本發(fā)明涉及一種電動機負荷變動補償裝置，更詳細地涉及一種能夠減小如電動壓縮機中使用的電動機因周期性負荷變動而引起的速度脈動的電動機負荷變動補償裝置。
背景技術：
1、電動機是一種將電能轉換為機械能的裝置。為了驅動電動機，需要單獨的驅動裝置來控制供給至電動機的電力。電動機驅動裝置是通過控制供給至電動機的電力來控制電動機的扭矩的裝置。
2、圖1是示出通常的電動機驅動裝置的一例的結構框圖。如圖1所示，為了使電動機的轉速追隨設定的速度指令值，電動機驅動裝置包括速度控制器11和電流控制器12。速度控制器11將預先設定的速度指令值與設置在電動機上的速度檢測傳感器檢測或通過預先設定的算法運算出的電動機的速度檢測值進行比較，并輸出用于使該差值實質上為0的電流指令。電流控制器12輸出用于使速度控制器輸出的電流指令與實際供給至電動機的電流的值為彼此相同的值的電壓指令值。電動機驅動裝置可以轉換直流電力以控制生成用于驅動電動機的多相交流電力的電力轉換電路14向電動機輸出對應于電壓指令值的電壓。電力轉換電路14可以是以對多個開關元件進行pwm(pulse?width?modulation，脈沖寬度調制)控制的方式轉換電力的逆變器14，并且電動機驅動裝置可以包括用于基于電壓指令值對逆變器14的開關元件進行pwm控制的pwm控制器13。
3、另一方面，電動機的轉速受電動機驅動的負荷的特性的影響很大。尤其，當負荷與電動機的旋轉角度同步地周期性地脈動時，如在電動機驅動的壓縮機中，電動機的轉速也會周期性地脈動。
4、圖2是示出對應于通常的壓縮機的種類的負荷變動特性的圖表。如圖2所示，在單缸旋轉式(single-cylinder?rotary)壓縮機的情況下，每當電動機機械性地旋轉一圈時，都會因吸入/壓縮冷媒而發(fā)生負荷變動，且其大小與其他壓縮機相比相對大。再比如，在雙缸旋轉式(twin-cylinder?rotary)壓縮機的情況下，負荷變動的大小與單缸旋轉式壓縮機相比大大減小。但它的特征在于，每當以機械角(電動機的轉子機械性地旋轉的角度)旋轉360度時都會發(fā)生兩次負荷變動。即使在渦旋式(scroll)壓縮機的情況下，每當以機械角旋轉360度時，也都會發(fā)生一次負荷變動，但其大小與其他壓縮機相比而言是相對小的。
5、如前所述的周期性負荷變動會引起電動機的速度脈動，而這樣的速度脈動成為電動機驅動的壓縮機產生振動和噪聲的原因。
6、以上作為背景技術描述的事項僅用于增進對本發(fā)明背景的理解，而不應視為認定其對應于本領域技術人員已知的現有技術。
技術實現思路
1、技術問題
2、因此，本發(fā)明要解決的技術問題在于，提供一種電動機負荷變動補償裝置，其能夠通過減小如電動壓縮機中使用的電動機因周期性負荷變動而引起的速度脈動來減少電動機的振動和噪聲。
3、本發(fā)明要解決的問題并不局限于以上闡述的內容，其他未述及的本發(fā)明的其他技術問題及優(yōu)點可以通過下述的描述來理解，并且將通過本發(fā)明的實施例而得到更清楚的了解。此外，本領域技術人員將可以容易地理解，本發(fā)明的技術方案及優(yōu)點可以通過權利要求中示出的手段及其組合來實現。
4、技術方案
5、作為用于解決上述技術問題的方案，本發(fā)明提供一種電動機負荷變動補償裝置，包括：角度脈動分析儀，其基于電動機的轉子角度的檢測值來分析所述轉子角度的脈動的特征；以及速度脈動補償器，其基于所述角度脈動分析儀分析的所述轉子角度的脈動的特征來生成用于減小所述轉子速度的脈動的速度脈動補償值。
6、在本發(fā)明的一實施例中，所述角度脈動分析儀可以求構成所述轉子角度的脈動的余弦函數和正弦函數的振幅。
7、在本發(fā)明的一實施例中，所述角度脈動分析儀可以將通過式θripple＝θm-θ*m(θripple：角度脈動值，θm：所述轉子角度的檢測值，θ*m：通過速度指令值(ω*m)的積分求出的角度指令值)求得的所述角度脈動值分別乘以ω*mcosθm(ω*m：速度指令值)及ω*msinθm，并使每個乘法結果通過低通濾波器，以求構成所述轉子角度的脈動的余弦函數和正弦函數的振幅。
8、在本發(fā)明的一實施例中，構成所述轉子角度的脈動的余弦函數的振幅g及正弦函數h的振幅分別可以如下式表示：
9、式以及
10、式(a、b：分別為負荷扭矩的余弦分量及正弦分量的振幅；c、d：分別為電動機輸出扭矩的余弦分量及正弦分量的振幅；k、γ：分別為信號通過與旋轉系統(tǒng)相對應的一階系統(tǒng)時發(fā)生的大小和相位變化；γ為[0,π/2]范圍內的值)。
11、在本發(fā)明的一實施例中，所述速度脈動補償器可以對構成所述轉子角度的脈動的余弦函數和正弦函數的振幅分別應用增益，并對應用了增益的構成所述轉子角度的脈動的余弦函數和正弦函數的振幅之和進行積分，以生成用于減小所述轉子速度的脈動的所述電流指令補償值。
12、在本發(fā)明的一實施例中，所述速度脈動補償器可以將對構成所述轉子角度的脈動的余弦函數的振幅應用第一增益的值和對構成所述轉子角度的脈動的正弦函數應用第二增益的值相加并對相加而得的值進行積分，以通過所述電流指令補償值決定所述電動機的輸出扭矩的余弦分量的振幅，并將對構成所述轉子角度的脈動的正弦函數的振幅應用第三增益的值和對構成所述轉子角度的脈動的正弦函數應用第四增益的值相加并對相加而得的值進行積分，以通過所述電流指令補償值決定所述電動機的輸出扭矩的正弦分量的振幅。
13、在本發(fā)明的一實施例中，所述第一增益、所述第三增益、所述第四增益的符號可以為正，所述第二增益的符號可以為負。
14、發(fā)明的效果
15、根據所述電動機負荷變動補償裝置，由于從角度脈動中提取周期性負荷變動的影響，因此可以將信號處理過程中出現的相位延遲限制在[0,π/2]的范圍內，相應地即使速度脈動補償器中使用的增益的符號固定，也能夠在電動機的所有運行區(qū)域內具有得穩(wěn)定的控制特性。
16、此外，根據所述電動機負荷變動補償裝置，由于根據運行速度將速度估計器的帶寬變更為使實際速度與估計速度的相位延遲始終在[π/2,π]的范圍內，因此使得速度脈動補償器在所有運行區(qū)域內都能夠穩(wěn)定地動作。
17、本發(fā)明所能獲得的效果不限于以上闡述的效果，本發(fā)明所屬領域的技術人員將從下面的記載中清楚地理解未述及的其他效果。
1.一種電動機負荷變動補償裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的電動機負荷變動補償裝置，其特征在于，
3.根據權利要求2所述的電動機負荷變動補償裝置，其特征在于，
4.根據權利要求2所述的電動機負荷變動補償裝置，其特征在于，
5.根據權利要求2至4中任一項所述的電動機負荷變動補償裝置，其特征在于，
6.根據權利要求5所述的電動機負荷變動補償裝置，其特征在于，
7.根據權利要求6所述的電動機負荷變動補償裝置，其特征在于，