CN105703333A - 压缩机的电流保护方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压缩机的电流保护方法和系统，其是先采集压缩机的三相电流中的任意两相电流的瞬时值，根据三相电流瞬时值之和为零的关系，获取第三相电流的瞬时值，根据这三相电流的瞬时值进行Clark转换获得两相静止坐标系电流瞬时值，进而获取电流模值，比较电流模值与预设过流保护阈值的大小关系来决定是否停止运行压缩机。在本发明中，只采集三相电流中的任意两相电流的瞬时值，减小了采集成本，而且经过Clark变换并获取电流模值，便于设置过流保护阀值，此外，不必采集整个电流周期内的瞬时值，延时时间很短，能够及时保护压缩机电流，延长压缩机寿命。

Description

压缩机的电流保护方法和系统

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别是涉及压缩机的电流保护方法和系统。

背景技术

在压缩机中，需要对电流进行保护，防止电流过流而减小压缩机使用寿命。传统的电流保护方法有两种，一种是采用压缩机相电流瞬时值Iu、Iv、Iw进行保护，相电流瞬时值大小呈正弦波变化，保护阀值不好设置；另一种是采用压缩机相电流有效值Irmsu、Irmsv、Irmsw进行保护，压缩机相电流有效值计算需要采集一个周期内电流瞬时值进行均方根值计算，以3对极压缩机为例，通常压缩机运行电频率范围30～360Hz，相电流有效值计算最快也需要1/360＝2.778ms的计算时间，如果通过相电流有效值来进行过流保护，延时时间必然超过2.778ms，可能导致保护不及时造成开关管损坏、压缩机退磁等严重后果。

发明内容

基于此，有必要针对现有的压缩机对电流不能进行有效保护的问题，提供一种压缩机的电流保护方法和系统。

一种压缩机的电流保护方法，包括以下步骤：

采集压缩机当前控制周期内的三相电流中的任意两相电流瞬时值；

根据两相电流瞬时值获取第三相电流的瞬时值；

根据两相电流的瞬时值和第三相电流的瞬时值进行Clark变换，获取当前控制周期内的两相静止坐标系电流瞬时值；

根据两相静止坐标系电流瞬时值获取电流模值；

判断电流模值是否大于预设过流保护阀值，若是，则停止运行压缩机。

一种压缩机的电流保护系统，其特征在于，包括采集单元、第一获取单元、变换单元、第二获取单元、判断单元和执行单元；

采集单元用于采集压缩机当前控制周期内的三相电流中的任意两相电流的瞬时值；

第一获取单元用于根据两相电流的瞬时值获取第三相电流的瞬时值；

变换单元用于对两相电流的瞬时值和第三相电流的瞬时值进行Clark变换，获取当前控制周期内的两相静止坐标系电流瞬时值；

第二获取单元用于根据两相静止坐标系电流瞬时值获取电流模值；

判断单元用于判断电流模值是否大于预设过流保护阀值；

执行单元用于在判断单元判定电流模值大于预设过流保护阀值时，停止运行压缩机。

根据上述本发明的方案，其是先采集压缩机的三相电流中的任意两相电流的瞬时值，根据三相电流瞬时值之和为零的关系，获取第三相电流的瞬时值，对这三相电流的瞬时值进行Clark转换获得两相静止坐标系电流瞬时值，进而获取电流模值，比较电流模值与预设过流保护阈值的大小关系来决定是否停止运行压缩机。在本方案中，只采集三相电流中的任意两相电流的瞬时值，减小了采集成本，而且经过Clark变换并获取电流模值，便于设置过流保护阀值，此外，不必采集整个电流周期内的瞬时值，延时时间很短，能够及时保护压缩机电流，延长压缩机寿命。

附图说明

图1是其中一个实施例中压缩机的电流保护方法的流程示意图；

图2是其中一个实施例中压缩机的电流保护方法的流程示意图；

图3是其中一个实施例中压缩机的电流保护系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

参见图1所示，为本发明的压缩机的电流保护方法的实施例。该实施例中的压缩机的电流保护方法，包括以下步骤：

步骤S101：采集压缩机三相电流中的任意两相电流瞬时值；

步骤S102：根据两相电流瞬时值获取第三相电流的瞬时值；

步骤S103：根据两相电流的瞬时值和第三相电流的瞬时值进行Clark变换，获取两相静止坐标系电流瞬时值；

步骤S104：根据两相静止坐标系电流瞬时值获取电流模值；

步骤S105：判断电流模值是否大于预设过流保护阀值，若是，则停止运行压缩机。

根据上述本发明的方案，其是先采集压缩机的三相电流中的任意两相电流的瞬时值，根据三相电流瞬时值之和为零的关系，获取第三相电流的瞬时值，对这三相电流的瞬时值进行Clark转换获得两相静止坐标系电流瞬时值，进而获取电流模值，比较电流模值与预设过流保护阈值的大小关系来决定是否停止运行压缩机。在本实施例中，只采集三相电流中的任意两相电流的瞬时值，减小了采集成本，而且经过Clark变换并获取电流模值，便于设置过流保护阀值，此外，不必采集整个电流周期内的瞬时值，延时时间很短，能够及时保护压缩机电流，延长压缩机寿命。

在其中一个实施例中，获取连续若干个控制周期内的电流模值，判断电流模值是否大于预设过流保护阀值的步骤包括以下步骤：

判断连续若干个控制周期内的电流模值是否都大于预设过流保护阀值。

在本实施例中，在连续若干个控制周期内判断电流模值是否都大于预设过流保护阀值，若是，才停止运行压缩机。压缩机电流模值ImaxPeak每个控制周期更新一次，当压缩机三相电流瞬时值突变时，电流模值ImaxPeak随着三相电流瞬时值突变迅速更新，采用电流模值判断连续若干个控制周期来触发压缩机过流保护，确保不会进行误保护。

优选的，选择两个或三个控制周期，所需要的保护时间为2～3个控制周期，压缩机控制周期为压缩机开关动作周期，开关动作频率一般为4～6kHz，每个控制周期时间为166.7～250us，2～3个控制周期的总时间在1ms以下，属于微秒级别，所以本发明方案压缩机电流保护所需要的延时时间为微妙级别，并且由于判断连续2～3个控制周期的电流模值，因此可以确保压缩机电流不会误保护。

在其中一个实施例中，Clark变换的公式为：

$\left[\begin{array}{c}I\mathrm{\α}\\ I\mathrm{\β}\end{array}\right]=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}1& -1/2& -1/2\\ 0& \sqrt{3}/2& \sqrt{3}/2\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}Iu\\ Iv\\ Iw\end{array}\right]$

式中，Iu、Iv、Iw为两相电流的瞬时值和第三相电流的瞬时值，Iα、Iβ为两相静止坐标系电流瞬时值。

在本实施例中，利用Clark变换公式可以将三相电流瞬时值值转换为两相静止坐标系电流瞬时值。

在其中一个实施例中，根据两相电流瞬时值获取电流模值的步骤包括以下步骤：

根据ImaxPeak＝SQRT(Iα²+Iβ²)获取电流模值，式中，ImaxPeak为电流模值，Iα、Iβ为两相静止坐标系电流瞬时值，SQRT表示开平方运算。

在本实施例中，利用公式可以根据两相静止坐标系电流瞬时值获得电流模值，确定电流模值后可便于设定预设过流保护阀值与之比较。

在其中一个实施例中，预设过流保护阀值为压缩机允许运行最大电流峰值的1.2倍～1.8倍。

在本实施例中，预设过流保护阀值不能设置过大，设置在压缩机允许运行最大电流峰值的1.2倍～1.8倍为宜。

优选的，预设过流保护阀值一般设置为压缩机允许运行最大电流峰值的1.5倍左右。

在一个优选的实施例中，如图2所示，压缩机的三相电流中的U相、V相两相电流经过采样电路送到DSP处理器(数字信号处理器)中得到U相、V相电流瞬时值Iu、Iv，根据公式Iw＝-Iu–Iv获得压缩机的W相电流瞬时值Iw，通过Clark变换获得两相静止坐标系电流瞬时值Iα、Iβ，通过公式ImaxPeak＝SQRT(Iα²+Iβ²)获取电流模值ImaxPeak，预设过流保护阀值设置为压缩机允许运行最大电流峰值的1.5倍左右。

本方案中的压缩机可以应用在各种电器中，如空调、冰箱等，若是1.5P变频空调，预设过流保护阀值一般设为18A，若是2P变频空调，预设过流保护阀值一般设为25A。如果连续2个控制周期内电流模值超过预设过流保护阀值ImaxSet，即ImaxPeak>ImaxSet，确认压缩机电流过流，DSP处理器封锁PWM(脉冲宽度调制)脉冲报故障停机保护。该方案中压缩机电流保护所需要的延时时间为微妙级别，可以对压缩机电流过流及时进行保护，并且采用电流模值连续判断两个控制周期来触发压缩机过流保护，确保不会进行误保护。

根据上述压缩机的电流保护方法，本发明还提供一种压缩机的电流保护系统，以下就本发明的压缩机的电流保护系统的实施例进行详细说明。

参见图2所示，为本发明的压缩机的电流保护系统的实施例。该实施例中的压缩机的电流保护系统包括采集单元201、第一获取单元202、变换单元203、第二获取单元204、判断单元205和执行单元206；

采集单元201，用于采集压缩机三相电流中的任意两相电流的瞬时值；

第一获取单元202，用于根据两相电流的瞬时值获取第三相电流的瞬时值；

变换单元203，用于根据两相电流的瞬时值和第三相电流的瞬时值进行Clark变换，获取两相静止坐标系电流瞬时值；

第二获取单元204，用于根据两相静止坐标系电流瞬时值获取电流模值；

判断单元205，用于判断电流模值是否大于预设过流保护阀值；

执行单元206，用于在判断单元205判定电流模值大于预设过流保护阀值时，停止运行压缩机。

在其中一个实施例中，第二获取单元204获取连续若干个控制周期内的电流模值，判断单元205用于判断连续若干个控制周期内的电流模值是否都大于预设过流保护阀值。

在其中一个实施例中，Clark变换的公式为：

$\left[\begin{array}{c}I\mathrm{\α}\\ I\mathrm{\β}\end{array}\right]=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}1& -1/2& -1/2\\ 0& \sqrt{3}/2& \sqrt{3}/2\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}Iu\\ Iv\\ Iw\end{array}\right]$

式中，Iu、Iv、Iw为两相电流的瞬时值和第三相电流的瞬时值，Iα、Iβ为两相静止坐标系电流瞬时值。

在其中一个实施例中，第二获取单元204根据ImaxPeak＝SQRT(Iα²+Iβ²)获取电流模值，式中，ImaxPeak为电流模值，Iα、Iβ为两相静止坐标系电流瞬时值，SQRT表示开平方运算。

在其中一个实施例中，预设过流保护阀值为压缩机允许运行最大电流峰值的1.2倍～1.8倍。

本发明的压缩机的电流保护系统与本发明的压缩机的电流保护方法一一对应，在上述压缩机的电流保护方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于压缩机的电流保护系统的实施例中。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种压缩机的电流保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集压缩机三相电流中的任意两相电流的瞬时值；

根据所述两相电流的瞬时值获取第三相电流的瞬时值；

对所述两相电流的瞬时值和所述第三相电流的瞬时值进行Clark变换，获取两相静止坐标系电流瞬时值；

根据所述两相静止坐标系电流瞬时值获取电流模值；

判断所述电流模值是否大于预设过流保护阀值，若是，则停止运行所述压缩机。

2.根据权利要求1所述的压缩机的电流保护方法，其特征在于，获取连续若干个控制周期内的电流模值，所述判断所述电流模值是否大于预设过流保护阀值的步骤包括以下步骤：

判断连续若干个控制周期内的电流模值是否都大于所述预设过流保护阀值。

3.根据权利要求1所述的压缩机的电流保护方法，其特征在于，所述Clark变换的公式为：

式中，Iu、Iv、Iw为所述两相电流的瞬时值和所述第三相电流的瞬时值，Iα、Iβ为所述两相静止坐标系电流瞬时值。

4.根据权利要求1所述的压缩机的电流保护方法，其特征在于，所述根据所述两相电流瞬时值获取电流模值的步骤包括以下步骤：

根据ImaxPeak＝SQRT(Iα²+Iβ²)获取所述电流模值，式中，ImaxPeak为所述电流模值，Iα、Iβ为所述两相静止坐标系电流瞬时值，SQRT表示开平方运算。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的压缩机的电流保护方法，其特征在于，所述预设过流保护阀值为所述压缩机允许运行最大电流峰值的1.2倍～1.8倍。

6.一种压缩机的电流保护系统，其特征在于，包括采集单元、第一获取单元、变换单元、第二获取单元、判断单元和执行单元；

所述采集单元用于采集压缩机三相电流中的任意两相电流的瞬时值；

所述第一获取单元用于根据所述两相电流的瞬时值获取第三相电流的瞬时值；

所述变换单元用于对所述两相电流的瞬时值和所述第三相电流的瞬时值进行Clark变换，获取两相静止坐标系电流瞬时值；

所述第二获取单元用于根据所述两相静止坐标系电流瞬时值获取电流模值；

所述判断单元用于判断所述电流模值是否大于预设过流保护阀值；

所述执行单元用于在判断单元判定所述电流模值大于预设过流保护阀值时，停止运行所述压缩机。

7.根据权利要求1所述的压缩机的电流保护系统，其特征在于，所述第二获取单元获取连续若干个控制周期内的电流模值，所述判断单元用于判断连续若干个控制周期内的电流模值是否都大于预设过流保护阀值。

8.根据权利要求1所述的压缩机的电流保护系统，其特征在于，所述Clark变换的公式为：

式中，Iu、Iv、Iw为所述两相电流的瞬时值和所述第三相电流的瞬时值，Iα、Iβ为所述两相静止坐标系电流瞬时值。

9.根据权利要求1所述的压缩机的电流保护系统，其特征在于，所述第二获取单元根据ImaxPeak＝SQRT(Iα²+Iβ²)获取所述电流模值，式中，ImaxPeak为所述电流模值，Iα、Iβ为所述两相静止坐标系电流瞬时值，SQRT表示开平方运算。

10.根据权利要求6至9中任意一项所述的压缩机的电流保护系统，其特征在于，所述预设过流保护阀值为所述压缩机允许运行最大电流峰值的1.2倍～1.8倍。