[發(fā)明專利]一種無電解電容永磁同步電機空調(diào)驅(qū)動裝置的制動方法

有效

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• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111049459B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 霍軍亞;王高林;朱良紅;趙楠楠;徐殿國
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: H02P21/36
• 分類號: H02P21/36;H02P21/13;H02P21/18;H02P25/024;H02P27/08;H02P29/024
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

本發(fā)明公開了一種無電解電容永磁同步電機空調(diào)驅(qū)動裝置的制動方法。步驟1：采集電機三相電流；步驟2：采集電源電壓；步驟3：采集直流母線電壓；步驟4：計算速度偏差；步驟5：處于緊急保護區(qū)域和/或電機處于失速狀態(tài)時，控制系統(tǒng)進入耗能制動；未處于緊急保護區(qū)域，且電機未處于失速狀態(tài)，而電機相電流、電源電流、直流母線電壓任何一個處于非緊急保護區(qū)域時，控制系統(tǒng)為再生制動；步驟6：控制器以負轉(zhuǎn)矩制動。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動裝置全方位的保護，包括電機相電流過流保護、電源電流過流保護、直流母線電壓過壓保護、電機失速保護，提高系統(tǒng)可靠性，并實現(xiàn)節(jié)能。

技術領域

本發(fā)明屬于電機驅(qū)動技術領域；具體涉及一種無電解電容永磁同步電機空調(diào)驅(qū)動裝置的制動方法。

背景技術

隨著消費者對機電產(chǎn)品節(jié)能性要求的提升，效率更高的變頻電機驅(qū)動器得到了越來越廣泛的應用。常規(guī)變頻驅(qū)動器的直流母線電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)，逆變部分與輸入交流電壓相對獨立，從而使逆變部分的控制無需考慮輸入電壓的瞬時變化，便于控制方法的實現(xiàn)。然而，這種設計方法需要逆變器配備大容值的電解電容，使得驅(qū)動器體積變大，成本提升。此外，電解電容的壽命有限，其有效工作時間往往是驅(qū)動器壽命的瓶頸。

相關方案提出了以小容值的薄膜電容或陶瓷電容取代電解電容的策略，與常規(guī)的交直交驅(qū)動電路相比，省去了PFC部分，而且小型化的電容既能實現(xiàn)降成本，又能消除電解電容引起的使用壽命瓶頸。但是，由于直流母線電壓上的薄膜電容或陶瓷電容容值很小，通常只有常規(guī)高壓電解電容容值的1％-2％；直流母線電壓隨電源輸入電壓大幅度波動，母線電壓的波動將影響逆變輸出電壓，這對控制系統(tǒng)實時性和可靠性提出了更高要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動裝置全方位的保護，包括電機相電流過流保護、電源電流過流保護、直流母線電壓過壓保護、電機失速保護，提高系統(tǒng)可靠性，并實現(xiàn)節(jié)能。

本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種無電解電容永磁同步電機空調(diào)驅(qū)動裝置的制動方法，所述制動方法包括以下步驟：

步驟1：電機相電流檢測模塊采集電機U、V、W三相電流i_u、i_v、i_w，并計算三相電流最大值i_{uwv_max}，并根據(jù)i_{uvw_max}判定相電流處于正常區(qū)域、非緊急保護區(qū)域、緊急保護區(qū)域；

步驟2：電源電壓檢測模塊采集電源電壓u_in，并計算電源電壓有效值u_{in_rms}，通過電機功率計算輸入電流并根據(jù)u_{in_rms}判定輸入電流處于正常區(qū)域、非緊急保護區(qū)域、緊急保護區(qū)域；

步驟3：直流母線電壓檢測模塊采集直流母線電壓u_dc，并根據(jù)u_dc判定直流母線電壓處于正常區(qū)域、非緊急保護區(qū)域、緊急保護區(qū)域；

步驟4：電機速度估算模塊檢測模塊根據(jù)電壓指令u_α、u_β和電流指令i_α、i_β估算電機實際轉(zhuǎn)速并根據(jù)電機速度指令和實際轉(zhuǎn)速計算速度偏差并根據(jù)|Δω_e|判定電機狀態(tài)處于正常區(qū)域、失速區(qū)域；

步驟5：當電機相電流、電源電流和直流母線電壓中任何一個處于緊急保護區(qū)域和/或電機處于失速狀態(tài)時，控制系統(tǒng)進入耗能制動狀態(tài)：控制器輸出000矢量，或者控制器輸出111矢量，或者控制器以一定周期間隔交替輸出000矢量和111矢量，實現(xiàn)電機耗能快速制動；

當電機相電流、電源電流、直流母線電壓均未處于緊急保護區(qū)域，且電機未處于失速狀態(tài)，而電機相電流、電源電流、直流母線電壓任何一個處于非緊急保護區(qū)域時，控制系統(tǒng)進入再生制動狀態(tài)：電機輸出負轉(zhuǎn)矩，電機發(fā)電反饋到控制器，實現(xiàn)電機制動，同時實現(xiàn)能量節(jié)能回饋到母線儲能元件；