[發明專利]一種PWM、S?PAM、PHASE聯動控制的電機驅動方法、裝置和系統

有效

• 申請號: 201110431873.4
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN102437801B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 王友寧;范增年;程永甫;劉聚科
• 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: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P27/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 宋松

技術領域

本發明涉及電機驅動控制領域，更具體地說，涉及一種PWM、S-PAM、PHASE聯動控制的電機驅動方法、裝置和系統。

背景技術

直流變頻空調的最大的優點是能夠運行到高頻率段而實現快速的制冷或制熱效果，但從節能觀點來看，空調機搭載的壓縮機驅動用的永久磁鐵同步電機也是年年在高效率化。永久磁鐵同步電機的高效率化的方法是：

1.采用高性能磁鐵增加磁束量；

2.在線圈的纏繞方法上下功夫，提高狹縫占有率，使用粗的銅線，增加纏繞圈數；

3.減少電感，提高電機電壓利用率等等；

這里面，前兩個都是增大發電定量KE，即便是相同速度，也會發生大的誘起電壓。空調機器制冷運轉時間長，減少制冷運轉的損失對于機器的年消耗電量降低有很高效果。并且制冷運轉在中間速度區域，也不受電機電壓的制約，使發電定量增大的趨向尤其變強，作為此結果，制熱的高速運轉的控制變難。

1.僅僅是PWM控制和電壓相位(PHASE)控制的組合，受電電壓低下時，PWM控制就會達到極限，通過弱磁場控制實現的電壓位相控制為主體，此時勵磁電流負向增加，變成「極弱狀態」，電機電流增加，導致損失加大。并且，大發電常數KE的電機的條件下，到達電壓位相控制極限時，會不得不停止電機或者犧牲能力，降低速度。

2.僅僅是PWM控制和PAM控制的組合，受電電壓低下時，PWM控制就會達到極限，PFC(Power Factor Correction，功率因數校正)主回路的PAM電壓控制為主體，結果是升壓比變大，PFC主回路損失增加，導致效率減低。

3.加上大發電常數KE的電機的條件下，要更加提高升壓比，維持高直流電壓，變頻器主回路的損失也會增加，導致裝置整體溫度上升。為了抑制溫度的上升，要修改散熱設計，裝置規模需要改為大型化。

某些極端情況下，到達電壓位相(PHASE)控制極限時，會不得不停止電機或者犧牲能力，降低速度。

發明內容

為了解決以上的技術問題，克服現有技術的不足和缺陷，本發明提供一種PWM、S-PAM、PHASE聯動控制的電機驅動方法、裝置和系統。

本發明公開了一種PWM、S-PAM、PHASE聯動控制的電機驅動的方法，包括：

S1.在電機(也稱為馬達)低速運轉下，負荷較小，PWM電壓控制為主控制系統；

S2.電機頻率上升，負荷進一步增大，判斷所述的PWM電壓控制是否已經達到了極限；若是，則轉到S3，若否，則轉到S1；

S3.PWM與PHASE電壓控制聯動，這時的PHASE控制為淺弱狀態；

S4.電機頻率繼續上升，負荷繼續增大，判斷與PHASE聯動控制設置的S-PAM控制開啟條件是否達到；若是，則轉到S5，若否，則轉到S3；

S5.S-PAM與PHASE聯動控制，其中S-PAM為主控制系統，S-PAM自動提高升壓比Ed/Vs，提高Ed直流電壓，減少PHASE控制時間，降低馬達電流，提高效率。其中Ed是指直流電壓，Vs是指電源電壓的峰值；

S6.電機頻率繼續上升，負荷繼續增大，判斷S-PAM控制提高直流電壓Ed是否達到極限值Ed-limit；若是，則轉到S7，若否，則轉到S5；

S7.進入PHASE為主控制系統；

S8.電機頻率繼續上升，負荷繼續增大，判定PHASE控制達到電壓飽和極限，進入深弱狀態；若是，則轉到S9，若否，則轉到S7；

S9.三種電壓控制PWM、S-PAM、PHASE都同時達到了極限，負荷達到極限，頻率保持。

在本發明所述的PWM、S-PAM、PHASE聯動控制的電機驅動的方法中，所述的PHASE控制包括：當變頻器的輸出電壓幅值與電機感應電動勢信號相近的時候，讓變頻器的輸出電壓與電機感應電動勢錯開一個相位，從而讓電機在電壓飽和狀態仍然能夠輸出需要的力矩。

本發明公開了一種PWM、S-PAM、PHASE聯動控制的電機驅動控制裝置，用于實現上述的方法，包括：

運行單元，用于實現運行PWM控制、S-PAM、PHASE聯動控制；

PWM控制極限判斷單元，與所述的運行單元相連，用于判斷所述的PWM控制是否已經達到了極限；

升壓比調整單元，與所述的PWM控制極限判斷單元以及S-PAM與PHASE聯動控制設定的判斷單元相連，用于所述的S-PAM控制將升壓比a自動調整，達成高直流電壓Ed的運行狀態；其中，升壓比：a＝Ed/Vs，Vs為電源電壓峰值，Ed為電源經過S-PAM控制電路轉換的直流電壓；