[發(fā)明專利]變頻空調(diào)壓縮機(jī)啟動(dòng)及低頻轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310229417.0
• 申請(qǐng)日: 2013-06-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103281027A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳寧;桂衛(wèi)華;陽(yáng)春華;張躍;郭宇騫;劉波;孫堯;鐘志平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P21/00
• 分類號(hào): H02P21/00;H02P21/14;H02P25/02
• 代理公司: 中南大學(xué)專利中心 43200
• 代理人: 胡燕瑜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)的啟動(dòng)方法以及低頻轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償方法，具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及變頻空調(diào)壓縮機(jī)高效的軟啟動(dòng)方法以及壓縮機(jī)啟動(dòng)成功后的一種低頻轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

目前現(xiàn)有的變頻空調(diào)壓縮機(jī)啟動(dòng)方法中，壓縮機(jī)的啟動(dòng)方法通常是在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，給定壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子幅值一定、角度一定的空間電壓矢量，在強(qiáng)拉的作用力下雖然可成功啟動(dòng)，然而壓縮機(jī)一啟動(dòng)就給定這樣的電壓矢量對(duì)控制芯片來(lái)說(shuō)就相當(dāng)于接受到了一個(gè)脈沖電壓的沖擊，長(zhǎng)久運(yùn)行必將縮短控制器的使用壽命。

當(dāng)變頻空調(diào)啟動(dòng)成功后低頻運(yùn)行時(shí)，空調(diào)壓縮機(jī)在一個(gè)機(jī)械周期內(nèi)的吸氣、壓縮、排氣過(guò)程中負(fù)載力矩脈動(dòng)很大，低頻段運(yùn)行程序執(zhí)行周期長(zhǎng)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩由于積分作用導(dǎo)致壓縮機(jī)速度波動(dòng)很大。根據(jù)1kW變頻空調(diào)低頻運(yùn)行實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)行于10Hz時(shí)，在一個(gè)機(jī)械周期內(nèi)吸氣和壓縮這兩個(gè)過(guò)程中的頻率波動(dòng)達(dá)到了設(shè)定頻率的60%；當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)行于40Hz時(shí)，在一個(gè)機(jī)械周期內(nèi)吸氣和壓縮這兩個(gè)的過(guò)程中的頻率波動(dòng)僅為設(shè)定頻率的8%。壓縮機(jī)運(yùn)行頻率越低轉(zhuǎn)速波動(dòng)越大越難以穩(wěn)定運(yùn)行，因此，必須對(duì)變頻空調(diào)壓縮機(jī)低頻運(yùn)行時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。

目前變頻空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方案大多數(shù)為磁場(chǎng)定向控制，磁場(chǎng)定向控制的框圖如圖1所示，其原理為：將速度外環(huán)的誤差經(jīng)比例-積分(PI)運(yùn)算作為交軸電流的設(shè)定值，直軸電流設(shè)定值定為零，再將兩個(gè)電流環(huán)的誤差經(jīng)PI運(yùn)算作為直交軸電壓的設(shè)定值，直交軸電壓設(shè)定值經(jīng)數(shù)學(xué)變換后就可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）的計(jì)算，計(jì)算出新的三路占空比驅(qū)動(dòng)三相逆變器IGBT的開(kāi)關(guān)，最終實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的閉環(huán)矢量控制。在此基礎(chǔ)上絕大多數(shù)空調(diào)廠商均采用電流前饋查表補(bǔ)償?shù)姆椒▽?shí)現(xiàn)低頻轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)償，具體做法為通過(guò)查表法在磁場(chǎng)定向控制計(jì)算得到的交軸電流上疊加一個(gè)前饋分量完成低頻轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)償，該前饋分量分為幅值部分和角度部分，每一個(gè)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)固定的補(bǔ)償值，前饋查表法完全基于調(diào)試得到的特定的補(bǔ)償表，只能針對(duì)某一型號(hào)正常工況下的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，通用性不高，即使在同一臺(tái)空調(diào)上當(dāng)工作環(huán)境劇烈變化時(shí)該方法無(wú)法做出及時(shí)的調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決變頻空調(diào)壓縮機(jī)的軟啟動(dòng)和低頻轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的問(wèn)題，提出了解決變頻空調(diào)壓縮機(jī)啟動(dòng)及低頻轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償方法。具體方法包括：

一、變頻空調(diào)壓縮機(jī)的啟動(dòng)控制方法

所述變頻空調(diào)壓縮機(jī)的啟動(dòng)控制方法包括以下步驟：

Step1：變頻空調(diào)給定初始運(yùn)行頻率開(kāi)機(jī)后，壓縮機(jī)開(kāi)始以開(kāi)環(huán)狀態(tài)運(yùn)行，定義開(kāi)環(huán)運(yùn)行參數(shù)：電流自加最大時(shí)間T_imax(300ms<T_imax<700ms)，速度自加最大時(shí)間T_speedmax(1500ms<T_speedmax<2500ms)，并對(duì)開(kāi)環(huán)時(shí)間內(nèi)運(yùn)行的電流與速度進(jìn)行限幅，分別為I_max(數(shù)字量，5000<I_max<6000)與speed_max(1100rpm<speed_max<1300rpm)；

Step2：開(kāi)環(huán)啟動(dòng)要求在壓縮機(jī)啟動(dòng)的初始時(shí)刻，給定一定步長(zhǎng)Speed_inc的初始速度以及一定步長(zhǎng)I_inc的初始啟動(dòng)電流，Speed_inc與I_inc的計(jì)算式分別為：

Speed_inc=speed_max×Ks×pT_speedmax×n×60]]>

其中，p為驅(qū)動(dòng)電機(jī)極對(duì)數(shù)，n為采樣頻率(6kHz<n<20kHz)，K_s為無(wú)符號(hào)16位格式的調(diào)制系數(shù)；