ES2954066T3 - Procedimiento y dispositivo para controlar la fluctuación de la velocidad de rotación de un compresor - Google Patents

Procedimiento y dispositivo para controlar la fluctuación de la velocidad de rotación de un compresor Download PDF

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Weipin Shi
Xiaohui Yang
Guojing Xu
Juke Liu
Yongfu Cheng
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Abstract

Se proporcionan un método y dispositivo para suprimir la fluctuación de la velocidad de rotación de un compresor. El método comprende: obtener un error de eje que refleja una desviación entre una posición real y una posición presunta de un rotor de compresor; realizar un procesamiento de filtrado en el error del eje para obtener un error del eje corregido que se forma después de filtrar al menos parte de la fluctuación del error del eje, así como la cantidad de compensación de velocidad angular correspondiente al error del eje corregido; compensar la cantidad de compensación de velocidad angular para la velocidad angular de salida de un regulador de bucle de bloqueo de fase en un bucle de bloqueo de fase del compresor, para obtener la cantidad de salida de velocidad angular compensada; y corregir la velocidad angular en tiempo real para el control del compresor de acuerdo con la cantidad de salida de velocidad angular compensada, y controlar el compresor de acuerdo con la velocidad angular en tiempo real corregida. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento y dispositivo para controlar la fluctuación de la velocidad de rotación de un compresor
Sector técnico
La presente invención pertenece al sector de la tecnología de control de motores, específicamente, se refiere a la tecnología de control de compresores y, más específicamente, se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para suprimir fluctuaciones en la velocidad de un compresor.
Estado de la técnica anterior
Puede ocurrir una fluctuación importante de la velocidad del compresor cuando el par de torsión de la carga del compresor se encuentra en un estado extremadamente inestable. Esto es debido, en parte, a un fallo en el sistema de refrigerante o a un error en el diseño del procedimiento de control y, finalmente, resulta en un funcionamiento inestable del acondicionador de aire y en diversos efectos adversos adicionales. El funcionamiento inestable produce, además, un ruido mucho más alto que el umbral del sistema para el que fue diseñado, incluso supera los estándares relevantes y deteriora aún más la experiencia del usuario. El problema es especialmente obvio para compresores de un solo rotor.
La técnica anterior, tal como la Patente CN104038127A, da a conocer procedimientos para suprimir la fluctuación de la velocidad del compresor, pero los efectos están lejos de ser satisfactorios; prácticamente el problema de la fluctuación de la velocidad del compresor no está adecuadamente resuelto.
Características
El objetivo de la presente invención es dar a conocer un procedimiento y un dispositivo para suprimir la fluctuación de la velocidad del compresor, y mejorar la eficacia de la supresión de la fluctuación.
Con el fin de conseguir el propósito de la invención mencionado anteriormente, el procedimiento dado a conocer por la invención adopta las siguientes soluciones técnicas para conseguir:
un procedimiento para suprimir las fluctuaciones en la velocidad del compresor comprende las siguientes etapas: obtener un error de eje AQ, que refleja una desviación de la posición real del rotor de un compresor con respecto a una posición estimada del rotor de un compresor;
filtrar el error de eje AQ para obtener un error de eje corregido AQ’ en el que se elimina como mínimo una parte de la fluctuación del error de eje y obtener una cantidad de compensación de la velocidad angular P_salida correspondiente al error de eje corregido AQ';
compensar una velocidad angular de salida Aw_PLL del regulador de bucle de bloqueo de fase en el bucle de bloqueo de fase para el control del compresor con la cantidad de compensación de la velocidad angular P_salida, para obtener una salida de la velocidad angular compensada Aw’; en el que, la salida de la velocidad angular compensada Aw’ = P_salida Aw_PLL;
corregir la velocidad angular en tiempo real w1 que se utiliza para el control del compresor según la salida de la velocidad angular compensada y controlar el compresor según la velocidad angular en tiempo real corregida w1; la etapa para filtrar el error de eje AQ comprende:
expandir el error de eje AQ mediante series de Fourier para obtener una expresión funcional del error de eje con respecto a un ángulo mecánico Qm;
multiplicar la expresión funcional del error de eje por cos(Qmn + Qdespiazamiento-Pn) y -sen(Qmn + Qdespiazamiento-Pn) respectivamente;
extraer una componente del eje d del armónico de orden n de AQ y una componente del eje q del armónico de orden n de AQ mediante un filtro de paso bajo o un integrador; Qmn es un ángulo mecánico del armónico de orden n y Qdespiazamiento-Pn es un ángulo de compensación de fase del armónico de orden n;
una componente del eje d y una componente del eje q de uno o varios armónicos son eliminadas para completar un proceso de filtrado del error de eje AQ.
En el procedimiento descrito anteriormente, la etapa para filtrar el error de eje AQ para obtener un error de eje corregido AQ’ en la que se elimina como mínimo una parte de la fluctuación en el error de eje incluye:
filtrar el error de eje AQ para como mínimo eliminar una componente del eje d y una componente del eje q del primer armónico con el fin de realizar el filtrado de la componente del primer armónico de AQ y obtener el error de eje corregido AQ’ en la que se elimina como mínimo la componente del primer armónico.
Además, la etapa para filtrar el error de eje AQ para obtener un error de eje corregido AQ’ en el que se elimina como mínimo una parte de la fluctuación en el error de eje incluye: filtrar el error de eje AQ para eliminar una componente del eje d y una componente del eje q del segundo armónico con el fin de realizar el filtrado de las componentes del primer y segundo armónicos de AQ y obtener el error de eje corregido AQ’ en el que han sido eliminadas las componentes del primer y segundo armónicos.
En el procedimiento descrito anteriormente, la etapa de eliminar una componente del eje d y una componente del eje q de uno o varios armónicos para completar un proceso de filtrado del error de eje AQ incluye:
extraer una componente del eje d del armónico de orden n de AQ y una componente del eje q del armónico de orden n de AQ mediante un integrador;
el procedimiento incluye, además:
cada resultado filtrado es sometido a la transformada inversa de Fourier para obtener la cantidad de compensación de velocidad angular P_salida correspondiente al error de eje corregido AQ’ en el que han sido eliminadas las componentes de uno o varios armónicos.
Además, se determina un ángulo de compensación de fase Qdespiazamiento-Pn según los parámetros de ganancia de bucle cerrado Kppll y K pll y un comando de velocidad angular w*_entrada del bucle de bloqueo de fase, que satisface:
Figure imgf000003_0001
en la que a, b, c, d son coeficientes constantes.
Para conseguir el propósito de la invención mencionado anteriormente, un dispositivo dado a conocer por la presente invención adopta las siguientes soluciones técnicas para conseguir:
un dispositivo para suprimir la fluctuación en la velocidad del compresor incluye:
una unidad de obtención de error de eje configurada para obtener un error de eje A0 que refleja una desviación de la posición real de un rotor de compresor a partir de una posición estimada de un rotor de compresor;
una unidad de obtención de la cantidad de compensación de velocidad angular configurada para filtrar el error de eje A0 para obtener un error de eje corregido A0’, en el que como mínimo una parte de la fluctuación del error de eje es eliminada y una cantidad de compensación de velocidad angular P_salida según el error de eje corregido A0’; una unidad de obtención de salida de velocidad angular compensada configurada para compensar la velocidad angular de salida Aw_PLL del regulador de bucle de bloqueo de fase en el bucle de bloqueo de fase para el control del compresor con la cantidad de compensación de velocidad angular P_salida, para obtener una salida de velocidad angular compensada Aw’, la salida de velocidad angular compensada Aw’ = P_salida Aw_PLL; y una unidad de control configurada para corregir la velocidad angular en tiempo real w1 que se utiliza para controlar el compresor según la salida de velocidad angular compensada, y controlar el compresor según la velocidad angular en tiempo real corregida w1;
el filtrado del error de eje AQ comprende:
expandir el error de eje A0 mediante series de Fourier para obtener una expresión funcional del error de eje con respecto a un ángulo mecánico Qm;
multiplicar la expresión funcional del error de eje por cos(Qmn + Qdespiazamiento-Pn) y -sen(Qmn + Qdespiazamiento-Pn) respectivamente;
extraer una componente del eje d de un armónico de orden n de AQ y una componente del eje q de un armónico de orden n de AQ mediante un filtro de paso bajo o un integrador; Qmn es un ángulo mecánico de un armónico de orden n y Qdespiazamiento-Pn es un ángulo de compensación de fase de un armónico de orden n; y
una componente del eje d y una componente del eje q de uno o varios armónicos son eliminadas para completar un proceso de filtrado del error de eje AQ.
En el dispositivo mencionado anteriormente, la unidad de obtención de la cantidad de compensación de velocidad angular configurada para filtrar el error de eje AQ para obtener un error de eje corregido AQ’ en el que se elimina como mínimo una parte de la fluctuación del error de eje, incluye, además:
filtrar el error de eje A0 para eliminar como mínimo una componente del eje d y una componente del eje q del primer armónico para realizar el filtrado de la componente del primer armónico de A0 y para obtener el error de eje corregido A0’ en el que como mínimo se elimina la componente del primer armónico.
Además, la unidad de obtención de la cantidad de compensación de la velocidad angular configurada para filtrar el error de eje AQ para obtener un error de eje corregido AQ’ en el que se elimina como mínimo una parte de la fluctuación del error de eje, incluye, además: filtrar el error de eje A0 para eliminar una componente del eje d y una componente del eje q del segundo armónico, para realizar el filtrado de las componentes del primer y segundo armónicos de A0 y obtener el error de eje corregido A0’ en el que las componentes del primer y segundo armónicos son eliminadas.
En el dispositivo mencionado anteriormente, en la unidad de obtención de la cantidad de compensación de velocidad angular se eliminan una componente del eje d y una componente del eje q de uno o varios armónicos para completar un proceso de filtrado del error de eje AQ que incluye:
extraer una componente del eje d del armónico de orden n de A0 y una componente del eje q del armónico de orden n de A0 mediante un integrador;
la unidad de obtención de la cantidad de compensación de velocidad angular configurada, además, para que cada resultado filtrado sea sometido a la transformada inversa de Fourier para obtener la cantidad de compensación de velocidad angular P_salida correspondiente al error de eje corregido de A0’ en el que se eliminan las componentes de uno o varios armónicos.
Además, se determina un ángulo de compensación de fase Qdespiazamiento-Pn según los parámetros de ganancia de bucle cerrado Kppll y Ki_pll y un comando de velocidad angular w*_entrada del bucle de bloqueo de fase, que satisface:
Figure imgf000004_0001
en la que a, b, c, d son coeficientes constantes.
En comparación con el estado de la técnica, las ventajas y los efectos positivos de la presente invención son: con el procedimiento y el dispositivo para suprimir la fluctuación en la velocidad del compresor dado a conocer por la presente invención, la fluctuación en el error de eje A0 que refleja la desviación entre la posición real y la posición estimada del rotor del compresor es eliminada, y a continuación, la cantidad de compensación de la velocidad angular, que corresponde al error de eje corregido en el que se ha filtrado como mínimo una parte de la fluctuación, se agrega a la velocidad angular de salida del regulador de bucle de bloqueo de fase para obtener la salida de velocidad angular compensada, y a continuación se corrige la velocidad angular en tiempo real del compresor según la salida de velocidad angular compensada; cuando el compresor es controlado por la velocidad angular en tiempo real corregida, podría aproximar una variación de la velocidad objetivo y una fase a la variación y fase de la velocidad real, por lo que la operación del compresor tiende a ser estable. Además, debido a que la fluctuación en el error de eje es una causa frontal directa de la fluctuación de la velocidad, la eliminación en la parte frontal podría reducir una fluctuación periódica en el error de eje, y la fluctuación de la velocidad podría ser suprimida más directa y rápidamente para mejorar la eficacia de la supresión de la fluctuación de la velocidad. Adicionalmente, se utiliza un ángulo de compensación de fase para ajustar la fase de las componentes de los armónicos al extraer las componentes de los armónicos en el error de eje A0, por lo que cambian las características de fase del bucle de bloqueo de fase, lo que puede mejorar el efecto de supresión de fluctuaciones durante la operación del compresor en el dominio de la frecuencia completo, mejorando de este modo la estabilidad del funcionamiento en el dominio de la frecuencia completo.
Después de leer las realizaciones específicas de la presente invención junto con los dibujos adjuntos, otras características y ventajas de la presente invención resultarán más claras.
Descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de flujo de un procedimiento para suprimir las fluctuaciones en la velocidad del compresor, según un aspecto de la presente invención;
la figura 2 es un diagrama de bloques de control basado en el procedimiento mostrado en la figura 1;
la figura 3 es un diagrama de bloques lógicos de un algoritmo de filtrado de fluctuación de error de eje de la figura 2; la figura 4 es un diagrama de bloques estructural de un dispositivo para suprimir las fluctuaciones en la velocidad del compresor, según otro aspecto de la presente invención.
Descripción detallada
Con el fin de aclarar los objetivos, las soluciones técnicas y las ventajas de la presente invención, a continuación se describirá más detalladamente la presente invención haciendo referencia a los dibujos y realizaciones adjuntos. La figura 1 es un diagrama de flujo de un procedimiento para suprimir las fluctuaciones en la velocidad del compresor, según un aspecto de la presente invención, y la figura 2 es un diagrama de bloques. Haciendo referencia a la figura 1 y la figura 2, el procedimiento para suprimir las fluctuaciones en la velocidad del compresor comprende las siguientes etapas:
Etapa 11, obtención de un error de eje AQ que refleja una desviación de la posición real de un rotor de compresor con respecto a una posición estimada de un rotor de compresor.
Los procedimientos de control del compresor implican una tecnología de bucle de bloqueo de fase (Phase-Locked Loop, PLL) para bloquear una fase del compresor en una fase objetivo. En la figura 2 se muestra un diagrama de bloques de control de PLL. Un bucle de bloqueo de fase (PLL) habitual de compresor en la técnica anterior comprende un regulador de bucle de bloqueo de fase que es, preferentemente, un regulador integral proporcional mostrado como bloques marcado mediante Kppll y K pll/S en la figura 2, donde Kppll y K pll son parámetros de ganancia de bucle cerrado del bucle de bloqueo de fase. El error de eje A0 se utiliza como parte de una entrada del regulador de bucle de bloqueo de fase. Para ser específicos, una diferencia entre el error de eje AQ y la cantidad de fluctuación del ángulo objetivo (como ejemplo, la cantidad de fluctuación del ángulo objetivo se establece como 0 en la figura 2) se introduce en el regulador de bucle de bloqueo de fase y el regulador de bucle de bloqueo de fase emite una velocidad angular Aw_PLL, que es utilizada por el bucle de bloqueo de fase para controlar la velocidad angular en tiempo real w1 del compresor y, específicamente, para controlar la posición del rotor del compresor según la velocidad angular en tiempo real w1. El error de eje A0 que refleja la desviación de la posición real del rotor del compresor con respecto a la posición estimada podría ser calculado mediante la siguiente fórmula:
Figure imgf000005_0001
Figure imgf000005_0002
es un valor determinado de una tensión del eje d del compresor,
Figure imgf000005_0003
es un valor determinado de la tensión del eje q del compresor, d es la corriente del eje d en tiempo real del compresor, lq es la corriente del eje q en tiempo real del compresor, r* es la resistencia del motor del compresor,
Figure imgf000005_0004
inductancia del eje q del compresor, W1 es la frecuencia angular en tiempo real del compresor; en donde los parámetros d , lq y w1 son detectados en tiempo real por medios de detección conocidos en la técnica anterior, y los valores de los otros parámetros son valores conocidos.
Etapa 12: Filtrado del error de eje AQ para obtener un error de eje corregido AQ’, en el que como mínimo una parte de la fluctuación del error de eje ha sido eliminada.
Debido al hecho de que el error de eje se utiliza como parte de la entrada del bucle de bloqueo de fase, definitivamente tiene influencia en la velocidad angular en tiempo real del compresor emitida por el bucle de bloqueo de fase. Si el error de eje está sujeto a una fluctuación importante, la velocidad angular en tiempo real emitida por el bucle de bloqueo de fase variará, lo que, además, da como resultado el problema de que el rotor no podría ser mantenido en la fase objetivo de manera estable, lo que conduce, además, a fallos del compresor tales como sobrecorriente o desfase.
Después de obtener el error de eje AQ en la etapa 11, se da a conocer la etapa para filtrar el error de eje AQ para obtener un error de eje corregido AQ’, en el que como mínimo una parte de la fluctuación del error de eje ha sido eliminada.
En la que el filtrado del error de eje AQ incluye:
en primer lugar, el error de eje AQ es expandido mediante series de Fourier para obtener una expresión funcional del error de eje con respecto a un ángulo mecánico 0m.
A continuación, la expresión funcional del error de eje se multiplica por cos(Qmn Qdespiazamiento-Pn) y -sen(Qmn Qdespiazamiento-Pn ), respectivamente; una componente del eje d del armónico de orden n de AQ, y una componente del eje q del armónico de orden n de AQ son extraídas por medio de un filtro de paso bajo o de un integrador; Qmn es un ángulo mecánico del armónico de orden n de AQ y Qdespiazamiento-Pn es el ángulo de compensación de fase del armónico de orden n de AQ.
Opcionalmente, las componentes del eje d y las componentes del eje q de uno o varios armónicos son eliminadas para terminar un proceso de filtrado del error de eje AQ.
A continuación se incluye una descripción detallada del proceso de filtrado haciendo referencia a la figura 3.
Etapa 13: Obtención de una cantidad de compensación de la velocidad angular P_salida correspondiente al error de eje corregido AQ’.
Esta etapa podría ser implementada mediante los procedimientos dados a conocer en la técnica anterior, que se utilizan para calcular una velocidad angular según un ángulo. Un procedimiento de procesamiento preferente podría hacer referencia a una descripción de la siguiente manera.
La etapa 12 y la etapa 13 se muestran en el diagrama de bloques de control de la figura 2, y se trata de adoptar un algoritmo de filtrado de fluctuaciones en el error de eje A0 para obtener la cantidad de compensación de la velocidad angular P_salida.
Etapa 14: Compensar una velocidad angular de salida Aw_PLL del regulador de bucle de bloqueo de fase en el bucle de bloqueo de fase para el control del compresor con la cantidad de compensación de la velocidad angular P_salida para obtener una salida de la velocidad angular compensada Aw’; específicamente, la salida de la velocidad angular compensada Aw’ = P_salida Aw_PLL.
Etapa 15: Corrección de la velocidad angular en tiempo real w1 que se utiliza para el control del compresor según la salida de la velocidad angular compensada y control del compresor según la velocidad angular en tiempo real corregida w1.
Haciendo referencia a la figura 2, se trata específicamente de agregar la salida de velocidad angular compensada Aw’ a un comando de velocidad angular w*_entrada para generar la velocidad angular en tiempo real w1 que se utiliza para el control del compresor; en la que el comando de velocidad angular w*_entrada es un valor de velocidad angular proporcionado por el sistema de control del compresor, y el procedimiento para determinar el valor del comando de velocidad angular w*_entrada dado se implementa mediante procedimientos dados a conocer en la técnica anterior.
Con el procedimiento dado a conocer por la presente invención, se elimina la fluctuación en el error de eje A0 que refleja la desviación entre la posición real y la posición estimada del rotor del compresor y, a continuación, la cantidad de compensación de velocidad angular, que corresponde al error de eje corregido en la cual como mínimo parte de la fluctuación es filtrada, se suma a la velocidad angular de salida del regulador de bucle de bloqueo de fase para obtener la salida de velocidad angular compensada y, a continuación, la velocidad angular en tiempo real del compresor se corrige según la salida de velocidad angular compensada; cuando el compresor es controlado por la velocidad angular corregida en tiempo real, podría aproximar una variación de la velocidad objetivo y una fase a la variación y fase de la velocidad real, por lo que el funcionamiento del compresor tiende a ser estable. Además, debido a que la fluctuación en el error de eje es una causa de extremo frontal directa de la fluctuación en la velocidad, la eliminación en el extremo frontal podría reducir una fluctuación periódica en el error de eje, y la fluctuación de velocidad se podría suprimir más directa y rápidamente para mejorar la eficacia de la supresión de fluctuaciones de velocidad. Adicionalmente, se utiliza un ángulo de compensación de fase para ajustar la fase de las componentes de los armónicos cuando se extraen las componentes de los armónicos en el error de eje A0, de modo que cambian las características de fase del bucle de bloqueo de fase, lo que puede mejorar el efecto de supresión de la fluctuación durante el funcionamiento del compresor en el dominio de frecuencia completo, mejorando así la estabilidad del funcionamiento en el dominio de frecuencia completo.
En una realización preferente, la etapa para filtrar el error de eje A0 para obtener el error de eje corregido A0’ en el que como mínimo parte de la fluctuación del error de eje es filtrada, específicamente incluye: filtrar el error de eje A0 para eliminar como mínimo una componente del eje d y una componente del eje q del primer armónico con el fin de realizar el filtrado de la componente del primer armónico de A0 y obtener el error de eje corregido A0’ en el que como mínimo la componente del primer armónico es filtrada. Como una realización más preferente, la etapa para filtrar el error de eje A0 para obtener el error de eje corregido A0’ en el que como mínimo parte de la fluctuación del error de eje es filtrada adicionalmente, incluye: filtrar el error de eje A0 para eliminar una componente del eje d y una componente del eje q del segundo armónico para realizar el filtrado de las componentes del primer y segundo armónicos de A0 y obtener el error de eje corregido A0’ en el que como mínimo las componentes del primer y segundo armónicos son filtradas. Mediante el filtrado de la componente del primer armónico en A0, o mediante el filtrado de la componente del primer armónico y la componente del segundo armónico, la mayoría de las componentes de fluctuación en A0 podrían ser eliminadas, y la cantidad de cálculo es aceptable y la velocidad de filtrado es rápida.
La figura 3 es un diagrama de bloques lógicos específico de un ejemplo del algoritmo de filtrado de la fluctuación del error de eje mostrado en la figura 2, y para ser específicos, es un diagrama de bloques lógicos para obtener la cantidad de compensación de velocidad angular P_salida correspondiente a un error de eje corregido A0’ en el que la componente del primer armónico y la componente del segundo armónico del error de eje A0 han sido eliminadas Tal como se muestra en la figura 3, el proceso específico para obtener la cantidad de compensación de velocidad angular P_salida que corresponde a un error de eje corregido A0’ que se obtiene eliminando la componente del primer armónico y la componente del segundo armónico del error de eje A0, incluye:
En primer lugar, el error de eje AQ es expandido mediante la serie de Fourier para obtener una expresión funcional del error de eje AQ con respecto a un ángulo mecánico Qm, incluye, especialmente:
Figure imgf000007_0001
en la que AQcc es una componente de corriente continua del error de
eje,
Figure imgf000007_0003
A9m¿ximo_n es una amplitud de la fluctuación en el armónico de orden n del error de eje; 9mi, 9m2 son el ángulo mecánico del primer armónico y el ángulo mecánico del segundo armónico; y el ángulo mecánico del segundo armónico 9m2 se expresa como: 9m2 = 29m i.
La componente del primer armónico y la componente del segundo armónico se extraen de la expresión funcional, y se utiliza un integrador para eliminar la componente del primer armónico y la componente del segundo armónico para obtener el resultado del filtrado.
Para ser específicos, se podría utilizar un procedimiento de filtrado de paso bajo o un procedimiento de integración para extraer la componente del primer armónico y la componente del segundo armónico de la expresión funcional. Tal como se muestra en la figura 3, la expresión funcional se multiplica por cos(9m i + 9despiazamiento-pi) y cos(9m2 + 9despiazamiento-P2) respectivamente, el resultado podría ser filtrado mediante un filtro de paso bajo o, alternativamente, ser introducido en un integrador para calcular un promedio de integrales dentro de un período preestablecido, para extraer la componente del eje d del primer armónico del error de eje A9 y la componente del eje d del segundo armónico del error de eje A9; la expresión funcional se multiplica por - sen(9m i + 9desPiazamiento-pi) y -sen(9m2 + 9desPiazamiento-P2), respectivamente, el resultado podría ser filtrado mediante un filtro de paso bajo o, alternativamente, ser introducido en un integrador para calcular un promedio de integrales dentro de un período predeterminado para extraer la componente del eje q del primer armónico del error de eje A9 y la componente del eje q del segundo armónico del eje A9. La componente del eje d, la componente del eje q del primer armónico y la componente del eje d y la componente del eje q del segundo armónico son disminuidas, respectivamente, en 0, e introducidas, respectivamente en un integrador K_p/S para que el integrador las filtre y elimine la componente del eje d, la componente del eje q del primer armónico y la componente del eje d y la componente del eje q del segundo armónico. En consecuencia, se obtienen resultados de filtrado en los que la componente del primer armónico y la componente del segundo armónico han sido eliminadas, las cuales pasan a ser representadas por una velocidad angular, donde 9desPiazamiento-pi es un ángulo de compensación de fase del primer armónico y 9despiazam¡ento-P2 es un ángulo de compensación de fase del segundo armónico; 9despiazamiento-pi y 9despiazamiento-P2 podrían ser un par de valores fijos preestablecidos iguales, o un par de valores diferentes preestablecidos o un par de valores de ángulo variables.
Como realización preferente, los dos ángulos de compensación de fase 9desPiazamiento-pi y 9desPiazamiento-P2 son iguales, y se determinan según los parámetros de ganancia de bucle cerrado Kp_pll y K_pll y el comando de velocidad angular w*_entrada del bucle de bloqueo de fase y satisfacen:
Figure imgf000007_0002
en la que a, b, c, d son coeficientes constantes, y para un sistema de control, los coeficientes constantes son fijos.
Cada resultado filtrado es sometido a la transformada inversa de Fourier para obtener la cantidad de compensación de la velocidad angular P_salida correspondiente al error de eje corregido A0’ en el que la componente del primer armónico y la componente del segundo armónico han sido eliminadas; para ser específicos, el resultado filtrado en el que la componente del eje d del primer armónico es sometida a la transformada inversa de Fourier para obtener un resultado, y el resultado filtrado en el que la componente del eje q del primer armónico también es sometida a la transformada inversa de Fourier para obtener otro resultado, y los dos resultados se suman para obtener la cantidad de compensación de la velocidad angular P_salida1 correspondiente al error de eje corregido en el que el primer armónico ha sido eliminado; el resultado filtrado en el que la componente del eje d del segundo armónico es sometida a la transformada inversa de Fourier para obtener un resultado y el resultado filtrado en el que la componente del eje q del segundo armónico también es sometida a la transformada de Fourier inversa para obtener otro resultado, y los dos resultados se suman para obtener la cantidad de compensación de la velocidad angular P_salida2 correspondiente al error de eje corregido en el que el segundo armónico ha sido eliminado; la suma de la cantidad de compensación de la velocidad angular P_salida1 y la cantidad de compensación de la velocidad angular P_salida2 es la cantidad de compensación de la velocidad angular correspondiente al error de eje corregido en el que el primer armónico y el segundo armónico han sido eliminados, P_salida = P_salida1+P_salida2.
Como realización preferente, se agregan conmutadores de habilitación, que se utilizan para controlar el filtrado de las componentes de los armónicos. Para ser específico, tal como se muestra en la figura 3, Ganancia _1 y Ganancia_2 son conmutadores de habilitación configurados para iniciar o terminar el algoritmo de filtrado: cuando los conmutadores de habilitación Ganancia_1 y Ganancia_2 están en un estado para iniciar el algoritmo de filtrado del primer armónico y el algoritmo de filtrado del segundo armónico, se obtiene la cantidad de compensación de la velocidad angular P_salida = P_salida1 P_salida2 correspondiente al error de eje corregido A0’ en el que el primer armónico y el segundo armónico han sido eliminados; cuando los conmutadores de habilitación Ganancia_1 y Ganancia_2 están en un estado para terminar el algoritmo de filtrado del primer armónico y el algoritmo de filtrado del segundo armónico, la función para filtrar el error de eje se termina y la cantidad de compensación de la velocidad angular P_salida ya no se podría emitir; cuando un conmutador de habilitación está en un estado para iniciar el algoritmo de filtrado y el otro conmutador de habilitación está en un estado para terminar el algoritmo de filtrado, la cantidad de compensación de la velocidad angular P_salida obtenida es una cantidad de compensación de la velocidad angular en la que simplemente se ha eliminado el primer armónico (el conmutador de habilitación Ganancia_1 está en un estado para iniciar el algoritmo de filtrado, y el conmutador de habilitación Ganancia_2 está en un estado para terminar el algoritmo de filtrado) o una cantidad de compensación de la velocidad angular en la que solo se ha eliminado el segundo armónico (el conmutador de habilitación Ganancia_1 está en un estado para terminar el algoritmo de filtrado y el conmutador de habilitación Ganancia_2 está en un estado para iniciar el algoritmo de filtrado).
En una realización para eliminar simplemente la componente del primer armónico, se podría adoptar directamente el proceso dado a conocer en la figura 3 para extraer y eliminar la componente del primer armónico. Es indudable que, en la realización para simplemente eliminar la componente del primer armónico, se podría agregar un conmutador de habilitación para controlar el filtrado de la componente del primer armónico, y su implementación específica se muestra en la figura 3, que no se repite.
La figura 4 es un diagrama de bloques estructural de un dispositivo para suprimir las fluctuaciones en la velocidad del compresor, según otro aspecto de la presente invención.
Tal como se muestra en la figura 4, las unidades estructurales, las conexiones entre las unidades estructurales y las funciones de las unidades estructurales del dispositivo se describirán en detalle de la siguiente manera:
Una unidad de obtención de error de eje 21 configurada para obtener un error de eje AQ que refleja una desviación de la posición real del rotor de un compresor con respecto a una posición estimada del rotor de un compresor; una unidad de obtención de la cantidad de compensación de velocidad angular 22 configurada para filtrar el error de eje AQ para obtener un error de eje corregido AQ’, en el que como mínimo una parte de la fluctuación del error de eje se elimina, y una cantidad de compensación de la velocidad angular P_salida, según el error de eje corregido AQ’. Una unidad de obtención de salida de velocidad angular compensada 23 configurada para compensar la velocidad angular de salida Aw_PLL del regulador de bucle de bloqueo de fase en el bucle de bloqueo de fase para el control del compresor con la cantidad de compensación de velocidad angular P_salida, para obtener una salida de la velocidad angular compensada Aw’, la salida de velocidad angular compensada Aw’ = P_salida Aw _PLL.
Una unidad de control 24 está configurada para corregir la velocidad angular en tiempo real w1 que se utiliza para controlar el compresor según la salida de velocidad angular compensada y controlar el compresor según la velocidad angular en tiempo real corregida w1.
El dispositivo con las unidades estructurales mencionadas anteriormente podría ser aplicado a compresores, tales como acondicionadores de aire. Los compresores con dicho dispositivo podrían ejecutar el programa correspondiente y funcionar según el proceso del procedimiento mencionado anteriormente y las realizaciones preferentes, para suprimir la fluctuación sobre la velocidad del compresor y realizar los efectos técnicos de las realizaciones de procedimiento anteriores.
Las realizaciones anteriores se utilizan solamente para mostrar las soluciones técnicas de la presente invención, pero no para limitarlas; aunque la presente invención se ha descrito en detalle haciendo referencia a las realizaciones anteriores, para los expertos en la materia, las soluciones técnicas de las realizaciones anteriores aún se pueden describir. La invención está definida por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para suprimir las fluctuaciones en la velocidad del compresor, caracterizado por que el procedimiento comprende las siguientes etapas:
obtener un error de eje AQ que refleja una desviación de la posición real del rotor de un compresor con respecto a una posición estimada del rotor de un compresor (11);
filtrar el error de eje AQ para obtener un error de eje corregido AQ’ en el que como mínimo una parte de la fluctuación del error de eje ha sido eliminada (12), y obtener una cantidad de compensación de la velocidad angular P_salida correspondiente al error de eje corregido AQ’ (13);
compensar una velocidad angular de salida Aw_PLL de un regulador de bucle de bloqueo de fase en un bucle de bloqueo de fase para el control del compresor con la cantidad de compensación de la velocidad angular P_salida para obtener una salida de la velocidad angular compensada Aw’ (14); en el que la salida de la velocidad angular compensada Aw’ = P_salida Aw_PLL; y
corregir una velocidad angular en tiempo real w1 que se utiliza para el control del compresor según la salida de la velocidad angular compensada Aw’, y controlar el compresor según la velocidad angular en tiempo real corregida w1 (15);
en el que la etapa para filtrar el error de eje AQ (11) comprende:
expandir el error de eje AQ mediante series de Fourier para obtener una expresión funcional del error de eje con respecto a un ángulo mecánico Qm;
multiplicar la expresión funcional del error de eje por cos(Qmn + Qdespiazamiento-Pn) y -sen(Qmn + Qdespazamiento-Pn) respectivamente; extraer una componente del eje d de un armónico de orden n de AQ y una componente del eje q de un armónico de orden n de AQ mediante un filtro de paso bajo o un integrador; Qmn es un ángulo mecánico de un armónico de orden n y Qdespiazamiento-Pn es un ángulo de compensación de fase de un armónico de orden n; y eliminar una componente del eje d y una componente del eje q de uno o varios armónicos para completar un proceso de filtrado del error de eje AQ.
2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por que,
la etapa de filtrar el error de eje AQ para obtener un error de eje corregido AQ’ en el que se elimina como mínimo una parte de la fluctuación del error de eje (12), incluye, además:
filtrar el error de eje AQ para eliminar como mínimo una componente del eje d de un primer armónico de AQ y una componente del eje q de un primer armónico de AQ, para realizar el filtrado de la componente del primer armónico de AQ y obtener el error de eje corregido AQ’ en el que como mínimo la componente del primer armónico ha sido eliminada.
3. Procedimiento, según la reivindicación 2, caracterizado por que,
la etapa de filtrar el error de eje AQ para obtener un error de eje corregido AQ’ en el que se elimina como mínimo una parte de la fluctuación del error de eje (12), incluye, además:
filtrar el error de eje AQ para eliminar una componente del eje d del segundo armónico de AQ y una componente del eje q del segundo armónico de AQ para realizar el filtrado de la componente del primer armónico de AQ y la componente del segundo armónico de AQ, y obtener el error de eje corregido AQ’ en el que la componente del primer armónico y la componente del segundo armónico han sido eliminadas.
4. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por que,
la etapa que elimina una componente del eje d y una componente del eje q de uno o varios armónicos para completar un proceso de filtrado del error de eje AQ, incluye, además:
extraer una componente del eje d de un armónico de orden n de AQ y una componente del eje q de un armónico de orden n de AQ mediante un integrador;
incluyendo el procedimiento, además:
cada resultado filtrado es sometido a la transformada de Fourier inversa para obtener la cantidad de compensación de la velocidad angular P_salida correspondiente al error de eje corregido A0’ en el que una o varias componentes de armónicos han sido eliminadas.
5. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que, se determina un ángulo de compensación de fase Qdespiazamiento-Pn según los parámetros de ganancia de bucle cerrado Kppll y K pll y un comando de velocidad angular w*_entrada del bucle de bloqueo de fase, que satisface:
Figure imgf000009_0001
en la que a, b, c, d son coeficientes constantes.
6. Dispositivo para suprimir las fluctuaciones en la velocidad del compresor, caracterizado por que el dispositivo incluye:
una unidad de obtención de error de eje (21), configurada para obtener un error de eje AQ que refleja una desviación de la posición real del rotor de un compresor con respecto a una posición estimada del rotor de un compresor; una unidad de obtención de la cantidad de compensación de la velocidad angular (22), configurada para filtrar el error de eje AQ para obtener un error de eje corregido AQ’ en el que se elimina como mínimo una parte de la fluctuación del error de eje y para obtener una cantidad de compensación de la velocidad angular P_salida según el error de eje corregido AQ’;
una unidad de obtención de salida de velocidad angular compensada (23) configurada para compensar la velocidad angular de salida Aw_PLL de un regulador de bucle de bloqueo de fase en un bucle de bloqueo de fase para el control del compresor con la cantidad de compensación de velocidad angular P_salida para obtener una salida de velocidad angular compensada Aw’, la salida de velocidad angular compensada Aw’ = P_salida Aw_PLL; y una unidad de control (24), configurada para corregir la velocidad angular en tiempo real w1 que se utiliza para controlar el compresor según la salida de velocidad angular compensada, y controlar el compresor según la velocidad angular en tiempo real corregida w1;
en el que el filtrado del error de eje AQ mediante la unidad de obtención de la cantidad de compensación de velocidad angular (22) comprende:
expandir el error de eje AQ mediante series de Fourier para obtener una expresión funcional del error de eje con respecto a un ángulo mecánico Qm;
multiplicar la expresión funcional del error de eje por cos(Qmn Qdespiazamiento-Pn) y -sen(Qmn Qdespazamiento-Pn) respectivamente; extraer una componente del eje d del armónico de orden n de AQ y una componente del eje q del armónico de orden n de AQ mediante un filtro de paso bajo o un integrador; Qmn es un ángulo mecánico del armónico de orden n y Qdespiazamiento-Pn es un ángulo de compensación de fase del armónico de orden n; y
eliminar una componente del eje d y una componente del eje q de uno o varios armónicos para completar un proceso de filtrado del error de eje AQ.
7. Dispositivo, según la reivindicación 6, caracterizado por que, la unidad de obtención de la cantidad de compensación de velocidad angular (22) configurada para filtrar el error de eje AQ para obtener un error de eje corregido AQ’ en el que se elimina como mínimo una parte de la fluctuación del error de eje incluye, además: filtrar el error de eje AQ para eliminar como mínimo una componente del eje d y una componente del eje q de un primer armónico para realizar el filtrado de la componente del primer armónico de AQ y obtener el error de eje corregido AQ’ en el que se elimina como mínimo la componente del primer armónico.
8. Dispositivo, según la reivindicación 7, caracterizado por que, la unidad de obtención de la cantidad de compensación de velocidad angular (22) configurada para filtrar el error de eje AQ para obtener un error de eje corregido AQ’ en el que se elimina como mínimo una parte de la fluctuación del error de eje, incluye, además: filtrar el error de eje AQ para eliminar una componente del eje d de un segundo armónico de AQ y una componente del eje q de un segundo armónico de AQ para realizar el filtrado de las componente del primer y segundo armónicos de AQ y obtener el error de eje corregido AQ’ en el que se eliminan las componentes del primer y segundo armónicos.
9. Dispositivo, según la reivindicación 6, caracterizado por que, en la unidad de obtención de la cantidad de compensación de velocidad angular (22) se elimina una componente del eje d y una componente del eje q de uno o varios armónicos para completar un proceso de filtrado del error de eje AQ que incluye, además:
extraer una componente del eje d de un armónico de orden n de AQ y una componente del eje q de un armónico de orden n de AQ mediante un integrador;
la unidad de obtención de la cantidad de compensación de velocidad angular (22) configurada adicionalmente para que cada resultado filtrado sea sometido a la transformada inversa de Fourier para obtener la cantidad de compensación de velocidad angular P_salida correspondiente al error de eje corregido AQ’ en el que se eliminan una o varias componentes de los armónicos.
10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado por que se determina un ángulo de compensación de fase Qdespiazamiento-Pn según los parámetros de ganancia de bucle cerrado Kppll y K pll y un comando de velocidad angular w*_entrada del bucle de bloqueo de fase, que satisface:
Figure imgf000010_0001
en la que a, b, c, d son coeficientes constantes.
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