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基于矢量控制的變頻空調(diào)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)方案

作者: 時(shí)間:2011-06-14 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  1 引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/161970.htm

  在如今的行業(yè),發(fā)展勢(shì)頭迅猛,而在今后的發(fā)展趨勢(shì),我們也可以預(yù)見它的前途,其節(jié)能、室內(nèi)溫度更穩(wěn)定、噪音低、舒適度更高的特點(diǎn)成為獨(dú)特的標(biāo)簽。

  一般是指空調(diào)壓縮機(jī)及其風(fēng)扇的,一般情況下,采用永磁同步電機(jī)。目前空調(diào)大多還是采用單相交流電機(jī)的定頻,這種單相交流接入單相交流電源就可工作,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠的優(yōu)點(diǎn),但是也有不能進(jìn)行無極調(diào)速和風(fēng)機(jī)效率比較低等缺點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高變頻空調(diào)性能,當(dāng)前已有空調(diào)廠家開始對(duì)空調(diào)風(fēng)機(jī)也進(jìn)行變頻,真正實(shí)現(xiàn)空調(diào)的全變頻控制。

  2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  此變頻空調(diào)風(fēng)機(jī)采用意法半導(dǎo)體公司STM32(ARM :Cortex-M3) MCU 平臺(tái),永磁同步電機(jī)(PMSM)控制(FOC)使用單電阻(Single Shunt)的電流檢測(cè)和無位置傳感器(Sensor-less)的速度位置檢測(cè)來實(shí)現(xiàn)。

  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示,MCU選用STM32F103C6T6;功率模塊驅(qū)動(dòng)采用3片L6390D,每個(gè)L6390D都內(nèi)置有運(yùn)放、比較器及智能關(guān)斷保護(hù)電路,運(yùn)放可以用來放大采樣電流,比較器及智能關(guān)斷保護(hù)電路可以用來實(shí)現(xiàn)電機(jī)過流保護(hù);IGBT為6片STGDL6NC60D。

  L6390D自帶的智能關(guān)斷功能可實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)電路(OCP),加上過電壓(OVP)和欠電壓(LVP)等保護(hù)功能,使系統(tǒng)工作安全可靠。

圖1 變頻空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

  3 低成本高性能的永磁同步電機(jī)的控制方案

  永磁同步電機(jī)的矢量控制,具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,穩(wěn)速精度高,功率密度大,效率高,噪音低等特點(diǎn),是一種高性能的電機(jī)控制系統(tǒng)。矢量控制運(yùn)算需要獲取電機(jī)三相電流和準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置信號(hào),通常使用電流傳感器和位置速度傳感器,這增加了系統(tǒng)的成本。對(duì)風(fēng)機(jī)這類負(fù)載,負(fù)載相對(duì)穩(wěn)定、起動(dòng)力矩不大的應(yīng)用,采用廉價(jià)的單電阻電流采樣和無位置傳感器永磁同步電機(jī)的矢量控制方案,既有永磁同步電機(jī)的矢量控制的優(yōu)點(diǎn),達(dá)到應(yīng)用性能;同時(shí)又可達(dá)到低成本的目標(biāo)。

  MTPA(每安培電流最大轉(zhuǎn)矩)控制,針對(duì)內(nèi)置式永磁同步電機(jī),提高風(fēng)機(jī)系統(tǒng)效率。


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