[實(shí)用新型]直流變頻壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)回路的補(bǔ)償電路

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720156385.6
• 申請(qǐng)日: 2007-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN201122923Y
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 國(guó)德防;肖成進(jìn);李美英;張捷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海爾集團(tuán)公司;青島海爾空調(diào)電子有限公司
• 主分類號(hào): H02P6/18
• 分類號(hào): H02P6/18
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 袁德

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種電壓信號(hào)檢測(cè)電路，特別是用于用過電壓值檢測(cè)直流變頻壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子位置的檢測(cè)回路。

背景技術(shù)

隨著人類科技和物質(zhì)文明的進(jìn)步，人類對(duì)生活質(zhì)量、生活環(huán)境的要求越來越高，空調(diào)作為人類調(diào)節(jié)生活環(huán)境質(zhì)量的一種裝置越來越受到人們的認(rèn)可，空調(diào)的應(yīng)用大大改善了人類的生活質(zhì)量，并越來越多的應(yīng)用到人類活動(dòng)的各個(gè)環(huán)境。

空調(diào)的電氣部分主要有壓縮機(jī)、外風(fēng)機(jī)、內(nèi)風(fēng)機(jī)、控制電路板和輔助控制部件等構(gòu)成，其中的壓縮機(jī)、外風(fēng)機(jī)、內(nèi)風(fēng)機(jī)等電機(jī)類部件一般為交流電源部件，再者由于我們生活中應(yīng)用的電源一般為交流供電系統(tǒng)，所以空調(diào)系統(tǒng)通常均被設(shè)計(jì)成交流電源系統(tǒng)，需要交流電源供電。可是隨著空調(diào)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，一些直流電源環(huán)境也有空調(diào)應(yīng)用的需要，

直流變頻的節(jié)能效果遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的定頻空調(diào)和交流變頻空調(diào)。眾所周知，定頻空調(diào)耗電很大，而交流變頻的變頻范圍窄，壓縮機(jī)效率低。直流變頻是從根本上改變壓縮機(jī)的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)無級(jí)調(diào)速，節(jié)電效果可以提高40％左右。直流變頻空調(diào)器因?yàn)榱己玫墓?jié)能性、精確控溫、超低溫啟動(dòng)、快速制熱等特點(diǎn)而越來越受到廣大用戶的喜愛。2004年，歐洲變頻空調(diào)市場(chǎng)占有率達(dá)到50％以上，其中90％的是直流變頻空調(diào)。與國(guó)際市場(chǎng)空調(diào)換代發(fā)展趨勢(shì)同步，目前國(guó)內(nèi)變頻空調(diào)市場(chǎng)已全面進(jìn)入變頻空調(diào)換代時(shí)代，直流變頻迅速成為當(dāng)前消費(fèi)者選擇空調(diào)的首要考慮因素。

在直流變頻空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，按壓縮機(jī)控制方案來分有兩種，一種是用120度控制的方案，又叫梯形波控制方案，這種控制方式簡(jiǎn)單，對(duì)壓縮機(jī)的參數(shù)依賴性低，另一種控制方式是180度控制方案，又叫正弦直流變頻控制方案或矢量直流變頻控制方案。這種控制方案在檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置時(shí)不需要不導(dǎo)通相，變頻驅(qū)動(dòng)模式用180度正弦波直流變頻模式，大大提高了壓縮機(jī)的使用效率，而且該控制方式的頻率特性也遠(yuǎn)好于120度控制方式。但是180度直流變頻控制技術(shù)難度大，需要建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，需要使用高速芯片才能完成相關(guān)運(yùn)算，而且180度控制方式對(duì)壓縮機(jī)的參數(shù)依賴性強(qiáng)。

直流變頻壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，要通過檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置，來判斷當(dāng)前的速度、調(diào)整占空比的大小以及換相的控制。

目前有多種算法可以實(shí)現(xiàn)無傳感器控制，傳統(tǒng)的方法，即過零檢測(cè)法大都采用檢測(cè)不導(dǎo)通相反電勢(shì)的過零點(diǎn)來判斷轉(zhuǎn)子的位置，根據(jù)過零點(diǎn)信息及換相邏輯來選擇最佳的換流順序。目前的直流變頻空調(diào)大都采用這個(gè)方法來檢測(cè)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的位置。但由于過零檢測(cè)法只能檢測(cè)一些特定的點(diǎn)，而且隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的大范圍變化，反電勢(shì)的變化率也會(huì)變化，檢測(cè)電路中的濾波器件會(huì)帶來一定的相移，這會(huì)大大影響檢測(cè)過零點(diǎn)的準(zhǔn)確性；同時(shí)由于功率器件上續(xù)流二極管的反向電流作用，在大電流情況下也會(huì)對(duì)過零點(diǎn)的檢測(cè)帶來一定的影響，這種檢測(cè)方式需要被檢測(cè)相不導(dǎo)通，采用120度變頻模式。

在采用120度變頻模式控制的情況下，不能直接通過電流信號(hào)來判斷壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子位置，而在目前的檢測(cè)方法中，以反電動(dòng)勢(shì)法最為常用。通常是通過比較基準(zhǔn)電壓(即直流電壓的分壓)和疊加在相電壓上的反電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置的判斷。

目前，常用的基準(zhǔn)電壓的分壓是通過電阻分直流電壓，得到基準(zhǔn)電壓，接入比較器的一個(gè)輸入端；比較器的另一端也通過電阻分相電壓而得到。以三相位置檢測(cè)回路并為一路為例，理論上基準(zhǔn)電壓值應(yīng)該為相電壓最大值的3/2倍。當(dāng)相電壓檢測(cè)值與基準(zhǔn)電壓值相等時(shí)，即是位置信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)刻。由此可以判斷出轉(zhuǎn)子的正確位置。從而進(jìn)行下一步的控制。

在信號(hào)經(jīng)過的所有電路的導(dǎo)通/關(guān)斷反應(yīng)時(shí)間一致的情況下，位置信號(hào)由高變低以及有低變高的時(shí)間響應(yīng)是一致的，此時(shí)，檢測(cè)到的位置電壓信號(hào)的上升沿和下降沿在時(shí)間方面的偏差是相同的，不存在不平衡的現(xiàn)象。當(dāng)電壓信號(hào)上升和下降的時(shí)間不相同時(shí)，就會(huì)引起偏差，特別是在高速電壓信號(hào)回路中，這一現(xiàn)象更為明顯。這種時(shí)間上的差異不同于噪聲，是濾波回路所不能濾除的。

同時(shí)，在電壓檢測(cè)電路上又很難保障器件的導(dǎo)通/關(guān)斷的反應(yīng)時(shí)間一致。如果導(dǎo)通的時(shí)間比較長(zhǎng)而關(guān)斷的時(shí)間比較短，此時(shí)就會(huì)使檢測(cè)到的位置信號(hào)有所偏差，上升沿檢測(cè)的速度要比下降沿的速度慢，特別是在導(dǎo)通關(guān)斷的間隔相差比較小的情況下，很可能檢測(cè)到信號(hào)的下降沿，而檢測(cè)不到上升沿；或者檢測(cè)到下降沿的時(shí)間要早于上升沿的時(shí)間

在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，通過檢測(cè)電阻檢測(cè)出來的電流代入數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出轉(zhuǎn)子的角度，然后控制壓縮機(jī)的時(shí)候，時(shí)而會(huì)有失控的情況發(fā)生。尤其是在電流變化較大的時(shí)候，失控的情況出現(xiàn)的更為頻繁。

實(shí)用新型內(nèi)容