电容运行式单相感应电机的调速方法和调速装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电容运行式单相感应电机的调速方法，该调速方法包括以下步骤：根据空间电压矢量计算过调制的调制度分界点，并以调制度分界点确定过调制区间；根据调制度所处的过调制区间计算空间电压矢量的幅值以及调制度对应的切换角度；根据切换角度将空间电压矢量的幅值分解至两相静止参考坐标系以获得两相电压；以及根据两相电压输出调制信号对三相逆变器进行控制以调节单相感应电机的转速。本发明专利技术的电容运行式单相感应电机的调速方法，可以实现电容运行式单相感应电机的变频调速，可以达到全范围调制度输出，转速更加接近给定转速。本发明专利技术还公开了一种电容运行式单相感应电机的调速装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电器
，尤其涉及一种电容运行式单相感应电机的调速方法和调速装置。
技术介绍
单相感应电机的定子包括主绕组和副绕组即启动绕组，转子为笼型。单相感应电机运行主要包括电容启动式和电容运行式，电容运行式单相感应电机的连接电路如图1所示，电容运行式单相感应电机M的结构简单，由绕组W1'和绕组W2'组成，移相电容C'将绕组W2'的电流I2超前绕组W1'的电流I1有90度(电角度)，使得绕组W1'和绕组W2'在空间中形成旋转磁场F，如图2所示，电容运行式单相感应电机M变频调速主要是改变旋转磁场F的旋转速度ω'，调速方法主要有：1、单相H桥模式：连接电路图如图3所示，在此模式下，单相感应电机M的电压峰值最高为Udc/2，电压利用率低。2、单相空间矢量调试SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制)模式:其空间电压矢量分布如图4所示，在此模式下，如图4中内切圆为最大调制度，其半径为0.707，最大调制度只能达到0.707，不可以进行全范围调制。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种电容运行式单相感应电机的调速方法，该调速方法可以实现电容运行式单相感应电机的变频调速，可以达到全范围调制度输出，转速更加接近给定转速。本专利技术的另一方面实施例提出一种电容运行式单相感应电机的调速装置。r>为达到上述目的，本专利技术的一方面实施例提出一种电容运行式单相感应电机的调速方法，所述单相感应电机的第一绕组和第二绕组分别与三相逆变器连接，所述三相逆变器包括三个输出端，其中，所述第一绕组连接在所述三个输出端中的任意两个输出端之间，所述第二绕组连接在所述三个输出端中除去连接所述第一绕组的两个输出端后剩余的输出端与连接所述第一绕组的两个输出端中的任一输出端之间，所述调速方法包括以下步骤：根据空间电压矢量计算过调制的调制度分界点，并以所述调制度分界点确定过调制区间；根据调制度所处的过调制区间计算空间电压矢量的幅值以及所述调制度对应的切换角度；根据所述切换角度将所述空间电压矢量的幅值分解至两相静止参考坐标系以获得两相电压；以及根据所述两相电压输出调制信号对所述三相逆变器进行控制以调节所述单相感应电机的转速。根据本专利技术实施例的电容运行式单相感应电机的调速方法，通过过调制处理，实现电容运行式单相感应电机的变频调速，可以全范围调制度输出，可以使得单相感应电机的转速更加接近给定转速。其中，在本专利技术的一些实施例中，所述过调制区间包括第一过调制区间和第二过调制区间，所述第一过调制区间的调制度为0.707<M≤0.7989，所述第二过调制区间的调制度为0.7989<M≤1.128，其中，M为调制度。具体地，在所述调制度处于所述第一过调制区间时，在第一扇区按照以下公式计算所述空间电压矢量的幅值以及所述调制度对应的切换角度：f(M,α)=α*M2,θ∈(-α,α]12tan(π4-α),θ∈(α,π2-α)---(1)]]>πM2=4αM2+2tan(π4-α)---(2)]]>其中，f(M,α)为所述空间电压矢量的幅值，M为调制度，α为所述切换角度，θ为所述空间电压矢量的空间角度。另外，在所述调制度处于所述第二过调制区间时，在第一扇区按照以下公式计算所述空间电压矢量的幅值以及所述调制度对应的切换角度：f(M,α)=tanα,θ∈(α,α]12tan(π4-α),θ∈(α,π2-α)---(3)]]>πM2=4tanα+2tan(π4-α)---(4)]]>其中，f(M,α)为所述空间电压矢量的幅值，M为调制度，α为所述切换角度，θ为所述空间电压矢量的空间角度。具体地，所述空间电压矢量处于第一扇区时，根据所述切换角度将所述空间电压矢量的幅值分解至两相静止参考坐标系以获得两相电压，具体包括：在所述调制度处于所述第一过调制区时，按照以下公式将所述空间电压矢量的幅值分解至两相静止参考坐标系以获得两相电压：ua=MCOSθ,θ∈(α,α]COSθ2COS(π4-θ),θ∈(α,π2-α)---(5),]]>ub=Msinθ,θ∈(α,α]sinθ2COS(π4-θ),θ∈(α,π2-α)---(6),]]>其中，ua为两相静止参考坐标系(a，b)中的a轴的电压，ub为b轴的电压，α为所述调制度对应的切换角度，θ为所述空间电压矢量的空间角度。在所述调制度处于所述第二过调制区时，按照以下公式将所述空间电压矢量的幅值分解至两相静止参考坐标系以获得两相电压：ua=1,θ∈(α,α]COSθ2COS(π4-θ),θ∈(α,π2-α)---(7),]]>ub=0,θ∈(α,α]sinθ2COS(π4-θ),θ∈(α,π2-α)---(8),]]>其中，ua为两相静止参考坐标系(a，b)中的a轴的电压，ub为b轴的电压，α为所述调制度对应的切换角度，θ为所述空间电压矢量的空间角度。进一步地，所述根据所述两相静止电压输出调制信号对所述三相逆变器进行控制以调节所述单相感应电机的转速，具体包括：根据所述两相电压输出两相正余弦PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号对所述三相逆变器进行控制以调节所述单相感应电机的转速。为达到上述目的，本专利技术的另一方面实施例提出一种电容运行式单相感应电机的调速装置，该调速装置包括：三相逆变器，所述三相逆变器包括三个输出端，其中，单相感应电机的第一绕组连接在所述三个输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容运行式单相感应电机的调速方法，其特征在于，所述单相感应电机的第一绕组和第二绕组分别与三相逆变器连接，所述三相逆变器包括三个输出端，其中，所述第一绕组连接在所述三个输出端中的任意两个输出端之间，所述第二绕组连接在所述三个输出端中除去连接所述第一绕组的两个输出端后剩余的输出端与连接所述第一绕组的两个输出端中的任一输出端之间，所述调速方法包括以下步骤：根据空间电压矢量计算过调制的调制度分界点，并以所述调制度分界点确定过调制区间；根据调制度所处的过调制区间计算空间电压矢量的幅值以及所述调制度对应的切换角度；根据所述切换角度将所述空间电压矢量的幅值分解至两相静止参考坐标系以获得两相电压；以及根据所述两相电压输出调制信号对所述三相逆变器进行控制以调节所述单相感应电机的转速。

【技术特征摘要】
1.一种电容运行式单相感应电机的调速方法，其特征在于，所述单相感应电机的第一
绕组和第二绕组分别与三相逆变器连接，所述三相逆变器包括三个输出端，其中，所述第
一绕组连接在所述三个输出端中的任意两个输出端之间，所述第二绕组连接在所述三个输
出端中除去连接所述第一绕组的两个输出端后剩余的输出端与连接所述第一绕组的两个输
出端中的任一输出端之间，所述调速方法包括以下步骤：
根据空间电压矢量计算过调制的调制度分界点，并以所述调制度分界点确定过调制区
间；
根据调制度所处的过调制区间计算空间电压矢量的幅值以及所述调制度对应的切换角
度；
根据所述切换角度将所述空间电压矢量的幅值分解至两相静止参考坐标系以获得两相
电压；以及
根据所述两相电压输出调制信号对所述三相逆变器进行控制以调节所述单相感应电机
的转速。
2.如权利要求1所述的电容运行式单相感应电机的调速方法，其特征在于，所述过调
制区间包括第一过调制区间和第二过调制区间，所述第一过调制区间的调制度为
0.707<M≤0.7989，所述第二过调制区间的调制度为0.7989<M≤1.128，其中，M为调
制度。
3.如权利要求2所述的电容运行式单相感应电机的调速方法，其特征在于，在所述调
制度处于所述第一过调制区间时，在第一扇区按照以下公式计算所述空间电压矢量的幅值
以及所述调制度对应的切换角度：
f(M,α)=α*M2,θ∈(-α,α]12tan(π4-α),θ∈(α,π2-α)---(1)]]>πM2=4αM2+2tan(π4-α)---(2)]]>其中，f(M,α)为所述空间电压矢量的幅值，M为调制度，α为所述切换角度，θ为
所述空间电压矢量的空间角度。
4.如权利要求2所述的电容运行式单相感应电机的调速方法，其特征在于，在第一扇
区内，在所述调制度处于所述第二过调制区间时，按照以下公式计算所述空间电压矢量的
幅值以及所述调制度对应的切换角度：
f(M,α)=tanα,θ∈(α,α]12tan(π4-α),θ∈(α,π2-α)---(3)]]>πM2=4tanα+2tan(π4-α)---(4)]]>其中，f(M,α)为所述空间电压矢量的幅值，M为调制度，α为所述切换角度，θ为
所述空间电压矢量的空间角度。
5.如权利要求2所述的电容运行式单相感应电机的调速方法，其特征在于，所述空间
电压矢量处于第一扇区时，根据所述切换角度将所述空间电压矢量的幅值分解至两相静止
参考坐标系以获得两相电压，具体包括：
在所述调制度处于所述第一过调制区时，按照以下公式将所述空间电压矢量的幅值分
解至两相静止参考坐标系以获得两相电压：
ua=MCOSθ,θ∈(α,α]COSθ2COS(π4-θ),θ∈(α,π2-α)---(5),]]>ub=Msinθ,θ∈(α,α]sinθ2COS(π4-θ),θ∈(α,π2-α)---(6),]]>其中，ua为两相静止参考坐标系(a，b)中的a轴的电压，ub为b轴的电压，α为所述
调制度对应的切换角度，θ为所述空间电压矢量的空间角度。
6.如权利要求5所述的电容运行式单相感应电机的调速方法，其特征在于，还包括：
在所述调制度处于所述第二过调制区时，按照以下公式将所述空间电压矢量的幅值分解至
两相静止参考坐标系以获得两相电压：
ua=1,θ&Element...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鑫，万翔，严励，陈朝晖，车玉明，
申请(专利权)人：广东美的环境电器制造有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44