CN101834559A - 一种家电压缩机变频装置移相输出系统及实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种家电压缩机变频装置移相输出系统及实现方法，系统包括有：三相电流反馈检测模块，电压矢量分配模块，电压移相分配模块；所述移相输出系统的实现方法包括步骤：(a)通过三相电流反馈检测模块从家电压缩机中采样出电机的三相交流电流值；(b)通过电压矢量分配模块将三相电流反馈检测模块输出的三相交流电流值变换为三相直流电压输出；(c)电压移相分配模块将电压矢量分配模块输出的三相直流电压求和；(d)电压移相分配模块将求和后的电压后与设定的脉冲占空比阈值进行比较，若小于设定脉冲占空比阈值，则在一个分配周期内移相输出。本发明具有整个变频装置检测的精度高、变频装置工作的稳定性高等优点。

Description

一种家电压缩机变频装置移相输出系统及实现方法
[技术领域]
本发明涉及一种家电压缩机变频装置移相输出系统及实现方法，具体应用在家电压缩机驱动控制。
[背景技术]
把直流电压变换成交流电压的变频装置以电机的速度控制为目的得到很大的发展。其中，家用电器中变频机为了减低逆变换器的损失，几乎都是采用脉冲宽度调制控制(以下简称SVPWM控制)方式，如图1。
图1为三相电压源逆变器示意图，Sa、Sb、Sc为逆变器桥臂的开关，其中任一桥臂的上下开关组件在任一时刻不能同时导通。不考虑死区时，上下桥臂开关互逆。将桥臂输入点a、b、c的开关状态用下面的开关函数表示：
Sk＝1(桥臂k，上桥臂导通，下桥臂关断)；
Sk＝0(桥臂k，上桥臂关断，下桥臂导通)。
由a、b、c的不同的开关组合，可以有23＝8个开关矢量(Sa Sb Sc)，即V0(000)～V7(111)，其中有六个有效开关矢量V1～V6和两个零开关矢量V0和V7。利用V0～V78个矢量的线性组合可以近似模拟等幅旋转向量，由磁链和电压间简单的积分关系，可知此时实际的电机气隙磁通轨迹接近圆形。
图2为SVPWM矢量、扇区及每个扇区开关方向图。
由于检测条件的限制、脉冲调节的高精度要求、压缩机转子负荷的不稳定、电源值的上下波动，这些都对变频装置提出了挑战。特别是压缩机控制的不平稳导致了系统的噪音和舒适性，同时变频设备控制不稳对电源产生大量谐波信号，会对电网造成的污染；
现有的家电压缩机变频装置一般是采用单电阻进行检测反馈电流的，在切换点的附近的电流比较小，会发生漏检，这样在单电阻中发生的电压波形会变细，或者根本完全没有。由于在这样的区间里不能测出控制所需要的电流，所以不能进行控制。因此整个变频装置检测的精度不高，使得整个装置的电流和电压不够稳定。
[发明内容]
本发明克服了上述技术的不足，提供了一种家电压缩机变频装置移相输出系统，同时提供了该系统的实现方法，通过上述移相输出系统或方法能够实现电压移相输出，提高整个变频装置检测的精度、提高了变频装置工作的稳定性。
为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种家电压缩机变频装置移相输出系统，其特征在于包括有：
三相电流反馈检测模块1，从家电压缩机中采样出电机的三相交流电流值；
电压矢量分配模块2，将三相电流反馈检测模块1输出的三相交流电流值变换为三相直流电压输出，将交流压缩机等效为直流压缩机，在对电压进行分配的过程中，通过矢量扇形图将电压分为6个区间；
电压移相分配模块3，将电压矢量分配模块2输出的三相直流电压求和后与设定的脉冲占空比阈值比较，若大于设定脉冲占空比阈值，则直接分配电压；若小于设定脉冲占空比阈值，则在一个分配周期内，在上升沿的小电压值向后移相叠加到下降沿输出，而在下降沿的小电压值向后移相叠加到上升沿输出；
所述电压移相分配模块3输出的电压信号作为PWM信号，来控制与家电压缩机的电机连接功率驱动模块连接。
所述移相输出系统的实现方法，其特征在于包括如下步骤：
(a)采样三相交流电流：通过三相电流反馈检测模块1从家电压缩机中采样出电机的三相交流电流值；
(b)进行电压矢量分配：通过电压矢量分配模块2将三相电流反馈检测模块1输出的三相交流电流值变换为三相直流电压输出，电压矢量分配模块2将交流压缩机等效为直流压缩机，在对电压进行分配的过程中，通过矢量扇形图将电压分为6个区间；
(c)进行三相电压求和：电压移相分配模块3将电压矢量分配模块2输出的三相直流电压求和；
(d)电压移相分配输出：电压移相分配模块3将求和后的电压后与设定的脉冲占空比阈值进行比较，若大于设定脉冲占空比阈值，则直接分配电压；若小于设定脉冲占空比阈值，则在一个分配周期内，在上升沿的小电压值向后移相叠加到下降沿输出，而在下降沿的小电压值向后移相叠加到上升沿输出；
所述电压移相分配模块3输出的电压信号作为PWM信号，来控制与家电压缩机的电机连接功率驱动模块连接。
本发明的有益效果是：本发明针对变频装置的输出进行分析，提出了矢量电压移相输出的概念，将在切换点的附近比较小的电流在当前上升或下降沿剔除，然后在另一个下降或者上升沿补偿，因此整个变频装置检测的精度高，使得整个装置的电流和电压稳定，压缩机控制的平稳，降低了系统的噪音，提高了舒适性。
[附图说明]
下面结合附图与本发明的实施方式作进一步详细的描述：
图1是三相变频器与永磁电机的连接图；
图2是SVPWM矢量扇区与开关方向图；
图3是本发明的系统的结构图；
图4是发明对三相电压求和之后未移相，在两个计算周期内各个相位开关电压的关系图，其中，前第七个图形是对U相、V相、W相电压进行求和后的电压波形；
图5是发明对三相电压求和并移相后，在两个计算周期内各个相位开关电压的关系图，其中，前第七个图形是对U相、V相、W相电压进行求和后的电压波形。
[具体实施方式]
参见图3，本发明介绍一种家电压缩机变频装置移相输出系统，其包括有：三相电流反馈检测模块1，电压矢量分配模块2，电压移相分配模块3。
所述三相电流反馈检测模块1与家电压缩机的电机连接，三相电流反馈检测模块1从家电压缩机中采样出电机的三相交流电流值；
所述电压矢量分配模块2与三相电流反馈检测模块1连接，电压矢量分配模块2将三相电流反馈检测模块1输出的三相交流电流值变换为三相直流电压输出，将交流压缩机等效为直流压缩机，在对电压进行分配的过程中，通过矢量扇形图将电压分为6个区间；
所述电压移相分配模块3与电压矢量分配模块2连接，电压移相分配模块3将电压矢量分配模块2输出的三相直流电压求和后与设定的脉冲占空比阈值比较，若大于设定脉冲占空比阈值，则直接分配电压；若小于设定脉冲占空比阈值，则在一个分配周期内，在上升沿的小电压值向后移相叠加到下降沿输出，而在下降沿的小电压值向后移相叠加到上升沿输出；
所述电压移相分配模块3输出的电压信号作为PWM信号，来控制与家电压缩机的电机连接功率驱动模块连接。
本发明还介绍了一种上述移相输出系统的实现方法，其包括如下步骤：
(a)采样三相交流电流：通过三相电流反馈检测模块1从家电压缩机中采样出电机的三相交流电流值；
(b)进行电压矢量分配：通过电压矢量分配模块2将三相电流反馈检测模块1输出的三相交流电流值变换为三相直流电压输出，电压矢量分配模块2将交流压缩机等效为直流压缩机，在对电压进行分配的过程中，通过矢量扇形图将电压分为6个区间；
(c)进行三相电压求和：电压移相分配模块3将电压矢量分配模块2输出的三相直流电压求和；
(d)电压移相分配输出：电压移相分配模块3将求和后的电压后与设定的脉冲占空比阈值进行比较，若大于设定脉冲占空比阈值，则直接分配电压；若小于设定脉冲占空比阈值，则在一个分配周期内，在上升沿的小电压值向后移相叠加到下降沿输出，而在下降沿的小电压值向后移相叠加到上升沿输出；
所述电压移相分配模块3输出的电压信号作为PWM信号，来控制与家电压缩机的电机连接功率驱动模块连接。
为了解决这个问题，需要对PWM的输出幅度进行补正和补偿。
参见图5，具体移相补偿原理，在检测电流的区域内，加大PWM的输出幅度直到检测电阻上出现更换AD所需要的信号然后测电流，在补偿区域，将在测电流区域里加大的，即比原PWM输出幅度多出的那一部分，减去之后输出。
根据以上的处理，为了测电流而加大了补正区域的PWM的输出幅度，从而导致电流量增加，而在补偿区域由于减小了PWM的输出幅度而导致电流量减少，这样二者之间相互抵消，电流量没有发生变化。

Claims (2)

1.一种家电压缩机变频装置移相输出系统，其特征在于包括有：
三相电流反馈检测模块(1)，从家电压缩机中采样出电机的三相交流电流值；
电压矢量分配模块(2)，将三相电流反馈检测模块(1)输出的三相交流电流值变换为三相直流电压输出，将交流压缩机等效为直流压缩机，在对电压进行分配的过程中，通过矢量扇形图将电压分为6个区间；
电压移相分配模块(3)，将电压矢量分配模块(2)输出的三相直流电压求和后与设定的脉冲占空比阈值比较，若大于设定脉冲占空比阈值，则直接分配电压；若小于设定脉冲占空比阈值，则在一个分配周期内，在上升沿的小电压值向后移相叠加到下降沿输出，而在下降沿的小电压值向后移相叠加到上升沿输出；
所述电压移相分配模块(3)输出的电压信号作为PWM信号，来控制与家电压缩机的电机连接功率驱动模块连接。
2.根据权利要求1所述移相输出系统的实现方法，其特征在于包括如下步骤：
(a)采样三相交流电流：通过三相电流反馈检测模块(1)从家电压缩机中采样出电机的三相交流电流值；
(b)进行电压矢量分配：通过电压矢量分配模块(2)将三相电流反馈检测模块(1)输出的三相交流电流值变换为三相直流电压输出，电压矢量分配模块(2)将交流压缩机等效为直流压缩机，在对电压进行分配的过程中，通过矢量扇形图将电压分为6个区间；
(c)进行三相电压求和：电压移相分配模块(3)将电压矢量分配模块2输出的三相直流电压求和；
(d)电压移相分配输出：电压移相分配模块(3)将求和后的电压后与设定的脉冲占空比阈值进行比较，若大于设定脉冲占空比阈值，则直接分配电压；若小于设定脉冲占空比阈值，则在一个分配周期内，在上升沿的小电压值向后移相叠加到下降沿输出，而在下降沿的小电压值向后移相叠加到上升沿输出；
所述电压移相分配模块(3)输出的电压信号作为PWM信号，来控制与家电压缩机的电机连接功率驱动模块连接。
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