[發明專利]變頻空調的功率因數補償方法

無效

• 申請號: 200610086724.8
• 申請日: 2006-06-16
• 公開（公告）號: CN101090254A
• 公開（公告）日: 2007-12-19
• 發明（設計）人: 林成葉
• 申請（專利權）人: 樂金電子（天津）電器有限公司
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06;H02M5/44;H02M5/458;H02M1/12;H02M1/14
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術領域

本發明涉及一種變頻空調的功率因數補償方法，尤其是一種為了在驅動壓縮機時對功率因數進行補償，在一段時間內對零交叉點的部分接通(Switching?On)時間進行可調式控制的變頻空調的功率因數補償方法(Method?for?power?factor?compensation?ininverter?airconditioner)。

背景技術

空調是指根據不同的用途和目的使室內的空氣保持在最舒適狀態的家電設備。例如在夏天將室內調節為涼爽的冷房狀態，而在冬天將室內調節為溫暖的暖房狀態，同時還可以對室內的濕度進行調解或將室內的空氣調節至最舒適的清潔狀態。隨著如上所述的空調等生活便利產品的逐漸普及和使用，消費者對較高的能源使用效率、較高的性能及良好的使用便利性的要求也越來越高。

此外，隨著家庭或公司以及工廠中所使用的家電產品及電子設備的增加，很多國家和機構對產品的使用規格作出了各種不同方面的限制，例如諧波規格(規格編號EN61000-3-2，Limit?for?Harmonic?current?smissions)等。上述諧波(還被稱之為“高調波”)規格是用于限制頻率的扭曲量。這是因為高調波障礙不僅會促進各種電力設備的熱化從而縮短其壽命并增加因為過熱等原因所導致的火災隱患，還會導致無效電力的增加從而增加所消耗的電力。因為如上所述的原因在變頻空調中為了降低高調波障礙，正在利用各種不同的控制方法力圖改善其功率因數。

下面，對基于現有技術的變頻空調的功率因數補償方法進行說明。

為了對功率因數進行改善，通常采用能夠使用于驅動壓縮機的DC?Link電壓保持穩定的部分開關控制方式。

請參閱圖1、圖2所示，圖1是普通變頻空調的控制結構圖，圖2是基于現有技術的變頻空調的輸入電壓和輸入電流的比較波形圖。電源部50中連接有電抗線圈52，且上述電抗線圈52的后段將并聯連接整流電路56和IGBT開關54。上述IGBT開關54由后續說明的IGBT開關控制部68對其進行開/關控制。而上述整流電路的另一端將連接DC?Link電壓產生部58，而上述DC?Link電壓產生部58中產生的高壓DC?Link電壓將通過變頻部60傳送至壓縮機62中。

為了利用如上所述的結構將電源部的電壓轉換為高壓DC?Link電壓并供應至壓縮機62中，需要對上述IGBT開關54及變頻部60進行控制。為了實現上述控制，在適用現有技術的空調中安裝有在微處理器的控制下對變頻部60進行控制的變頻驅動部64，以及在上述微處理器70的控制下對上述IGBT開關54的開關動作進行控制的IGBT開關控制部68。

此外還安裝有用于對上述DC?Link電壓產生部58中產生的電壓進行檢測的DC?Link電壓檢測部66，以及用于對輸入至產品內部的輸入電壓的位相進行檢測的輸入電壓位相檢測部72。通過上述DC?Link電壓檢測部66檢測到的DC電壓的大小和通過上述輸入電壓位相檢測部72檢測到的輸入電壓的位相將被輸入至微處理器70中。

利用如上所述的結構，微處理器70可以對輸入電壓的位相進行識別并對所產生的DC電壓的大小進行識別。為了使通過上述方式識別的DC電壓的大小保持穩定，微處理器70將對上述IGBT開關54的部分開關動作進行控制。

此外還包括輸入電壓檢測部74。上述輸入電壓檢測部74用于對輸入至產品內部的電壓大小進行檢測，并將所檢測到的電壓大小傳送至微處理器70中。此外符號76表示用于對輸入至產品內部的電流大小進行檢測的輸入電流檢測部，通過上述輸入電流檢測部76檢測到的輸入電流的大小將被傳送至微處理器70中。

在接通電源之后首先通過輸入電壓位相檢測部對輸入電壓的零交叉(Zero?crossing)點進行檢測，接著如圖2中的A所示從所檢測到的零交叉點開始立即通過IGBT開關控制部開啟IGBT開關。在保持上述開啟狀態一段時間之后再通過IGBT控制部關閉IGBT開關，接著在輸入電壓到達下一個零交叉點之前保持關閉狀態。

請參閱圖2所示，在如上所述的現有技術中通過在輸入電壓的每個零交叉點反復地對開關進行開/關，輸入電流的波形和電壓波形在零交叉點前后的位相將發生變化。

此時，因為壓縮機最初啟動時或過負荷時的位相差異，DC?Link電壓部中所檢測到的電壓將不穩定并有可能導致壓縮機停止運行的現象。這將對壓縮機驅動時的功率因數改善帶來負面的影響。

下面，對如上所述結構的基于現有技術的變頻空調控制方法進行說明。