一种反电势系数检测方法和装置

摘要

本发明提供了一种反电势系数检测方法和装置，该反电势系数检测方法包括：为待检测电机设置初始反电势系数；利用所述初始反电势系数，控制所述待检测电机顺序经过定位状态、拖动状态以及切换状态，运行于矢量控制状态；调控所述待检测电机到指定频率，并监控所述待检测电机的定子三相电流；利用所述三相定子电流，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数。本发明提供的方案实现了电机运行过程中的在线检测。

权利要求

1.一种反电势系数检测方法，其特征在于，为待检测电机设置初始反电势系数；还包括：利用所述初始反电势系数，控制所述待检测电机顺序经过定位状态、拖动状态以及切换状态，运行于矢量控制状态；

调控所述待检测电机到指定频率，并监控所述待检测电机的三相定子电流；

利用所述三相定子电流，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数；

所述利用所述三相定子电流，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数，包括：利用下述第一计算公式和第二计算公式，将所述三相定子电流转换至dq两相坐标系内，并获取所述dq两相坐标系对应的q轴电压、q轴电流及d轴电流；

第一计算公式：

其中，is表征合成定子电流；iA表征三相坐标系中A轴对应的定子电流；iB表征三相坐标系中B轴对应的定子电流；iC表征三相坐标系中C轴对应的定子电流；a＝ej120°；

第二计算公式：

其中，us表征定子电压；Rs表征定子电阻；p表征微分；Ls表征定子电感； 表征反电势系数；θr表征反电动势矢量与三相坐标系中A轴之间形成的夹角；

利用所述q轴电压、q轴电流及d轴电流，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数；

利用下述第三计算公式，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数；

第三计算公式：

其中， 表征反电势系数；uq表征q轴电压；iq表征q轴电流；id表征d轴电流；Rs表征定子电阻；ωr表征反电动势矢量相对于三相坐标系中A轴的旋转角度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述控制所述待检测电机顺序经过定位状态、拖动状态以及切换状态，运行于矢量控制状态之前，进一步包括：当所述待检测电机位于压缩机内时，控制所述压缩机进气口和排气口的阀门打开。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述计算所述待检测电机对应的当前反电势系数之后，进一步包括：统计一段时间内，各个时刻分别对应的当前反电势系数；

利用下述第四计算公式，对所述各个时刻分别对应的当前反电势系数进行滤波操作，获得目标反电势系数；

第四计算公式：

其中， 表征目标反电势系数； 表征时刻i对应的当前反电势系数；n表征一段时间内各个时刻分别对应的当前反电势系数的总个数；

利用所述目标反电势系数替换原始的反电势系数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：预先设置检测条件；

当所述待检测电机满足所述检测条件时，执行所述控制所述待检测电机顺序经过定位状态、拖动状态以及切换状态，运行于矢量控制状态；

和/或，

所述指定频率，包括：所述待检测电机对应的运行频率范围中的最小频率。

5.一种反电势系数检测装置，其特征在于，包括：设置单元、控制调控单元及反电势系数计算单元，其中，所述设置单元，用于为待检测电机设置初始反电势系数；

所述控制调控单元，用于利用所述设置单元设置的初始反电势系数，控制所述待检测电机顺序经过定位状态、拖动状态以及切换状态，运行于矢量控制状态，并调控所述待检测电机到指定频率，并监控所述待检测电机的三相定子电流；

所述反电势系数计算单元，用于利用所述控制调控单元监控得到的三相定子电流，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数；

所述反电势系数计算单元，包括：第一计算子单元和第二计算子单元，其中，所述第一计算子单元，用于利用下述第一计算公式和第二计算公式，将所述三相定子电流转换至dq两相坐标系内，并获取所述dq两相坐标系对应的q轴电压、q轴电流及d轴电流；

第一计算公式：

其中，is表征合成定子电流；iA表征三相坐标系中A轴对应的定子电流；iB表征三相坐标j120°系中B轴对应的定子电流；iC表征三相坐标系中C轴对应的定子电流；a＝e ；

第二计算公式：

其中，us表征定子电压；Rs表征定子电阻；p表征微分；Ls表征定子电感； 表征反电势系数；θr表征反电动势矢量与三相坐标系中A轴之间形成的夹角；

所述第二计算子单元，用于利用所述第一计算子单元获得的q轴电压、q轴电流及d轴电流，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数；

利用下述第三计算公式，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数；

第三计算公式：

其中， 表征反电势系数；uq表征q轴电压；iq表征q轴电流；id表征d轴电流；Rs表征定子电阻；ωr表征反电动势矢量相对于三相坐标系中A轴的旋转角度。

6.根据权利要求5所述的反电势系数检测装置，其特征在于，所述控制调控单元，进一步用于当所述待检测电机位于压缩机内时，控制所述压缩机进气口和排气口的阀门打开；

和/或，

进一步包括：统计单元、滤波单元及替换单元，其中，所述统计单元，用于统计一段时间内，所述反电势系数计算单元计算出的各个时刻分别对应的当前反电势系数；

所述滤波单元，用于利用下述第四计算公式，对所述各个时刻分别对应的当前反电势系数进行滤波操作，获得目标反电势系数；

其中， 表征目标反电势系数； 表征所述统计单元统计出的时刻i对应的当前反电势系数；n表征一段时间内各个时刻分别对应的当前反电势系数的总个数；

所述替换单元，用于利用所述滤波单元获得的目标反电势系数替换原始的反电势系数；

和/或，

所述设置单元，进一步用于预先设置检测条件；

所述控制调控单元，进一步用于当所述待检测电机满足所述检测条件时，执行所述控制所述待检测电机顺序经过定位状态、拖动状态以及切换状态，运行于矢量控制状态。

说明书

一种反电势系数检测方法和装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种反电势系数检测方法和装置。

背景技术

[0002] 对于变频电机尤其是变频永磁同步电机的性能控制策略来说，控制效果的优劣很大程度上依赖于电机参数。而反电势系数作为电机参数之一，将会直接影响其他电机参数的设置以及对不同压缩机的控制配置。因此，对变频电机的反电势系数进行检测则显得十分重要。

[0003] 目前，反电势系数的检测方式主要是，将电机运行在指定的频率后，对电机进行强行断电，并测试断电后电机输出的线电压，以利用测得的线电压计算反电势系数。尤其地，对于运行于产品中的电机如运行于空调或冰箱的压缩机中的电机，现有的这种检测方式必须使空调或冰箱停止使用，并使电机断电才能进行反电势系数检测，而不能在电机运行过程中进行在线检测。

发明内容

[0004] 本发明实施例提供了反电势系数检测方法和装置，实现了电机运行过程中的在线检测。

[0005] 本发明提供一种反电势系数检测方法，为待检测电机设置初始反电势系数；还包括：

[0006] 利用所述初始反电势系数，控制所述待检测电机顺序经过定位状态、拖动状态以及切换状态，运行于矢量控制状态；

[0007] 调控所述待检测电机到指定频率，并监控所述待检测电机的三相定子电流；

[0008] 利用所述三相定子电流，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数。

[0009] 优选地，

[0010] 所述利用所述三相定子电流，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数，包括：

[0011] 利用下述第一计算公式和第二计算公式，将所述三相定子电流转换至dq两相坐标系内，并获取所述dq两相坐标系对应的q轴电压、q轴电流及d轴电流；

[0012] 第一计算公式：

[0013]

[0014] 其中，is表征合成定子电流；iA表征三相坐标系中A轴对应的定子电流；iB表征三相坐标系中B轴对应的定子电流；iC表征三相坐标系中C轴对应的定子电流；a＝ej120°；

[0015] 第二计算公式：

[0016]

[0017] 其中，us表征定子电压；Rs表征定子电阻；p表征微分；Ls表征定子电感； 表征反电势系数；θr表征反电动势矢量与三相坐标系中A轴之间形成的夹角；

[0018] 利用所述q轴电压、q轴电流及d轴电流，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数。

[0019] 优选地，

[0020] 所述利用所述q轴电压、q轴电流及d轴电流，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数，包括：

[0021] 利用下述第三计算公式，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数；

[0022] 第三计算公式：

[0023]

[0024] 其中， 表征反电势系数；uq表征q轴电压；iq表征q轴电流；id表征d轴电流；Rs表征定子电阻；ωr表征反电动势矢量相对于三相坐标系中A轴的旋转角度。

[0025] 优选地，

[0026] 在所述控制所述待检测电机顺序经过定位状态、拖动状态以及切换状态，运行于矢量控制状态之前，进一步包括：

[0027] 当所述待检测电机位于压缩机内时，控制所述压缩机进气口和排气口的阀门打开。

[0028] 优选地，

[0029] 在所述计算所述待检测电机对应的当前反电势系数之后，进一步包括：

[0030] 统计一段时间内，各个时刻分别对应的当前反电势系数；

[0031] 利用下述第四计算公式，对所述各个时刻分别对应的当前反电势系数进行滤波操作，获得目标反电势系数；

[0032]

[0033] 其中， 表征目标反电势系数； 表征时刻i对应的当前反电势系数；n表征一段时间内各个时刻分别对应的当前反电势系数的总个数；

[0034] 利用所述目标反电势系数替换原始的反电势系数。

[0035] 优选地，上述方法进一步包括：预先设置检测条件；

[0036] 当所述待检测电机满足所述检测条件时，执行所述控制所述待检测电机顺序经过定位状态、拖动状态以及切换状态，运行于矢量控制状态。

[0037] 优选地，所述指定频率，包括：所述待检测电机对应的运行频率范围中的最小频率。

[0038] 一种反电势系数检测装置，包括：设置单元、控制调控单元及反电势系数计算单元，其中，

[0039] 所述设置单元，用于为待检测电机设置初始反电势系数；

[0040] 所述控制调控单元，用于利用所述设置单元设置的初始反电势系数，控制所述待检测电机顺序经过定位状态、拖动状态以及切换状态，运行于矢量控制状态，并调控所述待检测电机到指定频率，并监控所述待检测电机的三相定子电流；

[0041] 所述反电势系数计算单元，用于利用所述控制调控单元监控得到的三相定子电流，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数。

[0042] 优选地，所述反电势系数计算单元，包括：第一计算子单元和第二计算子单元，其中，

[0043] 所述第一计算子单元，用于利用下述第一计算公式和第二计算公式，将所述三相定子电流转换至dq两相坐标系内，并获取所述dq两相坐标系对应的q轴电压、q轴电流及d轴电流；

[0044] 第一计算公式：

[0045]

[0046] 其中，is表征合成定子电流；iA表征三相坐标系中A轴对应的定子电流；iB表征三相坐标系中B轴对应的定子电流；iC表征三相坐标系中C轴对应的定子电流；a＝ej120°；

[0047] 第二计算公式：

[0048]

[0049] 其中，us表征定子电压；Rs表征定子电阻；p表征微分；Ls表征定子电感； 表征反电势系数；θr表征反电动势矢量与三相坐标系中A轴之间形成的夹角；

[0050] 所述第二计算子单元，用于利用所述第一计算子单元获得的q轴电压、q轴电流及d轴电流，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数。

[0051] 优选地，

[0052] 所述第二计算子单元，用于利用下述第三计算公式，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数；

[0053] 第三计算公式：

[0054]

[0055] 其中， 表征反电势系数；uq表征q轴电压；iq表征q轴电流；id表征d轴电流；Rs表征定子电阻；ωr表征反电动势矢量相对于三相坐标系中A轴的旋转角度。

[0056] 优选地，

[0057] 所述控制调控单元，进一步用于当所述待检测电机位于压缩机内时，控制所述压缩机进气口和排气口的阀门打开。

[0058] 优选地，上述反电势系数检测装置进一步包括：统计单元、滤波单元及替换单元，其中，

[0059] 所述统计单元，用于统计一段时间内，所述反电势系数计算单元计算出的各个时刻分别对应的当前反电势系数；

[0060] 所述滤波单元，用于利用下述第四计算公式，对所述各个时刻分别对应的当前反电势系数进行滤波操作，获得目标反电势系数；

[0061]

[0062] 其中， 表征目标反电势系数； 表征所述所述统计单元统计出的时刻i对应的当前反电势系数；n表征一段时间内各个时刻分别对应的当前反电势系数的总个数；

[0063] 所述替换单元，用于利用所述滤波单元获得的目标反电势系数替换原始的反电势系数。

[0064] 优选地，

[0065] 所述设置单元，进一步用于预先设置检测条件；

[0066] 所述控制调控单元，进一步用于当所述待检测电机满足所述检测条件时，执行所述控制所述待检测电机顺序经过定位状态、拖动状态以及切换状态，运行于矢量控制状态。

[0067] 本发明实施例提供了一种反电势系数检测方法和装置，由于反电势系数会影响电机的三相定子电流，则本发明提供的反电势系数检测方法通过为待检测电机设置初始反电势系数，以使待检测电机能够运行，通过控制待检测电机运行于矢量控制状态，并调控待检测电机到指定频率，以监控到相对比较稳定的待检测电机的三相定子电流，从而通过三相定子电流，计算待检测电机对应的当前反电势系数，在整个检测过程中待检测电机一直处于运行状态。因此本发明实施例提供的反电势系数检测方法能够实现电机运行过程中的在线检测。

附图说明

[0068] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0069] 图1是本发明一个实施例提供的一种反电势系数检测方法的流程图；

[0070] 图2是本发明另一个实施例提供的一种反电势系数检测方法的流程图；

[0071] 图3是本发明一个实施例提供的待检测电机的三相定子电流示意图；

[0072] 图4是本发明一个实施例提供三相定子电流产生的磁动势示意图；

[0073] 图5是本发明一个实施例提供的永磁同步电机模型的示意图；

[0074] 图6是本发明一个实施例提供的反电势系数检测装置的结构示意图；

[0075] 图7是本发明另一实施例提供的反电势系数检测装置的结构示意图；

[0076] 图8是本发明又一实施例提供的反电势系数检测装置的结构示意图。

具体实施方式

[0077] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0078] 如图1所示，本发明实施例提供一种反电势系数检测方法，该监测方法可包括如下步骤：

[0079] 步骤101：为待检测电机设置初始反电势系数；

[0080] 步骤102：利用所述初始反电势系数，控制所述待检测电机顺序经过定位状态、拖动状态以及切换状态，运行于矢量控制状态；

[0081] 步骤103：调控所述待检测电机到指定频率，并监控所述待检测电机的三相定子电流；

[0082] 步骤104：利用所述三相定子电流，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数。

[0083] 由于反电势系数会影响电机的三相定子电流，则在图1所示的实施例中，通过为待检测电机设置初始反电势系数，以使待检测电机能够运行，通过控制待检测电机运行于矢量控制状态，并调控待检测电机到指定频率，以监控到相对比较稳定的待检测电机的三相定子电流，从而通过三相定子电流，计算待检测电机对应的当前反电势系数，在整个检测过程中待检测电机一直处于运行状态。因此本发明实施例提供的反电势系数检测方法能够实现电机运行过程中的在线检测。

[0084] 在本发明一个实施例中，为了保证计算得到当前反电势系数的准确性，上述步骤104的具体实施方式可包括：利用下述第一计算公式和第二计算公式，将所述三相定子电流转换至dq两相坐标系内，并获取所述dq两相坐标系对应的q轴电压、q轴电流及d轴电流；

[0085] 第一计算公式：

[0086]

[0087] 其中，is表征合成定子电流；iA表征三相坐标系中A轴对应的定子电流；iB表征三相坐标系中B轴对应的定子电流；iC表征三相坐标系中C轴对应的定子电流；a＝ej120°；

[0088] 第二计算公式：

[0089]

[0090] 其中，us表征定子电压；Rs表征定子电阻；p表征微分；Ls表征定子电感； 表征反电势系数；θr表征反电动势矢量与三相坐标系中A轴之间形成的夹角；

[0091] 利用所述q轴电压、q轴电流及d轴电流，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数。

[0092] 在本发明一个实施例中，所述利用所述q轴电压、q轴电流及d轴电流，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数的具体实施方式可包括：利用下述第三计算公式，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数；

[0093] 第三计算公式：

[0094]

[0095] 其中， 表征反电势系数；uq表征q轴电压；iq表征q轴电流；id表征d轴电流；Rs表征定子电阻；ωr表征反电动势矢量相对于三相坐标系中A轴的旋转角度。

[0096] 在本发明一个实施例中，为了能够实现检测运行于压缩机内的电机对应的反电势系数，同时保证检测的准确性，在步骤102之前可进一步包括：当所述待检测电机位于压缩机内时，控制所述压缩机进气口和排气口的阀门打开。例如对于冰箱、空调等家电类的压缩机里面的电机来说，当电机运行后，由于系统内有冷媒，如果转速过高，会使得压机的吸气和排气口的压力差变大，如果在较大压力差下直接检测，会造成检测结果偏小，而通过控制压缩机的吸气口和排气口的阀门完全打开，这样就使得即使在压缩机内的电机运行后，压力差也不会太大，从而能够大大提高检测的准确性。

[0097] 在本发明一个实施例中，为了进一步保证反电势系数检测的准确性，上述步骤104之后，进一步包括：统计一段时间内，各个时刻分别对应的当前反电势系数，通过统计可以得到多个反电势系数，而综合多个反电势系数可以能够比较准确的得到较真实的反电势系数，即利用下述第四计算公式，对所述各个时刻分别对应的当前反电势系数进行滤波操作，获得目标反电势系数；

[0098] 第四计算公式：

[0099]

[0100] 其中， 表征目标反电势系数； 表征时刻i对应的当前反电势系数；n表征一段时间内各个时刻分别对应的当前反电势系数的总个数

[0101] 利用所述目标反电势系数替换原始的反电势系数。

[0102] 在本发明一个实施例中，为了进一步保证运行电机反电势系数的准确性，上述方法，进一步包括：预先设置检测条件，当所述待检测电机满足所述检测条件时，则执行所述控制所述待检测电机顺序经过定位状态、拖动状态以及切换状态，运行于矢量控制状态。例如：预设检测条件为每一个月检测一次，则每个月会自动对电机进行反电势系数的检测，从而保证了反电势系数的准确性。

[0103] 在本发明一个实施例中，为了使检测简单易行，所述指定频率，包括：所述待检测电机对应的运行频率范围中的最小频率。该最小频率不仅方便对待检测电机的控制，而且方便后续对反电势系数的计算。虽然有些压缩机的要求是电机必须运行在规定转速后，才能让电机自由运行，以防止电机由于润滑问题，影响电机的寿命。但是在本发明实施例检测反电势系数的时候，从上电到检测结束，以最小频率运行时的时间，最多不超过5秒，这么短的时间，对电机的影响是非常小。

[0104] 为了能够更加清楚地说明反电势系数检测方法，下面以检测变频空调压缩机中电机的反电势系数为例，其中，变频空调压缩机中电机为永磁同步电机，展开说明。如图2所示，该反电势系数检测方法可包括如下步骤：

[0105] 步骤201：为待检测电机设置初始反电势系数，并设置检测条件；

[0106] 在该步骤中的初始反电势系数的设置主要是为了能够使待检测电机运行起来，当待检测电机为新出厂的电机时，该设置初始反电势系数可以通过人工方式为初始反电势系数赋值，对于新出厂的电机来说，该初始反电势系数是通过已知的同类电机获得的一个比较通用的值。当待检测电机为已经运行比较长时间的电机时，该设置的初始反电势系数可以为待检测电机维持当前运行所使用的反电势系数。

[0107] 该检测条件可以为检测时间段如每一个月或者每15天进行一次检测，也可以为待检测电机的磨损或损耗达到一定值进行检测等，通过设置检测条件可以实现自动化检测，即当达到检测条件时，自动进行检测，而无须人为操作。

[0108] 步骤202：判断变频空调中压缩机内的待检测电机运行情况是否达到检测条件，如果是，则执行步骤203；否则执行步骤204；

[0109] 例如：设置的检测条件是每一个月检测一次，则该步骤则会判断当前时间与上一次检测时间间隔是否达到一个月。

[0110] 步骤203：控制变频空调内的压缩机进气口和排气口的阀门打开，并执行步骤205；

[0111] 对于空调、冰箱等家电类的压缩机里面的电机来说，当电机运行后，由于系统内有冷媒，如果转速过高，会使得压机的吸气和排气口的压力差变大，这样会导致后续检测出来的反电势系数偏小，而本步骤通过控制压缩机的吸气口和排气口的相关阀门完全打开，即使在压缩机内的电机运行后，压力差也不会太大，从而保证后续检测的准确性。

[0112] 步骤204：维持变频空调中压缩机内的待检测电机当前正常运行状态，并结束当前流程；

[0113] 步骤205：利用所述初始反电势系数，控制所述待检测电机顺序经过定位状态、拖动状态以及切换状态，运行于矢量控制状态；

[0114] 该步骤的主要目的是保证待检测电机的稳定运行，尤其对于刚启动的电机来说，经过定位状态、拖动状态以及切换状态，才能保证电机稳定运行于矢量控制状态，从而保证后续检测过程的准确性。

[0115] 步骤206：调控所述待检测电机到最小频率，并监控所述待检测电机的三相定子电流；

[0116] 上面已经提及如果待检测电机转速过快即运行频率过高，常常会造成后续检测结果偏小。因此，该步骤控制电机以最小频率即最小转速情况下运转，进行后续的检测过程。虽然有些压缩机的要求是电机必须运行在规定转速后，才能让电机自由运行，以防止电机由于润滑问题，影响电机的寿命。但是本发明实施例提供的后续检测反电势系数的过程，以最低转速运行时的时间，最多不超过5秒，这么短的时间，对电机的影响是非常小的，同时，保证检测反电势系数的准确性。

[0117] 对于目前常用的永磁同步电机来说，如图3所示，其主要包含三相绕组轴线ABC构成的空间三相轴系，该三相绕组轴线ABC产生三相定子电流分别为iA、iB及iC，该iA、iB及iC的电流流向也已在图3中进行了标识，在此不再赘述。当图3所示的三相绕组轴线ABC构成的空间三相轴系产生电流iA、iB及iC时，每一相绕组轴线将产生对应的磁动力势，而三相绕组轴线ABC构成的空间三相轴系产生的磁动力势之间的关系及三相磁动力势对应的合成磁动力势的矢量方向如图4所示。

[0118] 其中，三相绕组轴线ABC构成的空间三相轴系产生的电流iA、iB及iC分别对应的磁动力势：

[0119]

[0120]

[0121]

[0122] 其中，FA(t)表征电流iA对应的磁动力势；FB(t)表征电流iB对应的磁动力势；FC(t)表征电流iC对应的磁动力势；pn表征极对数；Ns表征绕组匝数；kws表征绕组因数。

[0123] 另外，当相电流的瞬时值为正值时，磁动势矢量方向和该相绕组轴线一致，反之则相反。

[0124] 另外，由于电流iA、iB及iC分别对应的磁动力势FA(t)、FB(t)及FC(t)为矢量，则FA(t)、FB(t)及FC(t)的合成磁动势fs与FA(t)、FB(t)及FC(t)相对关系如图4所示，其表达式：

[0125]

[0126] 其中，fs表征合成磁动势；Fs表征fs的幅值；a＝ej120°表征位置角度。

[0127] 可以理解地，正是由于三相定子电流iA、iB及iC才会产生对应的磁动力势FA(t)、FB(t)及FC(t)，而磁动力势保证永磁同步电机产生定子电压，从而产生反电势系数。因此，在下述检测反电势系数过程中，主要依据三相定子电流iA、iB及iC以及定子电压矢量方程来完成。

[0128] 如图5所示的永磁同步电机模型对应的定子电压矢量方程表达式：

[0129]

[0130] 其中，us表征定子电压；Rs表征定子电阻；p表征微分；Ls表征定子电感； 表征反电势系数；θr表征反电动势矢量与三相坐标系中A轴之间形成的夹角。

[0131] 步骤207：将所述三相定子电流转换至dq两相坐标系内，并获取所述dq两相坐标系对应的q轴电压、q轴电流及d轴电流；

[0132] 该步骤具体实现方式可以为：利用下述第一计算公式和第二计算公式(该第二计算公式即为上述的永磁同步电机模型对应的定子电压矢量方程表达式)，将所述三相定子电流转换至dq两相坐标系内；

[0133] 第一计算公式：

[0134]

[0135] 其中，is表征合成定子电流；iA表征三相坐标系中A轴对应的定子电流；iB表征三相坐标系中B轴对应的定子电流；iC表征三相坐标系中C轴对应的定子电流；a＝ej120°；

[0136] 第二计算公式(即为上述的永磁同步电机模型对应的定子电压矢量方程表达式)：

[0137]

[0138] 其中，us表征定子电压；Rs表征定子电阻；p表征微分；Ls表征定子电感； 表征反电势系数；θr表征反电动势矢量与三相坐标系中A轴之间形成的夹角；

[0139] 其中，经过上述第一计算公式和第二计算公式可得到，dq两相坐标系对应的q轴电压、q轴电流及d轴电流以及dq两相坐标系内永磁同步电机模型的表达式组；

[0140] 该dq两相坐标系内永磁同步电机模型的表达式组为：

[0141]

[0142] 步骤208：利用所述q轴电压、q轴电流及d轴电流，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数；

[0143] 当电机运行稳定时，上述p(Lqiq)＝0，则，可得到第三计算公式：

[0144]

[0145] 其中， 表征反电势系数；uq表征q轴电压；iq表征q轴电流；id表征d轴电流；Rs表征定子电阻；ωr表征反电动势矢量相对于三相坐标系中A轴的旋转角度。

[0146] 该步骤则通过该第三计算公式计算当前反电势系数

[0147] 步骤209：统计一段时间内，各个时刻分别对应的当前反电势系数；

[0148] 上面已经提及，本发明实施例检测过程一般为5s，而在这5s时间段内，可以检测出多个反电势系数，而每个反电势系数之间会存在一定的差异，该步骤则主要是把检测到的所有反电势系数统计出来，统计方式可以为波形图。

[0149] 步骤210：对所述各个时刻分别对应的当前反电势系数进行滤波操作，获得目标反电势系数；

[0150] 该步骤主要实现方式可以为：

[0151] 利用下述第四计算公式，对所述各个时刻分别对应的当前反电势系数进行滤波操作；

[0152] 第四计算公式：

[0153]

[0154] 其中， 表征目标反电势系数； 表征时刻i对应的当前反电势系数；n表征一段时间内各个时刻分别对应的当前反电势系数的总个数。

[0155] 步骤211：利用所述目标反电势系数替换原始的反电势系数。

[0156] 该步骤的目的是保证电机能够在最新的反电势系数控制下运行，以保证电机的最佳运行状态。该原始的反电势系数可以为上述步骤201设置的初始反电势系数，即可以为最初出厂时人工设置的初始值，也可以为本次检测对应的上一次检测得到的反电势系数。

[0157] 另外，通过具体实验结果表明，在检测空载电机的情况下，通过本发明实施例提供的反电势检测方法检测出的反电势系数值与用传统方法检测的值非常接近，误差在5％内。这个误差范围在产品和工程应用中完全可用。而且还可以通过调整速度环等控制参数调节系统的稳定运行状态。

[0158] 同时，经过本发明实施例检测出的反电势系数可用于电机其他控制参数的设置和对不同压缩机的控制配置，达到正确驱动控制电机的目的。

[0159] 可以理解地，虽然上述实施例2以变频空调中的电机为例进行说明，但是，本发明实施例提供的反电势系数检测方法并不限于空调、冰箱等家电中电机。

[0160] 另外，本发明实施例提供的方案主要用于对永磁同步电机的反电势系数进行检测。

[0161] 如图6所示，本发明实施例提供一种反电势系数检测装置，该反电势系数检测装置，可包括：设置单元601、控制调控单元602及反电势系数计算单元603，其中，[0162] 所述设置单元601，用于为待检测电机设置初始反电势系数；

[0163] 所述控制调控单元602，用于利用所述设置单元601设置的初始反电势系数，控制所述待检测电机顺序经过定位状态、拖动状态以及切换状态，运行于矢量控制状态，并调控所述待检测电机到指定频率，并监控所述待检测电机的三相定子电流；

[0164] 所述反电势系数计算单元603，用于利用所述控制调控单元602监控得到的三相定子电流，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数。

[0165] 在本发明另一实施例中，如图7所示，上述反电势系数计算单元603，包括：第一计算子单元701和第二计算子单元702，其中，

[0166] 所述第一计算子单元701，用于利用下述第一计算公式和第二计算公式，将所述控制调控单元602监控到的三相定子电流转换至dq两相坐标系内，并获取所述dq两相坐标系对应的q轴电压、q轴电流及d轴电流；

[0167] 第一计算公式：

[0168]

[0169] 其中，is表征合成定子电流；iA表征三相坐标系中A轴对应的定子电流；iB表征三相坐标系中B轴对应的定子电流；iC表征三相坐标系中C轴对应的定子电流；a＝ej120°；

[0170] 第二计算公式：

[0171]

[0172] 其中，us表征定子电压；Rs表征定子电阻；p表征微分；Ls表征定子电感； 表征反电势系数；θr表征反电动势矢量与三相坐标系中A轴之间形成的夹角；

[0173] 所述第二计算子单元702，用于利用所述第一计算子单元701获得的q轴电压、q轴电流及d轴电流，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数。

[0174] 在本发明又一实施例中，所述第二计算子单元702，用于利用下述第三计算公式，计算所述待检测电机对应的当前反电势系数；

[0175] 第三计算公式：

[0176]

[0177] 其中， 表征反电势系数；uq表征q轴电压；iq表征q轴电流；id表征d轴电流；Rs表征定子电阻；ωr表征反电动势矢量相对于三相坐标系中A轴的旋转角度。

[0178] 在本发明另一实施例中，所述控制调控单元602，进一步用于当所述待检测电机位于压缩机内时，控制所述压缩机进气口和排气口的阀门打开。

[0179] 在本发明又一实施例中，如图8所示，上述反电势系数检测装置，进一步包括：统计单元801、滤波单元802及替换单元803，其中，

[0180] 所述统计单元801，用于统计一段时间内，所述反电势系数计算单元603计算出的各个时刻分别对应的当前反电势系数；

[0181] 所述滤波单元802，用于利用下述第四计算公式，对所述各个时刻分别对应的当前反电势系数进行滤波操作，获得目标反电势系数；

[0182]

[0183] 其中， 表征目标反电势系数； 表征所述所述统计单元801统计出的时刻i对应的当前反电势系数；n表征一段时间内各个时刻分别对应的当前反电势系数的总个数；

[0184] 所述替换单元803，用于利用所述滤波单元802获得的目标反电势系数替换原始的反电势系数。

[0185] 在本发明另一实施例中，所述设置单元601，进一步用于预先设置检测条件；

[0186] 所述控制调控单元602，进一步用于当所述待检测电机满足所述设置单元601设置的检测条件时，执行所述控制所述待检测电机顺序经过定位状态、拖动状态以及切换状态，运行于矢量控制状态。

[0187] 根据上述方案，本发明的各实施例，至少具有如下有益效果：

[0188] 1.由于反电势系数会影响电机的三相定子电流，则本发明提供的反电势系数检测方法通过为待检测电机设置初始反电势系数，以使待检测电机能够运行，通过控制待检测电机运行于矢量控制状态，并调控待检测电机到指定频率，以监控到相对比较稳定的待检测电机的三相定子电流，从而通过三相定子电流，计算待检测电机对应的当前反电势系数，在整个检测过程中待检测电机一直处于运行状态。因此本发明实施例提供的反电势系数检测方法能够实现电机运行过程中的在线检测。

[0189] 2.通过将所述三相定子电流转换至dq两相坐标系内，并获取dq两相坐标系对应的q轴电压、q轴电流及d轴电流，并利用q轴电压、q轴电流及d轴电流，计算待检测电机对应的当前反电势系数，在实现计算反电势系数的同时，保证了获得的反电势系数的准确性。

[0190] 3.当所述待检测电机位于压缩机内时，控制压缩机进气口和排气口的阀门打开，通过压缩机进气口和排气口的阀门打开能够减小进气口和排气口之间的压力差，从而进一步保证检测出的反电势系数的准确性。

[0191] 4.通过统计一段时间内，各个时刻分别对应的当前反电势系数，比较真实的反应反电势系数的波动，并通过对各个时刻分别对应的当前反电势系数进行滤波操作，获得目标反电势系数，以消除反电势系数随着时间变化的波动，赋予电机一个比较真实的反电势系数即利用目标反电势系数替换原始的反电势系数，不仅保证了反电势系数的准确性，而且实现了对电机反电势系数的更新，从而保证对电机控制和驱动的正确性。

[0192] 5.通过预先设置检测条件，当待检测电机满足检测条件时，则进行检测过程，实现了周期性检测反电势系数，同时实现了检测的自动化。

[0193] 6.在进行反电势系数检测过程中，控制待检测电机对应的运行频率范围中的最小频率，能够减小电机所位于的压缩机的吸气和排气口的压力差减小，从而进一步保证检测结果的准确性。

[0194] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个·······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

[0195] 最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。