[發明專利]壓縮機以及壓縮機的控制方法

無效

• 申請號: 200610029021.1
• 申請日: 2006-07-17
• 公開（公告）號: CN101110543A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 沈建芳;周易;張興志;王魯;汪輝
• 申請（專利權）人: 上海日立電器有限公司
• 主分類號: H02K17/16
• 分類號: H02K17/16;H02K21/12;H02K1/27;H02P27/06;H02P27/08
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王永剛

技術領域

本發明主要涉及空調及冰箱等設備中所使用的壓縮機以及該壓縮機的控制方法，尤其涉及該壓縮機中的電機結構以及對該電機進行調速的控制方法，特別涉及具備異步啟動功能的三相或單相同步電機轉子結構及其調速控制方法。

背景技術

現有壓縮機使用的無刷直流電機在控制上需要通過反電勢檢測或者電流檢測，然后通過一定算法來實現對轉子位置的確定以實現對電機的閉環控制，該方法電機效率高但由于位置檢測和推算存在誤差，會發生失步情況。

現有壓縮機用的交流變頻電機通過電壓/頻率關系曲線的方式進行控制，由于采用的是感應電機的結構，可以以開環的方式對該電機進行控制，這種電機控制簡單但是由于存在鼠籠繞阻電阻損耗而效率較低。

發明專利ZL?02127025.2公開了一種無感無刷直流電動馬達的控制方法，在控制器中包括了比較器以及相關電路進行反電動勢過零信號檢測，計算60度的延遲時間，進行換流切換，完成電機驅動。此專利驅動電機需要對轉子位置進行檢測，處理復雜，容易失步，而且增加了位置檢測所需的電子器件，增加了成本。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的上述問題，在與直流無刷電機相同效率的情況下，通過電機結構和控制方式之間的配合來實現對壓縮機用電機的簡單控制。

為了實現上述目的，本發明提供了一種壓縮機，包括由定子和轉子構成的電機和驅動該電機的變頻控制器，所述轉子包括：圓形鐵芯；沿所述圓形鐵芯的外周邊配置的鼠籠繞組；沿圓形鐵芯周邊在所述鼠籠繞組內側設置的M對極永磁體，由M個N磁極永磁體和M個S磁極永磁體彼此面對構成，其中，M為大于等于1的整數；以及分別在所述N磁極永磁體之間和兩端以及所述S磁極永磁體之間和兩端設置的多個輔助隔磁槽。

其中，所述變頻控制器最好還包括串聯連接于直流母線上的采樣電阻，所述電機為所述變頻控制器的三相輸出分別與所述電機的三相輸入相連的三相電機或者是所述變頻控制器的三相輸出分別與所述電機的主繞組、副繞組和公共端相連的單相電機。

此外，本發明還提供了一種壓縮機的控制方法，用于控制上述壓縮機，該控制方法包括以下步驟：使所述電機通電啟動，所述轉子上的鼠籠繞組通過切割所述定子產生的旋轉磁場的作用而感應出電動勢，該電動勢在所述鼠籠繞阻中產生電流并且在所述定子的旋轉磁場的作用下產生電磁力，所述轉子借助于所述電磁力隨著所述定子的旋轉磁場而轉動；以及在所述轉子上的永磁體的磁場與所述定子的旋轉磁場達到同步轉速時，所述轉子上的鼠籠繞組由于不會切割所述旋轉磁場而不再產生電磁力，從而使得所述電機作為同步電機而進行同步運轉，電機運轉進入穩定狀態。

其中，在所述電機同步運轉期間，在所述電機的負荷發生變動的情況下，所述轉子上的鼠籠繞組可以通過切割旋轉磁場而產生的電磁力帶動所述電機重新進入同步運轉的穩定狀態。

其中，可以采用電流閉環控制，在所述采樣電阻檢測到的采樣電流超過負荷的情況下，所述變頻控制器降低所述電機的運轉頻率以減小負荷，然后利用鼠籠繞組使所述電機重新進入同步運轉狀態。

其中，在電機運轉過程中，如果需要改變轉速，則可以通過變頻控制器改變輸出頻率和與之對應的電壓，在所述轉子的鼠籠繞組中產生電流，從而提供定位扭矩以便使所述電機過渡到新頻率下進行同步運轉，

其中，在所述電機通電啟動到作為同步電機進入穩定運轉期間，所述變頻控制器可以通過下述方式對所述電機進行開環控制：根據需要對所述電機給出轉速指令；根據不同的轉速階段，設置不同的升降速率；根據所述電機的V/F曲線計算出與所述轉速對應的電壓；根據計算出的電壓生成PWM調制寬度并產生驅動信號；以及在所述驅動信號的作用下，所述變頻控制器中的逆變電路完成直流到交流的變換，從而得到同步運轉所需要的正弦電流波形。

本發明通過改變電機的結構和驅動方式的組合，既達到無刷直流電機的高效率和永磁同步調速電機的低噪音水平，同時又可以實現對電機進行簡單的開環控制的目的。

附圖說明

圖1是本發明中所使用的轉子結構的一例。

圖2是本發明的單相電機控制主電路結構的一例。

圖3是本發明的三相電機控制主電路結構的一例。

圖4是本發明所使用的開環控制方式的一例。

圖5是本發明的電機V/F曲線的一例。

具體實施方式