CN108448994A - 一种变频压缩机空载运行转速快速估算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变频压缩机空载运行转速快速估算方法，首先在环温为25℃条件下，利用变频器不断地提高三相永磁同步电机空载情况下的运行转速，观察测功机测得的电机三相电压是否增加，直观地检测出三相永磁同步电机相电压的最大值，并进一步估算出三相永磁同步电机的反电动势系数，然后基于对三相永磁同步电机测试的基础，在变频压缩机空载稳定运行时，在不增加任何转速测试设备的情况下，实现不同环境温度下，冰箱用变频压缩机空载运行转速的快速估算，该方法可以有效地验证变频压缩机是否达到所设定的目标转速，可以广泛地适用于任意结构的变频压缩机空载运行转速的快速估算。

Description

一种变频压缩机空载运行转速快速估算方法

技术领域

本发明涉及变频压缩机技术领域，特别涉及一种变频压缩机空载运行转速快速估算方法。

背景技术

永磁同步电机既有交流电机结构简单、体积小、运行可靠、无机械换向器、维护方便的特性，又具有转矩密度大、噪音低的优点，因而在冰箱压缩机上得到了较为广泛的应用。但在实际冰箱匹配过程中，由于永磁同步电机工作的电磁环境较为恶劣，转速参数会直接影响到冰箱的工作状态以及各个其他性能参数，其准确度更是牵涉到冰箱的工作安全性与寿命可靠性，目前转速检测方法大多采用转速测量设备，但此方法经济成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种变频压缩机空载运行转速快速估算方法，该方法在不增加任何转速测试设备的情况下，对压缩机空载运行过程中的转速数据进行瞬时监控，其具有设计合理、结构简单、使用方便、可靠性高等优点，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种变频压缩机空载运行转速快速估算方法，所述的方法包括以下步骤：

1)三相永磁同步电机相电压最大值检测和反电动势系数估算

(1)在环温为25℃条件下，将变频压缩机的永磁同步电机与测功机同轴相连，通过总线连接电机变频器和所述的测功机；

(2)在空载条件下，通过电机变频器不断提高永磁同步电机的运行转速，观察测功机测得的电机三相电压是否增加，若是，则记录下永磁同步电机运行至稳定状态后各个转速下的各相电压和电流，若否，则进入步骤(3)；

(3)记录下所述的永磁同步电机三相电压最大值，将电机停转，移除测功机，选取三相永磁同步电机相电压最大值U_max为：

U_max＝(U_Umax+U_Vmax+U_Wmax)/3；

其中：U_umax为U相相电压最大值，U_vmax为V相相电压最大值，U_wmax为W相相电压最大值；

(5)根据所记录的测试数据，筛选出永磁同步电机空载相电流最小的数据，定义U₁为所测得的相电压，定义n₁为所测得的电机运行转速，构建如下反电动势系数K_E估算算式：

其中T_ph为电机每相匝数，为电机磁通量，p为极对数；

2)变频压缩机空载运行转速快速估算

(1)在空载条件下，待冰箱用压缩机运行至稳定状态后，通过万用表对变频压缩机U、V、W三相线电压进行检测，获得三组线电压值分别为U_uv、U_uw、U_vw，以星型接法电机为例，则变频压缩机三相电压U_ph计算式为

(3)判断所述的变频压缩机环温T是否等于常温25℃，若是，则进入步骤(3)，若否，则把变频压缩机三相电压U_ph换算为常温25℃下的相电压值，具体为：

在空载条件下，变频压缩机三相电压U_ph可近似估算为

其中：E为电机反电动势，为电机磁通量，f_r为电机旋转频率。

磁通量值换算为常温25℃，换算公式如下：

铁氧体永磁体：

钕铁硼永磁体：

由三相永磁同步电机转速计算可知：

f_r＝np/60；

其中：n为三相永磁同步电机旋转转速。

以铁氧体永磁体为例，那么三相永磁同步电机相电压U_ph可进一步转换为

(3)判断所述的变频压缩机相电压U_ph是否小于三相永磁同步电机电机空载相电压最大值U_max，若是，则估算出变频压缩机当前运行转速，具体变频压缩机空载转速估算算式为：n＝[1-0.0021×(25-T)]U_Ph/K_E，若否，则变频压缩机已达到弱磁转折转速，弱磁转折速度估算算式为：n_wf＝U_max/K_E。

采用以上技术方案的有益效果是：该方法不但可以精确地获得变频压缩机运行过程中转速波动范围和弱磁转折速度，而且可以有效地验证变频压缩机是否达到所设定的目标转速，并且设计合理、实现成本低廉、使用方便、可靠性高，可以广泛地适用于任意结构的变频压缩机空载运行转速的快速估算。

附图说明

图1是本发明的三相永磁同步电机相电压最大值检测和反电动势系数估算的步骤流程图。

图2为本发明的变频压缩机空载运行转速快速估算的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

图1出示本发明的具体实施方式：一种变频压缩机空载运行转速快速估算方法，所述的方法包括以下步骤：

1)三相永磁同步电机相电压最大值检测和反电动势系数估算

(1)在环温为25℃条件下，将变频压缩机的永磁同步电机与测功机同轴相连，通过总线连接电机变频器和所述的测功机；

(2)在空载条件下，通过电机变频器不断提高永磁同步电机的运行转速，观察测功机测得的电机三相电压是否增加，若是，则记录下永磁同步电机运行至稳定状态后各个转速下的各相电压和电流，若否，则进入步骤(3)；

(3)记录下所述的永磁同步电机三相电压最大值，将电机停转，移除测功机，选取三相永磁同步电机相电压最大值U_max为：

U_max＝(U_Umax+U_Vmax+U_Wmax)/3；

其中：U_umax为U相相电压最大值，U_vmax为V相相电压最大值，U_wmax为W相相电压最大值；

(6)根据所记录的测试数据，筛选出永磁同步电机空载相电流最小的数据，定义U₁为所测得的相电压，定义n₁为所测得的电机运行转速，构建如下反电动势系数K_E估算算式：

其中T_ph为电机每相匝数，为电机磁通量，p为极对数；

2)变频压缩机空载运行转速快速估算

(1)在空载条件下，待冰箱用压缩机运行至稳定状态后，通过万用表对变频压缩机U、V、W三相线电压进行检测，获得三组线电压值分别为U_uv、U_uw、U_vw，以星型接法电机为例，则变频压缩机三相电压U_ph计算式为

(4)判断所述的变频压缩机环温T是否等于常温25℃，若是，则进入步骤(3)，若否，则把变频压缩机三相电压U_ph换算为常温25℃下的相电压值，具体为：

在空载条件下，变频压缩机三相电压U_ph可近似估算为

其中：E为电机反电动势，为电机磁通量，f_r为电机旋转频率。

磁通量值换算为常温25℃，换算公式如下：

铁氧体永磁体：

钕铁硼永磁体：

由三相永磁同步电机转速计算可知：

f_r＝np/60；

其中：n为三相永磁同步电机旋转转速。

以铁氧体永磁体为例，那么三相永磁同步电机相电压U_ph可进一步转换为

(3)判断所述的变频压缩机相电压U_ph是否小于三相永磁同步电机电机空载相电压最大值U_max，若是，则估算出变频压缩机当前运行转速，具体变频压缩机空载转速估算算式为：n＝[1-0.0021×(25-T)]U_Ph/K_E，若否，则变频压缩机已达到弱磁转折转速，弱磁转折速度估算算式为：n_wf＝U_max/K_E。

本发明所采用的的变频压缩机空载运行转速快速估算方法，首先在环温为25℃条件下，利用变频器不断地提高三相永磁同步电机空载情况下的运行转速，观察测功机测得的电机三相电压是否增加，直观地检测出三相永磁同步电机相电压的最大值，并进一步估算出三相永磁同步电机的反电动势系数，然后基于对三相永磁同步电机测试的基础，在变频压缩机空载稳定运行时，在不增加任何转速测试设备的情况下，实现不同环境温度下，冰箱用变频压缩机空载运行转速的快速估算，该方法不但可以精确地获得变频压缩机运行过程中转速波动范围和弱磁转折速度，而且可以有效地验证变频压缩机是否达到所设定的目标转速，并且设计合理、实现成本低廉、使用方便、可靠性高，可以广泛地适用于任意结构的变频压缩机空载运行转速的快速估算。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，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。

Claims (1)

1.一种变频压缩机空载运行转速快速估算方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

1)三相永磁同步电机相电压最大值检测和反电动势系数估算

(1)在环温为25℃条件下，将变频压缩机的永磁同步电机与测功机同轴相连，通过总线连接电机变频器和所述的测功机；

(2)在空载条件下，通过电机变频器不断提高永磁同步电机的运行转速，观察测功机测得的电机三相电压是否增加，若是，则记录下永磁同步电机运行至稳定状态后各个转速下的各相电压和电流，若否，则进入步骤(3)；

(3)记录下所述的永磁同步电机三相电压最大值，将电机停转，移除测功机，选取三相永磁同步电机相电压最大值U_max为：

U_max＝(U_Umax+U_Vmax+U_Wmax)/3；

其中：U_umax为U相相电压最大值，U_vmax为V相相电压最大值，U_wmax为W相相电压最大值；

(4)根据所记录的测试数据，筛选出永磁同步电机空载相电流最小的数据，定义U₁为所测得的相电压，定义n₁为所测得的电机运行转速，构建如下反电动势系数K_E估算算式：

其中T_ph为电机每相匝数，为电机磁通量，p为极对数；

2)变频压缩机空载运行转速快速估算

(1)在空载条件下，待冰箱用压缩机运行至稳定状态后，通过万用表对变频压缩机U、V、W三相线电压进行检测，获得三组线电压值分别为U_uv、U_uw、U_vw，以星型接法电机为例，则变频压缩机三相电压U_ph计算式为

(2)判断所述的变频压缩机环温T是否等于常温25℃，若是，则进入步骤(3)，若否，则把变频压缩机三相电压U_ph换算为常温25℃下的相电压值，具体为：

在空载条件下，变频压缩机三相电压U_ph可近似估算为

其中：E为电机反电动势，为电机磁通量，f_r为电机旋转频率。

磁通量值换算为常温25℃，换算公式如下：

铁氧体永磁体：

钕铁硼永磁体：

由三相永磁同步电机转速计算可知：

f_r＝np/60；

其中：n为三相永磁同步电机旋转转速。

以铁氧体永磁体为例，那么三相永磁同步电机相电压U_ph可进一步转换为

(3)判断所述的变频压缩机相电压U_ph是否小于三相永磁同步电机电机空载相电压最大值U_max，若是，则估算出变频压缩机当前运行转速，具体变频压缩机空载转速估算算式为：n＝[1-0.0021×(25-T)]U_Ph/K_E，若否，则变频压缩机已达到弱磁转折转速，弱磁转折速度估算算式为：n_wf＝U_max/K_E。