專利名稱：一種直流變頻空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及直流變頻空調(diào)領(lǐng)域，特別是涉及一種直流變頻空 調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
隨著世界范圍內(nèi)能源危機(jī)的到來,各國(guó)都在為經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展而 積極地推廣節(jié)能降耗技術(shù).作為家庭用電的主要設(shè)備，傳統(tǒng)空調(diào)由于其 運(yùn)行效率低，正在逐漸被巿場(chǎng)淘汰。直流變頻的節(jié)能效果遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的定頻空調(diào)和交流變頻空調(diào)。眾 所周知，定頻空調(diào)耗電很大，而交流變頻的變頻范圍窄，壓縮機(jī)效率 低。直流變頻是從根本上改變壓縮機(jī)的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)空調(diào)無級(jí)調(diào)速，節(jié)電效果可以提高40%左右。直流變頻空調(diào)器因?yàn)榱己玫墓?jié)能性、精 確控溫、超低溫啟動(dòng)、快速制熱等特點(diǎn)而越來越受到廣大用戶的喜愛。 2004年，歐洲變頻空調(diào)巿場(chǎng)占有率達(dá)到50%以上，其中90%的是直流 變頻空調(diào)。與國(guó)際巿場(chǎng)空調(diào)換代發(fā)展趨勢(shì)同步，目前國(guó)內(nèi)變頻空調(diào)巿 場(chǎng)已全面進(jìn)入變頻空調(diào)換代時(shí)代，直流變頻迅速成為當(dāng)前消費(fèi)者選擇 空調(diào)的首要考慮因素。在直流變頻空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，按壓縮機(jī)控制方案來分有兩種， 一種 是用120度控制的方案，又叫梯形波控制方案，這種控制方式簡(jiǎn)單， 對(duì)壓縮機(jī)的參數(shù)依賴性低，不過該控制方式對(duì)壓縮機(jī)的利用效率低， 頻率特性差，低頻振動(dòng)大，高頻噪聲大，不能很好的發(fā)揮直流變頻壓 縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)；另一種控制方式是180度控制方案，又叫正弦直流變頻 控制方案或矢量直流變頻控制方案。這種控制方案在檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置時(shí) 不需要不導(dǎo)通相，變頻驅(qū)動(dòng)模式用180度正弦波直流變頻模式，大大 提高了壓縮機(jī)的使用效率，而且該控制方式的頻率特性也遠(yuǎn)好于120度控制方式。但是180度直流變頻控制技術(shù)難度大，需要建立復(fù)雜的 數(shù)學(xué)模型，需要使用高速芯片才能完成相關(guān)運(yùn)算，而且180度控制方 式對(duì)壓縮機(jī)的參數(shù)依賴性強(qiáng)。
目前有多種算法可以實(shí)現(xiàn)無傳感器控制，傳統(tǒng)的方法，即過零檢 測(cè)法大都采用檢測(cè)不導(dǎo)通相反電勢(shì)的過零點(diǎn)來判斷轉(zhuǎn)子的位置，根據(jù) 過零點(diǎn)信息及換相邏輯來選擇最佳的換流順序。目前的直流變頻空調(diào) 大都釆用這個(gè)方法來檢測(cè)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的位置。但由于過零檢測(cè)法只能 檢測(cè)一些特定的點(diǎn)，而且隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的大范圍變化，反電勢(shì)的變頻 率也會(huì)變化，檢測(cè)電路中的濾波器件會(huì)帶來一定的相移，這會(huì)大大影 響檢測(cè)過零點(diǎn)的準(zhǔn)確性;同時(shí)由于功率器件上續(xù)流二極管的反向電流 作用，在大電流情況下也會(huì)對(duì)過零點(diǎn)的檢測(cè)帶來一定的影響，而且這 種檢測(cè)方式需要被檢測(cè)相不導(dǎo)通，只能用于120度變頻模式，而無法 用于180度正弦波變頻模式，這就大大降低了壓縮機(jī)的利用效率。
針對(duì)這些問題，后續(xù)開發(fā)采用單電阻電流預(yù)測(cè)算法以及三電阻電 流預(yù)測(cè)算法來估算無刷直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的瞬時(shí)位置與速度信息，為無 刷直流電動(dòng)機(jī)無傳感器控制提供了一種較好的解決方法，而且這種電 流預(yù)測(cè)算法檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置時(shí)不需要不導(dǎo)通相，變頻驅(qū)動(dòng)模式用180度 正弦波直流變頻模式，大大提高了壓縮機(jī)的使用效率，大大改善了系 統(tǒng)的高頻特性和低頻特性。
以單電阻電流預(yù)測(cè)算法為例，控制部分通過檢測(cè)檢測(cè)電阻來檢測(cè) 母線電流(Idc)，然后對(duì)母線電流進(jìn)行分析，推算出壓縮機(jī)三相電流 (Iu、 Iv、 Iw)，然后通過數(shù)學(xué)模型，利用矢量控制理論和壓縮機(jī)的 參數(shù)來推算出轉(zhuǎn)子的角度誤差和角速度，進(jìn)而計(jì)算出轉(zhuǎn)子的角度。為 變頻控制提供轉(zhuǎn)子位置依據(jù)，從而可以穩(wěn)定可靠的控制壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
但是，在實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)，通過檢測(cè)電阻檢測(cè)出來的電流代入 數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出轉(zhuǎn)子的角度，然后控制壓縮機(jī)的時(shí)候，時(shí)而會(huì)有失 控的情況發(fā)生。尤其是在電流變化較大的時(shí)候，失控的情況出現(xiàn)的更為頻繁。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供解決壓縮機(jī)失控的問題，特別是提供一 種直流變頻空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案提供一種直流變頻空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，包括電源、智能功率模塊IPM、檢測(cè)控制器、直流變 頻壓縮機(jī)和電流檢測(cè)傳感器，所述電流檢測(cè)傳感器由無感電阻器構(gòu)成；所述電源經(jīng)過整流橋整流、電容濾波后變?yōu)橹绷麟娫矗鰺o感 電阻器串聯(lián)在直流電源回路中；所述智能功率模塊IPM與所述直流 電源和直流變頻壓縮機(jī)連接；所述檢測(cè)控制器與所述無感電阻器和智能功率模塊IPM連接。其中，所述無感電阻器為釆用雙線并繞的電阻絲制成的電阻器。 其中，所述無感電阻器的標(biāo)稱功率至少應(yīng)是實(shí)際耗散功率的二倍。上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型通過采用無感電阻，利 用無感電阻感抗小的特點(diǎn)來提高電阻的精度，從而解決了因電流檢測(cè) 不準(zhǔn)確而引起的壓縮機(jī)失控的缺點(diǎn)，因此可以更好的控制壓縮機(jī)工 作。
圖l是本實(shí)用新型實(shí)施例的 結(jié)構(gòu)電路圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì) 描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的 范圍。圖l是本實(shí)用新型實(shí)施例的一種直流變頻空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的一種直流變頻空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的 一種電阻的等效示意圖。結(jié)構(gòu)電路圖。由圖l可以看出，交流電源通過整流橋整流、電容濾波
后提供直流電源，其中R1為無感電阻器，構(gòu)成了電流檢測(cè)傳感器。無 感電阻器R1、智能功率模塊IPM、直流變頻壓縮機(jī)依次串聯(lián)在直流電 源回路中。檢測(cè)控制器與無感電阻器R1和智能功率模塊IPM連接，檢 測(cè)控制器包括高速單片機(jī)，高速單片機(jī)根據(jù)通過無感電阻器R1釆集的 電流對(duì)智能功率模塊IPM及直流變頻壓縮機(jī)進(jìn)行控制。Rl與電流保護(hù) 裝置連接，電流保護(hù)裝置檢測(cè)R1上的電壓，然后轉(zhuǎn)化為監(jiān)測(cè)電流，與 安全電流進(jìn)行比較，如果監(jiān)測(cè)電流高于安全電流，則進(jìn)行安全保護(hù)， 如果監(jiān)測(cè)電流低于安全電流，則保持正常工作。
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的一種電阻的等效示意圖。如圖2所示， 箭頭前表示理想狀態(tài)下的檢測(cè)電阻，箭頭后為其實(shí)際等效電路。理想 狀態(tài)下的檢測(cè)電阻在實(shí)際中等效于電阻串聯(lián)上電感再并聯(lián)上電容，當(dāng) 流過電阻的電流發(fā)生變化時(shí)，LC會(huì)發(fā)生震蕩，震蕩所產(chǎn)生的電流會(huì) 疊加到實(shí)際的電流上，使檢測(cè)出來的數(shù)值和實(shí)際發(fā)生偏差，尤其是電 流突變的時(shí)候，這時(shí)的偏差會(huì)很大。在以往120度控制方式中，由于 是通過檢測(cè)過零點(diǎn)來控制壓縮機(jī)，不需要非常準(zhǔn)確的檢測(cè)母線電流， 所以，對(duì)于電阻的要求不高。而在180度控制方式中，需要通過檢測(cè) 母線電流來代入數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而計(jì)算出轉(zhuǎn)子的角度，來控制壓縮機(jī)。 那么，對(duì)于檢測(cè)數(shù)值的精度要求非常高，所以，就需要降低LC震蕩 所產(chǎn)生的電流所帶來的影響。那么，就可以通過減小感抗，來提高電 阻的精度，以此來提高檢測(cè)數(shù)值的精度。本實(shí)施例在180度正弦波變 頻模式驅(qū)動(dòng)電路中，釆用無感電阻器做為檢測(cè)電阻，作為電流檢測(cè)傳 感器。無感電阻器寄生電感的感量很小，精度更高。使用無感電阻進(jìn) 行電流檢測(cè)，就會(huì)在很大程度上避免因?yàn)殡姼辛康拇嬖?，所造成的檢 測(cè)失真，以至于計(jì)算數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的情況發(fā)生。
無感電阻器釆用雙線并繞的電阻絲制成，出于安全和散熱的考 慮，標(biāo)稱功率至少應(yīng)是實(shí)際耗散功率的二倍。無感電阻器的阻值為亳歐級(jí)別，根據(jù)壓縮機(jī)參數(shù)和IPM模塊允許的最大電流的不同而有所不 同， 一般是10 40毫歐之間。功率通過計(jì)算得出。我們現(xiàn)在使用的基 本上是5W。具體計(jì)算公式為，功率W等于IPM允許最大電流的平方乘 以無感電阻器阻值。通過以上實(shí)施例可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例通過在直流變頻空 調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中才用無感電阻作為檢測(cè)電阻，可以保證檢測(cè)到的 電流更加精確，從而解決了因電流檢測(cè)不準(zhǔn)確而引起壓縮機(jī)控制失控 的問題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)壓縮機(jī)的精確控制。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技 術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提 下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新 型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種直流變頻空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，包括電源、智能功率模塊IPM、檢測(cè)控制器、直流變頻壓縮機(jī)和電流檢測(cè)傳感器，其特征在于，所述電流檢測(cè)傳感器由無感電阻器構(gòu)成；所述電源經(jīng)過整流橋整流、電容濾波后變?yōu)橹绷麟娫矗鰺o感電阻器串聯(lián)在直流電源回路中；所述智能功率模塊IPM與所述直流電源和直流變頻壓縮機(jī)連接；所述檢測(cè)控制器與所述無感電阻器和智能功率模塊IPM連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的直流變頻空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征 在于，所述無感電阻器為釆用雙線并繞的電阻絲制成的電阻器。
3、 如權(quán)利要求2所述的直流變頻空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征 在于，所述無感電阻器的標(biāo)稱功率至少應(yīng)是實(shí)際耗散功率的二倍。
專利摘要本實(shí)用新型涉及直流變頻空調(diào)領(lǐng)域。公開了一種直流變頻空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，包括電源、智能功率模塊IPM、檢測(cè)控制器、直流變頻壓縮機(jī)和電流檢測(cè)傳感器，所述電流檢測(cè)傳感器由無感電阻器構(gòu)成；所述電源經(jīng)過整流橋整流、電容濾波后變?yōu)橹绷麟娫?，所述無感電阻器串聯(lián)在直流電源回路中；所述智能功率模塊IPM與所述直流電源和直流變頻壓縮機(jī)連接；所述檢測(cè)控制器與所述無感電阻器和智能功率模塊IPM連接。本實(shí)用新型解決了因電流檢測(cè)不準(zhǔn)確而引起壓縮機(jī)控制失控的問題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)壓縮機(jī)的精確控制。
文檔編號(hào)H02P27/06GK201104351SQ20072017376
公開日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2007年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月23日
發(fā)明者劉俊杰, 朱久長(zhǎng), 林凡卿, 毅 楚, 程永甫, 馬德新 申請(qǐng)人:海爾集團(tuán)公司;青島海爾空調(diào)器有限總公司