空调器和抑制压缩机低频振动的方法与流程

1.本发明涉及空调器技术领域，尤其是涉及一种空调器和抑制压缩机低频振动的方法。


背景技术：

2.对于单转子压缩机振动抑制方案，通常采用比例谐振控制器的转速波动抑制策略、模拟负载曲线的电流前馈补偿方案或采用傅里叶变换对速度波动提取基波信息补偿方案来实现抑制压缩机低频振动的目的。
3.但是，在上述方案中对于相位补偿角的选取会影响压缩机的最终振动抑制效果。相关技术中，相位补偿角的取值需要通过速度纹波来调节，包括速度纹波的峰峰值逐周期比较或单峰值逐周期比较，但是，对于压缩机振动幅度大的原因，并不一定是因速度纹波峰值或单峰值大造成的，也有可能为周期内速度纹波面积大而造成的，因此若相位补偿角取值不合适，则不能有效发挥q轴补偿电流的作用，无法保证振动抑制效果。


技术实现要素：

4.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空调器，采用该空调器通过在抑制压缩机转速波动时以计算速度纹波的积分值的方式确定相位补偿角度，可以有效提高振动抑制效果。
5.本发明的目的之二在于提出一种抑制压缩机低频振动的方法。
6.为了解决上述问题，本发明第一方面实施例提出了一种空调器，包括：冷媒循环回路，使冷媒在压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、四通阀和减压器组成回路中进行循环；压缩机，用于进行将低温低压冷媒气体压缩成高温高压冷媒气体并排至冷凝器的工作；控制器被配置为，步骤1，获取所述压缩机的目标转速值和实际转速值，并根据所述目标转速值和所述实际转速值获得所述压缩机的速度纹波；步骤2，对所述速度纹波作定积分运算获得所述速度纹波的积分值；步骤3，获取初始相位补偿角度和目标角度步进值，并根据所述目标角度步进值、所述初始相位补偿角度和所述积分值获得目标相位补偿角度；步骤4，根据所述速度纹波和所述目标相位补偿角度获得q轴电流补偿值以控制所述压缩机，将所述初始相位补偿角度赋值为所述目标相位补偿角度，并返回所述步骤1，直至所述压缩机的当前运行频率大于振动抑制截止频率。
7.根据本发明实施例的空调器，通过对速度纹波作定积分运算来获得速度纹波的积分值，并以目标角度步进值、初始相位补偿角度和积分值获得目标相位补偿角度，也就是说，在抑制压缩机转速波动时，通过计算速度纹波的积分值的方式来调节目标相位补偿角度，相较于以计算速度纹波峰值的方式调节目标相位补偿角度，本发明实施例中计算的速度纹波的积分值更能有效体现压缩机振动的情况，由此以速度纹波的积分值计算的目标相位补偿角度来获得q轴电流补偿值，以控制压缩机，也更能有效抑制压缩机的低频振动，提高振动抑制效果。
8.在一些实施例中，所述速度纹波的积分值包括所述压缩机的上一机械周期内速度纹波的积分值和当前机械周期内速度纹波的积分值，所述控制器在获得所述速度纹波的积分值时被配置为：对所述压缩机的上一机械周期内的速度纹波作定积分运算，以获得所述上一机械周期内速度纹波的初始积分值；对所述上一机械周期内速度纹波的初始积分值作绝对值运算，以获得所述上一机械周期内速度纹波的积分值；对所述压缩机的当前机械周期内的速度纹波作定积分运算，以获得所述当前机械周期内速度纹波的初始积分值；对所述当前机械周期内速度纹波的初始积分值作绝对值运算，以获得所述当前机械周期内速度纹波的积分值。
9.在一些实施例中，所述控制器在获得所述目标相位补偿角度时被配置为：确定所述上一机械周期内速度纹波的积分值小于所述当前机械周期内速度纹波的积分值，则计算所述目标角度步进值和所述初始相位补偿角度的和值以作为所述目标相位补偿角度；确定所述上一机械周期内速度纹波的积分值大于所述当前机械周期内速度纹波的积分值，则计算所述目标角度步进值和所述初始相位补偿角度的差值以作为所述目标相位补偿角度。
10.在一些实施例中，所述控制器在获取所述目标角度步进值时被配置为：获取所述压缩机的当前运行频率；根据所述压缩机的当前运行频率确定目标角度步进值。
11.在一些实施例中，所述控制器还被配置为，在对所述压缩机的当前机械周期内的速度纹波作定积分运算之前，还包括：获取所述压缩机的当前运行参数；确定所述当前运行参数达到预设运行参数。
12.在一些实施例中，所述控制器还被配置为，在对所述压缩机的当前机械周期内的速度纹波作定积分运算之前，还包括：根据所述预设运行参数和所述压缩机的当前运行频率确定补偿角调节周期；确定所述压缩机的工作时间达到所述补偿角调节周期。
13.在一些实施例中，所述控制器在获得所述q轴电流补偿值被配置为：根据所述压缩机的速度纹波获取所述速度纹波基波的第一正弦分量和第一余弦分量；根据所述第一正弦分量确定所述速度纹波的正弦幅值；根据所述第一余弦分量确定所述速度纹波的余弦幅值；根据所述正弦幅值与预设振荡幅值的偏差对所述正弦幅值进行pi调节，以获取正弦幅度控制量，以及根据所述余弦幅值与所述预设振荡幅值的偏差对所述余弦幅值进行pi调节，以获取余弦幅度控制量；根据所述正弦幅度控制量、所述余弦幅度控制量和所述目标相位补偿角度获得所述q轴电流补偿值。
14.在一些实施例中，所述控制器在获取所述初始相位补偿角度被配置为：根据所述正弦幅度控制量和所述余弦幅度控制量确定所述初始相位补偿角度。
15.本发明第二方面实施例提出了一种抑制压缩机低频振动的方法，包括：步骤1，获取所述压缩机的目标转速值和实际转速值，并根据所述目标转速值和所述实际转速值获得所述压缩机的速度纹波；步骤2，对所述速度纹波作定积分运算获得所述速度纹波的积分值；步骤3，获取初始相位补偿角度和目标角度步进值，并根据所述目标角度步进值、所述初始相位补偿角度和所述积分值获得目标相位补偿角度；步骤4，根据所述速度纹波和所述目标相位补偿角度获得q轴电流补偿值以控制所述压缩机，将所述初始相位补偿角度赋值为所述目标相位补偿角度，并返回所述步骤1，直至所述压缩机的当前运行频率大于振动抑制截止频率。
16.根据本发明实施例的抑制压缩机低频振动的方法，通过对速度纹波作定积分运算
来获得速度纹波的积分值，并以目标角度步进值、初始相位补偿角度和积分值获得目标相位补偿角度，也就是说，在抑制压缩机转速波动时，通过计算速度纹波的积分值的方式来调节目标相位补偿角度，相较于以计算速度纹波峰值的方式调节目标相位补偿角度，本发明实施例中计算的速度纹波的积分值更能有效体现压缩机振动的情况，由此以速度纹波的积分值计算的目标相位补偿角度来获得q轴电流补偿值，以控制压缩机，也更能有效抑制压缩机的低频振动，提高振动抑制效果。
17.在一些实施例中，所述速度纹波的积分值包括所述压缩机的上一机械周期内速度纹波的积分值和当前机械周期内速度纹波的积分值，所述对所述速度纹波进行定积分运算，以获取所述速度纹波的积分值，包括：对所述压缩机的上一机械周期内的速度纹波作绝对值运算，以获得所述上一机械周期内速度纹波的绝对值；对所述上一机械周期内速度纹波的绝对值作定积分运算，以获得所述上一机械周期内速度纹波的积分值；对所述压缩机的当前机械周期内的速度纹波作绝对值运算，以获得所述当前机械周期内速度纹波的绝对值；对所述当前机械周期内速度纹波的绝对值作定积分运算，以获得所述当前机械周期内速度纹波的积分值。
18.在一些实施例中，根据所述目标角度步进值、所述初始相位补偿角度和所述积分值获得目标相位补偿角度，包括：确定所述上一机械周期内速度纹波的积分值大于所述当前机械周期内速度纹波的积分值，则计算所述目标角度步进值和所述初始相位补偿角度的和值以作为所述目标相位补偿角度；确定所述上一机械周期内速度纹波的积分值小于所述当前机械周期内速度纹波的积分值，则计算所述目标角度步进值和所述初始相位补偿角度的差值以作为所述目标相位补偿角度。
19.在一些实施例中，获取所述目标角度步进值包括：获取所述压缩机的当前运行频率；根据所述压缩机的当前运行频率确定目标角度步进值。
20.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
21.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：
22.图1是根据本发明一个实施例的空调器的外观的立体图；
23.图2是根据本发明一个实施例的空调器的结构的概要的电路图；
24.图3是根据本发明一个实施例的空调器的控制系统的结构的概要的框图；
25.图4是根据本发明一个实施例的室内机的剖视图；
26.图5是根据本发明一个实施例的空调器的结构框图；
27.图6是根据本发明一个实施例的控制压缩机的结构框图；
28.图7是根据本发明一个实施例的计算q轴电流补偿值的结构框图；
29.图8是根据本发明一个实施例的抑制压缩机低频振动的方法的流程图；
30.图9是根据本发明一个实施例的获取目标角度步进值的流程图；
31.图10是根据本发明一个实施例的相位补偿角度确定方式的流程图。
32.附图标记：
33.1：空调器；2：室外机；3：室内机；4：连接配管；遥控器5。
34.10：冷媒循环回路；11：压缩机；13：室外热交换器；14：膨胀阀；15：储液器；16：室内热交换器；21：室外风扇；26：室外控制装置；31：室内风扇；35：室内控制装置；50：控制器。
35.16b：传热管；21a：室外风扇马达；31a：室内风扇马达。
具体实施方式
36.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。
37.为了解决上述问题，本发明第一方面实施例提出了一种空调器，采用该空调器可以降低压缩机的转速波动，提高振动抑制效果。
38.本技术中空调器通过使用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器来执行空调器的制冷循环。制冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，并向已被调节和热交换的空气供应制冷剂。
39.压缩机压缩处于高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩后的制冷剂气体。所排出的制冷剂气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的制冷剂冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。
40.膨胀阀使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低压的液相制冷剂。蒸发器蒸发在膨胀阀中膨胀的制冷剂，并使处于低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，空调器可以调节室内空间的温度。
41.空调器的室外单元是指制冷循环的包括压缩机和室外热交换器的部分，空调器的室内单元包括室内热交换器，并且膨胀阀可以提供在室内单元或室外单元中。
42.室内热交换器和室外热交换器用作冷凝器或蒸发器。当室内热交换器用作冷凝器时，空调器用作制热模式的加热器，当室内热交换器用作蒸发器时，空调器用作制冷模式的冷却器。
43.图1所示的空调器1具备：室内机3，以室内挂机(图中示出)为例，室内挂机通常安装在室内壁面wl等上。再如，室内柜机(图中未出)也是室内机的一种室内机形态。
44.室外机2，通常设置在户外，用于室内环境换热。另外，在图1示出中，由于室外机2隔着壁面wl位于与室内机3相反一侧的户外，用虚线来表示室外机2。
45.图2中示出空调器1电路结构，该空调器1具备制冷剂回路10，通过使制冷剂回路10中的制冷剂循环，能够执行蒸气压缩式制冷循环。使用连接配管4连接于室内机3和室外机2，以形成供制冷剂循环的冷媒循环回路10。
46.此外，如图3中示出，空调器1具备控制器50以控制内部的空调器中各部件工作，以使空调器1各个部件运行实现空调器的各预定功能。其中，如图1所示，在空调器1中还附属有遥控器5，该遥控器5具有例如使用红外线或其他通信方式与控制器50进行通信的功能。遥控器5用于用户可以对空调器的各种控制，实现用户与空调器之间交互。
47.此外，如图2中所示，冷媒循环回路10中具备压缩机11、室外热交换器13、膨胀阀14、储液器15和室内热交换器16。其中，室内热交换器16和室外热交换器13，用作冷凝器或蒸发器来工作。压缩机11从吸入口吸入制冷剂，将在内部压缩后的制冷剂从排出口对室内
热交换器16排出。压缩机11是进行基于逆变器的转速控制的容量可变的逆变器压缩机。
48.室外热交换器13具有用于使制冷剂经由储液器15在与压缩机11的吸入口之间流通的第一出入口，并且具有用于使制冷剂在与膨胀阀14之间流通的第二出入口。室外热交换器13使在连接于室外热交换器13的第二出入口与第一出入口之间的传热管(未图示)中流动的制冷剂与室外空气之间进行热交换。
49.膨胀阀14配置在室外热交换器13与室内热交换器16之间。膨胀阀14具有使在室外热交换器13与室内热交换器16之间流动的制冷剂膨胀而减压的功能。膨胀阀14构成为能够变更开度，通过减小开度，使得通过膨胀阀14的制冷剂的流路阻力增加，通过增大开度，使得通过膨胀阀14的制冷剂的流路阻力减。这样的膨胀阀14在制热运转中使从室内热交换器16朝向室外热交换器13流动的制冷剂膨胀而减压。此外，即使安装在冷媒循环回路10中的其它器件的状态不变化，当膨胀阀14的开度变化时，在冷媒循环回路10中流动的制冷剂的流量也会变化。
50.室内热交换器16具有用于使液体制冷剂在与膨胀阀14之间流通的第二出入口，并且，具有用于使气体制冷剂在与压缩机11的排出口之间流通的第一出入口。室内热交换器16使在连接于室内热交换器16的第二出入口与第一出入口之间的传热管16b(参照图4)中流动的制冷剂与室内空气之间进行热交换。
51.在室外热交换器13与压缩机11的吸入口之间配置有储液器15。在储液器15中，从室外热交换器13流向压缩机11的制冷剂被分离成气体制冷剂和液体制冷剂。并且，从储液器15向压缩机11的吸入口主要供给气体制冷剂。
52.室外机2还具备室外风扇21，该室外风扇21产生通过室外热交换器13的室外空气的气流，以促使在传热管中流动的制冷剂与室外空气的热交换。该室外风扇21由能够变更转速的室外风扇马达21a驱动。此外，室内机3具备室内风扇31，该室内风扇31产生通过室内热交换器16的室内空气的气流，以促进在传热管16b中流动的制冷剂与室内空气的热交换。该室内风扇31由能够变更转速的室内风扇马达31a驱动。
53.如图3所示，控制器50具有内置于室外机2内的室外控制装置26和内置于室内机3内的室内控制装置35。这些室外控制装置26和室内控制装置35构成为相互由信号线连接，能够相互发送/接收信号。
54.室外机2的室外控制装置26控制压缩机11、膨胀阀14及室外风扇21等。
55.参考图5所示，图5所示为本发明实施例提供的一种空调器的结构示意图，该空调器包括：
56.冷媒循环回路10，使冷媒在压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、四通阀和减压器组成回路中进行循环；
57.压缩机11，用于进行将低温低压冷媒气体压缩成高温高压冷媒气体并排至冷凝器的工作；
58.以及，控制器50被配置为通过以下操作来控制压缩机11。
59.步骤1，获取压缩机的目标转速值ω
r_ref
和实际转速值ωr，并根据目标转速值ω
r_ref
和实际转速值ωr获得压缩机的速度纹波。
60.其中，目标转速值为预先为压缩机设定的转速值。实际转速值可以理解为压缩机当前运转的转速值。
61.在实施例中，控制器通过速度纹波来获取压缩机的振动信息，以便于判断压缩机是否处于振动状态，从而在压缩机振动较大时，通过后续的振动抑制算法来抑制压缩机的振动，改善空调外机振动应力和噪声，提高产品质量。
62.示例性的，速度纹波＝实际转速值ω
r-目标转速值ω
r_ref
。
63.步骤2，控制器再对速度纹波作定积分运算获得速度纹波的积分值。
64.在实施例中，对于压缩机振动大的原因，可能为因速度纹波的峰值或单峰值大造成的，也可能为速度纹波在单位机械周期内的面积大造成的。举例说明，假设存在两种情况：第一种为速度纹波的峰值大，但其在单位机械周期内的面积小；另一种为速度纹波的峰值小，但其在单位机械周期内的面积大。对于上述两种情况，第一种情况仅能说明压缩机的实际转速值在转子运转一圈中的最大值大，但转子运转一圈中实际转速值与目标转速值具有转速差值的时间短，也就是说，在单位机械周期内，大部分时间的实际转速值与目标转速值相等或相差不大；第二种情况中虽然在转子运转一圈的过程中，实际转速值的最大值或最小值相差不大，但实际转速值与目标转速值存在差值的持续时间长，也就是说，在单位机械周期内，仅有较短时间的实际转速值与目标转速值相等或相差不大。因此，对于上述两种情况，压缩机处于第二种情况时振动更加明显，所以为了解决上述问题，本发明实施例以计算速度纹波的积分值的方式来体现压缩机的实际振动大小，以便于后续经振动抑制算法有效抑制压缩机的振动幅度。
65.步骤3，控制器再获取初始相位补偿角度和目标角度步进值，并根据目标角度步进值、初始相位补偿角度和积分值获得目标相位补偿角度
66.其中，初始相位补偿角度可以理解为用于补偿压缩机的实际转速值与目标转速值之间的相位差的初始值，在一些实施例中，该初始相位补偿角度可以为预设的固定值，如可以预先赋值为0，即在调节相位角时，以初始相位补偿角度开始进行动态调节。
67.其中，角度步进值可以理解为根据压缩机经实际调试后的结果预先设定的机械角度变化值。
68.示例性的，可以预先对压缩机进行实际调试，结合实际调试结果以运行频率为因变量设置频率与角度步进值的取值曲线，后续通过压缩机的当前运行频率和曲线即可确定目标角度步进值。
69.为进一步提高压缩机的振动抑制效果，本发明实施例以速度纹波的积分值来判断压缩机的振动变化，并结合目标角度步进值和初始相位补偿角度来计算目标相位补偿角度也就是说，用于补偿压缩机的实际转速值与目标转速值之间的相位差的相位补偿角度不再是固定的，而是根据目标角度步进值对初始相位补偿角度进行动态调节，以获得目标相位补偿角度从而以目标相位补偿角度作为q轴补偿电流值的相位，而且由于速度纹波的积分值更能有效体现压缩机振动的情况，所以在调节目标相位补偿角度时还考虑速度纹波的积分值，由此以速度纹波的积分值计算的目标相位补偿角度来获得q轴电流补偿值，以控制压缩机，也更能有效抑制压缩机的低频振动，提高振动抑制效果。
70.步骤4，控制器再根据速度纹波和目标相位补偿角度获得q轴电流补偿值以控制压缩机，将初始相位补偿角度赋值为目标相位补偿角度并返回步骤1，也就是说，在对压缩机进行振动抑制时，结合速度纹波的积分值的变化，按目标角度步进值循环对初始相
位补偿角度进行动态调节，以有效补偿压缩机的实际转速值与目标转速值之间的相位差，直至压缩机的当前运行频率大于振动抑制截止频率。
71.其中，振动抑制截止频率可以理解为预先设定的压缩机退出振动抑制的最高频率，例如振动抑制截止频率可以设为50hz。
72.示例性的，本发明实施例通过对q轴电流前馈补偿一种扭矩补偿电流来实现振动抑制，如图6所示，此扭矩补偿电流可以为按模拟负载曲线补偿、正弦波等固定曲线补偿、提取速度纹波的基波成分进行补偿等，以正弦波补偿为例，补偿电流可以用如下公式表示：
[0073][0074]
a＝k*iq；
[0075]
其中，iq为速度环pi的直接输出；k为可设定的补偿电流比例值；a为扭矩补偿的幅值；θ(t)为实际机械角度；为目标相位补偿角度
[0076]
控制器进入振动抑制，控制器根据速度纹波和目标相位补偿角度来计算获得q轴电流补偿值i
q_comp
。
[0077]
进而，参考图6所示，将上述计算获得的q轴电流补偿值i
q_comp
与速度环输出的控制量相加之和作为q轴目标电流值i
q_ref
，即q轴目标电流值i
q-ref
＝i
q-comp
iq，并通过q轴目标电流值i
q_ref
和q轴实际电流值i
q_fbk
获得q轴电流控制值，同时，基于目标母线电压值v
bus_ref
和实际母线电压值v
bus
获得d轴目标电流值i
d_ref
，并通过d轴目标电流值i
d_ref
和d轴实际电流值i
d_fbk
获得d轴电流控制值，由此，通过上述q轴电流控制值和d轴电流控制值实现对压缩机的控制，同时，在上述循环过程中，控制器判断压缩机的当前运行频率是否大于振动抑制截止频率，若压缩机的当前运行频率小于振动抑制截止频率，则说明压缩机需要继续进行振动抑制，控制器返回步骤1，并继续执行步骤2-步骤4计算q轴补偿电流值，以实现压缩机的振动抑制；若压缩机的当前运行频率大于振动抑制截止频率，则说明压缩机不需要在进行振动抑制，从而完成了对压缩机的本次振动抑制。
[0078]
根据本发明实施例的空调器1，通过对速度纹波作定积分运算来获得速度纹波的积分值，并以目标角度步进值、初始相位补偿角度和积分值获得目标相位补偿角度，也就是说，在抑制压缩机转速波动时，通过计算速度纹波的积分值的方式来调节目标相位补偿角度，相较于以计算速度纹波峰值的方式调节目标相位补偿角度，本发明实施例中计算的速度纹波的积分值更能有效体现压缩机振动的情况，由此以速度纹波的积分值计算的目标相位补偿角度来获得q轴电流补偿值，以控制压缩机，也更能有效抑制压缩机的低频振动，提高振动抑制效果。
[0079]
在一些实施例中，速度纹波的积分值包括压缩机的上一机械周期内速度纹波的积分值和当前机械周期内速度纹波的积分值，控制器通过以下内容来获得速度纹波的积分值。
[0080]
首先，控制器对压缩机的上一机械周期内的速度纹波作绝对值运算，即将上一机械周期内速度纹波曲线的负半周翻转为正值，以获得上一机械周期内速度纹波的绝对值。
[0081]
其中，上一机械周期内的速度纹波可以理解为未对初始相位补偿角度进行调整时压缩机在一运行周期内的速度纹波。
[0082]
控制器再对上一机械周期内速度纹波的绝对值作定积分运算，以获得上一机械周期内速度纹波的积分值，即获得上一机械周期内速度纹波的面积。
[0083]
控制器再对压缩机的当前机械周期内的速度纹波作绝对值运算，即将当前机械周期内速度纹波曲线的负半周翻转为正值，以获得当前机械周期内速度纹波的绝对值。
[0084]
其中，当前机械周期内的速度纹波可以理解为针对上一机械周期内速度纹波的积分制，对初始相位补偿角度进行调整后压缩机在一运行周期内速度纹波。
[0085]
控制器再对当前机械周期内速度纹波的绝对值作定积分运算，以获得当前机械周期内速度纹波的积分值，即获得当前机械周期内速度纹波的面积。
[0086]
在一些实施例中，控制器通过以下内容来获得目标相位补偿角度
[0087]
首先，控制器确定上一机械周期内速度纹波的积分值小于当前机械周期内速度纹波的积分值，则说明压缩机的振动增大，因此为抑制压缩机振动，则计算目标角度步进值和初始相位补偿角度的和值以作为目标相位补偿角度或者，确定上一机械周期内速度纹波的积分值大于当前机械周期内速度纹波的积分值，则说明压缩机的振动减小，因此为继续抑制压缩机振动，则计算目标角度步进值和初始相位补偿角度的差值以作为目标相位补偿角度
[0088]
在一些实施例中，控制器在获取目标角度步进值时被配置为：
[0089]
首先，控制器获取压缩机的当前运行频率。
[0090]
示例性的，控制器通过内置于室外机内的室外控制装置实时获取压缩机的当前运行频率，并将当前运行频率通过信号连接线传送至室外控制装置的存储器中，控制器通过存储器储存的数据来获取压缩机的当前运行频率。
[0091]
控制器再根据压缩机的当前运行频率确定目标角度步进值。
[0092]
示例性的，可以预先对压缩机进行实际调试，结合实际调试结果可以设定多个档位，即不同的运行频率对应的角度步进值不同，例如，可以设定为当压缩机的运行频率高于25hz时对应的角度步进值为2
°
；当压缩机的运行频率低于25hz时对应的角度步进值为0.5
°
，并将设定的运行频率与角度步进值的对应关系存储于控制器内。进而，控制器根据压缩机的当前运行频率通过查询设定的运行频率与角度步进值的对应关系确定目标角度步进值，例如压缩机的当前运行频率为30hz，则通过查询设定的运行频率与角度步进值的对应关系即可知晓目标角度步进值为2
°
。
[0093]
在一些实施例中，控制器通过以下内容对当前机械周期内的速度纹波作定积分运算。
[0094]
首先，控制器获取压缩机的当前运行参数。
[0095]
其中，当前运行参数为体现压缩机实际运行状态的参数，如可以为压缩机的转动圈数或转动角度。
[0096]
控制器再确定当前运行参数达到预设运行参数。
[0097]
其中，由于在对初始相位补偿角度调节后，对压缩机的振动抑制效果不会立刻反应至压缩机的下一运行参数上，需等待压缩机实际运行状态发生一定变化后再进行判定，基于此，本发明实施例设定预设运行参数，在控制器判断当前运行参数达到预设运行参数后再进行后续操作，由此对于后续调节初始补偿相位角度后压缩机的振动变化判断更加准确。
[0098]
或者，控制器也可以通过补偿角调节周期来判断压缩机的实际运行状态，包括以
下内容。
[0099]
根据预设运行参数和压缩机的当前运行频率确定补偿角调节周期。
[0100]
在实施例中，通过以下公式计算补偿角调节周期。
[0101][0102]
其中，t_adjust为补偿角调节周期，f_max为预设运行参数，f为当前运行频率。
[0103]
控制器再确定压缩机的工作时间达到补偿角调节周期t_adjust再进行后续操作，由此对于后续调节初始补偿相位角度后压缩机的振动变化判断更加准确。
[0104]
示例性的，在非振动抑制频率区间内即压缩机的当前运行频率小于或等于振动抑制截止频率时，控制器对各变量赋初值，例如设定初始相位补偿角度运转角度计数f_cont＝0；进入振动抑制频率区间内即压缩机的当前运行频率大于振动抑制截止频率时，控制器计算该运行周期内速度纹波的积分值并存储以作为上一机械周期内速度纹波的积分值例如记为δωrs(0)，检测压缩机的当前运行频率若当前运行频率为10hz，则对应的目标角度步进值为0.5
°
，则计算的目标相位补偿角度进而计算q轴电流补偿值i
q_comp
以控制压缩机；在压缩机的运转角度达到预设运转角度即f_cont≥f_max后，控制器计算该运行周期内的速度纹波的积分值以作为当前机械周期内速度纹波的积分值例如记为δωrs(1)，进而通过比较当前机械周期内速度纹波的积分值与上一机械周期内速度纹波的积分值的大小关系来确定下一次调节初始相位补偿角度的方向，也就是说经此次调节后判断速度纹波曲线在一个运行周期内的面积是否变小。若δωrs(1)《δωrs(0)，则速度纹波的面积变小，则将初始相位补偿角度赋值为目标相位补偿角度即初始相位补偿角度控制器再次根据压缩机的当前运行频率确定目标角度步进值并以目标角度步进值对初始相位补偿角度进行调节即继续增加目标角度步进值，来获得目标相位补偿角度反之，若δωrs(1)》δωrs(0)，则速度纹波的面积变大，则将初始相位补偿角度赋值为目标相位补偿角度即初始相位补偿角度控制器再次根据压缩机的当前运行频率确定目标角度步进值，并以目标角度步进值对初始相位补偿角度进行调节即减小目标角度步进值，来获得目标相位补偿角度进而计算q轴电流补偿值i
q_comp
以控制压缩机，同时，控制器更新当前机械周期内速度纹波的积分值δωrs(1)＝δωrs(0)，以及初始化f_cont＝0。在后续每次达到补偿角调节周期t_adjust时，如此循环，并不断更新速度纹波的积分值δωrs(n)＝δωrs(n-1)，以使速度纹波的积分值不断向最小值逼近，使得速度纹波的积分值不会在继续变小并趋于稳定，达到振动抑制的效果
[0105]
同时，在上述循环过程中，控制器判断压缩机的当前运行频率是否大于振动抑制截止频率，若压缩机的当前运行频率小于振动抑制截止频率，则说明压缩机需要继续进行振动抑制，控制器返回步骤1，并继续执行步骤2-步骤4计算q轴补偿电流值，若压缩机的当前运行频率大于振动抑制截止频率，则说明压缩机不需要在进行振动抑制，从而完成了对压缩机的本次振动抑制。
[0106]
在一些实施例中，控制器通过以下内容来确定q轴电流补偿值i
q_comp
。
[0107]
首先，控制器获取第一正弦分量和第一余弦分量时，可以对压缩机的速度纹波作傅里叶变化，并根据速度纹波的傅里叶展开式，以提取速度纹波基波的第一正弦分量和第一余弦分量。
[0108]
在实施例中，对于单转子压缩机，其负载表现为周期性变化，对于任意周期性变化负载来说，可用傅里叶级数表示，公式如下。
[0109][0110]
其中，t
l
(t)为负载转矩；c
t0
为负载转矩的直流部分；θ(t)为机械角度；a
tn
、b
tn
(n＝1,2,3,...,)分别为负载转矩的n次谐波的正弦成分与余弦成分；p为极对数；在周期性波动负载的作用下，压缩机的实际转速值也呈现周期性波动，最终得到速度纹波的傅里叶展开式如下。
[0111][0112]
其中，δω(t)为速度纹波的傅里叶展开式，c
ω0
为实际转速值的直流部分，为实际转速值的直流部分，为速度纹波的n次谐波的正弦成分，为速度纹波的n次谐波的余弦成分。当n为1时，为速度纹波的一次谐波即基波的正弦成分，为速度纹波的一次谐波即基波的正弦成分，为速度纹波的一次谐波即基波的余弦成分。当n为2时，为速度纹波的二次谐波的正弦成分，为速度纹波的二次谐波的余弦成分。
[0113]
基于上述公式，对于单转子压缩机，由于速度纹波的基波成分在各波动成分中起主导作用，因此在振动抑制所有频率段内均启用速度纹波基波的补偿，由此将速度纹波的傅里叶展开式可简化为以下公式。
[0114]
δω(t)＝a
ωn
*sin(θ(t)) b
ωn
*cos(θ(t))
ꢀꢀꢀ
公式(3)
[0115]
其中，当n＝1时，a
ω1
*sin(θ(t))为第一正弦分量；b
ω1
*cos(θ(t))为第一余弦分量。
[0116]
控制器获取幅度控制量时，可以根据第一正弦分量确定速度纹波的正弦幅值并根据正弦幅值与预设振荡幅值的偏差对正弦幅值进行pi调节，以获取正弦幅度控制量。
[0117]
示例性的，基于上述公式(3)，参考图7所示，将速度纹波乘以相同频率和相位的正弦量sinθ(t)，可提取出正弦方向上的一个直流量与2倍频的交流量的和，如公式(4)。
[0118][0119]
由上述公式(4)可知，公式(4)中的直流量为速度纹波正弦成分幅值的一半，进而参考图7所示，对上述公式(4)进行低通滤波处理后获得正弦幅值对正弦幅值进行pi运算获得正弦幅度控制量a，即正弦幅度控制量pi运算获得正弦幅度控制量a，即正弦幅度控制量由此，通过对正弦幅值进行pi调节，可以使得正弦幅
值向预设振荡幅值趋近，减小速度纹波在正弦方向上的振荡幅度，提高压缩机的振动抑制效果。
[0120]
以及，控制器根据第一余弦分量确定速度纹波的余弦幅值并根据余弦幅值与预设振荡幅值的偏差对余弦幅值进行pi调节，以获取余弦幅度控制量b。
[0121]
示例性的，基于上述公式(3)，参考图7所示，将速度纹波乘以相同频率和相位的余弦量cosθ(t)，可提取出余弦方向上的一个直流量与2倍频的交流量的和，如公式(5)。
[0122][0123]
由上述公式(5)可知，公式(5)中的直流量为速度纹波余弦成分幅值的一半，进而参考图7所示，对上述公式(5)进行低通滤波处理后获得余弦幅值对余弦幅值进行pi运算获得余弦幅度控制量b，即余弦幅度控制量pi运算获得余弦幅度控制量b，即余弦幅度控制量由此，通过对余弦幅值进行pi调节，以使速度纹波的余弦幅值向预设振荡幅值趋近，减小速度纹波在余弦方向上的振荡幅度，提高压缩机的振动抑制效果。
[0124]
由上，将正弦幅度控制量a和余弦幅度控制量b作为幅度控制量，并分别作为q轴电流补偿值i
q_comp
的正弦成分和余弦成分的幅值，进而在结合第一正弦分量、第一余弦分量和初始相位补偿角度来计算获得q轴电流补偿值i
q_comp
，q轴电流补偿值i
q_comp
的表达公式如下。
[0125][0126]
其中，k1为基波补偿电流增益。
[0127]
在一些实施例中，控制器在获取初始相位补偿角度时被配置为根据正弦幅度控制量a和余弦幅度控制量b确定初始相位补偿角度
[0128]
示例性的，可以根据以下公式计算初始相位补偿角度
[0129][0130]
其中，a为正弦幅度控制量，b余弦幅度控制量。
[0131]
或者，控制器记录本次振动抑制完成后最终的初始相位补偿角度进而，在获取初始相位补偿角度时，获取上一次振动抑制完成后最终的初始相位补偿角度以作为进入本次振动抑制时的初始相位补偿角度。
[0132]
其中，最终的初始相位补偿角度为在对初始相位补偿角度进行动态循环调节，直至压缩机的当前运行频率大于振动抑制截止频率时，最后一次调节获得的目标相位补偿角度。也就是说，控制器在每次振动抑制完成后，将存储此次振动抑制中最终的初始相位补偿角度以便于进行下一次振动抑制时调用，从而提高振动抑制效果。例如，对初始相位补偿角度进行多次动态循环调节后，根据目标角度步进值和初始相位补偿角度计算获得目
标相位补偿角度并以该目标相位补偿角度计算q轴电流补偿值以控制压缩机，同时，再次检测压缩机的当前运行频率时，满足压缩机的当前运行频率大于振动抑制截止频率，至此完成本次振动抑制，控制器记录本次振动抑制完成后最终的初始相位补偿角度为目标相位补偿角度以作为下一次振动抑制时的前值。
[0133]
进而，在再次进入振动抑制时，控制器将获取室外控制装置中存储器储存的上一次振动抑制完成后最终的初始相位补偿角度并将本次振动抑制的初始相位补偿角度赋值为上一次振动抑制完成后最终的初始相位补偿角度即赋值为目标相位补偿角度从而以该初始相位补偿角度作为初值进行动态调节，提高压缩机的振动抑制速度。
[0134]
本发明第二方面实施例提出了一种空调器的抑制压缩机低频振动的方法，如图8所示，该方法至少包括步骤s1-步骤s4。
[0135]
步骤1，获取压缩机的目标转速值ω
r_ref
和实际转速值ωr，并根据目标转速值ω
r_ref
和实际转速值ωr获得压缩机的速度纹波。
[0136]
其中，速度纹波为实际转速值ωr和目标转速值ω
r_ref
之间的差值。
[0137]
步骤2，对速度纹波作定积分运算获得速度纹波的积分值。
[0138]
其中，由于速度纹波的积分值更能有效体现压缩机振动的情况，因此对速度纹波作定积分运算，以计算速度纹波的积分值的方式来判断压缩机的实际振动大小，以有效抑制压缩机的低频振动，提高振动抑制效果。
[0139]
步骤3，获取初始相位补偿角度和目标角度步进值，并根据目标角度步进值、初始相位补偿角度和积分值获得目标相位补偿角度
[0140]
其中，为进一步提高压缩机的振动抑制效果，本发明实施例以速度纹波的积分值来判断压缩机的振动变化，并结合目标角度步进值和初始相位补偿角度来计算目标相位补偿角度也就是说，用于补偿压缩机的实际转速值与目标转速值之间的相位差的相位补偿角度不再是固定的，而是根据目标角度步进值对初始相位补偿角度进行动态调节，以获得目标相位补偿角度从而以目标相位补偿角度作为q轴补偿电流值的相位，而且由于速度纹波的积分值更能有效体现压缩机振动的情况，所以在调节目标相位补偿角度时还考虑速度纹波的积分值，由此以速度纹波的积分值计算的目标相位补偿角度来获得q轴电流补偿值，以控制压缩机，也更能有效抑制压缩机的低频振动，提高振动抑制效果。
[0141]
步骤4，根据速度纹波和目标相位补偿角度获得q轴电流补偿值以控制压缩机，将初始相位补偿角度赋值为目标相位补偿角度也就是说，在对压缩机进行振动抑制时，结合速度纹波的积分值的变化，按目标角度步进值循环对初始相位补偿角度进行动态调节，以有效补偿压缩机的实际转速值与目标转速值之间的相位差，并返回步骤1，直至压缩机的当前运行频率大于振动抑制截止频率。
[0142]
其中，在上述循环过程中，控制器判断压缩机的当前运行频率是否大于振动抑制截止频率，若压缩机的当前运行频率小于振动抑制截止频率，则说明压缩机需要继续进行振动抑制，控制器返回步骤1，并继续执行步骤2-步骤4计算q轴补偿电流值，以实现压缩机的振动抑制；若压缩机的当前运行频率大于振动抑制截止频率，则说明压缩机不需要在进
行振动抑制，从而完成了对压缩机的本次振动抑制。
[0143]
根据本发明实施例的抑制压缩机低频振动的方法，通过对速度纹波作定积分运算来获得速度纹波的积分值，并以目标角度步进值、初始相位补偿角度和积分值获得目标相位补偿角度，也就是说，在抑制压缩机转速波动时，通过计算速度纹波的积分值的方式来调节目标相位补偿角度，相较于以计算速度纹波峰值的方式调节目标相位补偿角度，本发明实施例中计算的速度纹波的积分值更能有效体现压缩机振动的情况，由此以速度纹波的积分值计算的目标相位补偿角度来获得q轴电流补偿值，以控制压缩机，也更能有效抑制压缩机的低频振动，提高振动抑制效果。
[0144]
在一些实施例中，速度纹波的积分值包括压缩机的上一机械周期内速度纹波的积分值和当前机械周期内速度纹波的积分值，通过以下内容来获取速度纹波的积分值。
[0145]
首先，对压缩机的上一机械周期内的速度纹波作绝对值运算，即将上一机械周期内速度纹波曲线的负半周翻转为正值，以获得上一机械周期内速度纹波的绝对值。
[0146]
其次，对上一机械周期内速度纹波的绝对值作定积分运算，以获得上一机械周期内速度纹波的积分值，即获得上一机械周期内速度纹波的面积。然后，对压缩机的当前机械周期内的速度纹波作绝对值运算，即将当前机械周期内速度纹波曲线的负半周翻转为正值，以获得当前机械周期内速度纹波的绝对值。
[0147]
最后，对当前机械周期内速度纹波的绝对值作定积分运算，以获得当前机械周期内速度纹波的积分值，即获得当前机械周期内速度纹波的面积。在一些实施例中，通过以下内容来获得目标相位补偿角度
[0148]
首先，控制器确定上一机械周期内速度纹波的积分值小于当前机械周期内速度纹波的积分值，则说明压缩机的振动增大，因此为抑制压缩机振动，则计算目标角度步进值和初始相位补偿角度的和值以作为目标相位补偿角度确定上一机械周期内速度纹波的积分值大于当前机械周期内速度纹波的积分值，则说明压缩机的振动增大，因此为继续抑制压缩机振动，则计算目标角度步进值和初始相位补偿角度的差值以作为目标相位补偿角度
[0149]
在一些实施例中，获取目标角度步进值，如图9所示，至少包括步骤s11-步骤s12。
[0150]
步骤5，获取压缩机的当前运行频率。
[0151]
步骤6，根据压缩机的当前运行频率确定目标角度步进值。
[0152]
示例性的，可以根据压缩机的当前运行频率通过查询设定的运行频率与角度步进值的对应关系来确定目标角度步进值。
[0153]
下面参考图10对本发明实施例的相位补偿角度确定方式进行举例说明，具体内容如下：
[0154]
步骤s7，控制器对各参数初始化，即压缩机当前运行参数f_cont＝0，初始相位补偿角度
[0155]
步骤s8，控制器判断压缩机是否处于振动抑制，如果是执行步骤s9，反之返回执行步骤s7。
[0156]
步骤s9，控制器计算上一机械周期内速度纹波的积分值δωrs(n-1)。
[0157]
步骤s10，控制器确定目标相位补偿角度为初始相位补偿角度和目标角度步
进值之和。
[0158]
步骤s11，控制器控制压缩机当前运行参数f_cont自动累加，并计算当前机械周期内速度纹波的积分值δωrs(n)。
[0159]
步骤s12，控制器判断压缩机当前运行参数f_cont是否达到预设运行参数f_max。若压缩机的当前运行参数f_cont达到预设压缩机的预设运行参数f_max，执行步骤s13，反之返回执行步骤s11。
[0160]
步骤s13，控制器判断当前机械周期内速度纹波的积分值δωrs(n)是否小于上一机械周期内速度纹波的积分值δωrs(n-1)。若是执行步骤s14，反之执行步骤s15。
[0161]
步骤s14，控制器控制计算目标相位补偿角度为初始相位补偿角度和目标角度步进值的和值，执行步骤s16。
[0162]
步骤s15，控制器控制计算目标相位补偿角度为初始相位补偿角度和目标角度步进值的差值，执行步骤s16。
[0163]
步骤s16，控制器将压缩机的当前运行参数f_cont赋值为0。
[0164]
步骤s17，控制器将上一机械周期内速度纹波的积分值δωrs(n-1)赋值为当前机械周期内速度纹波的积分δωrs(n)，返回执行步骤s11。
[0165]
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。
[0166]
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。