CN113364305A - 一种用于控制变频压缩机转速的变频器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于控制变频压缩机转速的变频器及其控制方法，变频器设有滤波器、整流桥、电压控制电路、逆变桥和微控制器。控制方法为：微控制器先控制M1的PWM指数从零逐增到100％，逐渐向母线电容器充电；在实际转速运行阶段微控制器向逆变桥提供PWM控制信号以启动电机并达到所设定转速；在过渡阶段逐步减小M1的PWM宽度，逐渐降低母线电压，控制电机转矩并使电机实际转速达到设定转速；在正常运行阶段，微控制器分析电机的反电动势电压及比例积分函数，重新计算电机实际转速，控制逆变桥中的每个功率开关的导通周期，以控制电机在设定的转矩并使电机保持在设定转速运行。本变频器电耗小效率高，控制方法简单容易操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种变频器技术，具体地说是涉及一种用于控制变频压缩机转速的变频器及其控制方法。
背景技术
变频压缩机以其高效率、低噪音、小型化等优点，广泛应用于冰箱、冷柜，展示食品的陈列柜、商用冰箱和空调等领域，变频器技术和控制变频压缩机转速的方法直接关系到压缩机的效率和系统整体性能。
用于控制变频压缩机转速的现有典型变频器一般采用的结构为：设有负温度系数的NTC电阻、EMI滤波器、电感器、整流桥、逆变桥和微控制器。NTC电阻用于限制浪涌电流；EMI滤波器用于避免高频噪声返回电源线；电感器用于提高功率因数，限制变频器产生的电流谐波，并符合标准规定的限值；整流桥将交流电流转换为直流电，该直流电由一个母线电容过滤，该电容向逆变桥提供母线电压，从而产生一个施加在电机上的变频电压，以控制电机的转速。现有典型变频器电路结构如图1所示。变频器的三相逆变桥，带有六个IGBT或MOS管类型的功率器件和一个并联电阻来测量施加到电机上的电流；所述的微控制器用于控制逆变桥中的六个功率器件的断开和闭合状态，六个功率器件作为并联电阻中测量电流的函数，以便使电机各相之间的电压波形正确同步，从而创建必要的旋转磁场，以使压缩机转速保持受控状态；微控制器控制的过程包含一个PWM(即脉冲宽度调制)，由一些数学逻辑，通常采用磁场定向控制FOC技术。在此过程中，通过使用PWM调制，在电机相位上施加母线电压来控制电机电流相位。
对于现有典型变频器技术，变频器的损耗主要分布在：输入回路中的NTC电阻、用于控制谐波的无源PFC电感、输入端电桥、输出端逆变桥的功率器件和微控制器本身。由变频器本身的损耗和电机的损耗决定系统的效率，其中部分电机损耗是由变频器感应到电机的，电机自身的损耗是由于定子铁心内部的涡流，该涡流由电机线圈上母线电压的逆变PWM调制引起的。
上述存在的每一个损耗都可以优化，但是这些优化的效果都很有限，如通过降低NTC电阻可以使NTC的损耗最小化，但由于NTC的减小或消除会引起浪涌电流的增加，这是家电产品所不允许的。通常NTC的冷态电阻约为5欧姆。对于更大尺寸的变频器，也可以通过并联一个继电器触点来消除NTC损耗，但这样做的缺点是需要一些功率来保持继电器处于导通状态，这会抵消了一些好处，同时也增加了变频器的成本和结构的复杂性。
无源PFC电感由于线圈的电阻而存在一定的损耗，可以通过增大导线的横截面来减小损耗，但这也会增大整个电感的尺寸，从而增加成本、重量和空间。
整流桥损耗是二极管管压降的结果。整流桥中的损耗与变频器的输入电流乘以0.5到0.8V范围内的每个二极管的电压降成正比。当前使用结型二极管的变频器，这种损耗是不可能降低的。
逆变桥的损耗取决于所选的功率器件和它的控制方式。通常带有变频电机或变频压缩机的家用电器采用IGBT或MOS管，这种功率器件的损耗是与电机电流和功率器件的压降成比例的传导损耗，以及与功率器件参数、母线电压和PWM调制的器件频率相关，通过对功率器件参数和运行速度的选择和优化，可以降低损耗。对于家用冷柜或冰箱，其损耗通常在1～2瓦的范围内。
微控制器的损耗与运行的数字电路所需的功率有关，也取决于电源的效率，通常是Buck或flyback电路。可以选择数字电路和电源设计以最大程度地减少损耗，微控制器的损耗通常在0.2～1瓦的范围内。
电机损耗，通过选择更好的电机硅钢片优化变频器PWM调制引起的电机损耗。由于施加到电机绕组的高压和高频波形被电机电感滤波，方波会产生电机铁芯损耗。这种损耗被称为附加电流损耗，是定子叠片内部感应的电流，对于制冷用密封式压缩机这样的小型电机，通常这种损耗在1～2瓦。
因此必须改变现有典型变频器的结构以改变变频器及整体系统的损耗，提高变频器及系统整体的效率。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的变频器整体系统损耗大和效率低的问题，而提供一种用于控制变频压缩机转速的变频器及其控制方法，包括提供一种新的变频器及提供一种控制方法，以控制电机转速和控制变频压缩机转速，实现降低变频器的损耗及提高变频器整体系统的效率。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种用于控制变频压缩机转速的变频器，包括作为输入部分的EMI滤波器和二极管整流桥，逆变桥，微控制器和低压电源，所述的EMI滤波器与二极管整流桥连接，逆变桥与电机连接，低压电源与微控制器连接并向微控制器供电；
在所述的二极管整流桥与逆变桥之间增设了用于向电机各相提供电压的电压控制电路；所述的电压控制电路设有第一电容器C1、第一功率器件M1、电感器L1和第一二极管D1；所述的C1一端连接二极管整流桥的输出端和M1的漏极，C1另一端连接参考热地0V端，同时与二极管整流桥的输入电压Vin、D1的阳极A和母线电容器Cbus连接；所述的M1的控制源极与L1的第一端子连接，L1的第一端子与所述的D1的阴极K连接，L1的第二端子与Cbus连接，使Cbus承受母线电压Vbus；
所述的微控制器分别与二极管整流桥、M1、Vbus、分流电阻Rs、逆变桥中6个功率开关SW1～SW6连接，微控制器用于接收来自二极管整流桥输入电压Vin的信息、从Vbus接收电压信息、从Rs接收电流IRs信息、从逆变桥中接收每相电机的反电动势电压信息，及对M1提供控制信号，对逆变桥的6个功率开关SW1～SW6提供命令信号，以控制逆变桥的每个功率开关SW1～SW6的开与关；通过微控制器控制变频电路的电压、电路中Rs的电流、转子位置和轴转速，向电压控制电路中的M1及逆变桥中SW1～SW6提供足够的控制信号用以控制电机转速进而控制变频压缩机的转速。
所述电机采用永磁变频电机。
本发明还提供一种上述用于控制变频压缩机转速的变频器的控制方法，操作步骤如下：
⑴、在通电的第一时刻，微控制器控制电压控制电路M1的PWM指数XM1％从零逐渐增加到100％，使M1保持在断开状态，以使母线电容器的Vbus值从零逐渐充电到最大值；
⑵、进入启动程序：启动后M1的PWM调制保持100％，使母线电容器的Vbus值保持稳定；变频器进入运行模式的实际转速运行阶段：同时启动电机，微控制器向逆变桥中的每个功率开关SW1～SW6发出指令，通过分流电阻的电流信息IRs和分析电机反电动势信息及比例积分函数来控制电机电流及检测转子位置，确定逆变桥中每个功率开关SW1～SW6的导通周期，逆变桥向与转子位置同步的电机绕组提供交流电压；逆变桥中电机绕组上的电压通常为5KHz～10KHz的高频方波，峰值高电压通常为311V，以控制电机转矩并保持电机在实际转速运行；
⑶、进入运行的过渡阶段，微控制器通过向电压控制电路的M1发出控制信号，逐步减小M1的PWM宽度，逐渐降低母线电压；直到逆变桥PWM调制达到100％，以控制电机转矩并使电机实际转速达到设定转速；
⑷、进入正常运行阶段，微控制器通过分析电机的反电动势的感应电压及比例积分函数，重新计算并确定电机实际转速是否在有效范围内，根据设定转速与实际转速的差异，控制逆变桥中的每个功率开关SW1～SW6的导通周期，以控制电机在设定的转矩并使电机保持在设定转速运行。
在步骤⑵所述的进入启动程序，M1通过PWM实现导通，即M1保持导通状态不进行动作，Vbus值保持为输入的交流电压经电桥整流后的1.414倍。
在步骤⑶中所述的进入运行的过渡阶段，微控制器通过减小M1的PWM调制宽度来减小Vbus，此时Vbus值比第一电容器C1处的输入电压Vin低，且所述的母线电压Vbus随着电机转速的变化而成比例地改变，直到逆变桥PWM调制达到100％。
在步骤⑷中所述的进入的正常运行阶段，若电机实际转速突然变化，即当电机实际转速降低到设定速度以下，则启动M1，增加M1的PWM指数XM1％；当电机实际转速高于设定转速时，则降低M1的PWM指数XM1％；此期间，Vbus无需调制PWM为100％，同时启动逆变桥中功率开关SW1～SW6，通过直接施加到电机绕组上Vu、Vv、Vw，观察转子运转引起的电机绕组反电动势，及根据检测到的转子位置，按设定的时间和顺序打开或关闭SW1～SW6，以保持电机转矩。
在正常运行阶段，所述的若电机实际转速突然变化，则微控制器通过控制逆变桥的PWM指数XInv％用以调节电机的三相电流Iu，Iv和Iw，直到电机再次稳定在设定转速，逆变桥的PWM指数XInv％再次设置为100％。
在正常运行阶段，所述的逆变桥PWM指数XInv％设置为100％，逆变桥仅在电机启动过程中或在转子速度快速变化期间提供脉宽调制，以限制电机相电流Imu，Imv，Imw在设定的范围内变化。
所述的逆变桥中每个功率开关SW1～SW6的导通提供给电机的三相电压Vu，Vv，Vw不包含高频成分，电机的三相电压Vu，Vv，Vw是根据电机用于控制制冷压缩机的速度进行调整。
本发明用于控制变频压缩机转速的变频器及其控制方法与现有的技术相比具有的优点是：
①、本发明的变频器具有低浪涌电流的特点，在变频器启动通电时，在通电的第一时刻，微控制器控制电压控制电路中的M1保持在断开状态，从而将浪涌电流限制为对EMI滤波器及向电容器充电时所需要的很小峰值，对电压控制电路的C1充电，微控制器将M1的PWM脉冲指数XM1％从零到100％，限制母线电容器在一段时间内逐渐充电，可避免使用现有典型变频器时存在的大冲击电流的弊端，降低变频器的冲击电流，也因此本变频器的电路中不需要设置负温度系数电阻NTC。
②、由于本变频器的电路不需要NTC电阻，因此本变频器可减少电耗，可提高系统整体效率。以使用2000rpm和50W的轴功率驱动电机为例，可减少由NTC引起的损耗约占变频器的电路总损耗的25％。
③、本发明的变频器具有低电流谐波的特点，能降低变频器输入端的谐波电流。本变频器中M1的PWM调制是电机设定转速的函数，也是与输入电压Vin和母线电压Vbus差的函数，在输入电源的每个电压周期内，扩大输入电流Iin在变频器输入端的导通时间，能显著降低流过整流桥的电流最大峰值，降低变频器输入端电流的谐波。经对比检测，现有典型变频器的谐波失真约为100％，输入电流Iin为0.309Arms，功率因数约0,69；而本发明变频器的谐波失真约为26％，输入电流Iin为0.251Arms，功率因数在0,88范围内；可见本发明变频器的谐波失真低很多，功率因数得到提高。
④、本发明通过选择更薄或质量更好的材料制作低功率损耗的永磁变频电机用于压缩机系统，可减少电机铁心叠片损耗。虽然本发明增加了电机材料成本和制造成本，但可以将损耗降到最低，可提高电机效率，提高系统的功率因数。
⑤、本发明的变频器控制方法中，在第⑷步骤进入正常运行阶段，电机在正常运行条件下，由于逆变桥PWM指数保持在100％，使电机绕组避免了来自PWM调制的高频电压，消除了逆变桥(SW1～SW6)处的开关损耗，且因逆变桥的高频PWM调制而带来电机的损耗也几乎消除，从而显著提高了变频器和电机的效率。
⑥、本发明的变频器控制系统压缩机噪声低，这是由于降低应用在电机相位上的高频开关次数，可降低电机产生的总噪声、降低压缩机噪声。
⑦、本发明中的变频器结构简单，与永磁变频电机、压缩机配合，使用方便，实施成本低。本发明的控制方法简单、易于实施，运行时稳定可靠。
附图说明
图1为现有典型变频器使用的典型电路结构示意图。
图2为本发明的变频器使用的电路结构示意图。
图3为本发明用于控制变频压缩机转速的变频器的控制方法框图。
图4为本发明的控制方法的步骤示意图。
图5为现有典型变频器的浪涌电流图(～40A)。其中电源230V/50Hz。
图6为本发明的变频器的浪涌电流图(～9A)。其中电源230V/50Hz。
图7为在1200转/分的情况下本发明与现有永磁电机系统的效率比较图。
图8为在2000转/分时本发明与现有典型变频器的永磁电机系统效率比较图。
图9为采用无源PFC电感的现有典型变频器输入电流谐波图。
图10为本发明变频器输入电流的谐波图。
图11为现有典型变频器使用无源PFC电感的线电压和变频器输入电流。
图12为本发明的线电压和变频器输入电流。
图13为现有采用FOC PWM控制的电机绕组上的线电压和电机的相电流。在50W/2000rpm下测试4极三相电机。
图14为本发明的永磁电机绕组上的线电压和电机的相电流。在50W/2000rpm下测试4极三相永磁电机。
上述图中：1—EMI滤波器；2—二极管整流桥；3—电压控制电路；4—逆变桥；5—母线电压；6—电机；7—参考热地；8—微控制器；9—低压电源；10—反电动势电压；11—NTC电阻；12—无源PFC电感。
具体实施方式
为了更清楚地描述本发明一种用于控制变频压缩机转速的变频器及其控制方法的实施方案，下面将结合附图和具体的实施例作简要的描述，并与现有的技术方案进行比较，应当理解，所描述的实施例只是本发明的一部分，而非对本发明的限制。
实施例1:本发明提供一种用于控制变频压缩机转速的变频器及其控制方法。
在对本发明变频器及其控制方法进行说明前，先看一下现有典型变频器的结构。如图1所示，该变频器包括一个NTC电阻11、EMI滤波器1、无源PFC电感12、二极管整流桥2、逆变桥4、微控制器8和低压电源9，其中NTC电阻是负温度系数电阻或类似的电阻，用于限制变频器通电期间的浪涌电流；在输入级使用电磁干扰EMI滤波器用于限制高频信号回馈到电源线；无源PFC电感用于减少变频器的输入电流Iin的谐波；二极管整流桥用于将交流电转换为直流电，并将其施加到母线电压Vbus的电容器Cbus上；Vbus通过逆变桥中的SW1～SW6开关转换为对应的三相交流电流Iu、Iv、Iw，逆变桥通过PWM脉冲调制在电机上控制三相Uv、Vv、Vw电压。现有典型变频器通常采用磁场定向控制FOC技术向电机施加PWM电压，并通过读取流经电机相的总电流IRs和并联电阻Rs来计算转子位置。
本发明变频器的结构如图2所示。本发明的变频器包括作为输入部分的EMI滤波器1和二极管整流桥2，电压控制电路3，逆变桥4，微控制器8和低压电源9，所述的EMI滤波器、二极管整流桥、电压控制电路和逆变桥依次连接，逆变桥与电机6连接，低压电源与微控制器连接并向微控制器供电。从图1与图2对比可见，本发明的变频器是在现有典型变频器的基础上增设了电压控制电路3及取消了NTC电阻11和无源PFC电感12的设置。所述的电压控制电路设在二极管整流桥与逆变桥之间，用于向电机各相提供电压。
所述的电压控制电路3设有第一电容器C1、第一功率开关M1、电感器L1和第一二极管D1；所述的C1一端连接二极管整流桥的输出端和M1的漏极，C1另一端连接参考热地7的0V端，同时与整流桥的输入电压Vin、D1的阳极A和母线电容器Cbus连接；所述的M1的控制源极与L1的第一端子连接，L1的第一端子与所述的D1的阴极K连接，L1的第二端子与Cbus连接，使Cbus承受母线电压Vbus；
所述的微控制器8分别与二极管整流桥、M1、Vbus、分流电阻Rs、逆变桥中6个功率器件SW1～SW6连接，微控制器用于接收来自二极管整流桥输入电压Vin的信息、从Vbus接收电压信息、从Rs接收电流IRs信息、从逆变桥中接收每相电机的反电动势电压信息，及对M1提供控制信号，对逆变桥的6个功率开关SW1～SW6提供命令信号，以控制逆变桥的每个功率开关SW1～SW6的开与关；通过微控制器控制变频电路的电压、电路中Rs的电流、转子位置和轴转速，向电压控制电路中的M1及逆变桥中SW1～SW6提供足够的控制信号用以控制电机转速进而控制变频压缩机的转速。
本发明变频器中的微控制器8比现有典型变频器的控制，多增加了对整流桥的输入电压Vin、第一功率开关M1、母线电压Vbus和反电动势电压信息等参数的控制。
所述的电压控制电路3根据电机设定转速向逆变桥提供可变的母线电压，在正常情况下，逆变桥的调制指数保持在100％运行，所述电机6采用三相永磁变频电机。
本发明还提供一种上述的用于控制变频压缩机转速的变频器的控制方法，操作步骤如下：参见图3的方框图和图4的控制方法的步骤示意图。
⑴、在通电的第一时刻，微控制器8控制电压控制电路3的M1的PWM指数XM1％从零逐渐增加到100％，使M1保持在断开状态，以便以很小的电流将母线电容器的Vbus值从零逐渐充电到最大值；
即在步骤⑴中所述的M1保持在断开状态，M1不动作，使母线电容器Cbus上的电压Vbus逐渐充电到最大值，即充电到整流后输入电压值的100％。
⑵、进入启动程序：启动后M1的PWM调制保持100％，使母线电容器上的Vbus值保持稳定；变频器进入运行模式的实际转速运行阶段：同时启动电机6，微控制器向逆变桥中的每个功率开关SW1～SW6发出指令，通过分流电阻的电流信息IRs和分析电机反电动势电压10的信息及比例积分函数来控制电机电流及检测转子位置，确定逆变桥4中每个功率开关SW1～SW6的导通周期，逆变桥向与转子位置同步的电机绕组提供交流电压；逆变桥中电机绕组上的电压通常为5KHz～10KHz的高频方波，峰值高电压通常为311V，以控制电机转矩并保持电机在实际转速运行。
具体在步骤⑵中，M1的导通状态是通过PWM调制的，根据所测量的电机转子实际转速来调节母线电压Vbus以期将电机转速保持在设定转速；同样微控制器控制逆变桥每个功率开关的开与关状态，以向与转子位置同步的电机绕组提供交流电压；
⑶、进入运行的过渡阶段，微控制器8通过向电压控制电路3的第一功率器件M1发出M1控制信号，通过逐步减小M1的PWM宽度，逐渐降低母线电压Vbus，直到逆变桥PWM调制达到100％，以使电机的实际转速稳定到设定转速；同样本发明根据逆变桥控制每个功率开关的开关状态，以向与转子位置同步的电机绕组提供交流电压。在此期间，从母线电压Vbus降低，到逆变桥PWM调制达到100％的过程中，微控制器保持电机转速稳定。
⑷、进入正常运行阶段，微控制器8通过分析电机6的反电动势的感应电压信息及比例积分函数，重新计算并确定电机实际转速是否在有效范围内，根据设定转速与实际转速的差异，控制逆变桥中的每个功率开关SW1～SW6的导通周期，以控制电机在设定的转矩并使电机保持在设定转速运行。
在步骤⑷中所述的进入的正常运行阶段，若电机实际转速突然变化，即当电机实际转速降低到设定速度以下，则启动M1，增加M1的PWM指数XM1％；当电机实际转速高于设定转速时，则降低M1的PWM指数XM1％；此期间，Vbus根据转速变化并通过M1的PWM指数XM1％进行调整，同时启动逆变桥中功率开关SW1～SW6，通过直接施加到电机绕组上Vu、Vv、Vw，观察转子运转引起的电机绕组反电动势，及根据检测到的转子位置，按设定的时间和顺序打开或关闭SW1～SW6，以保持电机转矩。
在正常运行模式下，所述的逆变桥PWM指数XInv％设置为100％，仅在电机启动过程中或在快速转子速度变化期间提供PWM调制，以限制最大电机相电流Imu，Imv，Imw的变化。所述的逆变桥中每个功率开关SW1～SW6的导通提供给电机的三相电压Vu，Vv，Vw不包含高频成分，电机的三相电压Vu，Vv，Vw是根据电机用于控制制冷压缩机的速度进行调整。
本发明用于控制变频压缩机转速的变频器及其控制方法具体的使用效果及与现有变频电路使用效果对比可参见图5～14。
本发明由于按照所述控制方法的步骤⑴操作，避免了在变频器中启动时电路中产生高的浪涌电流现象，参见图5，为在电源为230V/50Hz时，可观察到现有典型变频器产生峰值～40A浪涌电流。参见图6，采用本发明的变频器同样在电源230V/50Hz时，在变频器启动步骤中观察到电路中产生浪涌电流峰值小于10A，也因此本发明的变频器不需要设置NTC电阻，由此本发明的变频器没有由NTC电阻引起的电损耗。
参见图7、8，分别为在1200转/分、2000转/分时，本发明与现有典型变频器系统效率比较。图中曲线显示了在变频器电桥上使用相同电机和相同类型功率装置的比较。使用本发明的变频器和电机系统总体效率可以提高1％～2％。效率的提高来自于以下因素的总体平衡后的结果：消除NTC的损耗、消除变频器功率器件的开关损耗、消除高频PWM涡流在电机定子叠片上的感应损耗；其中还有增加在电压控制电路损耗，包括增加的第一功率器件M1和第一二极管D1以及电感器L1处的开关和传导损耗。
参见图9、10，分别为现有典型变频电路与本发明变频器输入电流的谐波图。所示现有典型变频电路谐波失真约为100％；本发明变频器输入电流的谐波失真约为26％，可见本变频器的谐波失真更低。
参见图11、12，图11所示的为现有典型变频系统在50W/2000rpm下测试4极三相永磁电机其输入电流Iin为0.309Arms，图12为本发明变频系统的永磁电机绕组在相同条件下永磁电机其输入电流Iin为0.251Arms。这使得使用本发明的变频器的功率因数在0,88范围内，高于现有技术约0,69。此外，图11与图12相比，所示本发明电流波形Iin的形状更接近于正弦波形。
如图13、14所示，图13为现有采用FOC PWM控制的电机绕组上的线电压和电机的相电流。在50W/2000rpm下测试4极三相电机。图14为本发明的永磁电机绕组上的线电压和电机的相电流。在50W/2000rpm下测试4极三相永磁电机。从图14可见，本变频器向电机绕组施加了一个更低的电压(Vu-Vv)，并且消除了PWM调制，消除了电机叠片中的涡流损耗，并避免了逆变桥功率开关SW1～SW6的器件损耗。
本发明的变频器结构简单，具有低浪涌电流、低电流谐波的特点，本变频器与永磁式变频电机、压缩机配合使用，可减少系统功耗，系统的效率和功率因数率高。
Claims (9)
1.一种用于控制变频压缩机转速的变频器，包括作为输入部分的EMI滤波器和二极管整流桥，逆变桥，微控制器和低压电源，所述的EMI滤波器与二极管整流桥连接，逆变桥与电机连接，低压电源与微控制器连接并向微控制器供电；其特征在于：
在所述的二极管整流桥与逆变桥之间增设了用于向电机各相提供电压的电压控制电路；所述的电压控制电路设有第一电容器C1、第一功率器件M1、电感器L1和第一二极管D1；所述的C1一端连接二极管整流桥的输出端和M1的漏极，C1另一端连接参考热地0V端，同时与二极管整流桥的输入电压Vin、D1的阳极A和母线电容器Cbus连接；所述的M1的控制源极与L1的第一端子连接，L1的第一端子与所述的D1的阴极K连接，L1的第二端子与Cbus连接，使Cbus承受母线电压Vbus；
所述的微控制器分别与二极管整流桥、M1、Vbus、分流电阻Rs、逆变桥中6个功率开关SW1～SW6连接，微控制器用于接收来自二极管整流桥输入电压Vin的信息、从Vbus接收电压信息、从Rs接收电流IRs信息、从逆变桥中接收每相电机的反电动势电压信息，及对M1提供控制信号，对逆变桥的6个功率开关SW1～SW6提供命令信号，以控制逆变桥的每个功率开关SW1～SW6的开与关；通过微控制器控制变频电路的电压、电路中Rs的电流、转子位置和轴转速，向电压控制电路中的M1及逆变桥中SW1～SW6提供足够的控制信号用以控制电机转速进而控制变频压缩机的转速。
2.根据权利要求1所述的用于控制变频压缩机转速的变频器，其特征在于：所述电机采用永磁变频电机。
3.一种权利要求1所述的用于控制变频压缩机转速的变频器的控制方法，其特征在于，操作步骤如下：
⑴、在通电的第一时刻，微控制器控制电压控制电路M1的PWM指数XM1％从零逐渐增加到100％，使M1保持在断开状态，以使母线电容器的Vbus值从零逐渐充电到最大值；
⑵、进入启动程序：启动后M1的PWM调制保持100％，使母线电容器的Vbus值保持稳定；变频器进入运行模式的实际转速运行阶段：同时启动电机，微控制器向逆变桥中的每个功率开关SW1～SW6发出指令，通过分流电阻的电流信息IRs和分析电机反电动势信息及比例积分函数来控制电机电流及检测转子位置，确定逆变桥中每个功率开关SW1～SW6的导通周期，逆变桥向与转子位置同步的电机绕组提供交流电压；逆变桥中电机绕组上的电压通常为5KHz～10KHz的高频方波，峰值高电压通常为311V，以控制电机转矩并保持电机在实际转速运行；
⑶、进入运行的过渡阶段，微控制器通过向电压控制电路的M1发出控制信号，逐步减小M1的PWM宽度，逐渐降低母线电压；直到逆变桥PWM调制达到100％，以控制电机转矩并使电机实际转速达到设定转速；
⑷、进入正常运行阶段，微控制器通过分析电机的反电动势的感应电压及比例积分函数，重新计算并确定电机实际转速是否在有效范围内，根据设定转速与实际转速的差异，控制逆变桥中的每个功率开关SW1～SW6的导通周期，以控制电机在设定的转矩并使电机保持在设定转速运行。
4.根据权利要求3所述的用于控制变频压缩机转速的变频器的控制方法，其特征在于：在步骤⑵所述的进入启动程序，M1通过PWM实现导通，即M1保持导通状态不进行动作，Vbus值保持为输入的交流电压经电桥整流后的1.414倍。
5.根据权利要求3所述的用于控制变频压缩机转速的变频器的控制方法，其特征在于：在步骤⑶中所述的进入运行的过渡阶段，微控制器通过减小M1的PWM调制宽度来减小Vbus，此时Vbus值比第一电容器C1处的输入电压Vin低，且所述的母线电压Vbus随着电机转速的变化而成比例地改变，直到逆变桥PWM调制达到100％。
6.根据权利要求3所述的用于控制变频压缩机转速的变频器的控制方法，其特征在于：在步骤⑷中所述的进入的正常运行阶段，若电机实际转速突然变化，即当电机实际转速降低到设定速度以下，则启动M1，增加M1的PWM指数XM1％；当电机实际转速高于设定转速时，则降低M1的PWM指数XM1％；此期间，Vbus无需调制PWM为100％，同时启动逆变桥中功率开关SW1～SW6，通过直接施加到电机绕组上Vu、Vv、Vw，观察转子运转引起的电机绕组反电动势，及根据检测到的转子位置，按设定的时间和顺序打开或关闭SW1～SW6，以保持电机转矩。
7.根据权利要求6所述的用于控制变频压缩机转速的变频器的控制方法，其特征在于：在正常运行阶段，所述的若电机实际转速突然变化，则微控制器通过控制逆变桥的PWM指数XInv％用以调节电机的三相电流Iu，Iv和Iw，直到电机再次稳定在设定转速，逆变桥的PWM指数XInv％再次设置为100％。
8.根据权利要求7所述的用于控制变频压缩机转速的变频器的控制方法，其特征在于：在正常运行阶段，所述的逆变桥PWM指数XInv％设置为100％，逆变桥仅在电机启动过程中或在转子速度快速变化期间提供脉宽调制，以限制电机相电流Imu，Imv，Imw在设定的范围内变化。
9.根据权利要求3所述的用于控制变频压缩机转速的变频器的控制方法，其特征在于：所述的逆变桥中每个功率开关SW1～SW6的导通提供给电机的三相电压Vu，Vv，Vw不包含高频成分，电机的三相电压Vu，Vv，Vw是根据电机用于控制制冷压缩机的速度进行调整。
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