电机控制系统、变频空调器技术方案

本发明专利技术提供了一种电机控制系统及变频空调器，电机控制系统包括整流器、滤波电路、运算控制部、若干个逆变器、以及与所述若干个逆变器对应连接的电流采样部和电机，运算控制部包括一个AD采用单元，通过AD采用单元对每一个电机的相电流信号进行分时采样，且与对每一个电机相电流进行采样对应的每一个三角波上升半周期或者下降半周期在时间上错开，以此避免了通过运算控制部的一个AD采样单元对多个电机的线电流进行采样时的冲突，顺利实现了对上述若干个电机的相电流基于一个AD采样单元的分时采样，以此实现了基于只有一个AD采样单元的低成本MCU对若干个电机的控制。

【技术实现步骤摘要】
电机控制系统、变频空调器
本专利技术涉及电机控制领域，尤其涉及电机控制系统、变频空调器。
技术介绍
为了应对机电产品节能要求，效率更高的永磁同步电机得到了越来越广泛的应用，而在家电产品中，如空调器和冰箱这些家电设备中，采用变频驱动的压缩机或者直流电机一般采用无传感器类型的永磁同步电机，在实际应用中，在一个家电产品中会用到两个或者两个以上的永磁同步电机，如变频空调器通常有一个基于永磁同步电机的压缩机以及一个以上的永磁同步电机的风机，MCU(MicrocontrollerUnit)控制上述永磁同步电机运行时，每个永磁同步电机需要一个独立的AD采样单元实现电机相电流采样，并通过计算以得到电机转子位置，并根据更新后的转子位置进一步计算输出新的电压矢量，控制电机连续运转。因此为实现同时控制上述多个永磁同步电机运行，MCU必须内部包含对应的多个AD采用单元，而AD采样单元通常电路复杂、成本较高，低成本MCU为了节约成本，通常只设置一个独立的AD采样单元，因此在针对低成本MCU实现对上述两个或者两个以上的永磁同步电机进行相电流采样时出现困难从而无法准确的控制上述多个永磁同步电机运行。上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种电机控制系统、变频空调器，目的在于解决现有电机控制系统中针对低成本的只设置一个AD采用单元的MCU无法正常实现对多个永磁同步电机的相电流进行采样的问题。为实现上述目的，本专利技术提供的一种电机控制系统，所述电机控制系统包括整流器、滤波电路、运算控制部、电压采样部、若干个逆变器、以及与所述若干个逆变器对应连接的电流采样部和电机；所述整流器用于对交流输入电压进行全波整流，所述整流器的两输出端连接直流母线；所述滤波电路、逆变器依次与所述直流母线并联，所述交流输入电压通过所述整流器、滤波电路处理后转换为直流母线电压，以为所述若干个逆变器工作提供电源；每一个所述逆变器输出端连接每一个对应的所述电机；所述电压采样部用于采样所述直流母线电压值并输入到所述运算控制部；每一个所述电流采样部用于采样每一个对应的所述电机的相电流信号并输入到所述运算控制部；所述运算控制部用于对每一个所述逆变器进行控制以驱动与每一个所述逆变器连接的每一个对应的所述电机运行；所述运算控制部包括一个AD采用单元，通过所述AD采用单元对每一个所述电机的相电流信号进行分时采样，所述运算控制部根据采样的所述电机相电流信号、所述直流母线电压值以及所述电机的目标转速值生成脉冲宽度信号，所述运算控制部还同步生成与每一个所述电机对应的三角载波信号，并根据所述三角载波信号和所述脉冲宽度信号生成PWM控制信号到所述逆变器，以驱动对应的每一个所述电机运行；其中，所述运算控制部在每一个所述三角载波信号的上升半周期内或者下降半周期内，通过所述AD采样单元分时对对应的每一个所述电机的相电流信号进行采样，且与采样每一个所述电机的相电流对应的所有所述三角载波信号的半周期在时间上相互错开。优选的，当所述电机为两个时，所述对两个电机的相电流进行采样对应的两个三角载波信号的频率比值为1：N，其中N≥1。优选的，所述N取值范围为1≤N≤5。优选的，所述对两个电机的相电流进行采样对应的三角载波信号的频率相同，所述运算控制部在每一个所述三角载波信号的上升半周期内或者下降半周期内，通过所述AD采样单元分时对对应的每一个所述电机的相电流信号进行采样包括：所述运算控制部在其中一个所述三角载波信号的上升半周期内对其中一个所述电机的相电流信号进行采样，在所述上升半周期所在的周期对应的另外一个所述三角载波信号的周期中的下降半周期内对另外一个所述电机的相电流信号进行采样。优选的，所述对两个电机的相电流进行采样对应的三角载波信号的频率比值为1：2，所述运算控制部在每一个所述三角载波信号的上升半周期内或者下降半周期内，通过所述AD采样单元分时对对应的每一个所述电机的相电流信号进行采样包括：所述运算控制部在频率小的所述三角载波信号的上升半周期内对其中一个电机的相电流信号进行采样，在所述上升半周期所在的周期内的下降半周期内对应的频率大的所述三角载波信号的周期内的上升半周期内对另外一个电机的相电流信号进行采样。优选的，所述对两个电机的相电流进行采样对应的三角载波信号的频率比值为1：2，所述运算控制部在每一个所述三角载波信号的上升半周期内或者下降半周期内，通过所述AD采样单元分时对对应的每一个所述电机的相电流信号进行采样包括：所述运算控制部在频率小的所述三角载波信号的上升半周期内对其中一个电机的相电流信号进行采样，在所述上升半周期所在的周期内的下降半周期内对应的频率大的所述三角载波信号的周期内的下降半周期内对另外一个电机的相电流信号进行采样。优选的，所述对两个电机的相电流进行采样对应的三角载波信号的频率比值为1：2，所述运算控制部在每一个所述三角载波信号的上升半周期内或者下降半周期内，通过所述AD采样单元分时对对应的每一个所述电机的相电流信号进行采样包括：所述运算控制部在频率小的所述三角载波信号的下降半周期内对其中一个电机的相电流信号进行采样，在所述下降半周期所在的周期内的上升半周期内对应的频率大的所述三角载波信号的周期内的上升半周期内对另外一个电机的相电流信号进行采样。优选的，所述对两个电机的相电流进行采样对应的三角载波信号的频率比值为1：2，所述运算控制部在每一个所述三角载波信号的上升半周期内或者下降半周期内，通过所述AD采样单元分时对对应的每一个所述电机的相电流信号进行采样包括：所述运算控制部在频率小的所述三角载波信号的下降半周期内对其中一个电机的相电流信号进行采样，在所述下降半周期所在的周期内的上升半周期内对应的频率大的所述三角载波信号的周期内的下降半周期内对另外一个电机的相电流信号进行采样。优选的，当所述电机为三个时，所述对三个电机的相电流进行采样对应的三个三角载波信号的频率比值为1：M1：M2，其中M1≥2，M2≥2。优选的，所述M1取值范围优选为1≤M1≤5，所述M2取值范围为1≤M2≤5。优选的，所述运算控制部包括：位置/速度估计模块，用于对电机的转子位置进行估计以获得电机的转子角度估计值和电机速度估计值；Q轴给定电流值计算模块，用于根据电机目标转速值、电机速度估计值计算Q轴给定电流值；D轴给定电流值计算模块，用于根据逆变器的最大输出电压和逆变器的输出电压幅值计算D轴给定电流值；电流控制模块，用于根据所述Q轴给定电流值、所述D轴给定电流值、所述电机速度估计值、所述直流母线电压值以及对电机采样的相电流值进行计算生成所述脉冲宽度信号，并根据所述三角载波信号和所述脉冲宽度信号生成所述PWM控制信号到所述逆变器，以驱动所述电机运行。优选的，所述电机控制系统还包括PFC电路，所述PFC电路与所述直流母线并联，所述PFC电路的输入端连接所述整流器，输出端连接所述滤波电路，以对所述整流器输出脉动直流电进行功率因素校正。为实现上述目的，本专利技术还提供一种变频空调器，包括所述的电机控制系统。本专利技术提供的压缩机控制系统，由包括整流器、滤波电路、运算控制部、若干个逆变器、以及与所述若干个逆变器对应连接的电流采样部和电机组成，运算控制部用于对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机控制系统，其特征在于，所述电机控制系统包括整流器、滤波电路、运算控制部、电压采样部、若干个逆变器、以及与所述若干个逆变器对应连接的电流采样部和电机；所述整流器用于对交流输入电压进行全波整流，所述整流器的两输出端连接直流母线；所述滤波电路、逆变器依次与所述直流母线并联，所述交流输入电压通过所述整流器、滤波电路处理后转换为直流母线电压，以为所述若干个逆变器工作提供电源；每一个所述逆变器输出端连接每一个对应的所述电机；所述电压采样部用于采样所述直流母线电压值并输入到所述运算控制部；每一个所述电流采样部用于采样每一个对应的所述电机的相电流信号并输入到所述运算控制部；所述运算控制部用于对每一个所述逆变器进行控制以驱动与每一个所述逆变器连接的每一个对应的所述电机运行；所述运算控制部包括一个AD采用单元，通过所述AD采用单元对每一个所述电机的相电流信号进行分时采样，所述运算控制部根据采样的所述电机相电流信号、所述直流母线电压值以及所述电机的目标转速值生成脉冲宽度信号，所述运算控制部还同步生成与每一个所述电机对应的三角载波信号，并根据所述三角载波信号和所述脉冲宽度信号生成PWM控制信号到所述逆变器，以驱动对应的每一个所述电机运行；其中，所述运算控制部在每一个所述三角载波信号的上升半周期内或者下降半周期内，通过所述AD采样单元分时对对应的每一个所述电机的相电流信号进行采样，且与采样每一个所述电机的相电流对应的所有所述三角载波信号的半周期在时间上相互错开。...

【技术特征摘要】
1.一种电机控制系统，其特征在于，所述电机控制系统包括整流器、滤波电路、运算控制部、电压采样部、若干个逆变器、以及与所述若干个逆变器对应连接的电流采样部和电机；所述整流器用于对交流输入电压进行全波整流，所述整流器的两输出端连接直流母线；所述滤波电路、逆变器依次与所述直流母线并联，所述交流输入电压通过所述整流器、滤波电路处理后转换为直流母线电压，以为所述若干个逆变器工作提供电源；每一个所述逆变器输出端连接每一个对应的所述电机；所述电压采样部用于采样所述直流母线电压值并输入到所述运算控制部；每一个所述电流采样部用于采样每一个对应的所述电机的相电流信号并输入到所述运算控制部；所述运算控制部用于对每一个所述逆变器进行控制以驱动与每一个所述逆变器连接的每一个对应的所述电机运行；所述运算控制部包括一个AD采用单元，通过所述AD采用单元对每一个所述电机的相电流信号进行分时采样，所述运算控制部根据采样的所述电机相电流信号、所述直流母线电压值以及所述电机的目标转速值生成脉冲宽度信号，所述运算控制部还同步生成与每一个所述电机对应的三角载波信号，并根据所述三角载波信号和所述脉冲宽度信号生成PWM控制信号到所述逆变器，以驱动对应的每一个所述电机运行；其中，所述运算控制部在每一个所述三角载波信号的上升半周期内或者下降半周期内，通过所述AD采样单元分时对对应的每一个所述电机的相电流信号进行采样，且与采样每一个所述电机的相电流对应的所有所述三角载波信号的半周期在时间上相互错开。2.如权利要求1所述的电机控制系统，其特征在于，当所述电机为两个时，所述对两个电机的相电流进行采样对应的两个三角载波信号的频率比值为1：N，其中N≥1。3.如权利要求2所述的电机控制系统，其特征在于，所述N取值范围为1≤N≤5。4.如权利要求3所述的电机控制系统，其特征在于，所述对两个电机的相电流进行采样对应的三角载波信号的频率相同，所述运算控制部在每一个所述三角载波信号的上升半周期内或者下降半周期内，通过所述AD采样单元分时对对应的每一个所述电机的相电流信号进行采样包括：所述运算控制部在其中一个所述三角载波信号的上升半周期内对其中一个所述电机的相电流信号进行采样，在所述上升半周期所在的周期对应的另外一个所述三角载波信号的周期中的下降半周期内对另外一个所述电机的相电流信号进行采样。5.如权利要求3所述的电机控制系统，其特征在于，所述对两个电机的相电流进行采样对应的三角载波信号的频率比值为1：2，所述运算控制部在每一个所述三角载波信号的上升半周期内或者下降半周期内，通过所述AD采样单元分时对对应的每一个所述电机的相电流信号进行采样包括：所述运算控制部在频率小的所述三角载波信号的上升半周期内对其中一个电机的相电流信号进行采样，在所述上升半周期所在的周期内的下降半周期内对应的频率大的所述三角载波信号的周期内的上升半周期内对另外一个电机的相电流信号进行采样。6.如权利要求3所述的电机控制系统，其特征在于，所述对两个电机的相电流进行采样对应的三角载...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍军亚，黄招彬，
申请(专利权)人：广东美的制冷设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44