[實用新型]一種變頻空調及其基于Z源變換器的電機控制系統

有效

• 申請號: 201320639312.8
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN203554355U
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 任和;鄭緒成
• 申請（專利權）人: 廣東美的制冷設備有限公司
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06;H02M5/42;H02M3/10;H02M3/06
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本實用新型屬于變頻空調技術領域，尤其涉及一種變頻空調及其基于Z源變換器的電機控制系統。

背景技術

在傳統的變頻空調中，所使用的PFC（Power?Factor?Correction，功率因數校正）電路是采用BOOST電路拓撲結構實現的，在實現PFC時，BOOST電路中的開關管存在導通損耗和開關損耗，進而降低了變換效率，同時BOOST電路中的開關管還存在過流和過溫損壞的可能性，從而導致變頻空調的工作可靠性較差；再者，由逆變器控制的壓縮機的電機或直流風機的電機是變頻空調的主要部件，而逆變器會因控制失誤或電磁干擾等原因導致其內部上下橋臂的開關管出現直通而發生損壞，進而導致變頻空調系統發生損壞。

為避免逆變器內部的開關管發生直通，現有技術采用設置死區時間的方式控制上下橋臂開關器件不在同一時間導通。但是，對逆變器中的上下橋臂開關器件設置死區時間又會影響輸出電流波形的質量，從而導致逆變器的輸出電流諧波畸變惡化、電機的轉矩波動大以及噪音大，且進一步影響變頻空調的工作穩定性和可靠性。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種基于Z源變換器的電機控制系統，旨在解決現有技術所存在的導致逆變器出現輸出電流諧波失真、電機的轉矩波動大以及噪音大的問題。

本實用新型是這樣實現的，一種基于Z源變換器的電機控制系統，與電機連接，包括控制單元，所述控制單元與變頻空調的室內機連接；

所述電機控制系統還包括：

軟啟動電路、整流電路、Z源變換器、開關管、濾波電路以及逆變器；

所述軟啟動電路的輸入端和輸出端分別連接電網的火線端和所述整流電路的正輸入端，所述軟啟動電路的第一控制端和第二控制端連接所述控制單元，所述整流電路的負輸入端連接所述電網的零線端，所述整流電路的正輸出端連接所述Z源變換器的正輸入端，所述整流電路的負輸出端與所述Z源變換器的負輸入端連接，所述Z源變換器的正輸出端同時連接所述開關管的輸入端和所述濾波電路的輸入端，所述濾波電路的正輸出端連接所述逆變器的正輸入端，所述Z源變換器的負輸出端同時連接所述開關管的輸出端、所述濾波電路的負輸出端以及所述逆變器的負輸入端，所述開關管的控制端和所述逆變器的多個控制端均與所述控制單元連接，所述逆變器的U相輸出端、V相輸出端及W相輸出端連接所述電機，所述逆變器包含有上橋臂開關管和下橋臂開關管。

本實用新型的另一目的還在于提供一種變頻空調，所述變頻空調包括室內機、電機以及上述基于Z源變換器的電機控制系統。

本實用新型通過采用包括軟啟動電路、整流電路、Z源變換器、開關管、濾波電路以及逆變器的基于Z源變換器的電機控制系統，由軟啟動電路對變頻空調在啟動時所產生的電涌進行抑制以防止整流電路和Z源變換器因瞬間過流而導致供電開關跳閘和器件過流損壞，保證了系統的工作安全性，由Z源變換器、開關管及濾波電路構成的電路拓撲保證開關管的導通占空比小于0.5時能夠提高升壓能力，且開關管的截止時間長，有利于散熱，同時通過逆變器驅動電機運轉，且由控制單元控制逆變器對Z源變換器實現寬范圍調壓控制和功率因數校正控制，從而允許逆變器的上下橋臂開關管出現直通現象，提高了逆變器的工作安全性，消除了死區時間的設置對逆變器的輸出電流諧波的影響，且減小了電機的轉矩波動和降低了電機的噪音。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例所提供的基于Z源變換器的電機控制系統的模塊結構圖；

圖2是本實用新型一實施例提供的基于Z源變換器的變頻空調系統的示例電路結構圖；

圖3是本實用新型另一實施例提供的基于Z源變換器的變頻空調系統的示例電路結構圖；

圖4是本實用新型實施例所提供的基于Z源變換器的電機控制系統所涉及的Z源變換器衍生電路的電路結構圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

以下以在變頻空調中的應用為例對本實用新型實施例提供的基于Z源變換器的電機控制系統進行詳細說明：

變頻空調包括室內機、電機以及基于Z源變換器的電機控制系統，其中，電機可以是室外機中的壓縮機電機或者直流風機電機。

圖1示出了本實用新型實施例所提供的基于Z源變換器的電機控制系統的模塊結構，為了便于說明，僅示出了與本實用新型相關的部分，詳述如下：