关于空调技术:所谓180度正玄波,能解释下工作原理吗?有什么作用?

核心提示180°正弦波变频空调控制系统主电路由电源整流、功率因数校正、逆变和控制电路构成。整流电路将220V交流输入整流成直流电源,经电容滤波后变成300V直流电压,功率因数校正完成输入电流的谐波控制和提高系统的位移功率因数,逆变电路将直流电压变换

180°正弦波变频空调控制系统主电路由电源整流、功率因数校正、逆变和控制电路构成。整流电路将220V交流输入整流成直流电源,经电容滤波后变成300V直流电压,功率因数校正完成输入电流的谐波控制和提高系统的位移功率因数,逆变电路将直流电压变换成电压和频率可调的交流电提供给压缩机。

控制电路主要包括电流检测、位置估算、速度控制、性能控制、电流控制、SVPWM、PFC控制部分。

1.电流检测:电流检测在逆变桥的3个下桥臂与直流母线的负极之间串接水泥电阻来取样,该脉冲电流信号经放大滤波进入DSP的AD采样口采样,得到的三相电流经ABC-β坐标变换和αβ-dq坐标变换转换为id、iq供电流闭环控制和位置估算使用。

2.位置估算:位置估算是180°正弦波驱动的核心,只有得到正确的位置信息,直流压缩机才能得到良好控制。位置估算单元利用电流检测单元检测的电流和输出的电压,按照电机dq轴下的假定坐标系模型,构造一个模型电机,通过闭环控制,将模型电机的运转状态与实际电机运行状态一致,此时模型电机的位置就是对实际压缩机电机转子位置的估算位置。常用的位置估算方法有模型参考自适应位置估算方法、Kalman滤波方法、滑模观测器方法及状态反馈方法等。

3.转速控制:转速给定信号与转速观测器估算的转速进行比较,进入速度PI调节器,得到转矩电流iq给定信号,转矩电流经PI调节器后得到转矩电压;按照直轴电流给定为0,则电机的励磁完全由永磁体提供,如果要进行弱磁控制则将id的给定设置为一个小于0的数,转速经过PI调节器后生成电流is给定值。

4.性能控制:主要针对压缩机的实际应用要求,对压缩机的效率、出力、弱磁升速以及振动等进行控制。

5.电流控制:通过PI调节器完成d轴和q轴电流的闭环控制,输出d轴和q轴的给定电压。

6.SVPWM:按照电流控制输出的dq轴给定电压,经dq-αβ坐标变换转换到αβ的电压给定,然后采用SVPWM输出6路PWM脉冲驱动信号到主回路的IGBT。

7.PFC控制部分:通过检测环节检测输入电压、直流电压和输入电流。通过对PFC 开关VPFC 的控制来改善输入电流波形。VPFC

开通时,电流经电感L、整流桥BR2 和VPFC 后返回电源;关断时,储存在L 中的能量与电源串连后通过主整流桥BR1

给电容和负载供电。通过适当的控制,将谐波电流控制在标准限值以内。

同DC120°方波驱动相比较,直流压缩机正弦驱动的主要有点:针对反电动势为正弦波的压缩机,采用正弦驱动转矩脉动小;能充分利用压缩机的磁阻转矩,提供出力和效率;便于在直流电压降低的条件下,采用弱磁控制提高转速;压缩机电机电流波形为正弦,谐波含量少,能有效降低压缩机噪声。不足之处是控制复杂,运算量较大,一般要采用32位MCU或DSP才能实现压缩机的可靠驱动。

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交流异步电动机D轴和Q轴都是什么意思?

电机之所以能转,是因为旋转的磁场相互作用。讨论旋转的量就涉及到两个问题,第一是这个量有多大(幅值),第二是这个量转到哪儿了(角度)。这里的角度一般要相对一个旋转的坐标来说,这样在稳态情况下这个角度就是个固定的值了。角度和幅值对一个变量的描述是极坐标下的,换成直角坐标表示就是d轴和q轴了。磁场与电流电压密切相关,自然也把电流和电压这样来表示。

D轴和Q轴代表直轴和交流。通过把定子电流分解为直轴分量和交轴分量,分别计算各自的电枢反应,从而更好地进行控制。

在永磁同步电机控制中,为了能够得到类似直流电机的控制特性,

在电机转子上建立了一个坐标系,此坐标系与转子同步转动,取转子磁场方向为d轴,垂直于转子磁场方向为q轴,将电机的数学模型转换到此坐标系下,可实现d轴和q轴的解耦,从而得到良好控制特性。

交流异步电动机是一种将电能转化为机械能的电力拖动装置。它主要由定子、转子和它们之间的气隙构成。对定子绕组通往三相交流电源后,产生旋转磁场并切割转子,获得转矩。三相交流异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格便宜、过载能力强及使用、安装、维护方便等优点,被广泛应用于各个领域。

 
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