基于無電解電容驅動器的空調永磁電機控制策略研究.pdf

1、變頻調速永磁電機驅動系統(tǒng)被廣泛應用于家用電器中，尤其是家用空調領域，有利于使提升系統(tǒng)性能并且降低能源消耗。近年來，電解電容壽命短已成為空調驅動器發(fā)生故障的重要因素，并且傳統(tǒng)空調驅動器中的功率因數(shù)校正電路需要電感、功率開關管等元件，增加了系統(tǒng)成本。采用薄膜電容代替電解電容，可以有效提高驅動系統(tǒng)的可靠性，并降低成本和體積。但是采用薄膜電容會導致母線電壓波動，電網(wǎng)側會產生大量諧波電流，電機控制難度加大。為了改善空調永磁電機控制系統(tǒng)的性能，本文

2、對基于無電解電容驅動器的空調永磁電機控制策略進行研究。
　　由于無電解電容控制是建立在無位置傳感器驅動系統(tǒng)基礎之上，首先研究一種空調永磁電機位置觀測器。分析空調永磁電機矢量控制原理，然后根據(jù)數(shù)學模型以及相應的坐標變換建立擴展反電動勢模型，設計基于擴展反電動勢數(shù)學模型的空調永磁電機位置觀測器，最后采用鎖相環(huán)有效地提取轉子位置信息，為無電解電容及無傳感器驅動器控制的研究奠定了基礎。
　　針對高速運行不可采樣區(qū)域的電流重構問題，研

3、究一種基于PWM移相的三電阻采樣相電流重構方法。在分析相電流重構原理的基礎上，確定了三電阻相電流不可采樣區(qū)域。針對四個不同的不可采樣區(qū)域，分別通過注入電壓矢量對原參考電壓矢量進行補償。最后，通過對 PWM波形進行移相處理，使得電流采樣時間大于最短采樣時間，進而得到電機有效的重構電流波形，為無電解電容驅動器的電流閉環(huán)控制提供了反饋信號。
　　研究基于逆變器輸出功率及母線電壓控制的無電解電容控制策略，建立實現(xiàn)高功率因數(shù)的d-q軸電流參

4、考量分配機制和電壓補償機制。通過分析輸入電流與負載功率的關系，闡明了提高功率因數(shù)的實現(xiàn)機理。q軸電流采用基于逆變器輸出功率調節(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)。并對母線電壓穩(wěn)定性進行分析，采用基于母線電壓反饋控制策略，通過在參考電壓進行補償來實現(xiàn)母線電壓的穩(wěn)定。
　　在理論及仿真分析基礎上，通過TMS320F28034 DSP實現(xiàn)了所研究的無電解電容控制算法，并在1.5匹美的永磁電機空調實