專利名稱：一種家電壓縮機(jī)變頻裝置移相輸出系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法
一種家電壓縮機(jī)變頻裝置移相輸出系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法本發(fā)明涉及一種家電壓縮機(jī)變頻裝置移相輸出系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，具體應(yīng)用在家電 壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)控制。把直流電壓變換成交流電壓的變頻裝置以電機(jī)的速度控制為目的得到很大的發(fā) 展。其中，家用電器中變頻機(jī)為了減低逆變換器的損失，幾乎都是采用脈沖寬度調(diào)制控制 (以下簡稱SVPWM控制)方式，如

圖1。圖1為三相電壓源逆變器示意圖，Sa, Sb、Sc為逆變器橋臂的開關(guān)，其中任一橋臂 的上下開關(guān)組件在任一時(shí)刻不能同時(shí)導(dǎo)通。不考慮死區(qū)時(shí)，上下橋臂開關(guān)互逆。將橋臂輸 入點(diǎn)a、b、c的開關(guān)狀態(tài)用下面的開關(guān)函數(shù)表示Sk = 1 (橋臂k，上橋臂導(dǎo)通，下橋臂關(guān)斷)；Sk = 0(橋臂k，上橋臂關(guān)斷，下橋臂導(dǎo)通)。由a、b、c的不同的開關(guān)組合，可以有23 = 8個(gè)開關(guān)矢量(Sa Sb Sc)，即VO (000) V7 (111)，其中有六個(gè)有效開關(guān)矢量Vl V6和兩個(gè)零開關(guān)矢量VO和V7。利用VO V78個(gè) 矢量的線性組合可以近似模擬等幅旋轉(zhuǎn)向量，由磁鏈和電壓間簡單的積分關(guān)系，可知此時(shí) 實(shí)際的電機(jī)氣隙磁通軌跡接近圓形。圖2為SVPWM矢量、扇區(qū)及每個(gè)扇區(qū)開關(guān)方向圖。由于檢測條件的限制、脈沖調(diào)節(jié)的高精度要求、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子負(fù)荷的不穩(wěn)定、電源值 的上下波動(dòng)，這些都對(duì)變頻裝置提出了挑戰(zhàn)。特別是壓縮機(jī)控制的不平穩(wěn)導(dǎo)致了系統(tǒng)的噪 音和舒適性，同時(shí)變頻設(shè)備控制不穩(wěn)對(duì)電源產(chǎn)生大量諧波信號(hào)，會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成的污染；現(xiàn)有的家電壓縮機(jī)變頻裝置一般是采用單電阻進(jìn)行檢測反饋電流的，在切換點(diǎn)的 附近的電流比較小，會(huì)發(fā)生漏檢，這樣在單電阻中發(fā)生的電壓波形會(huì)變細(xì)，或者根本完全沒 有。由于在這樣的區(qū)間里不能測出控制所需要的電流，所以不能進(jìn)行控制。因此整個(gè)變頻 裝置檢測的精度不高，使得整個(gè)裝置的電流和電壓不夠穩(wěn)定。本發(fā)明克服了上述技術(shù)的不足，提供了一種家電壓縮機(jī)變頻裝置移相輸出系統(tǒng)， 同時(shí)提供了該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，通過上述移相輸出系統(tǒng)或方法能夠?qū)崿F(xiàn)電壓移相輸出，提 高整個(gè)變頻裝置檢測的精度、提高了變頻裝置工作的穩(wěn)定性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案一種家電壓縮機(jī)變頻裝置移相輸出系統(tǒng)，其特征在于包括有三相電流反饋檢測模塊1，從家電壓縮機(jī)中采樣出電機(jī)的三相交流電流值；電壓矢量分配模塊2，將三相電流反饋檢測模塊1輸出的三相交流電流值變換為 三相直流電壓輸出，將交流壓縮機(jī)等效為直流壓縮機(jī)，在對(duì)電壓進(jìn)行分配的過程中，通過矢 量扇形圖將電壓分為6個(gè)區(qū)間；
電壓移相分配模塊3，將電壓矢量分配模塊2輸出的三相直流電壓求和后與設(shè)定 的脈沖占空比閾值比較，若大于設(shè)定脈沖占空比閾值，則直接分配電壓；若小于設(shè)定脈沖占 空比閾值，則在一個(gè)分配周期內(nèi)，在上升沿的小電壓值向后移相疊加到下降沿輸出，而在下 降沿的小電壓值向后移相疊加到上升沿輸出；所述電壓移相分配模塊3輸出的電壓信號(hào)作為PWM信號(hào)，來控制與家電壓縮機(jī)的 電機(jī)連接功率驅(qū)動(dòng)模塊連接。所述移相輸出系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括如下步驟(a)采樣三相交流電流通過三相電流反饋檢測模塊1從家電壓縮機(jī)中采樣出 電 機(jī)的三相交流電流值；(b)進(jìn)行電壓矢量分配通過電壓矢量分配模塊2將三相電流反饋檢測模塊1輸 出的三相交流電流值變換為三相直流電壓輸出，電壓矢量分配模塊2將交流壓縮機(jī)等效為 直流壓縮機(jī)，在對(duì)電壓進(jìn)行分配的過程中，通過矢量扇形圖將電壓分為6個(gè)區(qū)間；(c)進(jìn)行三相電壓求和電壓移相分配模塊3將電壓矢量分配模塊2輸出的三相 直流電壓求和；(d)電壓移相分配輸出電壓移相分配模塊3將求和后的電壓后與設(shè)定的脈沖占 空比閾值進(jìn)行比較，若大于設(shè)定脈沖占空比閾值，則直接分配電壓；若小于設(shè)定脈沖占空比 閾值，則在一個(gè)分配周期內(nèi)，在上升沿的小電壓值向后移相疊加到下降沿輸出，而在下降沿 的小電壓值向后移相疊加到上升沿輸出；所述電壓移相分配模塊3輸出的電壓信號(hào)作為PWM信號(hào)，來控制與家電壓縮機(jī)的 電機(jī)連接功率驅(qū)動(dòng)模塊連接。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明針對(duì)變頻裝置的輸出進(jìn)行分析，提出了矢量電壓移 相輸出的概念，將在切換點(diǎn)的附近比較小的電流在當(dāng)前上升或下降沿剔除，然后在另一個(gè) 下降或者上升沿補(bǔ)償，因此整個(gè)變頻裝置檢測的精度高，使得整個(gè)裝置的電流和電壓穩(wěn)定， 壓縮機(jī)控制的平穩(wěn)，降低了系統(tǒng)的噪音，提高了舒適性。下面結(jié)合附圖與本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述圖1是三相變頻器與永磁電機(jī)的連接圖；圖2是SVPWM矢量扇區(qū)與開關(guān)方向圖；圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖4是發(fā)明對(duì)三相電壓求和之后未移相，在兩個(gè)計(jì)算周期內(nèi)各個(gè)相位開關(guān)電壓的 關(guān)系圖，其中，前第七個(gè)圖形是對(duì)U相、V相、W相電壓進(jìn)行求和后的電壓波形；圖5是發(fā)明對(duì)三相電壓求和并移相后，在兩個(gè)計(jì)算周期內(nèi)各個(gè)相位開關(guān)電壓的關(guān) 系圖，其中，前第七個(gè)圖形是對(duì)U相、V相、W相電壓進(jìn)行求和后的電壓波形。參見圖3，本發(fā)明介紹一種家電壓縮機(jī)變頻裝置移相輸出系統(tǒng)，其包括有三相電 流反饋檢測模塊1，電壓矢量分配模塊2，電壓移相分配模塊3。所述三相電流反饋檢測模塊1與家電壓縮機(jī)的電機(jī)連接，三相電流反饋檢測模塊1從家電壓縮機(jī)中采樣出電機(jī)的三相交流電流值；所述電壓矢量分配模塊2與三相電流反饋檢測模塊1連接，電壓矢量分配模塊2 將三相電流反饋檢測模塊1輸出的三相交流電流值變換為三相直流電壓輸出，將交流壓縮 機(jī)等效為直流壓縮機(jī)，在對(duì)電壓進(jìn)行分配的過程中，通過矢量扇形圖將電壓分為6個(gè)區(qū)間；所述電壓移相分配模塊3與電壓矢量分配模塊2連接，電壓移相分配模塊3將電 壓矢量分配模塊2輸出的三相直流電壓求和后與設(shè)定的脈沖占空比閾值比較，若大于設(shè)定 脈沖占空比閾值，則直接分配電壓；若小于設(shè)定脈沖占空比閾值，則在一個(gè)分配周期內(nèi)，在 上升沿的小電壓值向后移相疊加到下降沿輸出，而在下降沿的小電壓值向后移相疊加到上 升沿輸出；所述電壓移相分配模塊3輸出的電壓信號(hào)作為PWM信號(hào)，來控制與家電壓縮機(jī)的 電機(jī)連接功率驅(qū)動(dòng)模塊連接。本發(fā)明還介紹了一種上述移相輸出系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其包括如下步驟(a)采樣三相交流電流通過三相電流反饋檢測模塊1從家電壓縮機(jī)中采樣出電 機(jī)的三相交流電流值；(b)進(jìn)行電壓矢量分配通過電壓矢量分配模塊2將三相電流反饋檢測模塊1輸 出的三相交流電流值變換為三相直流電壓輸出，電壓矢量分配模塊2將交流壓縮機(jī)等效為 直流壓縮機(jī)，在對(duì)電壓進(jìn)行分配的過程中，通過矢量扇形圖將電壓分為6個(gè)區(qū)間；(c)進(jìn)行三相電壓求和電壓移相分配模塊3將電壓矢量分配模塊2輸出的三相 直流電壓求和；(d)電壓移相分配輸出電壓移相分配模塊3將求和后的電壓后與設(shè)定的脈沖占 空比閾值進(jìn)行比較，若大于設(shè)定脈沖占空比閾值，則直接分配電壓；若小于設(shè)定脈沖占空比 閾值，則在一個(gè)分配周期內(nèi)，在上升沿的小電壓值向后移相疊加到下降沿輸出，而在下降沿 的小電壓值向后移相疊加到上升沿輸出；所述電壓移相分配模塊3輸出的電壓信號(hào)作為PWM信號(hào)，來控制與家電壓縮機(jī)的 電機(jī)連接功率驅(qū)動(dòng)模塊連接。為了解決這個(gè)問題，需要對(duì)PWM的輸出幅度進(jìn)行補(bǔ)正和補(bǔ)償。參見圖5，具體移相補(bǔ)償原理，在檢測電流的區(qū)域內(nèi)，加大PWM的輸出幅度直到檢 測電阻上出現(xiàn)更換AD所需要的信號(hào)然后測電流，在補(bǔ)償區(qū)域，將在測電流區(qū)域里加大的， 即比原PWM輸出幅度多出的那一部分，減去之后輸出。根據(jù)以上的處理，為了測電流而加大了補(bǔ)正區(qū)域的PWM的輸出幅度，從而導(dǎo)致電 流量增加，而在補(bǔ)償區(qū)域由于減小了 PWM的輸出幅度而導(dǎo)致電流量減少，這樣二者之間相 互抵消，電流量沒有發(fā)生變化。
權(quán)利要求
一種家電壓縮機(jī)變頻裝置移相輸出系統(tǒng)，其特征在于包括有三相電流反饋檢測模塊(1)，從家電壓縮機(jī)中采樣出電機(jī)的三相交流電流值；電壓矢量分配模塊(2)，將三相電流反饋檢測模塊(1)輸出的三相交流電流值變換為三相直流電壓輸出，將交流壓縮機(jī)等效為直流壓縮機(jī)，在對(duì)電壓進(jìn)行分配的過程中，通過矢量扇形圖將電壓分為6個(gè)區(qū)間；電壓移相分配模塊(3)，將電壓矢量分配模塊(2)輸出的三相直流電壓求和后與設(shè)定的脈沖占空比閾值比較，若大于設(shè)定脈沖占空比閾值，則直接分配電壓；若小于設(shè)定脈沖占空比閾值，則在一個(gè)分配周期內(nèi)，在上升沿的小電壓值向后移相疊加到下降沿輸出，而在下降沿的小電壓值向后移相疊加到上升沿輸出；所述電壓移相分配模塊(3)輸出的電壓信號(hào)作為PWM信號(hào)，來控制與家電壓縮機(jī)的電機(jī)連接功率驅(qū)動(dòng)模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述移相輸出系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括如下步驟(a)采樣三相交流電流通過三相電流反饋檢測模塊(1)從家電壓縮機(jī)中采樣出電機(jī) 的三相交流電流值；(b)進(jìn)行電壓矢量分配通過電壓矢量分配模塊(2)將三相電流反饋檢測模塊(1)輸 出的三相交流電流值變換為三相直流電壓輸出，電壓矢量分配模塊(2)將交流壓縮機(jī)等效 為直流壓縮機(jī)，在對(duì)電壓進(jìn)行分配的過程中，通過矢量扇形圖將電壓分為6個(gè)區(qū)間；(c)進(jìn)行三相電壓求和電壓移相分配模塊(3)將電壓矢量分配模塊2輸出的三相直 流電壓求和；(d)電壓移相分配輸出電壓移相分配模塊(3)將求和后的電壓后與設(shè)定的脈沖占空 比閾值進(jìn)行比較，若大于設(shè)定脈沖占空比閾值，則直接分配電壓；若小于設(shè)定脈沖占空比閾 值，則在一個(gè)分配周期內(nèi)，在上升沿的小電壓值向后移相疊加到下降沿輸出，而在下降沿的 小電壓值向后移相疊加到上升沿輸出；所述電壓移相分配模塊(3)輸出的電壓信號(hào)作為PWM信號(hào)，來控制與家電壓縮機(jī)的電 機(jī)連接功率驅(qū)動(dòng)模塊連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種家電壓縮機(jī)變頻裝置移相輸出系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，系統(tǒng)包括有三相電流反饋檢測模塊，電壓矢量分配模塊，電壓移相分配模塊；所述移相輸出系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法包括步驟(a)通過三相電流反饋檢測模塊從家電壓縮機(jī)中采樣出電機(jī)的三相交流電流值；(b)通過電壓矢量分配模塊將三相電流反饋檢測模塊輸出的三相交流電流值變換為三相直流電壓輸出；(c)電壓移相分配模塊將電壓矢量分配模塊輸出的三相直流電壓求和；(d)電壓移相分配模塊將求和后的電壓后與設(shè)定的脈沖占空比閾值進(jìn)行比較，若小于設(shè)定脈沖占空比閾值，則在一個(gè)分配周期內(nèi)移相輸出。本發(fā)明具有整個(gè)變頻裝置檢測的精度高、變頻裝置工作的穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02P21/05GK101834559SQ20101018875
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者劉學(xué)鵬 申請(qǐng)人:中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院