[發明專利]直流電動機變頻控制裝置

有效

• 申請號: 200710087245.2
• 申請日: 2007-03-22
• 公開（公告）號: CN101272114A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 程永甫;林凡卿;劉俊杰
• 申請（專利權）人: 海爾集團公司;青島海爾空調器有限總公司
• 主分類號: H02P6/18
• 分類號: H02P6/18;H02P6/06;H02P6/08
• 代理公司: 北京信遠達知識產權代理事務所
• 代理人: 王學強

1.?一種直流電動機變頻控制裝置，其特征在于，該裝置包括用于直接采集所述發動機三相電流的取樣電阻、智能變頻模塊和控制器；

所述取樣電阻為三個，分別串聯在所述智能變頻模塊的三個下橋臂和電源直流母線之間；

所述智能變頻模塊，包括由大功率電子開關器件組成的逆變器，所述大功率電子開關器件的開關控制極接收所述控制器發送的開關控制信號，并通過所述控制器轉換為所述直流電動機的驅動電流；

所述控制器包括用于根據所述取樣電阻采集的所述發動機三相輸入電流計算獲得其轉子位置的計算單元，以及根據該轉子位置以及期望的電動機轉速生成所述大功率電子開關器件開關控制信號的控制單元。

2.?根據權利要求1所述直流電動機變頻控制裝置，其特征在于，所述取樣電阻根據該電阻電壓采集所述發動機對應相的電流。

3.?根據權利要求1所述直流電動機變頻控制裝置，其特征在于，該裝置還包括與所述直流母線相連的過電保護單元；所述取樣電阻采集的電流提供給所述過電保護單元，用于實現所述直流母線過電流保護。

4.?根據權利要求1所述直流電動機變頻控制裝置，其特征在于，所述智能變頻模塊的逆變器包括六個大功率電子開關器件，分別為(UP)、(UN)、(VP)、(VN)、(WP)、(WN)；其中上橋臂(UP)、(VP)、(WP)的陽極連接所述直流母線的正極，陰極分別連接無刷直流電動機電源線U、V、W；下橋臂(UN)、(VN)、(WN)的陰極連接直流母線的負極，陽極分別連接無刷直流電動機電源線U、V、W。

5.?根據權利要求4所述的直流電動機變頻控制裝置，其特征在于，所述大功率電子器件的陽極與陰極之間反向并聯二極管。

6.?根據權利要求1所述的直流電動機變頻控制裝置，其特征在于，所述計算單元包括：

3/2轉換模塊，用于接收所述無刷直流電動機三相輸入電流Iu、Iv、Iw，以及轉子角度θ，根據上述數值，通過三相到兩相的變換，實現將u、v、w三相坐標系下的電流轉化為γ、δ兩相靜止坐標系的電流值Iγ、Iδ，并輸出；

速度位置計算模塊，用于從角度誤差計算模塊獲得轉子的角度誤差值Δθ，并根據該角度誤差值Δθ計算出轉子角度θ以及轉子反饋角速度ω并輸出；

角度誤差計算模塊，用于接收無傳感器速度誤差計算模塊輸出的磁通量誤差Δλ、和所述3/2轉換模塊輸出的γ、δ坐標系電流Iγ、Iδ和所述速度位置計算模塊輸出的轉子反饋角速度ω，計算獲得角度誤差值Δθ；

無傳感器速度誤差計算模塊，接收電流計算模塊輸出的d、q坐標系電壓流Vd、Vq，以及所述3/2轉換模塊輸出的γ、δ坐標系的電流Iγ、Iδ和所述速度位置計算模塊輸出的轉子反饋角速度ω，經計算獲得磁通量誤差Δλ輸出。

7.?根據權利要求6所述的直流電動機變頻控制裝置，其特征在于，所述控制單元包括：

速度控制模塊，用于接收所述速度位置計算模塊輸出的反饋角速度ω，以及對電動機的期望轉速計算角速度ω^*，經計算獲得計算力矩T^*輸出；

力矩限制模塊，用于接收所述速度控制模塊輸出的計算力矩T^*，以及所述速度位置計算模塊輸出的反饋角速度ω，經計算獲得d、q坐標系電流Id、Iq輸出；

電流計算模塊，用于接收所述力矩限制模塊輸出的d、q坐標系電流Id、Iq，以及所述3/2轉換模塊221輸出的γ，δ坐標系電流Iγ、Iδ，和所述速度位置計算模塊輸出的轉子反饋角速度ω，輸出d，q坐標系電壓流Vd、Vq；

2/3轉換模塊，用于接收所述電流計算模塊輸出的d、q坐標系電壓流，以及所述速度位置計算模塊輸出的轉子角度θ，產生在u、v、w三相坐標系下的開關控制信號，該開關控制信號就是所述控制智能變頻模塊的大功率電子開關器件的開關信號。

8.?根據權利要求1至6任一項所述的直流電動機變頻控制裝置，其特征在于，所述大功率電子開關器件為絕緣柵雙極晶體管IGBT。

9.?根據權利要求1所述直流電動機變頻控制裝置，其特征在于，所述取樣電阻集成在所述智能變頻模塊內。