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CN108923721B - 电机变频驱动系统与多联机中央空调器 - Google Patents

电机变频驱动系统与多联机中央空调器 Download PDF

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CN108923721B
CN108923721B CN201810950544.2A CN201810950544A CN108923721B CN 108923721 B CN108923721 B CN 108923721B CN 201810950544 A CN201810950544 A CN 201810950544A CN 108923721 B CN108923721 B CN 108923721B
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Midea Group Co Ltd
GD Midea Heating and Ventilating Equipment Co Ltd
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Abstract

本发明提出了一种电机变频驱动系统与多联机中央空调器,其中,电机变频驱动系统包括:三相交流输入;整流模块,连接至三相交流输入,用于将三相交流输入转换为直流输出;薄膜电容,设置于直流输出的输出端之间;逆变器,逆变器的输入端连接至直流输出的输出端,逆变器的输出端连接至三相交流电机;矢量控制模块,连接至逆变器,用于生成控制逆变器的控制指令;A/D采样模块,用于采集薄膜电容两端的直流母线电压;稳态处理模块,连接至A/D采样模块,用于对直流母线电压进行稳态处理,并向矢量控制模块输出补偿参数。通过本发明的技术方案,不降低电机变频驱动系统的性能的前提下,能够保证控制的稳定性,并有利于减小整个变频器的体积,并降低制备成本。

Description

电机变频驱动系统与多联机中央空调器
技术领域
本发明涉及电机领域,具体而言,涉及一种电机变频驱动系统、一种多联机中央空调器、一种永磁电机驱动系统、一种永磁同步电机和一种计算机可读存储介质。
背景技术
传统的三相输入三相输出的AC-DC-AC大功率电机变频驱动系统可以独立于输入侧向输出侧提供可变电压和可变频率,以使电机达到变压变频,其输入AC交流侧由于成本效益而通常由二极管桥式整流器构成,其输出AC交流侧由典型的PWM逆变器构成,而两个AC侧之间的DC-Link通过大容量的电解电容相互连接,这个DC-Link的大容量的电解电容对去耦不同频率和电压的两个AC侧的电气量起到至关重要的作用。
相关技术中,这种变频器DC-Link电解电容本身体积庞大,并且还需要一个不可或缺的预充电电路,以保护其他器件不被大的浪涌电流损坏,这种结构导致整个电机变频驱动系统相当庞大、笨重与昂贵。
另外,由于电解电容比驱动系统中的其他电子元器件的寿命短得多,而电解电容器的寿命可以决定整个电机变频驱动系统的寿命,因此电解电容器的寿命和容量衰减对电机变频驱动系统的寿命造成很大影响。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一,本发明的一个目的在于提供一种电机变频驱动系统。
本发明的另一个目的在于提供一种多联机中央空调器。
为了实现上述目的,本发明第一方面的技术方案提出了一种电机变频驱动系统,包括:三相交流输入;整流模块,连接至三相交流输入,用于将三相交流输入转换为直流输出;薄膜电容,设置于直流输出的输出端之间;逆变器,逆变器的输入端连接至直流输出的输出端,逆变器的输出端连接至三相交流电机;矢量控制模块,连接至逆变器,用于生成控制逆变器的控制指令A/D采样模块,用于采集薄膜电容两端的直流母线电压;稳态处理模块,连接至A/D采样模块,用于对直流母线电压进行稳态处理,并向矢量控制模块输出补偿参数。
在该技术方案中,通过采用薄膜电容代替DC-Link中大容量的电解电容,以满足对两侧的三相输入与三相输出之间的去耦不同频率和电压的需求,有利于减小整个变频器的体积,并降低制备成本,通过设置稳态处理模块,以弥补去掉大电解电容造成的系统的稳定性与控制性的降低,在不降低电机变频驱动系统的性能的前提下,能够保证控制的稳定性。
其中,稳态处理模块可以通过控制算法实现。
另外,本发明提供的上述实施例中的电机变频驱动系统还可以具有如下附加技术特征:
在上述技术方案中,优选地,稳态处理模块包括:低通滤波器,低通滤波器的一端连接至A/D采样模块,用于对直流母线电压进行低通滤波;高通滤波器,与低通滤波器并联设置,并且高通滤波器的一端连接至A/D采样模块,用于对直流母线电压进行高通滤波;转矩指令修正单元,分别与低通滤波器的另一端、以及高通滤波器的另一端连接,用于输出补偿指令。
在该技术方案中,通过分别设置低通滤波器、高通滤波器,以对由A/D 采样模块采集到的薄膜电容两端的电压信号进行过滤,从而降低交流脉动波纹系数,以使经过整流器整流后的直流电源输出更加平稳,进一步地,通过将经过低通滤波器与高通滤波器过滤的电压信号输入转矩指令修正单元,在原来的转矩指令或转矩电流指令上加上与由直流母线电压侧的常数求出的包含共振角频率的高频角频率的电压成分对应的修正值,从而能够在直流母线电压Vdc因振动等而上升的情况下,通过增加转矩使逆变器的输出增加,以抑制直流母线电压Vdc的上升,而在直流母线电压Vdc下降时,通过减小转矩使逆变器的输出降低,以致直流母线电压Vdc的下降,从而提升直流母线电压的稳定性。
其中,根据电机种类的不同,转矩指令修正单元输出的修正指令也不同,可以为对转矩的补偿,也可以为对电流的补偿。
在上述任一技术方案中,优选地,矢量控制模块还包括:SVPWM单元,SVPWM单元用于向逆变器输出控制指令;稳态处理模块还包括:高频分量处理单元,高频分量处理单元的一端连接至A/D采样模块,高频分量处理单元的另一端连接至SVPWM单元,用于校正SVPWM单元输出的控制指令。
在该技术方案中,由于在直流母线电压Vdc中实际谐振电压分量幅度减小的时刻表明电压升高,而在幅度增加的时刻表明电压降低,通过进一步设置高频分量处理单元,以通过高频分量处理单元提取与处理直流母线电压Vdc中的高频分量,通过处理并输入SVPWM单元,以在从电压转化为调制率时表现出来,从而使系统的稳定性得到改善,进一步地,结合转矩指令修正单元,通过转矩指令的修正算法和Vdc高频分量的提取与再处理算法来降低因电路拓扑结构的改变对电机控制系统造成的稳定性和控制性的影响。
具体地,三相输入的无电解电容变频器包括三相AC输入1(包括电源及配线阻抗),整流模块包括六个三相不可控二极管,经过整流模块整流后通过小容量的薄膜电容,由于薄膜电容容量小,只能用来设计吸收DC- Link侧包含在变频的Idc波形的谐波电流,不能吸收电源频率的6倍频率的脉动电压成分,通过设置包括高通滤波器、低通滤波器、转矩指令修正单元以及高频分量处理单元,以抵消波动的直流母线电压Vdc带来的不稳定倾向,从而提升整个的电机控制系统工作的稳定性。
另外,SVPWM单元通过输出六路PWM波,六路PWM波经过光耦隔离电路,在经过驱动电路,控制逆变器的功率管的开通与关断,以带动电机旋转。
在上述任一技术方案中,优选地,矢量控制模块包括:转速估算单元,用于根据输入的电压与电流估算电机的转速,并将转速确定为反馈转速指令;转速调节器,用于将对电机的转速控制指令与反馈转速指令之差转换为初始指令,以根据初始指令与补偿指令生成调节指令。
在该技术方案中,通过设置转速估算单元,以估算电机运行过程中的电机转速,从而能够将电机转速作为反馈转速与用户输入的控制转速一起输入到转速调节器中,通过设置转速调节器,使转速环处于开环状态,并将转速调节器的输出结合指令修正模块输出的补偿指令一起作为电机转矩的给定值。
在上述任一技术方案中,优选地,矢量控制模块还包括:Clarke坐标变换单元,用于输入的将三相电流Ia、Ib与Ic从三相静止坐标系变换到两相静止坐标系电流Iα_fbk与Iβ_fbk;Park坐标变换单元,用于将Iα_fbk与Iβ_fbk从两相静止坐标系变换两相旋转坐标系下的反馈电流Id_fbk与Iq_fbk
在该技术方案中,通过分别设置Clarke坐标变换单元与Park坐标变换单元,以将电流从三相静止坐标下转换为两相旋转坐标系下的反馈电流。
在上述任一技术方案中,优选地,在三相交流电机为永磁同步电机时,转速估算单元为第一转速估算单元,第一转速估算单元的输入端用于接收采集到的电机的Id、Iq、Ud与Uq,以根据电机的Id、Iq、Ud与Uq输出预估转速,并将预估转速确定为反馈转速指令。
在该技术方案中,根据电机种类的不同,转速估算模块的估算方式也不同,在电机为永磁同步电机时,转速估算模块输入的是两相旋转坐标系下的电流与电压,以根据输入的参数确定预估转速,并反馈至开关的转速环中。
在上述任一技术方案中,优选地,补偿指令为转矩补偿指令,初始指令为转矩初始指令,以将调节指令确定为转矩控制指令,矢量控制模块还包括:最大转矩电流比单元,最大转矩电流比单元的输入端用于输入转矩控制指令,最大转矩电流比单元的输出端用于输出两相旋转坐标系下的转矩电流控制指令Id_ref与Iq_ref
在该技术方案中,在永磁同步电机中,通过设置最大转矩电流比单元 (MTPA),以根据输入的转矩控制指令得到直轴控制电流Id_ref与交轴控制电流Iq_ref,并输入到电流调节器中以得到SVPWM单元的控制电压。
在上述任一技术方案中,优选地,在三相交流电机为交流异步电机时,转速估算单元为第二转速估算单元,第二转速估算单元的输入端用于接收采集到的电机的Iα、Iβ、Uα与Uβ,以根据电机的Iα、Iβ、Uα与Uβ输出预估转速,并将预估转速与滑差转速之和确定为反馈转速指令。
在该技术方案中,在电机为交流异步电机时,转速估算模块输入的是两相静止坐标系下的电流与电压,以根据输入的参数确定预估转速,结合滑差转速反馈至开关的转速环中。
在上述任一技术方案中,优选地,补偿指令为转矩电流补偿指令,初始指令为转矩电流初始指令,以将调节指令确定为转矩电流控制指令Id_ref与 Iq_ref
在该技术方案中,在电机为交流异步电机时,不需要MTPA控制,并将指令修正模块的输出的IqComp加在速度调节器的输出IqOriginal上来作为Iq_re f,结合 Id_ref作为转矩电流控制指令。
在上述任一技术方案中,优选地,矢量控制模块还包括:电流调节器,电流调节器的输入端分别输入Id_ref与Id_fbk的差值,以及Iq_ref与Iq_fbk的差值,电流调节器的输出端用于向SVPWM单元输出控制电压Vd与Vq
在该技术方案中,通过设置电流调节器生成控制电压Vd与Vq,以通过输入Vd与Vq实现SVPWM单元中的电压调制,通过SVPWM单元输出六路脉冲调制信号控制逆变器中功率管的通断。
在上述任一技术方案中,优选地,矢量控制模块还包括:积分单元,用于将反馈转速指令转换为角度指令,并输入至Park坐标变换单元。
本发明第二方面的技术方案提出了一种多联机中央空调器,包括:如本发明第一方面的任一项技术方案所述的电机变频驱动系统。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
(1)根据本发明的三相输入的无电解电容变频器的硬件拓扑结构去掉 DC-Link中庞大、笨重和昂贵的电解电容,改用小容量可靠性高的薄膜电容,使整体电控硬件成本大大降低。
(2)根据本发明的三相输入的无电解电容变频器的硬件拓扑结构去掉了用于对电解电容进行初始充电的电路及PTC热敏电阻,从而能够进一步降低硬件成本。
(3)根据本发明的三相输入的无电解电容变频器不仅适用于永磁同步电机PMSM,同时也适用于交流异步电机ACM。
(4)根据本发明的三相输入的无电解电容的变频器的DC-Link中的电容容量降为相关技术中的电解电容变频器的1%以下后,通过设置转矩补偿单元来抑制因无电解电容而导致的电机控制系统的稳定性的问题,以保证了变频驱动系统的稳定性。
(5)根据本发明的三相输入的无电解电容的变频器的DC-Link中的电容容量降为传统变频器的1%以下后,通过设置高频分量处理单元,将直流母线电压Vdc的高频分量提取出来,并进行再处理,从而可以根据直流电压的变化来校正对逆变器的输出控制指令,以实现对输出控制指令的控制。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1示出了根据本发明的一个实施例的电机变频驱动系统的示意框图;
图2示出了根据本发明的另一个实施例的电机变频驱动系统的示意框图;
图3示出了根据本发明的一个实施例的电机变频驱动系统中的直流母线电压的曲线图;
图4示出了根据本发明的一个实施例的电机变频驱动系统中的直轴控制电流与直轴反馈电流的曲线图。
其中,图1与图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
102三相交流输入,104整流模块,106薄膜电容,108逆变器,110矢量控制模块,112A/D采样模块,114稳态处理模块,1142低通滤波器,1144 高通滤波器,1146指令修正单元,1102SVPWM单元,1148高频分量处理单元,1104aPMSM转速估算单元,1104bACM转速估算单元,1106转速调节器,1108Clarke坐标变换单元,1110Park坐标变换单元,1112最大转矩电流比单元,114电流调节器,116积分单元,1042Pout,1044Nout,202永磁同步电机,204交流异步电机。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1与图2描述根据本发明一些实施例的电机变频驱动系统。
如图1与图2所示,根据本发明的实施例的电机变频驱动系统,包括:三相交流输入102;整流模块104,连接至三相交流输入102,用于将三相交流输入102转换为直流输出;薄膜电容106,设置于直流输出的输出端之间;逆变器108,逆变器108的输入端连接至直流输出的输出端,逆变器108 的输出端连接至三相交流电机;矢量控制模块110,连接至逆变器108,用于生成控制逆变器108的控制指令A/D采样模块112,用于采集薄膜电容106 两端的直流母线电压;稳态处理模块114,连接至A/D采样模块112,用于对直流母线电压进行稳态处理,并向矢量控制模块110输出补偿参数。
在该实施例中,通过采用薄膜电容106代替DC-Link中大容量的电解电容,以满足对两侧的三相输入与三相输出之间的去耦不同频率和电压的需求,有利于减小整个变频器的体积,并降低制备成本,通过设置稳态处理模块114,以弥补去掉大电解电容造成的系统的稳定性与控制性的降低,在不降低电机变频驱动系统的性能的前提下,能够保证控制的稳定性。
其中,稳态处理模块114可以通过控制算法实现。
如图1与图2所示,在上述实施例中,优选地,稳态处理模块114包括:低通滤波器1142(LPF),低通滤波器1142的一端连接至A/D采样模块112,用于对直流母线电压进行低通滤波;高通滤波器1144(HPF),与低通滤波器1142并联设置,并且高通滤波器1144的一端连接至A/D采样模块112,用于对直流母线电压进行高通滤波;转矩指令修正单元1146,分别与低通滤波器1142的另一端、以及高通滤波器1144的另一端连接,用于输出补偿指令。
在该实施例中,通过分别设置低通滤波器1142、高通滤波器1144,以对由A/D采样模块112采集到的薄膜电容106两端的电压信号进行过滤,从而降低交流脉动波纹系数,以使经过整流器整流后的直流电源输出更加平稳,进一步地,通过将经过低通滤波器1142与高通滤波器1144过滤的电压信号输入转矩指令修正单元1146,在原来的转矩指令或转矩电流指令上加上与由直流母线电压侧的常数求出的包含共振角频率的高频角频率的电压成分对应的修正值,从而能够在直流母线电压Vdc因振动等而上升的情况下,通过增加转矩使逆变器108的输出增加,以抑制直流母线电压Vdc的上升,而在直流母线电压Vdc下降时,通过减小转矩使逆变器108的输出降低,以致直流母线电压Vdc的下降,从而提升直流母线电压的稳定性。
其中,根据电机种类的不同,转矩指令修正单元1146输出的修正指令也不同,可以为对转矩的补偿,也可以为对电流的补偿。
如图1与图2所示,在上述任一实施例中,优选地,矢量控制模块110 还包括:SVPWM单元1102,SVPWM单元1102用于向逆变器108输出控制指令;稳态处理模块114还包括:高频分量处理单元1148,高频分量处理单元1148的一端连接至A/D采样模块112,高频分量处理单元1148的另一端连接至SVPWM单元1102,用于校正SVPWM单元1102输出的控制指令。
在该实施例中,由于在直流母线电压Vdc中实际谐振电压分量幅度减小的时刻表明电压升高,而在幅度增加的时刻表明电压降低,通过进一步设置高频分量处理单元1148,以通过高频分量处理单元1148提取与处理直流母线电压Vdc中的高频分量,通过处理并输入SVPWM单元1102,以在从电压转化为调制率时表现出来,从而使系统的稳定性得到改善,进一步地,结合转矩指令修正单元1146,通过转矩指令的修正算法和Vdc高频分量的提取与再处理算法来降低因电路拓扑结构的改变对电机控制系统造成的稳定性和控制性的影响。
具体地,三相输入的无电解电容变频器包括三相AC输入1(包括电源及配线阻抗),整流模块104包括六个三相不可控二极管,经过整流模块 104整流后到1042Pout与1044Nout之间是6倍的电源频率脉动的波形,如图3所示,通过小容量的薄膜电容106,由于薄膜电容106容量小,只能用来设计吸收DC-Link侧包含在变频的Idc波形的谐波电流,不能吸收电源频率的6倍频率的脉动电压成分,通过设置包括高通滤波器1144、低通滤波器1142、转矩指令修正单元1146以及高频分量处理单元1148,以抵消波动的直流母线电压Vdc带来的不稳定倾向,从而提升整个的电机控制系统工作的稳定性。
另外,SVPWM单元1102通过输出六路PWM波,六路PWM波经过光耦隔离电路,在经过驱动电路,控制逆变器108的功率管的开通与关断,以带动电机旋转。
如图4所示,通过设置包括高通滤波器1144、低通滤波器1142、转矩指令修正单元1146以及高频分量处理单元1148的稳态处理模块114,能够使电机的给定转速与反馈转速基本重合,以及电机的实际角度和估算角度也基本重合、从而能够确保其调速性能。
如图1与图2所示,在上述任一实施例中,优选地,矢量控制模块110 包括:转速估算单元,用于根据输入的电压与电流估算电机的转速,并将转速确定为反馈转速指令;转速调节器1106(ASR),用于将对电机的转速控制指令与反馈转速指令之差转换为初始指令,以根据初始指令与补偿指令生成调节指令。
在该实施例中,通过设置转速估算单元,以估算电机运行过程中的电机转速,从而能够将电机转速作为反馈转速与用户输入的控制转速一起输入到转速调节器1106中,通过设置转速调节器1106,使转速环处于开环状态,并将转速调节器1106的输出结合指令修正模块输出的补偿指令一起作为电机转矩的给定值。
如图1与图2所示,在上述任一实施例中,优选地,矢量控制模块110 还包括:Clarke坐标变换单元1108,用于输入的将三相电流Ia、Ib与Ic从三相静止坐标系变换到两相静止坐标系电流Iα_fbk与Iβ_fbk;Park坐标变换单元 1110,用于将Iα_fbk与Iβ_fbk从两相静止坐标系变换两相旋转坐标系下的反馈电流Id_fbk与Iq_fbk
在该实施例中,通过分别设置Clarke坐标变换单元1108与Park坐标变换单元1110,以将电流从三相静止坐标下转换为两相旋转坐标系下的反馈电流。
如图1所示,在上述任一实施例中,优选地,在三相交流电机为永磁同步电机202(PMSM)时,转速估算单元为第一转速估算单元1104a,第一转速估算单元1104a(PMSM转速估算单元)的输入端用于接收采集到的电机的Id、Iq、Ud与Uq,以根据电机的Id、Iq、Ud与Uq输出预估转速,并将预估转速确定为反馈转速指令。
在该实施例中,根据电机种类的不同,转速估算模块的估算方式也不同,在电机为永磁同步电机202时,转速估算模块输入的是两相旋转坐标系下的电流与电压,以根据输入的参数确定预估转速,并反馈至开关的转速环中。
如图1所示,在上述任一实施例中,优选地,补偿指令为转矩补偿指令,初始指令为转矩初始指令,以将调节指令确定为转矩控制指令,矢量控制模块110还包括:最大转矩电流比单元1112,最大转矩电流比单元1112 的输入端用于输入转矩控制指令,最大转矩电流比单元1112的输出端用于输出两相旋转坐标系下的转矩电流控制指令Id_ref与Iq_ref
在该实施例中,在永磁同步电机202中,通过设置最大转矩电流比单元 1112(MTPA),以根据输入的转矩控制指令得到直轴控制电流Id_ref与交轴控制电流Iq_ref,并输入到电流调节器1114中以得到SVPWM单元1102的控制电压。
如图2所示,在上述任一实施例中,优选地,在三相交流电机为交流异步电机204时,转速估算单元为第二转速估算单元1104b(ACM转速估算单元),第二转速估算单元1104b的输入端用于接收采集到的电机的Iα、Iβ、 Uα与Uβ,以根据电机的Iα、Iβ、Uα与Uβ输出预估转速,并将预估转速与滑差转速之和确定为反馈转速指令。
在该实施例中,在电机为交流异步电机204时(ACM),转速估算模块输入的是两相静止坐标系下的电流与电压,以根据输入的参数确定预估转速,结合滑差转速反馈至开关的转速环中。
如图2所示,在上述任一实施例中,优选地,补偿指令为转矩电流补偿指令,初始指令为转矩电流初始指令,以将调节指令确定为转矩电流控制指令Id_ref与Iq_ref
在该实施例中,在电机为交流异步电机204时,不需要MTPA控制,并将指令修正模块的输出的IqComp加在速度调节器的输出IqOriginal上来作为Iq_ref,结合Id_ref作为转矩电流控制指令。
如图1与图2所示,在上述任一实施例中,优选地,矢量控制模块110 还包括:电流调节器1114(ACR),电流调节器1114的输入端分别输入 Id_ref与Id_fbk的差值,以及Iq_ref与Iq_fbk的差值,电流调节器1114的输出端用于向SVPWM单元1102输出控制电压Vd与Vq
在该实施例中,通过设置电流调节器1114生成控制电压Vd与Vq,以通过输入Vd与Vq实现SVPWM单元1102中的电压调制,通过SVPWM单元1102 输出六路脉冲调制信号控制逆变器108中功率管的通断。
如图1与图2所示,在上述任一实施例中,优选地,矢量控制模块110 还包括:积分单元1116,用于将反馈转速指令转换为角度指令,并输入至 Park坐标变换单元1110。
根据本发明的实施例的多联机中央空调器,包括上述任一实施例所述的电机变频驱动装置。
在本发明中,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电机变频驱动系统,其特征在于,包括:
三相交流输入;
整流模块,连接至所述三相交流输入,用于将所述三相交流输入转换为直流输出;
薄膜电容,设置于所述直流输出的输出端之间;
逆变器,所述逆变器的输入端连接至所述直流输出的输出端,所述逆变器的输出端连接至三相交流电机;
矢量控制模块,连接至所述逆变器,用于生成控制所述逆变器的控制指令;
A/D采样模块,用于采集所述薄膜电容两端的直流母线电压;
稳态处理模块,连接至所述A/D采样模块,用于对所述直流母线电压进行稳态处理,并向所述矢量控制模块输出补偿参数;
所述矢量控制模块包括:
SVPWM单元,所述SVPWM单元用于向所述逆变器输出所述控制指令;
所述稳态处理模块包括:
高频分量处理单元,所述高频分量处理单元的一端连接至所述A/D采样模块,所述高频分量处理单元的另一端连接至所述SVPWM单元,用于校正所述SVPWM单元输出的所述控制指令;
所述稳态处理模块还包括:
低通滤波器,所述低通滤波器的一端连接至所述A/D采样模块,用于对所述直流母线电压进行低通滤波;
高通滤波器,与所述低通滤波器并联设置,并且所述高通滤波器的一端连接至所述A/D采样模块,用于对所述直流母线电压进行高通滤波;
转矩指令修正单元,分别与所述低通滤波器的另一端、以及所述高通滤波器的另一端连接,用于输出补偿指令;
所述矢量控制模块还包括:
转速估算单元,用于根据输入的电压与电流估算所述电机的转速,并将所述转速确定为反馈转速指令;
转速调节器,用于将对电机的转速控制指令与所述反馈转速指令之差转换为初始指令,以根据所述初始指令与所述补偿指令生成调节指令。
2.根据权利要求1所述的电机变频驱动系统,其特征在于,所述矢量控制模块还包括:
Clarke坐标变换单元,用于输入的将三相电流Ia、Ib与Ic从三相静止坐标系变换到两相静止坐标系电流Iα_fbk与Iβ_fbk
Park坐标变换单元,用于将Iα_fbk与Iβ_fbk从两相静止坐标系变换两相旋转坐标系下的反馈电流Id_fbk与Iq_fbk
3.根据权利要求2所述的电机变频驱动系统,其特征在于,在所述三相交流电机为永磁同步电机时,
所述转速估算单元为第一转速估算单元,所述第一转速估算单元的输入端用于接收采集到的所述电机的Id、Iq、Ud与Uq,以根据电机的Id、Iq、Ud与Uq输出预估转速,并将所述预估转速确定为所述反馈转速指令。
4.根据权利要求3所述的电机变频驱动系统,其特征在于,所述补偿指令为转矩补偿指令,所述初始指令为转矩初始指令,以将所述调节指令确定为转矩控制指令,所述矢量控制模块还包括:
最大转矩电流比单元,所述最大转矩电流比单元的输入端用于输入所述转矩控制指令,所述最大转矩电流比单元的输出端用于输出两相旋转坐标系下的转矩电流控制指令Id_ref与Iq_ref
5.根据权利要求2所述的电机变频驱动系统,其特征在于,在所述三相交流电机为交流异步电机时,
所述转速估算单元为第二转速估算单元,所述第二转速估算单元的输入端用于接收采集到的所述电机的Iα、Iβ、Uα与Uβ,以根据电机的Iα、Iβ、Uα与Uβ输出预估转速,并将所述预估转速与滑差转速之和确定为所述反馈转速指令。
6.根据权利要求5所述的电机变频驱动系统,其特征在于,所述补偿指令为转矩电流补偿指令,所述初始指令为转矩电流初始指令,以将所述调节指令确定为转矩电流控制指令Id_ref与Iq_ref
7.根据权利要求4或6所述的电机变频驱动系统,其特征在于,所述矢量控制模块还包括:
电流调节器,所述电流调节器的输入端分别输入Id_ref与Id_fbk的差值,以及Iq_ref与Iq_fbk的差值,所述电流调节器的输出端用于向所述SVPWM单元输出控制电压Vd与Vq
8.根据权利要求2至6中任一项所述的电机变频驱动系统,其特征在于,所述矢量控制模块还包括:
积分单元,用于将反馈转速指令转换为角度指令,并输入至所述Park坐标变换单元。
9.一种多联机中央空调器,其特征在于,包括:
如权利要求1至8中任一项所述的电机变频驱动系统。
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