衣物处理机和用于操作衣物处理机的方法技术

一种衣物处理机(100)，包括：外壳(103)、安装在该外壳(103)内部以围绕旋转轴线旋转的衣物滚筒(104)、被设计成使该衣物滚筒(104)旋转的电动马达(2)、被配置成控制该电动马达(2)的基于逆变器的设备。该基于逆变器的设备包括：输入级(4)，该输入级连接到干线线路(8)以接收AC线路电流和AC干线电压并且被配置成将所述交流干线电压AC转换为经整流DC电压；无电解电容器的逆变器(5)，该无电解电容器的逆变器被配置成基于开关信号的占空比来生成要馈送到该电动马达(2)的输出电流；DC链路(10)，该DC链路将该无电解电容器的逆变器(5)连接到该输入级(4)并且被来自或去往该无电解电容器的逆变器(5)的DC链路电流穿过；DC链路电容器(11)，该DC链路电容器连接到该DC链路(10)；调节器系统(14)、(214)，该调节器系统被配置成基于指示所述电动马达(2)的受控参数的至少已确定/已估计马达值(Id，Iq)、(T)、以及至少马达基准值(Idref，Iqref)、(Tref)来控制开关信号的占空比，该马达基准值与该电动马达(2)的该受控参数相关联；该基于逆变器的设备(1)、(1a)进一步包括有源电压限制器单元(15)、(115)，该有源电压限制器单元被配置成调节该马达基准值(Idref，Iqref)、(Tref)以便将该DC链路电容器电压(Vdc(t))限制在预定电压范围内。电压(Vdc(t))限制在预定电压范围内。电压(Vdc(t))限制在预定电压范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】衣物处理机和用于操作衣物处理机的方法
[0001]本专利技术涉及衣物处理机领域，诸如以下描述仅通过举例方式所谈及的洗衣机。更具体地，本专利技术涉及衣物处理机，这种衣物处理机设置有用于使衣物滚筒旋转的永磁马达或感应马达、以及被配置成操作所述电动马达的基于逆变器的设备。

技术介绍

[0002]众所周知，当今，驱动马达的逆变器被广泛应用于家用电器。通常，驱动马达的逆变器包括输入级和逆变桥，该逆变桥进而设置有多个开关单元，该多个开关单元被控制以便生成和调制要馈送到马达端子的AC电压。输入级通常包括二极管桥，该二极管桥具有耦合到干线以接收AC干线电压的输入端、用于提供DC电压的输出端以及用于消除在经整流电压中出现的电压纹波的电解电容器。
[0003]取决于功率大小，通常将用于家用电器的逆变器配置成具有高电容，以将纹波电压以及因此纹波电流保持在合理水平内、通常使其包括在10％到15％之间。实际上，如果纹波电压/电流增大，电解电容器就会使预期寿命降低，于是为了实现对马达的无缝驱动，推荐较小的纹波电压。然而，虽然一方面电容器两端的平坦且稳定的DC电压(即低纹波电压)改善了马达驱动算法的性能，但另一方面其会通过谐波影响干线电流。
[0004]为了解决这种问题，用于衣物处理机的逆变器通常设置有(有源或无源的)功率因数校正器单元，该功率因数校正器单元包括具有足够的电感以使功率因数(因此谐波)增加到期望值的电感器。
[0005]然而，功率因数校正器单元的缺点是其是昂贵且笨重的部件。
[0006]本专利技术的目的是解决上述缺陷。
[0007]本专利技术实现了上述目的，本专利技术涉及一种衣物处理机，该衣物处理机包括：外壳、安装在所述外壳内部以围绕旋转轴线旋转的衣物滚筒、被设计成使所述衣物滚筒围绕所述旋转轴线旋转的电动马达、基于逆变器的设备，该基于逆变器的设备被配置成控制所述电动马达并且包括：输入级，该输入级连接到干线线路以接收AC线路电流和AC干线电压并且被配置成将所述交流干线电压AC转换为经整流DC电压；无电解电容器的逆变器，该无电解电容器的逆变器被配置成基于开关信号的占空比来生成要馈送到所述电动马达的输出电流；DC链路，该DC链路将所述无电解电容器的逆变器连接到所述输入级并且被来自或去往所述无电解电容器的逆变器的DC链路电流穿过；DC链路电容器，该DC链路电容器连接到所述DC链路；调节器系统，该调节器系统被配置成基于指示所述电动马达的受控参数的至少已确定/已估计马达值、以及至少马达基准值来控制开关信号的占空比，该马达基准值与所述电动马达的所述受控参数相关联；该基于逆变器的设备进一步包括有源电压限制器单元，该有源电压限制器单元被配置成调节所述马达基准值以便将该DC链路电容器电压限制在预定电压范围内。
[0008]优选地，所述已确定/已估计马达值对应于所述输出电流，所述马达基准值对应于所述电流基准，所述衣物处理机包括：电压传感器装置，该电压传感器装置被配置成确定所述DC链路电容器电压的大小；电流传感器装置，该电流传感器装置被配置成确定通过所述
无电解电容器的逆变器提供给所述电动马达的输出电流的大小，所述调节器系统被配置成基于所述输出电流和所述电流基准来控制所述无电解电容器的逆变器的开关单元的所述占空比；所述有源电压限制器单元被配置成调节所述调节器系统的所述电流基准以便使所述DC链路电容器电压被限制在所述预定电压范围内。
[0009]优选地，所述有源电压限制器单元进一步被配置成调节所述调节器系统的所述电流基准，以便使所述DC链路电容器电压被限制在所述预定电压范围内，而无需使用所述线路电流和/或DC链路电流。
[0010]优选地，所述有源电压限制器单元进一步被配置成在所述电动马达经由所述无电解电容器的逆变器再生到所述DC链路电容器的反向电流时，将所述DC链路电容器电压钳位到预定值。
[0011]优选地，所述有源电压限制器单元进一步被配置成：基于所述输出电流和所述占空比来确定有功电流；基于所述有功电流和所述DC链路电容器电压来调节所述电流基准。
[0012]优选地，所述有源电压限制器单元进一步被配置成基于指示这些开关信号的所述占空比的d-q轴向占空比和指示所述输出电流的d-q轴向电流来确定第一有功电流
[0013]优选地，所述有源电压限制器单元被配置成基于指示这些开关信号的所述占空比的d-q轴向占空比以及所述确定的电流基准来确定第二有功电流。
[0014]优选地，所述有源电压限制器单元进一步被配置成通过计算所述第一有功电流与所述第二有功电流之间的最小电流来确定所述有功电流。
[0015]优选地，所述有源电压限制器单元进一步被配置成基于所述第二有功电流和所述d-q轴向占空比来确定两个最大绝对校正信号。
[0016]优选地，所述有源电压限制器单元进一步被配置成基于所测量电压电平和指示用于再生的最大绝对有功电流的参数来确定瞬时最大允许再生电流。
[0017]优选地，所述有源电压限制器单元进一步被配置成基于以下方程来确定瞬时最大允许再生电流
[0018][0019]其中，其中ω
V
(t)是取决于以下各项的权重系数：所述DC链路电容器电压Vdc(t)、标称DC链路电压(Vdcnom)以及预定高压极限(Vhigh)。
[0020]优选地，所述有源电压限制器单元进一步被配置成根据以下经验饱和三次方程来确定要施加的负校正分数：
[0021][0022]优选地，所述有源电压限制器单元进一步被配置成通过以下方程将不受约束的轴向校正确定为最大校正的分数：
[0023][0024][0025]优选地，所述有源电压限制器单元进一步被配置成通过应用以下饱和度方程和校
正方程来确定受约束的轴向电流校正
[0026][0027][0028]其中：
[0029]Kqd是正调谐增益，该正调谐增益可以用于在饱和发生时将最初针对q轴计算的校正转移到d轴部分，
[0030]idunc和iqunc是所述轴向电流校正。
[0031]优选地，所述有源电压限制器单元被配置成根据以下方程来修改所述电流基准：
[0032][0033][0034]优选地，所述已确定/已估计马达值对应于所述电动马达的估计扭矩，并且所述马达基准值对应于扭矩基准，所述调节器系统被配置成接收所述估计扭矩和所述扭矩基准并且基于所述估计扭矩和所述扭矩基准来控制所述无电解电容器的逆变器的开关单元，所述有源电压限制器单元被配置成调节所述调节器系统的所述扭矩基准，以便使所述DC链路电容器电压被限制在所述预定电压范围内。
[0035]优选地，所述有源电压限制器单元被配置成调节所述调节器系统的所述扭矩基准，以便使所述DC链路电容器电压被限制在所述预定电压范围内，而无需使用所述线路电流和/或DC链路电流。
[0036]优选地，所述有源电压限制器单元被配置成：接收指示所述开关信号的占空比的第一电压信号；接收指示被提供给所述电动马达的所述输出电流的第一电流信号；接收该DC链路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种衣物处理机(100)，包括：-外壳(103)，-衣物滚筒(104)，该衣物滚筒安装在所述外壳(103)内部以围绕旋转轴线旋转，-电动马达(2)，该电动马达被设计成使所述衣物滚筒(104)围绕所述旋转轴线旋转，-基于逆变器的设备(1)、(1a)，该基于逆变器的设备被配置成控制所述电动马达(2)并且包括：-输入级(4)，该输入级连接到干线线路(8)以接收AC线路电流和AC干线电压并且被配置成将所述交流干线电压AC转换为经整流DC电压，-无电解电容器的逆变器(5)，该无电解电容器的逆变器被配置成基于开关信号的占空比来生成要馈送到所述电动马达(2)的输出电流，-DC链路(10)，该DC链路将所述无电解电容器的逆变器(5)连接到所述输入级(4)并且被来自或去往所述无电解电容器的逆变器(5)的DC链路电流穿过，-DC链路电容器(11)，该DC链路电容器连接到所述DC链路(10)，-调节器系统(14)、(114)，该调节器系统被配置成基于指示所述电动马达(2)的受控参数的至少已确定/已估计马达值(Id，Iq)、(T)、以及至少马达基准值(Idref，Iqref)、(Tref)来控制这些开关信号的占空比，该马达基准值与所述电动马达(2)的所述受控参数相关联，其特征在于：所述基于逆变器的设备(1)、(1a)进一步包括有源电压限制器单元(15)、(115)，该有源电压限制器单元被配置成调节所述马达基准值(Idref，Iqref)、(Tref)以便将该DC链路电容器的电压(Vdc(t))限制在预定电压范围内。2.根据权利要求1所述的衣物处理机，其中：所述已确定/已估计马达值对应于所述输出电流(iu，iv，iw)，所述马达基准值对应于所述电流基准(idref，iqref)，所述衣物处理机包括：-电压传感器装置(13)，该电压传感器装置被配置成确定所述DC链路电容器电压(Vdc(t))的大小，-电流传感器装置(12)，该电流传感器装置被配置成确定通过所述无电解电容器的逆变器(5)提供给所述电动马达(2)的输出电流(iu，iv，iw)的大小，-所述调节器系统(14)被配置成基于所述输出电流(iu，iv，iw)和所述电流基准(idref，iqref)来控制所述无电解电容器的逆变器(5)的开关单元的所述占空比，-所述有源电压限制器单元(15)被配置成调节所述调节器系统(14)的所述电流基准(idref，iqref)，以便使所述DC链路电容器电压(Vdc(t))被限制在所述预定电压范围内。3.根据权利要求2所述的衣物处理机，其中，所述有源电压限制器单元(15)进一步被配置成调节所述调节器系统(14)的所述电流基准(idref，iqref)，以便使所述DC链路电容器电压(Vdc(t))被限制在所述预定电压范围内，而无需使用所述线路电流和/或DC链路电流。4.根据权利要求2或3中任一项所述的衣物处理机，其中，所述有源电压限制器单元(15)进一步被配置成在所述电动马达(2)经由所述无电解电容器的逆变器(5)再生到所述DC链路电容器(11)的反向电流时，将所述DC链路电容器电压(Vdc(t))钳位到预定值。5.根据前述权利要求2至4中任一项所述的衣物处理机，其中，所述有源电压限制器单元(15)进一步被配置成：
基于所述输出电流(iu，iv，iw)和所述占空比来确定有功电流(ia)、(iaref)；基于所述有功电流(ia)、(iaref)和所述DC链路电容器电压(Vdc(t))来调节所述电流基准(idref，iqref)。6.根据权利要求5所述的衣物处理机，其中，所述有源电压限制器单元(15)进一步被配置成基于指示这些开关信号的所述占空比的d-q轴向占空比(Ud，Uq)和指示所述输出电流(iu，iv，iw)的d-q轴向电流(id，iq)来确定第一有功电流(ia)。7.根据权利要求5或6所述的衣物处理机，其中，所述有源电压限制器单元(15)被配置成基于指示这些开关信号的所述占空比的d-q轴向占空比(Ud，Uq)以及所述确定的电流基准(idref，iqref)来确定第二有功电流(iaref)。8.根据权利要求6和7所述的衣物处理机，其中，所述有源电压限制器单元(15)进一步被配置成通过计算所述第一有功电流(ia(t))与所述第二有功电流(iaref(t))之间的最小电流(iaws)来确定所述有功电流(ia(t))、(iaref(t))。9.根据权利要求8所述的衣物处理机，其中，所述有源电压限制器单元(15)进一步被配置成基于所述第二有功电流(iaref)和所述d-q轴向占空比(Ud，Uq)来确定两个最大绝对校正信号(idmax(t))、(iqmax(t)。10.根据权利要求9所述的衣物处理机，其中，所述有源电压限制器单元(15)进一步被配置成基于所测量电压电平和指示用于再生的最大绝对有功电流的参数(iaMaxAbs)来确定瞬时最大允许再生电流(iaIstAbs(t))。11.根据权利要求10所述的衣物处理机，其中，所述有源电压限制器单元(15)进一步被配置成基于以下方程来确定所述瞬时最大允许再生电流(iaIstAbs(t))其中，其中ω
V
(t)是取决于以下各项的权重系数：所述DC链路电容器电压Vdc(t)、标称DC链路电压(Vdcnom)以及预定高压极限(Vhigh)。12.根据权利要求11所述的衣物处理机，其中，所述有源电压限制器单元(15)进一步被配置成根据以下经验饱和三次方程来确定要施加的负校正分数：13.根据权利要求12所述的衣物处理机，其中，所述有源电压限制器单元(15)进一步被配置成通过以下方程将不受约束的轴向校正确定为最大校正的分数：配置成通过以下方程将不受约束的轴向校正确定为最大校正的分数：14.根据权利要求13所述的衣物处理机，其中，所述有源电压限制器单元(15)进一步被配置成通过应用以下饱和度方程和校正方程来确定受约束的轴向电流校正
其中：Kqd是正调谐增益，该正调谐增益可以用于在饱和发生时将最初针对q轴计算的校正转移到d轴部分，idunc和iqunc是所述轴向电流校正。15.根据权利要求14所述的衣物处理机，其中，所述有源电压限制器单元(15)被配置成根据以下方程来修改所述电流基准：根据以下方程来修改所述电流基准：16.根据权利要求1所述的衣物处理机，其中，所述已确定/已估计马达值对应于所述电动马达(2)的估计扭矩(T)，并且所述马达基准值对应于扭矩基准(Tref)，-所述调节器系统(114)被配置成接收所述估计扭矩(T)和所述扭矩基准(Tref)，并基于所述估计扭矩(T)和所述扭矩基准(Tref)来控制所述无电解电容器的逆变器(5)的开关单元，-所述有源电压限制器单元(115)被配置成调节所述调节器系统(14)的所述扭矩基准(Tref)，以便使所述DC链路电容器电压(Vdc(t))被限制在所述预定电压范围内。17.根据权利要求16所述的衣物处理机，其中，所述有源电压限制器单元(115)被配置成调节所述调节器系统(114)的所述扭矩基准(Tref)，以便使所述DC链路电容器电压(Vdc(t))被限制在所述预定电压范围内，而无需使用所述线路电流和/或DC链路电流。18.根据权利要求17所述的衣物处理机，其中，所述有源电压限制器单元(115)被配置成：接收指示所述开关信号的占空比的第一电压信号(Uα(t)，Uβ(t))；接收指示被提供给所述电动马达(2)的所述输出电流(iu，iv，iw)的第一电流信号(iα(t)，iβ(t))接收该DC链路电容器(11)的所述电压(Vdc(t))，基于所述第一电压信号(Uα(t)，Uβ(t))、所述第一电流信号(iα(t)，iβ(t))和该DC链路电容器(11)的所述电压(Vdc(t))来确定扭矩极限值(Tref_lim)。19.根据权利要求18所述的衣物处理机，其中，所述有源电压限制器单元(15)被配置成：基于所述第一电压信号(Uα(t)，Uβ(t))和所述第一电流信号(iα(t)，iβ(t))来确定有功电流(ia(t))；基于所测量电压电平和与用于再生的最大绝对有功电流(ia(t))相对应的预定参数(iaMaxAbs)，通过以下方程来确定瞬时最大允许再生电流(iaIstAbs(t))：iaIstAbs(t)＝ωV*IaMaxAbs，其中，ωV是取决于电压Vdc(t)和标称DC链路电压Vdcnom以及高压极限Vhigh的权重系数；计算指示所述有功电流(ia(t))与所述最大允许再生电流(iaIstAbs(t))之差的电流
值(Δi)；对所述电流值(Δi)执行比例积分函数，以计算所述扭矩极限(Tref_lim)。20.根据权利要求19所述的衣物处理机，其中，所述基于逆变器的设备(1a)进一步包括比较器装置(129)，该比较器装置被配置成：-在输入端处接收所述电动马达(2)的马达速度(ω)，-在输...

【专利技术属性】
技术研发人员：恩里科，
申请(专利权)人：伊莱克斯家用电器股份公司，
类型：发明
国别省市：