[發明專利]母線電容小型化壓縮機驅動控制方法

有效

• 申請號: 202110355389.1
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113067483B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 朱良紅;霍軍亞;王高林;趙楠楠;張國強;徐殿國
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M7/5387;H02M1/088;H02M1/14;H02M1/42;H02P4/00
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 楊曉輝

一種母線電容小型化電機驅動控制方法，屬于電機驅動技術領域。本發明針對現有空調壓縮機的驅動方法中，母線電容上兩倍電網頻率的紋波電流造成母線電容容量需求增加的問題。包括：采用整流單元對交流電源的電源電壓進行全波整流，整流后輸入電壓通過功率因數矯正電路進行母線電壓提升和功率因數矯正，并通過母線電容使母線電壓保持為相對穩定的直流母線電壓，然后采用逆變橋單元實現直流母線電壓到交流電壓的逆變，最后輸出交流電壓驅動壓縮機；采集電源電壓、直流母線電壓和壓縮機三相電流，通過控制器進行計算獲得功率因數矯正電路控制信號和逆變橋單元控制信號，實現轉矩電流波形的調整，使母線電容的紋波電流減小。本發明可實現母線電容小型化。

技術領域

本發明涉及母線電容小型化壓縮機驅動控制方法，屬于電機驅動技術領域。

背景技術

家用空調的輸入為交流電網，電網電壓頻率為50Hz或60Hz。交流電壓通過整流和功率因數矯正電路(PFC)控制后成為直流電；在直流側通過大容量的電解電容穩定直流電壓，然后通過逆變橋給空調壓縮機供電。由于電網電壓為交流電，電網側電流在PFC的作用下，成為與交流電壓同步的交流電，這導致交流輸入功率大幅波動，波動頻率為兩倍電網電壓頻率。

現有空調壓縮機的驅動方法中，交流輸入功率大幅波動，波動頻率為兩倍電網電壓頻率，而壓縮機輸出功率基本維持恒定，導致母線電解電容上有兩倍電網頻率的紋波電流，該紋波電流使母線電解電容發熱，造成母線電容的容量需求增加，因而增加了系統成本。

發明內容

針對現有空調壓縮機的驅動方法中，母線電解電容上兩倍電網頻率的紋波電流造成母線電容容量需求增加的問題，本發明提供一種母線電容小型化壓縮機驅動控制方法。

本發明的一種母線電容小型化壓縮機驅動控制方法，包括，

采用整流單元對交流電源的電源電壓進行全波整流，整流后輸入電壓通過功率因數矯正電路進行母線電壓提升和功率因數矯正，并通過母線電容使母線電壓保持為相對穩定的直流母線電壓，然后采用逆變橋單元實現直流母線電壓到交流電壓的逆變，最后輸出交流電壓驅動壓縮機；

采集電源電壓、直流母線電壓和壓縮機三相電流，通過控制器進行計算獲得功率因數矯正電路控制信號和逆變橋單元控制信號，從而實現轉矩電流波形的調整，使母線電容的紋波電流減小。

根據本發明的母線電容小型化壓縮機驅動控制方法，獲得逆變橋單元控制信號的方法包括：

根據采集的電源電壓相位，獲得轉矩波形函數：

w_f＝1+K*(sin²(ω_gt)-0.5)，

式中w_f為轉矩波形調節量；K為補償系數，在0-2之間，0表示完全不補償，2表示充分補償；ω_g為電源電壓角速度，t為時間。

根據本發明的母線電容小型化壓縮機驅動控制方法，所述轉矩波形函數的獲得方法包括：

設定注入轉矩波形調節量前母線輸出電流為I_cout，注入轉矩波形調節量后目標母線輸出電流為I’_cout：

I’_cout＝2*I_cout*sin²(ω_gt)，

目標母線輸出電流I’_cout跟隨母線輸入電流波動；

引入補償系數K控制目標母線輸出電流I’_cout的波動：

I’_cout＝I_cout*[1+K*(sin²(ω_gt)-0.5)]，