一种用于线性斯特林制冷机的变频控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于线性斯特林制冷机的变频控制方法，包括利用安装在线性制冷机腔体里的测温二极管测量腔体内温度，并根据测温结果以及线性斯特林制冷机所处的工况，处理器自适应调整电机的控制频率，使得腔体内温度满足预设的要求。本发明专利技术能够解决按照现有线性斯特林制冷机驱动控制器控制方法，无法达到控温精度要求，且系统资源不足等问题，适用于对控温精度要求较高的场合。温精度要求较高的场合。

【技术实现步骤摘要】
一种用于线性斯特林制冷机的变频控制方法


[0001]本专利技术属于线性斯特林制冷机的控制领域，具体涉及一种用于线性斯特林制冷机的变频控制方法。

技术介绍

[0002]线性斯特林制冷机由于采用压缩机与膨胀机分离的结构方式，冷指远离了振动较大的压缩机端，振动对红外探测器的影响减小，并且其采用双活塞对置方式进行驱动，使得压缩机动子的动量得到平衡，结构简化，噪声和振动也大幅减小，从而提高了制冷机的可靠性。随着大面阵红外焦平面探测器的发展，红外热成像系统对大制冷量的线性斯特林制冷机需求增加，这加速推动了大功率线性斯特林制冷机驱动控制电路的发展。
[0003]线性斯特林制冷机驱动控制器的功能即是通过控制模块、驱动模块和温度反馈等实现线性斯特林制冷机的驱动和温度控制。电路的工作原理是采用交流电机的变频调速原理，由处理器控制程序产生SPWM波，通过电压提升和功率转换后生成两路功率驱动波，交替的通过直线电机的两组对置线圈，在线圈中产生同频反相的电磁推力，带动制冷机做功。
[0004]当制冷机到达预定温度前，制冷机可以最大功率全速运转，同时温度采集和处理电路实时将制冷机的温度信号送入处理器，处理器根据目前的工作阶段对控制信号进行动态调整，当制冷温度到达预置温度后，处理器会进行动态PID调节，控制制冷机的运动状态以使温度稳定在预置温度点。
[0005]由于上面上的线性斯特林制冷机驱动控制器大多是国外产，价格非常高昂。为此，需要对其内部器件进行国产化产化，但是由于部分国产器件性能参差不齐，性能无法对标进口器件，若按照现有线性斯特林制冷机驱动控制器控制方法，则无法达到控温精度要求，且存在系统资源不足等问题。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术提出一种用于线性斯特林制冷机的变频控制方法，能够解决按照现有线性斯特林制冷机驱动控制器控制方法，无法达到控温精度要求，且系统资源不足等问题，适用于对控温精度要求较高的场合。
[0007]为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0008]本专利技术提供了一种用于线性斯特林制冷机的变频控制方法，包括：
[0009]利用安装在线性制冷机腔体里的测温二极管测量腔体内温度，并根据测温结果以及线性斯特林制冷机所处的工况，处理器自适应调整电机的控制频率，使得腔体内温度满足预设的要求。
[0010]可选地，当线性斯特林制冷机处于刚启动阶段时，所述处理器自适应调整线性制冷机的控制频率，使得腔体内温度满足预设的要求，具体为：
[0011]当测温二极管的电压低于第一预设值时，通过处理器调整电机的控制频率，使电机工作在全电机额定功率的30％以内。
[0012]可选地，所述第一预设值为0.8V。
[0013]可选地，当线性斯特林制冷机处于全速工作阶段时，所述处理器自适应调整线性制冷机的控制频率，使得腔体内温度满足预设的要求，具体为：
[0014]当测温二极管的电压低于第二预设值时，通过处理器调整电机的控制频率，使电机工作在全电机额定功率的90％～98％。
[0015]可选地，所述第二预设值为目标值控温精度
‑
0.2mV。
[0016]可选地，当线性斯特林制冷机处于控温工作阶段时，所述处理器自适应调整线性制冷机的控制频率，使得腔体内温度满足预设的要求，具体为：
[0017]当测温二极管的电压波动大于
±
0.02mV时，处理器基于设于电源与处理器之间的采样电阻的电压，计算出控温电流，并根据控温电流和测温结果，自适应调整线性制冷机的控制频率，使得腔体内温度满足预设的要求。
[0018]可选地，所述根据控温电流和测温结果，自适应调整线性制冷机的控制频率，使得腔体内温度满足预设的要求，具体为：
[0019]当控温电流的波动超过预设比例，处理器结合测温电压波动和控温电流波动，自适应调整电机的控制频率，使控温电流波动小于20％，使测温阶段测温二极管波动小于
±
0.1mV。
[0020]可选地，所述预设比例为10％。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0022]本专利技术的一种线性斯特林制冷机的自适应变频控制方法，解决了按照现有线性斯特林制冷机驱动控制器控制方法，无法达到控温精度要求、系统资源不足等缺点，可以用于对控温精度要求较高的场合。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术的保护范围。
[0024]下面对本专利技术的应用原理作详细的描述。
[0025]本专利技术提供了一种用于线性斯特林制冷机的变频控制方法，具体包括以下步骤：
[0026]利用安装在线性制冷机腔体里的测温二极管测量腔体内温度，并根据测温结果以及线性斯特林制冷机所处的工况，处理器自适应调整电机的控制频率，使得腔体内温度满足预设的要求。
[0027]当线性斯特林制冷机处于刚启动阶段时，所述处理器自适应调整线性制冷机的控制频率，使得腔体内温度满足预设的要求，具体为：
[0028]当测温二极管的电压低于第一预设值时，通过处理器调整电机的控制频率，使电机工作在全电机额定功率的30％以内。在具体实施过程中，所述第一预设值可以设置为0.8V。
[0029]当线性斯特林制冷机处于全速工作阶段时，所述处理器自适应调整线性制冷机的控制频率，使得腔体内温度满足预设的要求，具体为：
[0030]当测温二极管的电压低于第二预设值时，通过处理器调整电机的控制频率，使电
机工作在全电机额定功率的90％～98％。在具体实施过程中，所述第二预设值为目标值控温精度
ꢀ‑
0.2mV。
[0031]当线性斯特林制冷机处于控温工作阶段时，所述处理器自适应调整线性制冷机的控制频率，使得腔体内温度满足预设的要求，具体为：
[0032]当测温二极管的电压波动大于
±
0.02mV时，处理器基于设于电源与处理器之间的采样电阻的电压，计算出控温电流，并根据控温电流和测温结果，自适应调整线性制冷机的控制频率，使得腔体内温度满足预设的要求。
[0033]在具体实施过程中，所述根据控温电流和测温结果，自适应调整线性制冷机的控制频率，使得腔体内温度满足预设的要求，具体为：
[0034]当控温电流的波动超过预设比例，处理器结合测温电压波动和控温电流波动，自适应调整电机的控制频率，使控温电流波动小于20％，使测温阶段测温二极管波动小于
±
0.1mV。所述预设比例为10％。
[0035]以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于线性斯特林制冷机的变频控制方法，其特征在于，包括：利用安装在线性制冷机腔体里的测温二极管测量腔体内温度，并根据测温结果以及线性斯特林制冷机所处的工况，处理器自适应调整电机的控制频率，使得腔体内温度满足预设的要求。2.根据权利要求1所述的一种用于线性斯特林制冷机的变频控制方法，其特征在于，当线性斯特林制冷机处于刚启动阶段时，所述处理器自适应调整线性制冷机的控制频率，使得腔体内温度满足预设的要求，具体为：当测温二极管的电压低于第一预设值时，通过处理器调整电机的控制频率，使电机工作在全电机额定功率的30％以内。3.根据权利要求3所述的一种用于线性斯特林制冷机的变频控制方法，其特征在于，所述第一预设值为0.8V。4.根据权利要求1所述的一种用于线性斯特林制冷机的变频控制方法，其特征在于，当线性斯特林制冷机处于全速工作阶段时，所述处理器自适应调整线性制冷机的控制频率，使得腔体内温度满足预设的要求，具体为：当测温二极管的电压低于第二预设值时，通过处理器调整电机的控制频率，使电机工作在全电机额定功率的90％～98％。5.根据权利要求4所述的一种用于线性斯特林制冷机的变频控...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，宋宁，
申请(专利权)人：中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心，
类型：发明
国别省市：