空調(diào)器及其壓縮機(jī)的空間電壓矢量調(diào)制方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種空調(diào)器及其壓縮機(jī)的空間電壓矢量 調(diào)制方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在變頻空調(diào)系統(tǒng)中，通常采用基于空間電壓矢量的調(diào)制方式來(lái)控制基于S相交流 電機(jī)的壓縮機(jī)，W實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的變頻運(yùn)行。常用的空間電壓矢量調(diào)制方式有S相調(diào)制方 式、最小相兩相調(diào)制方式、最大相兩相調(diào)制方式W及最大最小相兩相調(diào)制方式等。
[0003] 其中，=相調(diào)制方式是將一個(gè)電壓周期分成屯段來(lái)等效期望的電壓矢量，每個(gè)電 壓周期進(jìn)行6次功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)，而在兩相調(diào)制方式中，一個(gè)電壓周期分成五段來(lái)等效期 望的電壓矢量，每個(gè)電壓周期進(jìn)行4次功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)。因此，=相調(diào)制方式的開(kāi)關(guān)次數(shù) 大于兩相調(diào)制方式的開(kāi)關(guān)次數(shù)，開(kāi)關(guān)損耗大于兩相調(diào)制方式，因而功率開(kāi)關(guān)管的發(fā)熱將高 于兩相調(diào)制方式，效率低于兩相調(diào)制方式。
[0004] 但是，=相調(diào)制方式由于電壓矢量更為細(xì)分，使得電壓諧波更小，尤其在低頻控制 時(shí)，其控制效果更為明顯，因此，=相調(diào)制方式的低頻控制效果優(yōu)于兩相調(diào)制方式。例如，在 采用單電流傳感器進(jìn)行電流重構(gòu)的電機(jī)控制系統(tǒng)中，需要 Modulation脈沖寬度調(diào)制)波形進(jìn)行移相處理，而當(dāng)電壓矢量幅值較小時(shí)，S相調(diào)制方式移 相后的電壓差異小于兩相調(diào)制方式，使得=相調(diào)制方式的低頻控制效果更具優(yōu)勢(shì)。
[0005] 在變頻空調(diào)系統(tǒng)中，如果僅采用S相調(diào)制方式控制壓縮機(jī)運(yùn)行，則驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的 功率模塊的發(fā)熱問(wèn)題是高頻運(yùn)行的瓶頸，而如果僅采用兩相調(diào)制方式控制壓縮機(jī)運(yùn)行，貝U 低頻運(yùn)行時(shí)容易受到諧波影響，穩(wěn)定性比較低。因此，需要對(duì)壓縮機(jī)的調(diào)制方式進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的 一個(gè)目的在于提出一種空調(diào)器中壓縮機(jī)的空間電壓矢量調(diào)制方法，能夠有效降低壓縮機(jī)高 頻運(yùn)行時(shí)功率模塊的發(fā)熱問(wèn)題，同時(shí)保證低頻運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和魯棒性。
[0007] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種空調(diào)器中壓縮機(jī)的空間電壓矢量調(diào)制裝置。本 發(fā)明的又一個(gè)目的在于提出一種空調(diào)器。
[000引為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面實(shí)施例提出了一種空調(diào)器中壓縮機(jī)的空間電壓矢 量調(diào)制方法，包括W下步驟:實(shí)時(shí)獲取所述壓縮機(jī)的電壓矢量幅值，并對(duì)所述電壓矢量幅值 進(jìn)行判斷；如果所述電壓矢量幅值小于調(diào)制切換闊值，則采用兩相調(diào)制方式控制所述壓縮 機(jī)運(yùn)行；W及如果所述電壓矢量幅值大于或等于所述調(diào)制切換闊值，則采用S相調(diào)制方式 控制所述壓縮機(jī)運(yùn)行。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例的空調(diào)器中壓縮機(jī)的空間電壓矢量調(diào)制方法，當(dāng)電壓矢量幅值小于 調(diào)制切換闊值時(shí)，采用兩相調(diào)制方式控制壓縮機(jī)運(yùn)行，并當(dāng)電壓矢量幅值大于或等于調(diào)制 切換闊值時(shí)，采用=相調(diào)制方式控制壓縮機(jī)運(yùn)行，從而有效降低壓縮機(jī)高頻運(yùn)行時(shí)功率模 塊的發(fā)熱問(wèn)題，同時(shí)保證低頻運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和魯棒性。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述調(diào)制切換闊值滿(mǎn)足W下公式：
[0011] VH=Vdc*(Tw 巧）/Ts，
[001 ^ 其中，Vh為所述調(diào)制切換闊值，Vdc為直流母線電壓，Tw為電流采樣窗口時(shí)間，Ts為 載波周期。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述的空調(diào)器中壓縮機(jī)的空間電壓矢量調(diào)制方法，還 包括:根據(jù)所述電壓矢量幅值計(jì)算電壓矢量的調(diào)制度，并對(duì)所述調(diào)制度進(jìn)行判斷;如果所述 調(diào)制度大于或等于調(diào)制度闊值，則采用所述兩相調(diào)制方式控制所述壓縮機(jī)運(yùn)行；W及如果 所述調(diào)制度小于所述調(diào)制度闊值，則采用所述=相調(diào)制方式控制所述壓縮機(jī)運(yùn)行。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)W下公式計(jì)算所述電壓矢量的調(diào)制度：
[0015] A=S*\Vr\IVdc,
[0016] 其中，A為所述電壓矢量的調(diào)制度，I化I為所述電壓矢量幅值，Vdc為所述直流母線 電壓。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述調(diào)制度闊值滿(mǎn)足W下公式：
[001 引 Ji致=1*怎*r、、'/Ts，
[0019]其中，Ah為所述調(diào)制度闊值，Tw為電流采樣窗口時(shí)間，Ts為載波周期。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述的空調(diào)器中壓縮機(jī)的空間電壓矢量調(diào)制方法，還 包括:實(shí)時(shí)獲取所述壓縮機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率，并對(duì)所述當(dāng)前運(yùn)行頻率進(jìn)行判斷;如果所述當(dāng) 前運(yùn)行頻率大于或等于頻率闊值，則采用所述兩相調(diào)制方式控制所述壓縮機(jī)運(yùn)行；W及如 果所述當(dāng)前運(yùn)行頻率小于所述頻率闊值，則采用所述=相調(diào)制方式控制所述壓縮機(jī)運(yùn)行。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述頻率闊值滿(mǎn)足W下公式：
[0023] 其中，扣為所述頻率闊值，I化Imin為最小電壓矢量幅值，A V為調(diào)節(jié)裕量，P為所述 壓縮機(jī)的極對(duì)數(shù)，4為所述壓縮機(jī)的永磁體磁鏈。
[0024] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明另一方面實(shí)施例提出了一種空調(diào)器中壓縮機(jī)的空間電壓 矢量調(diào)制裝置，包括:第一獲取模塊，用于實(shí)時(shí)獲取所述壓縮機(jī)的電壓矢量幅值;控制模塊， 用于對(duì)所述電壓矢量幅值進(jìn)行判斷，并在所述電壓矢量幅值小于調(diào)制切換闊值時(shí)，采用兩 相調(diào)制方式控制所述壓縮機(jī)運(yùn)行，W及在所述電壓矢量幅值大于或等于所述調(diào)制切換闊值 時(shí)，采用=相調(diào)制方式控制所述壓縮機(jī)運(yùn)行。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的空調(diào)器中壓縮機(jī)的空間電壓矢量調(diào)制裝置，當(dāng)電壓矢量幅值 小于調(diào)制切換闊值時(shí)，采用兩相調(diào)制方式控制壓縮機(jī)運(yùn)行，并當(dāng)電壓矢量幅值大于或等于 調(diào)制切換闊值時(shí)，采用=相調(diào)制方式控制壓縮機(jī)運(yùn)行，從而有效降低壓縮機(jī)高頻運(yùn)行時(shí)功 率模塊的發(fā)熱問(wèn)題，同時(shí)保證低頻運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和魯棒性。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述調(diào)制切換闊值滿(mǎn)足W下公式：
[0027] VH=Vdc*(Tw 巧）/Ts，
[002引其中，Vh為所述調(diào)制切換闊值，Vdc為直流母線電壓，Tw為電流采樣窗口時(shí)間，Ts為 載波周期。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述的空調(diào)器中壓縮機(jī)的空間電壓矢量調(diào)制裝置，還 包括:計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述電壓矢量幅值計(jì)算電壓矢量的調(diào)制度，其中，所述控制模塊 還對(duì)所述調(diào)制度進(jìn)行判斷，并在所述調(diào)制度大于或等于調(diào)制度闊值時(shí)，采用所述兩相調(diào)制 方式控制所述壓縮機(jī)運(yùn)行，W及在所述調(diào)制度小于所述調(diào)制度闊值時(shí)，采用所述=相調(diào)制 方式控制所述壓縮機(jī)運(yùn)行。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)W下公式計(jì)算所述電壓矢量的調(diào)制度：
[0031] A=^*\Vr\!Vdc,
[0032] 其中，A為所述電壓矢量的調(diào)制度，I化I為所述電壓矢量幅值，Vdc為所述直流母線 電壓。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述調(diào)制度闊值滿(mǎn)足W下公式：
[0034] 如=2* 私 Tw! Ts，
[0035] 其中，Ah為所述調(diào)制度闊值，Tw為電流采樣窗口時(shí)間，Ts為載波周期。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述的空調(diào)器中壓縮機(jī)的空間電壓矢量調(diào)制裝置，還 包括:第二獲取模塊，用于實(shí)時(shí)獲取所述壓縮機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率，其中，控制模塊還對(duì)所述 當(dāng)前運(yùn)行頻率進(jìn)行判斷，并在所述當(dāng)前運(yùn)行頻率大于或等于頻率闊值時(shí)，采用所述兩相調(diào) 制方式控制所述壓縮機(jī)運(yùn)行，W及在所述當(dāng)前運(yùn)行頻率小于所述頻率闊值時(shí)，采用所述= 相調(diào)制方式控制所述壓縮機(jī)運(yùn)行。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述頻率闊值滿(mǎn)足W下公式：
[0039] 其中，扣為所述頻率闊值，I化Imin為最小電壓矢量幅值，AV為調(diào)節(jié)裕量，P為所述 壓縮機(jī)的極對(duì)數(shù)，4為所述壓縮機(jī)的永磁體磁鏈。
[0040] 此外，本發(fā)明的實(shí)施例還提出了一種空調(diào)器，其包括上述的空調(diào)器中壓縮機(jī)的空 間電壓矢量調(diào)制裝置。
[0041] 本發(fā)明實(shí)施例的空調(diào)器，通過(guò)上述的空調(diào)器中壓縮機(jī)的空間電壓矢量調(diào)制裝置， 能夠有效降低壓縮機(jī)高頻運(yùn)行時(shí)功率模塊的發(fā)熱問(wèn)題，同時(shí)保證低頻運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和魯 棒性。
【附圖說(shuō)明】
[0042] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的空調(diào)器中壓縮機(jī)的空間電壓矢量調(diào)制方法的流程 圖。
[0043] 圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓縮機(jī)的控制電路拓?fù)鋱D；
[0044] 圖3是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的壓縮機(jī)的控制電路拓?fù)鋱D；
[0045] 圖4是根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的壓縮機(jī)的控制電路拓?fù)鋱D；
[0046] 圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的=相調(diào)制方式的示意圖