一种变载频变频控制方法及控制器技术

本发明专利技术公开一种变载频变频控制方法及控制器，所述方法应用于变频空调控制器中，所述控制器包括主控MCU、直流母线电路以及与其连接的三相逆变电路，三相逆变电路驱动压缩机工作，主控MCU产生PWM波驱动三相逆变电路工作，所述方法包括：检测压缩机相电流；在压缩机运行过程中，主控MCU根据压缩机相电流计算压缩机转子速度，并根据压缩机转子速度设定所述PWM波的载频，当压缩机转子速度较低时，设定较低的PWM波载频，当压缩机转子速度较高时，设定较高的PWM波载频。本发明专利技术实现了运行过程中PWM波载频的动态调整，从而实现了与压缩机驱动频率相适应的最佳载波控制。

【技术实现步骤摘要】
一种变载频变频控制方法及控制器
本专利技术涉及家用电器控制领域，更具体地，涉及一种变载频变频控制方法及控制器。
技术介绍
变频空调是在普通空调的基础上选用了变频专用压缩机，增加了变频控制系统。变频空调的主机是自动进行变速的，其可以根据室内情况自动提供所需的冷(热)量；当室内温度达到期望值后，空调主机则以能够准确保持这一温度的恒定速度运转，实现“不停机运转”，从而保证环境温度的稳定。在现有技术中，变频控制系统一般称为变频控制器。变频器通常为“交-直-交”电路结构的变频器，其工作原理为三相交流电通过整流电路得到直流电，再用电解电容滤波稳压，最后经逆变电路输出电压、频率可调的交流电驱动变频压缩机工作。一般变频空调器采用的变频控制器的PWM波载频是固定不变的，因此压缩机以较低的频率运行时，其单个电周期内的载波数量多，动态损耗和电磁(EMC)干扰较大；压缩机以较高的频率运行时，其单个电周期内的载波数量较少，导致采用PWM波进行脉宽调制时调制效果欠佳，产生较严重的因驱动不佳造成的高频振动。空调器制冷时压缩机运行频率较低，制热时压缩机运行频率较高，目前已有的一种载波控制方法是：制冷运行时采用较低的PWM波载频，制热运行时采用较高的PWM波载频，但都是在压缩机启动运行前就固定了PWM波载频了，在运行过程中不能进行PWM波载频调整，应用效果较差。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。本专利技术的首要目的是一种实现PWM波载频动态调整的变载频变频控制方法，实现与压缩机驱动频率相适应的最佳载波控制。本专利技术的进一步目的是提供一种实现变载频变频控制方法的控制器。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种变载频变频控制方法，所述方法应用于变频空调控制器中，所述控制器包括主控MCU、直流母线电路以及与其连接的三相逆变电路，三相逆变电路驱动压缩机工作，主控MCU产生PWM波驱动三相逆变电路工作，所述方法包括：检测压缩机相电流；在压缩机运行过程中，主控MCU根据压缩机相电流计算压缩机转子速度，并根据压缩机转子速度设定所述PWM波的载频，当压缩机转子速度较低时，设定较低的PWM波载频，当压缩机转子速度较高时，设定较高的PWM波载频。本专利技术变载频变频控制方法在运行过程中根据压缩机转子的速度设定PWM波载频，当压缩机转子速度较低时，设定较低的PWM波载频，当压缩机转子速度较高时，设定较高的PWM波载频，实现了运行过程中PWM波载频的动态调整，从而实现了与压缩机驱动频率相适应的最佳载波控制；在低频段采用较低的载频，降低了动态损耗与EMC干扰，在高频段采用较高的载频，实现了单个电机驱动电子周期内有较多的载波周期，达到较佳的驱动PWM波调制效果，减低高频运行时由驱动产生的机械振动。在一种优选的方案，所述压缩机转子速度分为n个区间，n为正整数，主控MCU根据压缩机转子速度所处的区间设定PWM波载频。在一种优选的方案，所述计算压缩机转子速度的具体方法为：检测压缩机两相电流iu、iv，利用三相电流的矢量和为零的关系，计算第三相电流iw；根据三相电流iu、iv、iw估算得到压缩机转子位置θe，压缩机转子位置θe经过求导后得到压缩机转子速度ωe。在一种优选的方案，所述方法还包括计算所述PWM波的占空比，具体方法包括以下步骤：S1：将三相电流iu、iv、iw结合转子位置θe，经过坐标变换后得到旋转d_q坐标系中的d轴上的电流值id、q轴上的电流值iq；S2：压缩机转子速度ωe与其预设的参考命令值ωref的差值经过一个滞环PI控制环节，得到q轴电流的参考命令值iqref；id与其预设的参考命令值idref的差值经过一个滞环PI控制环节，得到d轴电流控制命令值id1；iq与其预设的参考命令值iqref的差值经过一个滞环PI控制环节，得到q轴电流控制命令值iq1；S3：检测直流母线电压值Vp，根据id1、iq1、θe及Vp得到由d_q旋转坐标轴到定子α_β坐标轴的变换，得到iα、iβ矢量，并进一步通过计算得到所需的PWM波占空比。在一种优选的方案，所述方法还包括：根据压缩机转子速度ωe和预设的ωe、id、iq滞环PI控制的系数库，对ωe、id、iq滞环PI控制的系数进行设定。在一种优选的方案，所述预设的ωe、id、iq滞环PI控制的系数库将位于不同区间的压缩机转子速度对应不同组的ωe、id、iq滞环PI控制的系数。一种变载频变频控制器，包括主控MCU、直流母线电路以及与其连接的三相逆变电路，三相逆变电路驱动压缩机，主控MCU包括：压缩机转子速度计算单元、PWM波载频设定单元、PWM发生器、逆变驱动单元，压缩机转子速度计算单元检测压缩机三相电流并根据压缩机三相电流计算压缩机转子速度并输出到PWM波载频设定单元，PWM波载频设定单元根据压缩机转子速度设定PWM波载频并输出到PWM发生器，PWM发生器根据PWM波载频产生PWM波并传输到逆变驱动单元，逆变驱动单元驱动三相逆变电路。本专利技术变载频变频控制器是实现上述变载频变频控制装置，本专利技术变载频变频控制器与上述方法结合，即可实现与压缩机驱动频率相适应的最佳载波控制。在一种优选的方案，所述主控MCU还包括PWM占空比计算单元，PWM占空比计算单元连接直流母线电压检测单元、压缩机相电流检测单元、压缩机转子速度计算单元和PWM发生器，PWM占空比计算单元根据相电流、压缩机转子速度、压缩机转子速度参考命令值、d轴电流参考命令值、q轴电流参考命令值、直流母线电压计算PWM占空比并输出到PWM发生器，PWM发生器根据PWM占空比和PWM波载频产生PWM波。在一种优选的方案，所述压缩机转子速度分为n个区间，n为正整数，PWM波载频设定单元根据压缩机转子速度所处的区间设定所述PWM波的载频。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术变载频变频控制方法在运行过程中根据压缩机转子的速度设定PWM波载频，当压缩机转子速度较低时，设定较低的PWM波载频，当压缩机转子速度较高时，设定较高的PWM波载频，实现了运行过程中PWM波载频的动态调整，从而实现了与压缩机驱动频率相适应的最佳载波控制；本专利技术变载频变频控制方法在低频段采用较低的载频，降低了动态损耗与EMC干扰，在高频段采用较高的载频，实现了单个电机驱动电子周期内有较多的载波周期，达到较佳的驱动PWM波调制效果，减低高频运行时由驱动产生的机械振动；本专利技术变载频变频控制器是实现上述变载频变频控制装置，本专利技术变载频变频控制器与上述方法结合，即可实现与压缩机驱动频率相适应的最佳载波控制。附图说明图1为本专利技术变载频变频控制器结构图。11、PWM发生器；12、逆变驱动单元；13、PWM波载频设定单元；14、Kp、Ki系数库14；15、速度/位置估算单元。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。实施例1一种变载频变频控制方法，所述方法应用于变频空调控制器中，所述控制器包括主控MCU、直流母线电路以及与其连接的三相逆变电路，三相逆变电路驱动压缩机工作，主控MCU产生PWM波驱动三相逆变电路工作，所述方法包括：检测压缩机相电流；在压缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变载频变频控制方法，所述方法应用于变频空调控制器中，所述控制器包括主控MCU、直流母线电路以及与其连接的三相逆变电路，三相逆变电路驱动压缩机工作，，主控MCU产生PWM波驱动三相逆变电路工作，其特征在于，所述方法包括： 检测压缩机相电流； 在压缩机运行过程中，主控MCU根据压缩机相电流计算压缩机转子速度，并根据压缩机转子速度设定所述PWM波的载频，当压缩机转子速度较低时，设定较低的PWM波载频，当压缩机转子速度较高时，设定较高的PWM波载频。

【技术特征摘要】
1.一种变载频变频控制方法，所述方法应用于变频空调控制器中，所述控制器包括主控MCU、直流母线电路以及与其连接的三相逆变电路，三相逆变电路驱动压缩机工作，主控MCU产生PWM波驱动三相逆变电路工作，其特征在于，所述方法包括：检测压缩机相电流；在压缩机运行过程中，主控MCU根据压缩机相电流计算压缩机转子速度，并根据压缩机转子速度设定所述PWM波的载频，当压缩机转子速度较低时，设定较低的PWM波载频，当压缩机转子速度较高时，设定较高的PWM波载频；所述压缩机转子速度分为n个区间，n为正整数，主控MCU根据压缩机转子速度所处的区间设定PWM波载频。2.根据权利要求1所述的变载频变频控制方法，其特征在于，所述计算压缩机转子速度的具体方法为：检测压缩机两相电流iu、iv，利用三相电流的矢量和为零的关系，计算第三相电流iw；根据三相电流iu、iv、iw估算得到压缩机转子位置θe，压缩机转子位置θe经过求导后得到压缩机转子速度ωe。3.根据权利要求2所述的变载频变频控制方法，其特征在于，所述方法还包括计算所述PWM波的占空比，具体方法包括以下步骤：S1：将三相电流iu、iv、iw结合转子位置θe，经过坐标变换后得到旋转d_q坐标系中的d轴上的电流值id、q轴上的电流值iq；S2：压缩机转子速度ωe与其预设的参考命令值ωref的差值经过一个滞环PI控制环节，得到q轴电流的参考命令值iqref；id与其预设的参考命令值idref的差值经过一个滞环PI控制环节，得到d轴电流控制命令值id1；iq与其预设的参考命令值iqref的差值经过一个滞环PI控制环节，得到q轴电流控制命令值iq1；S3：检测直流母线电压值Vp，根据id1、iq1、θe及Vp得到由d_q旋转坐标轴到...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，
申请(专利权)人：海信科龙电器股份有限公司，广东科龙空调器有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44