具体实施方式

相关技术中，通常利用无电解电容的电机驱动装置驱动电机运行。参照图1，无电解电容的电机驱动装置包括：电机驱动器包括滤波模块、整流模块、直流母线蓄能模块、逆变模块和控制模块。其中，滤波模块由电感Lg组成，整流模块由二极管D1～D4组成，直流母线蓄能模块由薄膜电容C1组成，逆变模块由功率开关管(IGBT，Insulated Gate BipolarTransistor)S1～S6组成。

控制模块用于基于电机的给定转速输入电压u_in、电机的直流母线电压u_dc、电机的三相对称正弦交流电流i_abc等参数，向逆变模块输出脉宽调制(PWM，Pulse WidthModulation)信号，以驱动电机运行，从而实现对电机进行弱磁控制。电机为永磁同步电机(PMSM，permanent-magnet synchronous motor)。

相关技术中，无论电机处于何种运行状态，无电解电容的电机驱动装置中的控制模块均采用相同的控制系数对电机进行弱磁控制。其中，弱磁控制是基于电机的给定电压和实际电压调整电机的弱磁电流，例如，增加电机的d轴电流以及降低q轴电流，从而降低电机的磁通，提高电机的转速。

由于无电解电容的电机驱动装置中电机的母线电压波动较大，为了保证电机在高速、重载、升速或降速等情况下稳定运行，无电解电容的驱动装置驱动电机在深度弱磁区运行；但电机在低速运行时，只需要较小的弱磁电流即可保证电机系统的稳定性，而电机在低速运行时，仍然采用与电机高速运行时相同的弱磁电流对电机进行深度弱磁，导致电机的工作电流过大，电机的损耗增大，进而导致电机效率降低。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种弱磁控制方法：基于输入电压的相位、电机的给定转速和所述电机的估计转速，确定出所述电机的q轴给定电流；基于所述电机的运行频率、逆变电路的输出电压幅值和所述逆变电路的最大输出电压，确定出所述电机的d轴给定电流；基于所述估计转速、所述q轴给定电流、所述d轴给定电流、q轴实际电流和d轴实际电流，控制所述电机运行。

相对于现有技术中，采用固定的弱磁电流控制电机在深度弱磁区运行的方案，本申请实施例提供的方案，可以基于电机的运行频率动态调整电机的d轴给定电流，在保证电机稳定运行的同时，提高弱磁电流控制的灵活性；当电机的运行频率较低时，表征电机的运行速度较低，通过降低电机的d轴给定电流，可以减小电机的弱磁深度，从而降低电机的工作电流，进而减小电机的损耗，提高电机的效率。

以下结合说明书附图及具体实施例对本申请的技术方案做进一步的详细阐述。

图2示出了本申请实施例提供的一种弱磁控制方法的实现流程示意图。在本申请实施例中，弱磁控制方法的执行主体为电机驱动器，或包括电机驱动器和电机的家用电器，家用电器包括空调。其中，电机驱动器包括如图1所示的各模块。

本申请实施例是对弱磁控制方法进行了改进，参照图2，本申请实施例提供的弱磁控制方法包括：

S201：基于输入电压的相位、电机的给定转速和所述电机的估计转速，确定出所述电机的q轴给定电流。

下面结合图3详细说明对电机进行弱磁控制的实现过程：

在获取到电机的三相对称正弦交流电流i_abc的情况下，对电机的三相对称正弦交流电流i_abc进行Clark变换，得到电机的α轴电流i_α和电机的β轴电流i_β；对α轴电流i_α和β轴电流i_β进行Park变换，得到电机的d轴实际电流i_d和电机的q轴实际电流i_q。

基于电机的相关参数，估计出电机的转子的估计角度和估计转速电机的相关参数包括：电机的α轴电流i_α、电机的β轴电流i_β、电机的α轴电压u_α、电机的β轴电压u_β、电机的永磁磁链ψ_f、电机的d轴实际电流i_d、电机的q轴实际电流i_q和电机的电阻等。

利用锁相环，基于输入电压u_in确定出输入电压的相位θ_g；利用电流波形发生器基于输入电压的相位θ_g，产生第一电流W_f。

在确定出输入电压的相位θ_g、电机的估计角度和估计转速的情况下，基于输入电压的相位θ_g、第一电流W_f、电机的估计角度和估计转速确定出电机的q轴给定电流i_{q_ref}。

在一些实施例中，确定出电机的q轴给定电流i_{q_ref}的方法包括：

基于输入电压的相位、电机的给定转速和所述电机的估计转速，确定出所述电机的给定转矩；

基于q轴给定电流的设定计算公式、所述电机的给定转矩，确定出所述电机的q轴给定电流；其中，所述q轴给定电流的设定计算公式为：

i_{q_ref}表征q轴给定电流；T_e表征所述电机的给定转矩；p表征电机极对数；k_T表征所述电机的反电动势；i_d表征所述电机的d轴实际电流；L_d表征所述电机的d轴电感；L_q表征所述电机的q轴电感。

在实际应用中，对电机的给定转速和估计转速进行比例积分(PI)控制，得到第一比例积分运算结果T_p。在得到第一比例积分运算结果T_e和基于输入电压的相位确定出的第一电流W_f的情况下，对第一比例积分运算结果T_e和第一电流W_f进行乘法运算，得到电机的给定转矩T_e。其中，

这里，K_P表征比例控制系数，K_p＝Jω_asr/p；K_i表征积分控制系数，J表征电机转动惯量；p表征电机极对数；ω_asr表征电流环的带宽；表征电机的阻尼系数。在实际应用中，电流环的带宽设置为20赫兹(Hz)。

在得到电机的给定转矩T_e的情况下，基于q轴给定电流的设定计算公式(1)以及基于电机的给定转矩T_e，确定出电机的q轴给定电流i_{q_ref}。

S202：基于所述电机的运行频率、逆变电路的输出电压幅值和所述逆变电路的最大输出电压，确定出所述电机的d轴给定电流。

这里，对逆变电路的输出电压幅值和逆变电路的最大输出电压进行积分运算，得到积分运算结果，基于积分运算结果和电机的运行频率，确定出电机的d轴给定电流。其中，逆变电路的输出电压幅值为u_dref表征最近一次确定出的d轴给定电压，u_qref表征最近一次确定出的q轴给定电压；逆变电路的最大输出电压为u_dc为电机的直流母线电压。

需要说明的是，在第k次确定电机的d轴给定电流时，u_dref为第k-1次确定出的d轴给定电压，u_qref为第k-1次确定出的q轴给定电压。

在实际应用中，基于d轴给定电流的设定计算公式，以及基于电机的运行频率、逆变电路的输出电压幅值和逆变电路的最大输出电压，确定出电机的d轴给定电流i_{d_ref}。其中，d轴给定电流的设定计算公式为：

其中，K_id表征积分控制系数，K_id基于电机的运行频率确定出；表征对进行积分；表征逆变电路的输出电压幅值；U_max表征逆变电路的最大输出电压，

需要说明的是，电机的运行频率通常指的是电机的机械频率。电机的运行频率与K_id正相关。

S203：基于所述电机的估计角度、所述q轴给定电流、所述d轴给定电流、q轴实际电流和d轴实际电流，控制所述电机运行。

这里，基于q轴给定电流和q轴实际电流，确定出电机的q轴给定电压u_q；基于d轴给定电流和d轴实际电流，确定出电机的d轴给定电压u_d。

在确定出电机的q轴给定电压u_q和d轴给定电压u_d的情况下，基于电机的估计角度对确定出的q轴给定电压和确定出的d轴给定电压，进行Park逆变换，得到α轴电压u_α和β轴电压u_β。

在得到α轴电压u_α和β轴电压u_β的情况下，对α轴电压u_α和β轴电压u_β进行Clark逆变换，得到三相电压指令；基于三相电压指令和电机的直流母线电压进行空间矢量调制(SVM，Space Vector Modulation)，从而确定出占空比控制信号，并基于占空比控制信号向逆变模块输出PWM信号，以通过PWM信号驱动电机运行。

其中，可以通过公式确定出电机的d轴给定电压u_d；通过公式确定出电机的q轴给定电压u_q。ψ_f为电机的永磁磁链。

本申请实施例提供的方案中，可以基于电机的运行频率动态调整电机的d轴给定电流i_{d_ref}，在保证电机稳定运行的同时，提高弱磁电流控制的灵活性；由于电机的运行频率与K_id正相关，因此，当电机的运行频率较低时，可以通过降低电机的d轴给定电流i_{d_ref}，减小电机的弱磁深度，从而降低电机的工作电流，进而减少电机的损耗，提高电机的效率。

作为本申请的另一实施例，图4示出了本申请实施例提供的一种弱磁控制方法中确定电机的d轴给定电流的实现流程示意图。如图4所示，所述基于所述电机的运行频率、逆变电路的输出电压幅值和所述逆变电路的最大输出电压，确定出所述电机的d轴给定电流，包括：

S401：基于所述电机的运行频率，确定出积分控制系数。

这里，在获取到电机的运行频率的情况下，将电机的运行频率和设定频率进行比较，得到比较结果；基于比较结果，确定出电机的运行频率对应的积分控制系数K_id。其中，积分控制系数K_id也称d轴弱磁电流的控制系数。

在实际应用中，设定频率可以为50Hz。需要说明的是，在一些实施例中，可以基于电机在低速运行时对应的运行频率设置设定频率，当电机的运行频率小于或等于设定频率时，表征电机低速运行。通过设置设定频率，可以基于电机的运行频率与设定频率的比较结果，准确地识别出电机当前是否处于低速运行状态，并在电机低速运行时，降低电机的d轴给定电流，从而减小电机的弱磁深度，提高电机效率。

在一些实施例中，为了更准确地确定出积分控制系数，所述基于所述电机的运行频率，确定出积分控制系数，包括：在所述电机的运行频率小于或等于设定频率的情况下，确定出所述积分控制系数为零。在实际应用中，在f_r≤50Hz的情况下，K_id＝0；f_r表征电机的运行频率。在一些实施例中，为了更准确地确定出积分控制系数，所述基于所述电机的运行频率确定出积分控制系数，包括：在所述电机的运行频率大于设定频率的情况下，基于所述电机的运行状态确定出所述积分控制系数。

这里，在电机的运行频率大于设定频率的情况下，确定出电机当前所处的运行状态；基于电机当前所处的运行状态，确定出积分控制系数。其中，运行状态包括：稳定运行、提速状态或降速状态。在实际应用中，在电机的运行频率大于设定频率的情况下，电机的运行频率越高，确定出的积分控制系数越大，电机的弱磁深度越深，电机越稳定。

由于当电机的运行状态为高速、重载、升速或降速时，需要较深的弱磁来保证电机系统的稳定性；而当电机的运行状态为低速、轻载或稳定运行时，较浅的弱磁即可保证电机系统的稳定性；本方案中，在电机的运行频率大于设定频率的情况下，基于电机当前所处的运行状态，确定出积分控制系数；当电机的运行状态为高速、重载、升速或降速时，通过增大d轴给定电流，来增加电机的弱磁深度；当电机的运行状态为轻载或稳定运行时，通过减小d轴给定电流，来降低电机的弱磁深度；由此，可以针对不同的运行状态，准确地调整d轴给定电流，可以提高弱磁控制的精度。

在一些实施例中，为了更准确地确定出积分控制系数，所述在所述电机的运行频率大于设定频率的情况下，基于所述电机的运行状态确定出所述积分控制系数，包括以下之一：

在所述电机处于第一运行状态的情况下，基于所述电机的运行频率对应的设定函数确定出所述积分控制系数；

在所述电机处于第二运行状态的情况下，基于所述电机的运行频率对应的设定函数以及基于弱磁补偿值，确定出所述积分控制系数；其中，

所述第一运行状态表征所述电机运行稳定；所述第二运行状态表征所述电机升速或降速。

在实际应用中，电机的运行频率对应的设定函数为F(f_r)，在f_r＞50Hz，且电机处于第一运行状态的情况下，K_id＝F(f_r)。其中，F(f_r)表征自变量为f_r的函数，F(f_r)满足f_r越大时，F(f_r)的值也越大。

在f_r＞50Hz，且电机处于第二运行状态的情况下，K_id＝F(f_r)+K₀。其中，K₀表征弱磁补偿值，K₀为正数。电机在升速或降速的过程中，通过弱磁补偿值补偿积分控制系数，可以使电机运行更稳定。

需要说明的是，K₀可以是设定正数，K₀也可以是动态调整的正数。当K₀是动态调整的正数时，可以基于电机的运行频率确定出K₀。其中，电机的运行频率与K₀正相关，也就是说，电机的运行频率越大，确定出的K₀也越大。

请一并参照图5，在实际应用中，在f_r＞50Hz，且电机处于第一运行状态的情况下，积分控制系数K_id大于0，且小于或等于0.4；在f_r＞50Hz，且电机处于第二运行状态的情况下，积分控制系数K_id大于0.16，且小于或等于0.56。

需要说明的是，在图5中，K₀等于0.16，在其他实施例中，K₀可以设置为其他正数。

S402：基于确定出的积分控制系数、逆变电路的输出电压幅值和所述逆变电路的最大输出电压，确定出所述电机的q轴给定电流。

这里，在确定出积分控制系数的情况下，基于上述公式(2)，确定出电机的q轴给定电流。

本实施例提供的方案中，可以基于电机的运行频率，动态调整用于计算电机的d轴给定电流i_{d_ref}的积分控制系数K_id，进而基于确定出的积分控制系数、逆变电路的输出电压幅值和逆变电路的最大输出电压，确定出电机的d轴给定电流i_{d_ref}。由于通过电机的运行频率，可以准确地确定出积分控制系数K_id，进而提高确定出的d轴给定电流的准确度。

当电机的运行频率大于设定频率时，基于电机的运行状态确定出对应的积分控制系数，由此可以针对不同的运行状态，准确地调整d轴给定电流，可以提高弱磁控制的精度。

为实现本申请实施例的方法，本申请实施例还提供了一种弱磁控制装置，设置在电机驱动器上，或者设置在包括电机驱动器和电机的家用电器上，如图6所示，该弱磁控制装置包括：

第一确定单元61，用于基于输入电压的相位、电机的给定转速和所述电机的估计转速，确定出所电机的q轴给定电流；

第二确定单元62，用于基于压缩机的运行参数、逆变电路的输出电压幅值和所述逆变电路的最大输出电压，确定出所述电机的d轴给定电流；

控制单元63，用于基于所述电机的估计角度、所述q轴给定电流、所述d轴给定电流、q轴实际电流和d轴实际电流，控制所述电机运行。

在一些实施例中，第二确定单元62用于：

基于所述电机的运行频率，确定出积分控制系数；

基于确定出的积分控制系数、逆变电路的输出电压幅值和所述逆变电路的最大输出电压，确定出所述电机的q轴给定电流。

在一些实施例中，第二确定单元62用于：

在所述电机的运行频率小于或等于设定频率的情况下，确定出所述积分控制系数为零。

在一些实施例中，第二确定单元62用于包括：

在所述电机的运行频率大于设定频率的情况下，基于所述电机的运行状态确定出所述积分控制系数。

在一些实施例中，第二确定单元62用于执行以下之一：

在所述电机处于第一运行状态的情况下，基于所述电机的运行频率对应的设定函数确定出所述积分控制系数；

在所述电机处于第二运行状态的情况下，基于所述电机的运行频率对应的设定函数以及基于弱磁补偿值，确定出所述积分控制系数；其中，

所述第一运行状态表征所述电机运行稳定；所述第二运行状态表征所述电机升速或降速。

在一些实施例中，第一确定单元61用于：

基于输入电压的相位、电机的给定转速和所述电机的估计转速，确定出所述电机的给定转矩；

基于q轴给定电流的设定计算公式、所述电机的给定转矩，确定出所述电机的q轴给定电流；其中，所述q轴给定电流的设定计算公式为：

i_{q_ref}表征q轴给定电流；T_e表征所述电机的给定转矩；p表征电机极对数；k_T表征所述电机的反电动势；i_d表征所述电机的d轴实际电流；L_d表征所述电机的d轴电感；L_q表征所述电机的q轴电感。

实际应用时，电机控制装置包括的各单元可由电机控制装置中的处理器来实现。当然，处理器需要运行存储器中存储的程序来实现上述各程序模块的功能。

需要说明的是：上述实施例提供的弱磁控制装置在对电机进行弱磁控制时，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成，即将弱磁控制装置的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的弱磁控制装置与弱磁控制方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

基于上述程序模块的硬件实现，且为了实现本申请实施例的方法，本申请实施例还提供了一种家电设备。图7为本申请实施例提供的家电设备的硬件组成结构示意图，如图7所示，家电设备包括：

通信接口1，能够与其它设备比如遥控器等进行信息交互；

处理器2，与通信接口1连接，以实现与其它设备进行信息交互，用于运行计算机程序时，执行上述一个或多个技术方案提供的弱磁控制方法。而所述计算机程序存储在存储器3上；

电机驱动器4，用于驱动电机5。

当然，实际应用时，家用电器中的各个组件通过总线系统6耦合在一起。可理解，总线系统6用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统6除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图7中将各种总线都标为总线系统6。

本申请实施例中的存储器3用于存储各种类型的数据以支持家用电器的操作。这些数据的示例包括：用于在家用电器上操作的任何计算机程序。

可以理解，存储器3可以是易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，Read Only Memory)、可编程只读存储器(PROM，Programmable Read-Only Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM，Erasable Programmable Read-Only Memory)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、磁性随机存取存储器(FRAM，ferromagnetic random access memory)、快闪存储器(Flash Memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(CD-ROM，Compact Disc Read-Only Memory)；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(SRAM，Static Random Access Memory)、同步静态随机存取存储器(SSRAM，Synchronous Static Random Access Memory)、动态随机存取存储器(DRAM，Dynamic Random Access Memory)、同步动态随机存取存储器(SDRAM，SynchronousDynamic Random Access Memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM，Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)、增强型同步动态随机存取存储器(ESDRAM，Enhanced Synchronous Dynamic Random Access Memory)、同步连接动态随机存取存储器(SLDRAM，Sync Link Dynamic Random Access Memory)、直接内存总线随机存取存储器(DRRAM，Direct Rambus Random Access Memory)。本申请实施例描述的存储器3旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

上述本申请实施例揭示的方法可以应用于处理器2中，或者由处理器2实现。处理器2可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器2中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器2可以是通用处理器、DSP，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器2可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器3，处理器2读取存储器3中的程序，结合其硬件完成前述方法的步骤。

处理器2执行所述程序时实现本申请实施例的各个方法中多核处理器对应的流程，为了简洁，在此不再赘述。

在示例性实施例中，本申请实施例还提供了一种存储介质，即计算机存储介质，具体为计算机可读存储介质，例如包括存储计算机程序的存储器3，上述计算机程序可由处理器2执行，以完成前述实施例中的所述步骤。计算机可读存储介质可以是FRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，本申请实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。