永磁同步电机的预加热系统、方法及压缩机技术方案

本发明专利技术实施例提供一种永磁同步电机的预加热系统、方法及压缩机，属于永磁电机预加热领域。该永磁同步电机包含永磁体和绕组线圈，永磁同步电机的预加热系统包括：直流电源，用于为永磁同步电机的预加热系统供电；逆变器，连接至绕组线圈；空间矢量脉宽控制器，该空间矢量脉宽控制器的输入端连接至直流电源以及该空间矢量脉宽控制器的输出端连接至逆变器，用于输出脉冲宽度调制信号以控制逆变器，其中，逆变器用于基于脉冲宽度控制信号输出高频三相交流电压至绕组线圈，以在高频三相交流电压的作用下预加热绕组线圈和永磁体。使得在预热的过程中既产生了铜损也产生了丰富可观的杂散损耗，由此实现均匀、高效且快速地预热电机。

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机的预加热系统、方法及压缩机
本专利技术涉及永磁电机预加热领域，具体地涉及一种永磁同步电机的预加热系统、方法及压缩机。
技术介绍
目前，有的空调散热风机和压缩机的电机为无位置传感器的永磁同步电机，无位置传感器永磁同步电机在低温环境下长期放置后，由于机油粘度很大，可能会导致电机绕组线圈处于低温冻结状态以及绕组参数的变化。并且由于同步电机在起动前，转子位置是未知的，需要根据其绕组参数对转子位置进行估算，如果绕组参数出现变化和转子位置不确定时，开机后若强行启动电机，容易检测不到转子位置，导致出现启动失败，甚至损坏电机。现有技术中对于永磁同步电机的预加热一般有两种解决方案，其中第一种解决方案是：在压缩机壳体绑电加热带或保温装置以维持温度在可启动温度范围；但是，这样预热的技术方案的实施既有成本增加又有可靠性下降的缺点。第二种解决方案是：向电机绕组注入直流电以进行预热，其利用的是压缩机的铜损进行加热；但是这样预热的技术方案容易导致绕组的预热不均匀且预热效率低下。需要说明的是，以上技术问题是本申请专利技术人在实现本专利技术的过程中发现的。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种永磁同步电机的预加热系统、方法及压缩机，用以至少解决现有技术中永磁同步电机的预热可靠性差、预热效率低下的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例一方面提供一种永磁同步电机的预加热系统，该永磁同步电机包含永磁体和绕组线圈，所述永磁同步电机的预加热系统包括：直流电源；逆变器，连接至所述绕组线圈；空间矢量脉宽控制器，该空间矢量脉宽控制器的输入端连接至所述直流电源以及该空间矢量脉宽控制器的输出端连接至所述逆变器，用于输出脉冲宽度调制信号以控制所述逆变器，其中，所述逆变器用于基于所述脉冲宽度控制信号输出高频三相交流电压至所述绕组线圈，以在所述高频三相交流电压的作用下预加热所述绕组线圈和所述永磁体。优选地，所述永磁同步电机的预加热系统还包括：克拉克变换器，连接至所述空间矢量脉宽控制器的输入端，用于向所述空间矢量脉宽控制器输入α分量电压和β分量电压，其中所述α分量电压和所述β分量电压中的至少一者为高频电压。优选地，所述永磁同步电机的预加热系统还包括：帕克变换器，输入端连接至所述空间矢量脉宽控制器和所述绕组线圈之间以引出三相反馈电流，用于基于所述三相反馈电流来输出第一d分量电流和第一q分量电流；以及PI调节器，其输入端连接至所述帕克变换器的输出端以接收所述第一d分量电流和所述第一q分量电流，且所述PI调节器的输入端还用于接入d轴方向和/或q轴方向上的高频参考信号电流来补偿所述第一d分量电流和/或第一q分量电流，以使得所述PI调节器输出其中至少一者为高频电压的第一d分量电压和第一q分量电压；其中，所述PI调节器的输出端连接至所述克拉克变换器的输入端，以使得所述克拉克变换器基于所述第一d分量电压和所述第一q分量电压输出所述α分量电压和所述β分量电压。优选地，所述高频参考信号电流包括用于接入所述第一d分量电流的d分量高频参考信号电流Idref、和/或用于接入所述第一q分量电流的q分量高频参考信号电流Iqref；以及该Idref和Iqref满足Iqref＝A×sin(ft)+B×sin(nft)+C和/或Idref＝A×sin(ft)+B×sin(nft)+C，其中f表示基波电流频率且f≤10Hz，n为高次谐波电流的倍频次数且n≥6，A为基波电流幅值，B为高次谐波电流幅值，其中B＜A，C为恒值。优选地，所述永磁体为铁氧体永磁体。本专利技术实施例另一方面还提供一种永磁同步电机的预加热方法，该永磁同步电机包含永磁体和绕组线圈，所述绕组线圈与逆变器的输出端相连接、该逆变器的输入端与空间矢量脉宽控制器的输出端相连接、以及该空间矢量脉宽控制器的输入端与直流电源相连接；所述永磁同步电机的预加热方法包括：启动所述直流电源；控制所述空间矢量脉宽控制器输出脉冲宽度调制信号至所述逆变器；基于所述脉冲宽度控制信号所述逆变器输出高频三相交流电压至所述绕组线圈，以在所述高频交流电压的作用下预加热所述绕组线圈和所述永磁体。优选地，所述控制所述空间矢量脉宽控制器输出脉冲宽度信号至所述逆变器包括：在所述空间矢量脉宽控制器的输入端还接入由克拉克变换器所输出的α分量电压和β分量电压，其中所述α分量电压和所述β分量电压中的至少一者为高频电压。优选地，所述方法还包括：将从在所述空间矢量脉宽控制器和所述绕组线圈之间引出三相反馈电流并将其输入至帕克变换器；基于所述三相反馈电流的输入，所述帕克变换器输出第一d分量电流和第一q分量电流；将所述第一d分量电流和所述第一q分量电流连接至所述PI调节器，以及将d轴方向和/或q轴方向上的高频参考信号电流接入所述PI调节器以补偿所述第一d分量电流和/或第一q分量电流，使得所述PI调节器输出其中至少一者为高频电压的第一d分量电压和第一q分量电压；将所述第一d分量电压和所述第一q分量电压引出并输入至所述克拉克变换器，以使得所述克拉克变换器输出所述α分量电压和所述β分量电压。优选地，所述高频参考信号电流包括用于接入所述第一d分量电流的d分量高频参考信号电流Idref、和/或用于接入所述第一q分量电流的q分量高频参考信号电流Iqref；以及该Idref和Iqref满足Iqref＝A×sin(ft)+B×sin(nft)+C和/或Idref＝A×sin(ft)+B×sin(nft)+C，其中f表示基波电流频率且f≤10Hz，n为高次谐波电流的倍频次数且n≥6，A为基波电流幅值，B为高次谐波电流幅值，其中B＜A，C为恒值。优选地，所述永磁体为铁氧体永磁体。本专利技术实施例又一方面提供一种压缩机，包括：永磁同步电机；以及上述的永磁同步电机的预加热系统。在上述技术方案中，通过由空间矢量脉宽控制器的输入端连接直流电源和逆变器，以及将逆变器与电机线圈绕组相连；使得当需要为该永磁同步电机预加热时，由该空间矢量脉宽控制器输出脉冲宽度调制信号以控制所述逆变器输出高频三相交流电压，使得所述绕组线圈和所述永磁体可以在高频三相交流电压的作用下而运动做功，在预热的过程中既产生了铜损也产生了丰富可观的杂散损耗，由此实现均匀、高效且快速地预热电机。本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施例，但并不构成对本专利技术实施例的限制。在附图中：图1示出的是本专利技术一实施例的永磁同步电机的预加热系统的结构示意图；图2示出的是本专利技术另一实施例的永磁同步电机的预加热系统的结构示意图；图3示出的是应用本专利技术一实施例的永磁同步电机的预加热系统的电机相电流的波形图；图4示出的是本专利技术一实施例的永磁同步电机的预加热方法的流程示意图；图5示出的是本专利技术另一实施例的永磁同步电机的预加热方法的流程示意图；图6示出的是本专利技术一实施例的压缩机的结构示意图。附图标记说明10预加热系统20永磁同步电动机101直流电源102空间矢量脉宽控制器103逆变器201永磁体202绕组线圈107克拉克变换器104帕克变换器105高频参考信号发生器106PI调节器50压缩机具体实施方式以下结合附图对本专利技术实施例的具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步电机的预加热系统，该永磁同步电机包含永磁体和绕组线圈，其特征在于，所述永磁同步电机的预加热系统包括：直流电源；逆变器，连接至所述绕组线圈；空间矢量脉宽控制器，该空间矢量脉宽控制器的输入端连接至所述直流电源以及该空间矢量脉宽控制器的输出端连接至所述逆变器，用于输出脉冲宽度调制信号以控制所述逆变器，其中，所述逆变器用于基于所述脉冲宽度控制信号输出高频三相交流电压至所述绕组线圈，以在所述高频三相交流电压的作用下预加热所述绕组线圈和所述永磁体。

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机的预加热系统，该永磁同步电机包含永磁体和绕组线圈，其特征在于，所述永磁同步电机的预加热系统包括：直流电源；逆变器，连接至所述绕组线圈；空间矢量脉宽控制器，该空间矢量脉宽控制器的输入端连接至所述直流电源以及该空间矢量脉宽控制器的输出端连接至所述逆变器，用于输出脉冲宽度调制信号以控制所述逆变器，其中，所述逆变器用于基于所述脉冲宽度控制信号输出高频三相交流电压至所述绕组线圈，以在所述高频三相交流电压的作用下预加热所述绕组线圈和所述永磁体。2.根据权利要求1所述的永磁同步电机的预加热系统，其特征在于，还包括：克拉克变换器，连接至所述空间矢量脉宽控制器的输入端，用于向所述空间矢量脉宽控制器输入α分量电压和β分量电压，其中所述α分量电压和所述β分量电压中的至少一者为高频电压。3.根据权利要求2所述的永磁同步电机的预加热系统，其特征在于，还包括：帕克变换器，输入端连接至所述空间矢量脉宽控制器和所述绕组线圈之间以引出三相反馈电流，用于基于所述三相反馈电流来输出第一d分量电流和第一q分量电流；以及PI调节器，其输入端连接至所述帕克变换器的输出端以接收所述第一d分量电流和所述第一q分量电流，且所述PI调节器的输入端还用于接入d轴方向和/或q轴方向上的高频参考信号电流来补偿所述第一d分量电流和/或第一q分量电流，以使得所述PI调节器输出其中至少一者为高频电压的第一d分量电压和第一q分量电压；其中，所述PI调节器的输出端连接至所述克拉克变换器的输入端，以使得所述克拉克变换器基于所述第一d分量电压和所述第一q分量电压输出所述α分量电压和所述β分量电压。4.根据权利要求3所述的永磁同步电机的预加热系统，其特征在于，所述高频参考信号电流包括用于接入所述第一d分量电流的d分量高频参考信号电流Idref、和/或用于接入所述第一q分量电流的q分量高频参考信号电流Iqref；以及该Idref和Iqref满足Iqref＝A×sin(ft)+B×sin(nft)+C和/或Idref＝A×sin(ft)+B×sin(nft)+C,其中，f表示基波电流频率且f≤10Hz，n为高次谐波电流的倍频次数且n≥6，A为基波电流幅值，B为高次谐波电流幅值，其中B＜A，C为恒值。5.根据权利要求1所述的永磁同步电机的预加热系统，其特征在于，所述永磁体为铁氧体永磁体。6.一种永磁同步电机的预加热方法，该永磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑绪成，宋万杰，任新杰，
申请(专利权)人：广东美芝制冷设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44