基于無(wú)電解電容驅(qū)動(dòng)器的空調(diào)永磁電機(jī)控制策略研究.pdf

1、變頻調(diào)速永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于家用電器中，尤其是家用空調(diào)領(lǐng)域，有利于使提升系統(tǒng)性能并且降低能源消耗。近年來(lái)，電解電容壽命短已成為空調(diào)驅(qū)動(dòng)器發(fā)生故障的重要因素，并且傳統(tǒng)空調(diào)驅(qū)動(dòng)器中的功率因數(shù)校正電路需要電感、功率開(kāi)關(guān)管等元件，增加了系統(tǒng)成本。采用薄膜電容代替電解電容，可以有效提高驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性，并降低成本和體積。但是采用薄膜電容會(huì)導(dǎo)致母線電壓波動(dòng)，電網(wǎng)側(cè)會(huì)產(chǎn)生大量諧波電流，電機(jī)控制難度加大。為了改善空調(diào)永磁電機(jī)控制系統(tǒng)的性能，本文

2、對(duì)基于無(wú)電解電容驅(qū)動(dòng)器的空調(diào)永磁電機(jī)控制策略進(jìn)行研究。
　　由于無(wú)電解電容控制是建立在無(wú)位置傳感器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，首先研究一種空調(diào)永磁電機(jī)位置觀測(cè)器。分析空調(diào)永磁電機(jī)矢量控制原理，然后根據(jù)數(shù)學(xué)模型以及相應(yīng)的坐標(biāo)變換建立擴(kuò)展反電動(dòng)勢(shì)模型，設(shè)計(jì)基于擴(kuò)展反電動(dòng)勢(shì)數(shù)學(xué)模型的空調(diào)永磁電機(jī)位置觀測(cè)器，最后采用鎖相環(huán)有效地提取轉(zhuǎn)子位置信息，為無(wú)電解電容及無(wú)傳感器驅(qū)動(dòng)器控制的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　針對(duì)高速運(yùn)行不可采樣區(qū)域的電流重構(gòu)問(wèn)題，研

3、究一種基于PWM移相的三電阻采樣相電流重構(gòu)方法。在分析相電流重構(gòu)原理的基礎(chǔ)上，確定了三電阻相電流不可采樣區(qū)域。針對(duì)四個(gè)不同的不可采樣區(qū)域，分別通過(guò)注入電壓矢量對(duì)原參考電壓矢量進(jìn)行補(bǔ)償。最后，通過(guò)對(duì) PWM波形進(jìn)行移相處理，使得電流采樣時(shí)間大于最短采樣時(shí)間，進(jìn)而得到電機(jī)有效的重構(gòu)電流波形，為無(wú)電解電容驅(qū)動(dòng)器的電流閉環(huán)控制提供了反饋信號(hào)。
　　研究基于逆變器輸出功率及母線電壓控制的無(wú)電解電容控制策略，建立實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)的d-q軸電流參

4、考量分配機(jī)制和電壓補(bǔ)償機(jī)制。通過(guò)分析輸入電流與負(fù)載功率的關(guān)系，闡明了提高功率因數(shù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)理。q軸電流采用基于逆變器輸出功率調(diào)節(jié)的控制策略以及比例諧振控制器，d軸電流采用弱磁控制，從而提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。并對(duì)母線電壓穩(wěn)定性進(jìn)行分析，采用基于母線電壓反饋控制策略，通過(guò)在參考電壓進(jìn)行補(bǔ)償來(lái)實(shí)現(xiàn)母線電壓的穩(wěn)定。
　　在理論及仿真分析基礎(chǔ)上，通過(guò)TMS320F28034 DSP實(shí)現(xiàn)了所研究的無(wú)電解電容控制算法，并在1.5匹美的永磁電機(jī)空調(diào)實(shí)