[發明專利]一種電機控制裝置及具有其的空調系統

有效

• 申請號: 201310080937.X
• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN104052342B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發明（設計）人: 童懷;黃直峰;劉社旺;吳海明
• 申請（專利權）人: 廣東美的制冷設備有限公司;美的集團股份有限公司
• 主分類號: H02P6/10
• 分類號: H02P6/10;H02P6/17
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及電機控制技術領域，特別涉及一種電機控制裝置以及一種具有該電機控制裝置的空調系統。

背景技術

人們熟知，無刷直流電機的運行是通過逆變器功率器件隨轉子的不同位置相應改變其不同觸發組合狀態來實現的。其中，無刷直流電機的驅動控制系統主要包括微處理器、轉子位置檢測電路、電流檢測電路、IPM（Intelligent?Power?Module，智能功率模塊）以及驅動單元、驅動及控制電源等部件組成。微處理器根據轉子的不同位置改變功率器件不同觸發組合狀態，對電機實施不同的控制算法，是系統控制的關鍵部件。

目前，對于雙電機或多電機控制系統，首先是對電機的轉子位置進行檢測。如圖1所示，為現有的空調系統中雙無刷直流電機驅動系統的通常所采用的一種結構圖，其中，雙電機系統可以共用一個微處理器，該微處理器包括兩個電機控制單元例如電機控制單元（A）和電機控制單元（B），但是每一個電機都需要一套獨立的轉子位置檢測電路、IPM模塊等。并且，無刷直流電機的位置檢測通常采用HALL（霍爾）元件進行位置檢測，一般一個電機采用2個或是3個HALL元件來檢測電機的轉子位置，這種檢測方法成本較低。對于3個HALL元件的電機，對應于轉子一個極對數可以獲得6個轉子位置信號，因此這種位置檢測方法的無刷直流電機通常采用方波驅動方案，方波驅動的無刷直流電機轉矩脈動較大，尤其在低速運行時，電機的運行平穩性較差，同時電機的噪聲也較大，限制了電機的應用。

隨著國家節能減排政策的推行，目前在很多應用領域可以由直流電機代替原來的交流電機，以提高電機系統的效率。很多情況下一個系統需要用到多個電機，因此為了提高系統的效率，同時應用兩個甚至更多直流電機的場合也越來越多，例如全直流變頻空調室外機，壓縮機電機和室外風扇電機都采用無刷直流電機（或永磁同步電機），兩種電機的型號不同，壓縮機電機的功率在1～3KW范圍，而室外風機電機的功率在100W以內。又如一種空調室內雙貫流風機調速系統，室內風機采用了兩個型號相同的無刷直流電機，兩個電機的負載基本相同，每個電機功率約40W。

隨著技術的進步，對于無刷直流電機的控制出現了無編碼器、無HALL元件的轉子位置檢測方法，這種方法的基本原理是：通過檢測或計算電機的反電勢來估算電機轉子的位置，即所謂的“反電勢位置檢測方案”。此方法可以包括兩種方案實現，第一種方案是直接檢測反電勢，即通過專用的模擬信號電路來直接檢測反電勢，從而估算電機的轉子位置，通過這種方案只能獲得粗略的轉子位置信息，配合低成本的單片機可以對電機實施方波驅動，目前，家電類電機調速系統中很多采用這種低成本方案。另一種母線電流單電阻位置檢測、兩相電流位置檢測等方案，此類方案本質上是一種間接反電勢檢測方案，即先通過對電機相電流的檢測，推算出電機的反電勢，最后估算出電機的轉子位置，此方案采用性能強大的高速單片機或DSP（Digital?Signal?Processor，數字信號微處理器），可以獲得精細的轉子位置信息，應用永磁同步電機的矢量控制模型，可以對電機實施轉子FOC（Field?Oriented?Control，場定向控制）控制，獲得正弦波相電流，即所謂的“正弦波控制”。目前，此方案在變頻空調壓縮機控制中常被采用，但要求高性能的單片機或DSP，成本較高。

綜上所述，現有技術存在的缺點是，雙電機控制系統采用兩個電機控制單元的微處理器，成本高。并且，方波驅動的無刷直流電機轉矩脈動較大，電機的運行平穩性較差，同時電機的噪聲也較大。此外，采用無編碼器、無HALL元件的轉子位置檢測方法，精確度低或者成本高。

發明內容

本發明的目的旨在至少解決上述的技術缺陷之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種電機控制裝置，該電機控制裝置可以降低成本，提高電機的運行平穩性，降低電機的噪聲。本發明的另一個目的在于提出一種空調系統。