冰箱的變頻控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及變頻【技術(shù)領(lǐng)域】，公開(kāi)了一種冰箱的變頻控制方法，包括以下步驟：S1、在冰箱的壓縮機(jī)啟動(dòng)之前，向壓縮機(jī)的電機(jī)的定子發(fā)送電壓脈沖，并利用所述電壓脈沖獲取所述電機(jī)中轉(zhuǎn)子的位置信息；S2、利用所述轉(zhuǎn)子的位置信息控制所述電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并獲取壓縮機(jī)負(fù)載在每個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)周期的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律，得到轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)，在每個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)周期將所述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)加入到轉(zhuǎn)矩給定，從而進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了柔性變頻。
【專利說(shuō)明】冰箱的變頻控制方法及系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變頻【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種冰箱的變頻控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，變頻技術(shù)有第I代方波變頻技術(shù):120°變頻，以及第2代矢量變頻技術(shù):180°變頻。
[0003]在對(duì)冰箱的啟動(dòng)進(jìn)行控制時(shí)，這些傳統(tǒng)技術(shù)的做法是在冰箱壓縮機(jī)未運(yùn)轉(zhuǎn)之前先對(duì)壓縮機(jī)通一個(gè)一定電流的直流電，并保持一段時(shí)間，使壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的N、S極定位到特定位置，從而獲取轉(zhuǎn)子的位置信息，而轉(zhuǎn)子的位置信息是用于控制電機(jī)運(yùn)行的重要信息，可以看出，這種技術(shù)只有在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下才能獲取轉(zhuǎn)子位置信息，而且，獲取信息的這個(gè)過(guò)程的對(duì)壓縮機(jī)所施加的電流會(huì)造成壓縮機(jī)額外發(fā)熱、晃動(dòng)，導(dǎo)致壓縮機(jī)磨損，產(chǎn)生噪音。
[0004]而在對(duì)冰箱的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行控制時(shí)，由于在運(yùn)行過(guò)程中，壓縮機(jī)每個(gè)壓縮周期的壓縮過(guò)程和釋放過(guò)程負(fù)載不同，轉(zhuǎn)矩總是有變化，傳統(tǒng)的控制方法是當(dāng)轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化后再進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種技術(shù)對(duì)于轉(zhuǎn)矩的控制總是滯后于負(fù)載的變化，因此會(huì)造成壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)，從而產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006]本發(fā)明首先要解決的技術(shù)問(wèn)題是:如何減小冰箱啟動(dòng)時(shí)對(duì)零部件的磨損，并降低冰箱運(yùn)行時(shí)的噪音。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種冰箱的變頻控制方法，包括以下步驟:
[0009]S1、在冰箱的壓縮機(jī)啟動(dòng)之前，向壓縮機(jī)的電機(jī)的定子發(fā)送電壓脈沖，并利用所述電壓脈沖獲取所述電機(jī)中轉(zhuǎn)子的位置信息；
[0010]S2、利用所述轉(zhuǎn)子的位置信息控制所述電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并獲取壓縮機(jī)負(fù)載在每個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)周期的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律，得到轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)，在每個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)周期將所述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)加入到轉(zhuǎn)矩給定，從而進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。
[0011]優(yōu)選地，步驟SI中利用所述電壓脈沖獲取所述電機(jī)中轉(zhuǎn)子的位置信息具體為:檢測(cè)所述電壓脈沖在壓縮機(jī)內(nèi)電機(jī)的三相線圈內(nèi)通過(guò)時(shí)，與電機(jī)中轉(zhuǎn)子周圍的磁場(chǎng)相互作用所產(chǎn)生的反饋電流，并對(duì)所檢測(cè)的反饋電流進(jìn)行處理后得到轉(zhuǎn)子的位置信息。
[0012]優(yōu)選地，步驟SI中，對(duì)所述反饋電流進(jìn)行處理具體為:從反饋電流中提取正負(fù)相序的幅值，并對(duì)負(fù)相序的電流分量進(jìn)行低通濾波后得到轉(zhuǎn)子的位置信息。
[0013]優(yōu)選地，步驟S2中獲取電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律曲線具體為:根據(jù)壓縮機(jī)電機(jī)中轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)，以及壓縮機(jī)中往復(fù)式活塞的運(yùn)行特性數(shù)據(jù)，計(jì)算得到電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周 期的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律曲線。[0014]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律為正弦的變化規(guī)律，所述機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)周期根據(jù)電周期計(jì)算得到。
[0015]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子為永磁體。
[0016]本發(fā)明還提供了一種冰箱的變頻控制系統(tǒng)，包括:逆變器以及微處理器，其中:
[0017]所述微處理器用于在冰箱器的壓縮機(jī)的電機(jī)啟動(dòng)之前，控制所述逆變器向壓縮機(jī)的電機(jī)發(fā)送電壓脈沖，并利用所述電壓脈沖獲取所述電機(jī)中轉(zhuǎn)子的位置信息；
[0018]所述微處理器還用于利用所述轉(zhuǎn)子的位置信息控制所述電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并獲取壓縮機(jī)負(fù)載在每個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)周期的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律，得到轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)，在每個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)周期將所述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)加入到轉(zhuǎn)矩給定，從而進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。
[0019]優(yōu)選地，所述變頻控制系統(tǒng)還包括供電電路，用于以開(kāi)關(guān)電源方式為所述逆變器和微處理器提供電源。
[0020](三)有益效果
[0021]上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明通過(guò)在冰箱壓縮機(jī)啟動(dòng)之前獲取轉(zhuǎn)子位置信息，從而能夠在壓縮機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下直接進(jìn)入閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)的零速啟動(dòng)，而無(wú)需在壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)前通一個(gè)額外的連續(xù)直流電流，從而避免了壓縮機(jī)的額外發(fā)熱與晃動(dòng)，避免了零部件產(chǎn)生的額外磨損，提高了能效，降低了噪聲。進(jìn)一步，本發(fā)明獲取電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律曲線，并在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中利用所述轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律曲線對(duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行補(bǔ)償，這樣可以及時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)矩變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得壓縮機(jī)在低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩更平滑輸出，穩(wěn)定電機(jī)速度，減小電機(jī)振動(dòng)，減小壓縮機(jī)噪音。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明的方法流程圖；
[0023]圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0025]冰箱的壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于活塞的每個(gè)運(yùn)行周期的壓縮氣體和釋放，轉(zhuǎn)矩總是有變化，而速度調(diào)節(jié)器總是有一定的滯后，造成壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)，從而產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。在低速時(shí)尤為明顯。本發(fā)明根據(jù)壓縮機(jī)負(fù)載在每個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)周期的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律，將轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)前饋至轉(zhuǎn)矩環(huán)(或轉(zhuǎn)矩給定)，這樣可以及時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)矩變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，穩(wěn)定速度，減小振動(dòng)。
[0026]本發(fā)明提供一種冰箱的變頻控制方法(稱為F-D柔性變頻方法)，包括以下步驟:
[0027]S1、在冰箱的壓縮機(jī)啟動(dòng)之前，向壓縮機(jī)的電機(jī)的定子發(fā)送高頻電壓脈沖，并利用所述高頻電壓脈沖獲取所述電機(jī)中轉(zhuǎn)子(永磁體)的位置信息；
[0028]S2、利用所述轉(zhuǎn)子的位置信息控制所述電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并獲取壓縮機(jī)負(fù)載在每個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)周期的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律，得到轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)，在每個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)周期將所述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)加入到轉(zhuǎn)矩給定，從而進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。
[0029]步驟SI中利用所述電壓脈沖獲取所述電機(jī)中轉(zhuǎn)子的位置信息具體為:檢測(cè)所述電壓脈沖在壓縮機(jī)內(nèi)電機(jī)的三相線圈內(nèi)通過(guò)時(shí)，與電機(jī)中轉(zhuǎn)子周圍的磁場(chǎng)相互作用所產(chǎn)生的反饋電流，并對(duì)所檢測(cè)的反饋電流進(jìn)行處理后得到轉(zhuǎn)子的位置信息。對(duì)所述反饋電流進(jìn)行處理具體為:從反饋電流中提取正負(fù)相序的幅值，并對(duì)負(fù)相序的電流分量進(jìn)行低通濾波后得到轉(zhuǎn)子的位置信息。由于壓縮機(jī)電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)所處的相對(duì)位置不同，因此反饋電流也不同，因此可以通過(guò)檢測(cè)反饋電流獲取轉(zhuǎn)子的位置信息。步驟Si實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)就可以達(dá)到閉環(huán)效果。
[0030]步驟S2中獲取電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律曲線具體為:根據(jù)壓縮機(jī)電機(jī)中轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)，以及壓縮機(jī)中往復(fù)式活塞的運(yùn)行特性數(shù)據(jù)，計(jì)算得到電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律曲線，計(jì)算的方法為現(xiàn)有技術(shù)。
[0031]所述轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律為正弦的變化規(guī)律，所述機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)周期根據(jù)電周期計(jì)算得到。
[0032]如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種冰箱的變頻控制系統(tǒng)，包括:逆變器I以及微處理器2，其中:
[0033]所述微處理器2 (包括:單片機(jī)、IGBT驅(qū)動(dòng)器)用于在冰箱的壓縮機(jī)的電機(jī)啟動(dòng)之前，控制所述逆變器I (包括:IGBT、IGBT驅(qū)動(dòng)器)向壓縮機(jī)的電機(jī)發(fā)送電壓脈沖，并利用所述電壓脈沖獲取所述電機(jī)中轉(zhuǎn)子的位置信息；
[0034]所述微處理器2還用于利用所述轉(zhuǎn)子的位置信息控制所述電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并獲取壓縮機(jī)負(fù)載在每個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)周期的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律，得到轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)，在每個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)周期將所述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)加入到轉(zhuǎn)矩給定，從而進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。
[0035]所述變頻控制系統(tǒng)還包括供電電路3 (包括電感、整流橋、電容)，用于以開(kāi)關(guān)電源方式為所述逆變器和微處理器提供電源。
[0036]實(shí)際應(yīng)用中，在變頻控制系統(tǒng)的左側(cè)連接交流220V輸入，右側(cè)連接冰箱壓縮機(jī)，在電源電路中，交流220V市電通過(guò)電感經(jīng)由整流橋整流后產(chǎn)生直流電，在電容的濾波作用下輸出高壓直流電到逆變器中，通過(guò)逆變器將直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟婒?qū)動(dòng)同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)壓縮機(jī)工作，產(chǎn)生制冷作用。
[0037]由以上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明通過(guò)在冰箱壓縮機(jī)啟動(dòng)之前獲取轉(zhuǎn)子位置信息，從而能夠在壓縮機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下直接進(jìn)入閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)的零速啟動(dòng)，而無(wú)需在壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)前通一個(gè)額外的連續(xù)直流電流，從而避免了壓縮機(jī)的額外發(fā)熱與晃動(dòng)，避免了零部件產(chǎn)生的額外磨損，提高了能效，降低了噪聲。進(jìn)一步，本發(fā)明獲取電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律曲線，并在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中利用所述轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律曲線對(duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行補(bǔ)償，這樣可以及時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)矩變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得壓縮機(jī)在低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩更平滑輸出，穩(wěn)定電機(jī)速度，減小電機(jī)振動(dòng)，減小壓縮機(jī)噪音?？梢钥闯?，本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有的第I代方波變頻技術(shù):120°變頻，以及第2代矢量變頻技術(shù):180°變頻，運(yùn)行更平穩(wěn)，能效更高，實(shí)現(xiàn)了“柔性”變頻。
[0038]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種冰箱的變頻控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、在冰箱的壓縮機(jī)啟動(dòng)之前，向壓縮機(jī)的電機(jī)的定子發(fā)送電壓脈沖，并利用所述電壓脈沖獲取所述電機(jī)中轉(zhuǎn)子的位置信息； 52、利用所述轉(zhuǎn)子的位置信息控制所述電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并獲取壓縮機(jī)負(fù)載在每個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)周期的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律，得到轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)，在每個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)周期將所述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)加入到轉(zhuǎn)矩給定，從而進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟SI中利用所述電壓脈沖獲取所述電機(jī)中轉(zhuǎn)子的位置信息具體為:檢測(cè)所述電壓脈沖在壓縮機(jī)內(nèi)電機(jī)的三相線圈內(nèi)通過(guò)時(shí)，與電機(jī)中轉(zhuǎn)子周圍的磁場(chǎng)相互作用所產(chǎn)生的反饋電流，并對(duì)所檢測(cè)的反饋電流進(jìn)行處理后得到轉(zhuǎn)子的位置信息。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟SI中，對(duì)所述反饋電流進(jìn)行處理具體為:從反饋電流中提取正負(fù)相序的幅值，并對(duì)負(fù)相序的電流分量進(jìn)行低通濾波后得到轉(zhuǎn)子的位置信息。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2中獲取電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律曲線具體為:根據(jù)壓縮機(jī)電機(jī)中轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)，以及壓縮機(jī)中往復(fù)式活塞的運(yùn)行特性數(shù)據(jù)，計(jì)算得到電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律曲線。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律為正弦的變化規(guī)律，所述機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)周期根據(jù)電周期計(jì)算得到。
6.如權(quán)利要求1、中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,所述轉(zhuǎn)子為永磁體。
7.一種冰箱的變頻控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:逆變器以及微處理器，其中: 所述微處理器用于在冰箱器的壓縮機(jī)的電機(jī)啟動(dòng)之前，控制所述逆變器向壓縮機(jī)的電機(jī)發(fā)送電壓脈沖，并利用所述電壓脈沖獲取所述電機(jī)中轉(zhuǎn)子的位置信息； 所述微處理器還用于利用所述轉(zhuǎn)子的位置信息控制所述電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并獲取壓縮機(jī)負(fù)載在每個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)周期的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律，得到轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)，在每個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)周期將所述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)加入到轉(zhuǎn)矩給定，從而進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述變頻控制系統(tǒng)還包括供電電路，用于以開(kāi)關(guān)電源方式為所述逆變器和微處理器提供電源。
【文檔編號(hào)】F25D29/00GK103884148SQ201210556495
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月20日
【發(fā)明者】劉建, 范紀(jì)青, 董金盛 申請(qǐng)人:海爾集團(tuán)公司, 青島海爾科技有限公司