制参数。

8.一种变频空调器，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

与至少一个所述处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器中存储有可被至少一个所述处理器执行的计算机程序，至少一个所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7任一项所述的变频空调器的控制方法。

9.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的变频空调器的控制方法。

10.一种变频空调器，其特征在于，包括：

整流电路、PFC电路、逆变电路以及压缩机；

电压采集单元，用于采集直流母线电压值和输入交流电压值；

电流采集单元，用于采集PFC电路的实际电流值、PFC电路的实际电流值、压缩机的运行电流值和压缩机的三相电流值；

转速采集单元，用于采集所述压缩机的实际转速值和转子电角度位置值；

控制模块，所述控制模块用于执行权利要求1-7任一项所述的变频空调器的控制方法。

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