CN101267177B - 压缩机启动定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种压缩机启动定位方法，用于采用120度直流调速控制的压缩机；该方法包括以下步骤：1)该压缩机的负相驱动电源采用一路15V供电，三路正相驱动电源通过相应的负相控制信号导通充电15V供电；2)选择三相中的一负相导通第一预定时间；同时选择三相中的其它两相中的一正相调制所述第一预定时间。本发明提供一种压缩机启动定位方法，用于保证120度直流调速控制压缩机在启动过程中最初始的定位，并且能够简化控制电路。

Description

压缩机启动定位方法

技术领域

本发明涉及压缩机启动定位方法，特别涉及一种采用120度直流调速控制的压缩机启动定位方法。 

背景技术

直流调速压缩机在接收到符合该压缩机启动要求的速度指令时，首先需要给IPM(智能功率模块)的正桥臂充电，使其拥有15V的驱动电源。接着就要对该压缩机进行定位。如果压缩机不能准确定位，很可能会造成压缩机启动失败，使得应用该压缩机的系统无法运行。因此，采用120度直流控制压缩机，其启动过程中的初始定位是非常重要的。 

现有压缩机启动的定位方法，由于在执行过程中正相15V驱动电源会不断下降，致使IPM无法正常工作，使得压缩机无法运转。如果通过增大充放电常数来控制驱动电源的下降的速度，势必会影响驱动电源端的极性电容的充放电时间。 

申请号为02111551.6，发明名称为“数字直流变频空调控制器”的中国发明专利提供了一种直流变频空调控制器。该专利一种数字直流变频空调控制器，用于控制空调系统制冷与制热，该空调控制器包括，互相连接的室内机控制器部件和室外机控制器部件组成，其特征在于：所述的室内机控制器部件包括：一室内机控制器，该室内机控制器由单片机电路构成，它通过其电路内的串行通讯电路与室外机相连接；遥控器通过遥控接收器连接在室内机控制器的输入端；室内多路保护电路连接在室内机控制器检测和保护控制输入端，在室内机控制器电机控制两输出端分别设置一光耦隔离驱动电路，以及由步进电机驱动片驱动的室内摆叶电机和由光耦隔离驱动的室内风扇电机；所述的室外机控制器部件包括：一室外机控制器，该室外机控制器由单片机电路构成，它通过其电路内的串行通讯电路与室内机相连接；与室外机控制器温度检测保护输入端连接的是室外多路保护电路；与室外机控制器连接的开关电源驱动电路和位置检测电路，连接在室外机控制器四通阀控制输出端的是四通阀、连接在室外机控制器室外风扇电机控制输出端的是室外风扇电机，与开关电源驱动电路 输出端连接的是功率模块，该功率模块的三输出端与直流变频压缩机连接。 

该专利的位置检测电路虽然可以检测电机换向的位置，可以提供系统正确的电机换相时序。但该系统的压缩机需要采用固定输入信号控制，即15V的输入信号，这样该系统采用的控制电路就比较复杂，相应的制作成本比较高。如果简化控制电路，通过IPM控制直流压缩机的启动，就会存在着启动定位的问题。 

因此，采用简化的控制电路控制120度直流调速控制压缩机时，如何保证其启动的初始定位是本领域技术人员需要解决的技术问题。 

本发明的目的是提供一种压缩机启动定位方法，用于保证120度直流调速控制压缩机在启动过程中最初始的定位，并且能够简化控制电路。 

具体说，本发明实施例提供一种压缩机启动定位方法，用于采用120度直流调速控制的压缩机；该方法包括以下步骤： 

1)、该压缩机的负相驱动电源采用一路15V供电，三路正相驱动电源通过相应的负相控制信号导通充电15V供电； 

2)、选择三相中的一负相导通时间为第一预定时间；第一预定时间选择三相中的其它两相中的一正相调制。 

优选地，所述步骤1具体为该压缩机的负相驱动电源采用一路15V供电，三路正相驱动电源依次采用IPM智能功率模块负桥臂导通为对应正桥臂电容充电。 

优选地，所述IPM智能功率模块负桥臂依次导通为对应正桥臂电容充电第二预定时间。 

优选地，所述IPM智能功率模块负桥臂按照U、V、W的顺序依次导通为对应正桥臂电容充电。 

优选地，所述第二预定时间根据所述IPM智能功率模块及所述电容规格设定。 

优选地，所述第一预定时间根据所述压缩机规格设定。 

优选地，所述第一预定时间为300mS至500mS。 

优选地，所述调制的一个周期为200μS到500μS。 

优选地，所述调制的占空比为1％至2％。 

与上述背景技术相比，本发明实施例120度直流调速控制的压缩机的启动定位方法，首先该压缩机的负相驱动电源采用一路15V供电，其他三路正相驱动电源都是通过相应的负相控制信号导通为其相应电容充电，用上述三路电容的15V进行供电。这是就得到了四路15V的驱动电源，分别对应于U相正桥臂、V相正桥臂、W相正桥臂和负相的驱动电源。而IPM模块内部的正桥臂的IGBT和直流电源的正极P相连，负桥臂的IGBT和直流电源的负极N的相连。此时只要连同U、V、W中的两相就可以控制压缩机转子的运动。本发明实施例所述发明在通过选择控制三相中的一负相导通第一预定时间；同时选择三相中的其它两相中的一正相调制所述第一预定时间。在调制过程中，该压缩机的转子在控制信号驱动产生的旋转，及无控制信号时的惯性运动，如此反复交替进行，使得该转子逐渐接近于预定中间位置。该压缩机的转子的位置通过第一预定时间的调制，就基本被确定。通过上述方法，既可以简化现有控制电路，又能够满足120度直流调速控制的压缩机的启动定位。 

附图说明

图1为本发明所述方法第一种实施方式流程图； 

图2为本发明所述方法实施例控制电路图； 

图3为本发明所述方法实施例控制信号示意图； 

图4为本发明所述方法实施例驱动模块内部结构示意图。 

具体实施方式

本发明实施例提供一种压缩机启动定位方法，用于保证120度直流调速控制压缩机在启动过程中最初始的定位，并且能够简化控制电路。 

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。 

参见图2，该图为本发明所述方法第一种实施方式流程图。 

本发明第一种实施方式，提供一种压缩机启动定位方法，用于采用120度直流调速控制的压缩机，避免启动过程中的IPM模块保护无法正常工作的情况发生。该方法包括以下步骤： 

S10、该压缩机的负相驱动电源采用一路15V供电，三路正相驱动电源通 过相应的负相控制信号导通充电15V供电。 

所述三路正相驱动电源依次采用IPM负桥臂导通为对应正桥臂的电容充电，直至达到15V。 

为了便于判断电容是否充满15V，可以首先根据所述IPM及所述电容规格设定第二预定时间，然后通过负相控制信号导通时间是否达到第二预定时间判断所述电容是否充满。这样更加便于控制。 

由于第二预定时间是所述电容的充电时间，因此第二预定时间与所述IPM及所述电容规格相关。电容越大，所需要的充电时间就越长；反之，所需时间越短。 

所述IPM负桥臂按照U、V、W的顺序依次导通为对应正桥臂电容充电。为了使得控制更加有序和有效，所以控制IPM负桥臂可以按照U、V、W的顺序依次导通，为对应的电容充电。当然也可以是V、W、U或者W、U、V的顺序，只要满足导通时间为第二预定时间即可。 

S20、选择三相中的一负相导通第一预定时间；同时选择三相中的其它两相中的一正相调制所述第一预定时间。 

选择控制三相中的一负相导通，此时对应的下桥臂导通，同时控制三相中的其他两相中的一正相调制。 

由于本发明第一实施方式120度直流调速控制的压缩机的启动定位方法，首先，该压缩机的负相驱动电源采用一路15V供电，其他三路正相驱动电源都是通过相应的负相控制信号导通为其充电15V供电。然后用上述三路正相电容放电为U、V、W三相正桥臂提供15V驱动电源。这就得到了四路15V的驱动电源，分别对应于U相正桥臂、V相正桥臂、W相正桥臂和负相的驱动电源。此时只要连同U、V、W中的两相就可以控制压缩机转子的运动。本发明第一实施方式通过选择三相中的一负相导通第一预定时间；与此同时选择三相中的其它两相中的一正相调制所述第一预定时间。在调制过程中，该压缩机的转子在控制信号驱动产生的旋转，及无控制信号时的惯性运动，如此反复交替进行，使得该转子逐渐接近于预定中间位置，通过了第一预定时间的调制，该压缩机的转子的位置就基本被确定了。通过上述方法，既可以简化现有控制电路，又能够满足压缩机的启动地位。

根据所述直流调速压缩机规格预先设定第一预定时间。由于需要经过第一预定时间确定该压缩机的转子位置，所以第一预定时间需要根据不同的压缩机规格确定具体的时间段。若压缩机所需转动扭矩越大，则第一预定时间越长，或者相应的占空比也越大；或者同时增大第一预定时间和相应的占空比。 

判断上述负相导通时间是否达到第一预定时间。当上述负相导通时间达到第一预定时间，则上述正相调制的时间同时达到了第一预定时间。 

所述第一预定时间一般在300mS至500mS之间。所述调制的一个周期为200μS到500μS。 

所述调制的占空比设定也与所述电容相关。由于正相驱动电源导通时间过长，对应的电容就会因放电而低于IPM保护电压下限，导致欠压保护。因此，一般设定正相调制中的导通时间为整个调制周期的1％至2％，即所述调制的占空比为1％至2％。本发明优选实施方式所述调制的占空比为1.5％，调制周期为500μS，那么正相导通时间为7.5μS，截止时间为492.5μS。 

所述调制的占空比为1％至2％，即在每个调制周期内，该调制的正相导通的时间为载波周期的1％至2％，其他时间段截止。 

为了更清楚地说明本发明所述方法中正桥臂电容的充电过程，下面结合图2至图4具体说明。 

参见图2至图4，图2为本发明所述方法实施例控制电路图；图3为本发明所述方法控制信号示意图；图4为本发明所述方法实施例驱动模块内部结构示意图。 

以U负相导通为U正桥臂电容C5充电为例，具体说明本发明实施例所述方法中正桥臂电容的充电过程。 

首先，给Un一个导通信号，此时Uout触发IGBT4导通，此时就连通了N和Vufs端子。 

由于外部开关电源为电容C5正极提供了一路15V，而此时Vufs与所述压缩机的U相及电容C5的负极连通。由于N相接地，此时外部开关电源的15V就可以为C5充电。 

同样，以V负相导通为V正桥臂电容C8充电的过程如下。 

首先，给Vn一个导通信号，此时Vout触发IGBT5导通，此时就连通了 N和Vvfs端子。 

由于外部开关电源为电容C8正极提供了一路15V，此时Vvfs与所述压缩机的V相及电容C8的负极连通。由于N相接地，此时外部开关电源的15V就可以为C8充电。 

同样，以W负相导通为W正桥臂电容C8充电的过程如下。 

首先，给Wn一个导通信号，此时Wout触发IGBT6导通，此时就连通了N和Vwfs端子。 

由于外部开关电源为电容C11正极提供了一路15V，此时Vwfs与所述压缩机的W相及电容C11的负极连通。由于N相接地，此时外部开关电源的15V就可以为C11充电。 

由于上述三相的正桥臂的电容均充满15V，则可以继续执行上述S20。 

下面以V负相导通，U正相调制为例，具体说明本发明实施例的启动定位过程。 

现以调制周期为500μS，正相导通时间为10μS，截止时间为490μS，第一预定时间为300mS为例具体说明本发明实施例启动定位过程。 

V负相导通，即给Vn一个导通信号，此时Vout触发下桥臂IGBT5导通，此时就连通了压缩机的地N和V相。 

U正相调制，即U正相先导通10μS，然后截止490μS。U正相在第一预定时间300mS中重复导通10μS后截止490μS，如此循环。 

当U正相导通，即给Up一个导通信号，此时C5提供的15V驱动电源使U相正桥臂的IGBT1能够导通，此时就连通了P和U相。 

由于所述压缩机内部U、V、W相线相连，因此当V负相导通和U正相导通时，直流电压的正极P相、U相、V相和地N导通，形成闭合回路。 

电容C5的15V可以驱动U相正桥臂的IGBT1导通，此时即连通了直流电源的正极P和U相，V负相导通，即下桥臂IGBT5连通了V相和地N，这样就可以驱动所述压缩机的转子转动。 

在第一预定时间300mS内，V负相一直处于导通状态，即下桥臂IGBT5处于导通状态，所述压缩机的地N和V相连通。 

本发明优选实施方式，调制的占空比为2％，调制周期为500μS，即U 正相先导通10μS，然后截止490μS。当U正相导通达到10μS时，控制关断Up的导通信号。 

本发明优选实施方式，U正相调制，该调制周期为500μS，调制的占空比为2％，在第一预定时间300mS的时间内，则U正相的导通时间为6mS。在U正相导通6mS时间内，电容C5的15V有所下降，但下降的很少，不会低于IPM的驱动保护电压下限13.5V。 

这样，本发明实施例所述方法就能够避免现有技术中经常遇到的上桥臂的15V驱动电源不断下降，使IPM模块无法正常工作的现象发生。 

调制过程中占空比的大小以及第一预定时间根据压缩机型号的不同而不同，但是一定要注意不能让正桥臂时间导通过长。 

而且如果U正相调制的占空比过大，这对于使用电容提供电源的正桥臂而言，IPM也有可能不能正常工作。因为在正桥臂导通的时候，15V驱动电源的电压会一直下降，当驱动电源电压低于一定值的时候，IPM就不能正常动作，致使压缩机无法启动。 

而且如果U正相调制的占空比过大，则所述压缩机的转子由于惯性继续转动，还没有完全停止，新一轮的驱动控制又开始了。这样就无法确定转子的位置，也就很难实现压缩机的启动控制了。 

本发明的优选实施方式，正相调制的占空比为1％到2％。最佳实施方式正相导通7.5μS后截止492.5μS，第一预定时间为300mS。 

当然，本发明也可以采用其他相的负相导通，和除该负相的其他两相中一相的正相调制，来控制压缩机的启动定位。 

比如，本发明也可以采用U负相导通，W正相调制；或者W负相导通，U正相调制；或者W负相导通，V正相调制；或者V负相导通，W正相调制；或者V负相导通，U正相调制。 

以上对本发明所提供的压缩机启动定位方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种压缩机启动定位方法，用于采用120度直流调速控制的压缩机；其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）、该压缩机的负相驱动电源采用一路15V供电，三路正相驱动电源依次采用IPM智能功率模块负桥臂导通为对应正桥臂电容充电第二预定时间，所述第二预定时间根据所述IPM智能功率模块及所述电容规格设定；

2）、选择三相中的一负相导通时间为第一预定时间；在第一预定时间选择三相中的其它两相中的一正相调制，

所述调制的占空比为1%至2%。

2.根据权利要求1所述的压缩机启动定位方法，其特征在于，所述IPM智能功率模块负桥臂按照U、V、W的顺序依次导通为对应正桥臂电容充电。

3.根据权利要求1所述的压缩机启动定位方法，其特征在于，所述第一预定时间根据所述压缩机规格设定。

4.根据权利要求3所述的压缩机启动定位方法，其特征在于，所述第一预定时间为300mS至500mS。

5.根据权利要求4所述的压缩机启动定位方法，其特征在于，所述调制的一个周期为200μS到500μS。

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