一种无电解电容永磁同步电机空调驱动装置的制动方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无电解电容永磁同步电机空调驱动装置的制动方法。步骤1：采集电机三相电流；步骤2：采集电源电压；步骤3：采集直流母线电压；步骤4：计算速度偏差；步骤5：处于紧急保护区域和/或电机处于失速状态时，控制系统进入耗能制动；未处于紧急保护区域，且电机未处于失速状态，而电机相电流、电源电流、直流母线电压任何一个处于非紧急保护区域时，控制系统为再生制动；步骤6：控制器以负转矩制动。本发明专利技术能够实现驱动装置全方位的保护，包括电机相电流过流保护、电源电流过流保护、直流母线电压过压保护、电机失速保护，提高系统可靠性，并实现节能。

【技术实现步骤摘要】
一种无电解电容永磁同步电机空调驱动装置的制动方法
本专利技术属于电机驱动
；具体涉及一种无电解电容永磁同步电机空调驱动装置的制动方法。
技术介绍
随着消费者对机电产品节能性要求的提升，效率更高的变频电机驱动器得到了越来越广泛的应用。常规变频驱动器的直流母线电压处于稳定状态，逆变部分与输入交流电压相对独立，从而使逆变部分的控制无需考虑输入电压的瞬时变化，便于控制方法的实现。然而，这种设计方法需要逆变器配备大容值的电解电容，使得驱动器体积变大，成本提升。此外，电解电容的寿命有限，其有效工作时间往往是驱动器寿命的瓶颈。相关方案提出了以小容值的薄膜电容或陶瓷电容取代电解电容的策略，与常规的交直交驱动电路相比，省去了PFC部分，而且小型化的电容既能实现降成本，又能消除电解电容引起的使用寿命瓶颈。但是，由于直流母线电压上的薄膜电容或陶瓷电容容值很小，通常只有常规高压电解电容容值的1％-2％；直流母线电压随电源输入电压大幅度波动，母线电压的波动将影响逆变输出电压，这对控制系统实时性和可靠性提出了更高要求。
技术实现思路
本专利技术能够实现驱动装置全方位的保护，包括电机相电流过流保护、电源电流过流保护、直流母线电压过压保护、电机失速保护，提高系统可靠性，并实现节能。本专利技术通过以下技术方案实现：一种无电解电容永磁同步电机空调驱动装置的制动方法，所述制动方法包括以下步骤：步骤1：电机相电流检测模块采集电机U、V、W三相电流iu、iv、iw，并计算三相电流最大值iuwv_max，并根据iuvw_max判定相电流处于正常区域、非紧急保护区域、紧急保护区域；步骤2：电源电压检测模块采集电源电压vin，并计算电源电压有效值vin_rms，通过电机功率计算输入电流并根据vin_rms判定输入电流处于正常区域、非紧急保护区域、紧急保护区域；步骤3：直流母线电压检测模块采集直流母线电压vdc，并根据vdc判定直流母线电压处于正常区域、非紧急保护区域、紧急保护区域；步骤4：电机速度估算模块检测模块根据电压指令vα、vβ和电流指令iα、iβ估算电机实际转速并根据电机速度指令和实际转速计算速度偏差并根据|Δωe|判定电机状态处于正常区域、失速区域；步骤5：当电机相电流、电源电流和直流母线电压中任何一个处于紧急保护区域和/或电机处于失速状态时，控制系统进入耗能制动状态；当电机相电流、电源电流、直流母线电压均未处于紧急保护区域，且电机未处于失速状态，而电机相电流、电源电流、直流母线电压任何一个处于非紧急保护区域时，控制系统进入再生制动状态；步骤6：当控制器工作于再生制动工作状态时，实时检测直流母线电压值，当直流母线电压值udc<udc_2时，控制器以负转矩-Trate制动。进一步的，所述步骤1中的三相电流iu、iv、iw在系统上电启动时，默认三相电流iu、iv、iw全部为0，系统处于正常区域；当iuwv_max处于正常区域时，若iuwv_max增大满足iuwv_max＞iuwv_2时，iuwv_max进入非紧急保护区域；当iuwv_max处于非紧急保护区域，若iuwv_max增大满足iuwv_max＞iuwv_4时，iuwv_max进入紧急保护区域；若iuwv_max减小满足iuwv_max≤iuwv_1时，iuwv_max进入正常区域；当iuwv_max处于紧急保护区域，若iuwv_max减小满足iuwv_max≤iuwv_3时，iuwv_max进入非紧急保护区域。进一步的，所述步骤2中的输入电流iin_rms在系统上电启动时，默认输入电流iin_rms为0，系统处于正常区域；当iin_rms处于正常区域时，若iin_rms增大满足iin_rms＞iin_2时，iin_rms进入非紧急保护区域；当iin_rms处于非紧急保护区域，若iin_rms增大满足iin_rms＞iin_4时，iin_rms进入紧急保护区域；若iin_rms减小满足iin_rms≤iin_1时，iabc_max进入正常区域；当iin_rms处于紧急保护区域，若iin_rms减小满足iin_rms≤iin_3时，iin_rms进入非紧急保护区域。进一步的，所述步骤3的直流母线电压vdc处于正常区域时，若vdc增大满足vdc＞vdc_2时，则vdc进入非紧急保护区域；当vdc处于非紧急保护区域，若vdc增大满足vdc＞vdc_4时，vdc进入紧急保护区域；若vdc减小满足vdc≤vdc_1时，则vdc进入正常区域；当vdc处于紧急保护区域，若vdc减小满足vdc≤vdc_3时，则vdc进入非紧急保护区域。进一步的，所述步骤4中速度偏差并根据|Δωe|判定电机状态处于正常区域、失速区域；当|Δωe|处于正常区域时，若|Δωe|增大满足|Δωe|＞Δωe_1时，电机状态进入失速区域；当|Δωe|处于失速保护区域，若|Δωe|减小满足|Δωe|≤Δωe_1时，电机状态进入正常区域。进一步的，所述步骤8中当直流母线电压值满足：udc_2≤udc≤udc_4时，以控制器以负转矩制动；当直流母线电压值udc>udc_4时，控制器输出转矩降低为0，其中udc_2为预定阀值2，udc_4为预定阀值4，且udc_2<udc_4，Trate为控制器额定转矩；当电机相电流、电源电流、直流母线电压、电机转速均处于正常区域时，控制系统控制电机运行与正常运行区域，根据速度指令控制电机运行。有益效果：无电解电容永磁同步电机空调驱动装置以小容值的薄膜电容或陶瓷电容取代电解电容，容值只有常规高压电解电容容值的1％-2％。直流母线电压随电源输入电压大幅度波动，母线电压的波动将影响逆变输出电压，这对控制系统实时性和可靠性提出了更高要求：(1)电机母线电压快速波动时容易发生过流或失速；(2)在紧急刹车时电机能量将回馈到直流母线上导致母线电压上升，容易导致过压从而损坏器件，本专利技术从电流、电压、速度三方面实施全方位保护，防止驱动器发生过压、过流损坏，提高系统可靠性。附图说明图1为本专利技术结构框图；图2为本专利技术控制结构框图；图3为本专利技术的输入电源电压和相位检测框图；图4为本专利技术的电机相电流状态区域图；图5为本专利技术的电源电流状态区域图；图6为本专利技术的直流母线电压状态区域图；图7为本专利技术的电机运行状态区域图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例的无电解电容永磁同步电机空调驱动装置可适用于变频电机，参照图1，在变频电机的电路中，交流电源AC经过整流电路和逆变电路后接至电机，在本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无电解电容永磁同步电机空调驱动装置的制动方法，其特征在于，所述制动方法包括以下步骤：/n步骤1：电机相电流检测模块采集电机U、V、W三相电流i

【技术特征摘要】
1.一种无电解电容永磁同步电机空调驱动装置的制动方法，其特征在于，所述制动方法包括以下步骤：
步骤1：电机相电流检测模块采集电机U、V、W三相电流iu、iv、iw，并计算三相电流最大值iuwv_max，并根据iuvw_max判定相电流处于正常区域、非紧急保护区域、紧急保护区域；
步骤2：电源电压检测模块采集电源电压vin，并计算电源电压有效值vin_rms，通过电机功率计算输入电流并根据vin_rms判定输入电流处于正常区域、非紧急保护区域、紧急保护区域；
步骤3：直流母线电压检测模块采集直流母线电压vdc，并根据vdc判定直流母线电压处于正常区域、非紧急保护区域、紧急保护区域；
步骤4：电机速度估算模块检测模块根据电压指令vα、vβ和电流指令iα、iβ估算电机实际转速并根据电机速度指令和实际转速计算速度偏差并根据|Δωe|判定电机状态处于正常区域、失速区域；
步骤5：当电机相电流、电源电流和直流母线电压中任何一个处于紧急保护区域和/或电机处于失速状态时，控制系统进入耗能制动状态；
当电机相电流、电源电流、直流母线电压均未处于紧急保护区域，且电机未处于失速状态，而电机相电流、电源电流、直流母线电压任何一个处于非紧急保护区域时，控制系统进入再生制动状态；
步骤6：当控制器工作于再生制动工作状态时，实时检测直流母线电压值，当直流母线电压值udc<udc_2时，控制器以负转矩-Trate制动。


2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤1中的三相电流iu、iv、iw在系统上电启动时，默认三相电流iu、iv、iw全部为0，系统处于正常区域；
当iuwv_max处于正常区域时，若iuwv_max增大满足iuwv_max＞iuwv_2时，iuwv_max进入非紧急保护区域；
当iuwv_max处于非紧急保护区域，若iuwv_max增大满足iuwv_max＞iuwv_4时，iuwv_max进入紧急保护区域；若iuwv_max减小满足iuwv_max≤iuwv_1时，iuwv_max进入正常区域；
当iuwv_max处于紧急保护区域，若iuwv_max减小满足iuwv_max≤iuwv_3时，iuw...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍军亚，王高林，朱良红，赵楠楠，徐殿国，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23