本发明专利技术涉及一种空调变频器的电流重构过调制装置，其特征在于：它包括电流重构装置、矢量控制器、脉宽调制（ＰＷＭ）变频器、直流侧电流传感器、电机和编码器；电流重构装置包括ＳＶＰＷＭ过调制模块、脉宽调制（ＰＷＭ）信号调节模块、直流电流采样模块和交流电流重构模块；首先，电流重构装置对脉宽调制（ＰＷＭ）变频器的直流侧电流进行两次采样，再根据两次采样值计算得出满足最小采样时间要求的临近矢量开关作用时间，在临近矢量开关作用时间内再次对直流侧电流进行两次采样，根据两次直流电流的采样值重构出三相交流电流，从而实现对脉宽调制（ＰＷＭ）变频器的闭环控制。本发明专利技术的调制方法可广泛用于空调和电动汽车中的变频器的电流重构过调制领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电机及变频器调制装置及方法，尤其是一种空调变频器的电 流重构过调制装置及方法。
技术介绍
随着世界范围内节能降耗技术的积极推广，变频空调因其节省耗电量的特点 正在逐渐受到市场的关注。现阶段变频空调的电机主要采用永磁同步电机，永磁 同步电机具有结构简单、体积小、重量轻、损耗小和效率高等特点。然而，在传 统的永磁同步电机的矢量控制系统中，由于需要测量交流电流信号作为反馈，实现电流的闭环控制，因此变频器的交流侧需要3个电流传感器。另外，为保障系 统的安全性，还需要过载保护和直流短路保护，因此在母线上还需要一个电流传 感器测量直流母线电流。这样，整个系统总共需要4个电流传感器，造成整个变 频装置的成本高、结构复杂、体积大，不利于集成化。除此之外，由于绝大多数空调压縮机都需要运行在中高速区，而压縮机调速 系统的性能又受变频器输出电压的影响，目前三相桥式电压型变频器采用SPWM(正 弦电压脉宽调制，Sine Pulse Width Modulation)和SVPWM (空间矢量电压脉宽 调制，Space Vector Pulse Width Modulation)来产生PWM (脉宽调制，Pulse Width Modulation)信号，而SPWM算法虽然结构简单，实现方便，但是变频器输出相电 压的基波幅值较低，相比之下SVPWM算法具有电压利用率较高的特点，即最大输 出电压的基波幅值较高。但是SVPWM算法仍然存在未充分利用直流母线电压的问 题，因此要对变频器进行过调制控制，以提高电源电压利用率。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种结构简单、可以提高电源电压利用 率的空调变频器的电流重构过调制装置及方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案 一种空调变频器的电流重构过 调制装置，其特征在于它包括电流重构装置、矢量控制器、脉宽调制(PWM)变 频器、直流侧电流传感器、电机和编码器；其中，所述电流重构装置包括正弦电 压脉宽调制(SVPWM)过调制模块、脉宽调制(PWM)信号调节模块、直流电流采样 模块和交流电流重构模块；所述电流重构装置与矢量控制器共同对脉宽调制(PWM)6变频器进行闭环控制的步骤为首先，所述直流电流采样模块在所述脉宽调制 (PWM)信号调节模块输入的采样点控制信号的作用下，通过所述直流侧电流传感器对所述脉宽调制(PWM)变频器的直流侧进行两次直流电流采样，将所述两次直流电流采样值输入到所述交流电流重构模块中，所述交流电流重构模块结合所述正弦电压脉宽调制(SVPWM)过调制模块输入的扇区号信号重构出三相交流电流，将所述三相交流电流值输入所述矢量控制器，结合所述编码器输出的转子位置角， 计算得到所述参考电压矢量K的值；所述正弦电压脉宽调制(SVPWM)过调制模块对所述参考电压矢量Fr进行矢量 分解，若经过矢量分解得到临近有效矢量的作用时间不满足最小采样时间的要求， 则调整所述临近有效矢量的作用时间；将调整后的所述临近有效矢量的作用时间 发送给所述脉宽调制(PWM)信号调节模块，所述脉宽调制(PWM)信号调节模块 根据所述各个调整后的临近矢量的作用时间控制所述脉宽调制(PWM)变频器中各 个开关的状态的持续时间，并向所述直流电流采样模块输出采样点控制信号，所 述直流电流采样模块在采样点控制信号的作用下通过所述直流侧电流传感器对所 述脉宽调制(PWM)变频器的直流侧进行两次直流电流采样，将所述两次直流电流 采样值输入到所述交流电流重构模块中，所述交流电流重构模块结合所述正弦电 压脉宽调制(SVPWM)过调制模块输入的扇区号信号重构出三相交流电流。一种实现所述装置的空调变频器的电流重构过调制方法，其特征在于首先 设置空调变频器电流重构过调制的装置，所述空调变频器电流重构装置包括电流 重构装置、矢量控制器、脉宽调制(PWM)变频器、直流侧电流传感器；其中，所 述电流重构装置包括正弦电压脉宽调制(SVPWM)过调制模块、脉宽调制(PWM)信 号调节模块、直流电流采样模块和交流电流重构模块；所述矢量控制器根据所述 交流电流重构模块输入的直流电流采样值计算得出参考电压矢量K ，然后将所述 参考电压矢量K输入到所述正弦电压脉宽调制(SVPWM)过调制模块，所述正弦电压 脉宽调制(SVPWM)过调制模块根据方程(1)计算调制比M，<formula>formula see original document page 7</formula>其中c/d。为直流母线电压；然后计算最大线性调制下的电压利用率;;,i^、 一般过调 制方式下的电压利用率"一 和最大过调制方式下的电压利用率",,mit;若调制比M过低，或者所述参考电压矢量K接近六个有效矢量中的任一个时， 则所述正弦电压脉宽调制(SVP丽)过调制模块选择修改开关状态法对各邻近有效 矢量的作用时间进行调整；若所述参考电压矢量R落在无效区域，则选择电流重构过调制法对各临近矢量的作用时间进行调整；使所述脉宽调制(PWM)变频器中 的作用时间满足所述最小采样时间要求；所述电流重构过调制方法步骤包括所述正弦电压脉宽调制(SVPWM)过调制模 块将所述调制比M与最大线性调制下的电压利用率;^^、 一般过调制方式下的电 压利用率/7一和最大过调制方式下的电压利用率％自比较设应用所述电流重构过调制方法后得到的调制后参考电压矢量为K:，A) 若调制比M^最大线性调制下的电压利用率;;,^，此时不需要对所述参考电压矢量K做调整，也即调制后参考电压矢量K;^;B) 若最大线性调制下的电压利用率％_<调制比7^《一般过调制方式下的电压利用率7一，此时令系数W 一""near调制后参考电压矢量K' = W一 +(i-;C) 若一般过调制方式下的电压利用率;^。"周制比MS最大过调制方式下的电压利用率Li,，此时令系数*2= M、^，mit 一 7edge调制后参考电压矢量K;=化自+0-^)^;所述正弦电压脉宽调制(SVPWM)过调制模块利用正弦电压脉宽调制(SVPWM) 算法计算两临近有效矢量作用时间t;、 r2和零矢量的作用时间r。7i=V^;|K;|sin《/t/d。 ,r2 =我|K;|sin(7i/3 -《)/C/d<:r0=nr2其中，《为调制后参考电压矢量为K'的相角，所述正弦电压脉宽调制(SVP西)过调 制模块将所述两临近有效矢量作用时间 ;、 r2和零矢量的作用时间r。发送到所述脉 宽调制(PWM)信号调节模块中，所述脉宽调制(PWM)信号调节模块根据所述两 临近有效矢量作用时间 ;、r2和零矢量的作用时间 ;的大小，采用七段式对所述脉 宽调制(PWM)变频器开关进行控制；同时所述脉宽调制(PWM)信号调节模块输 出采样点控制信号到所述直流电流采样模块；所述直流电流采样模块将两次采样 得到的直流电流采样值发送到所述交流电流重构模块中，所述交流电流重构模块 结合所述正弦电压脉宽调制(SVPWM)模块发送的扇区号信号重构出三相交流电流。所述最大线性调制下的电压利用率7,i,为8<formula>formula see original document page 9</for本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种空调变频器的电流重构过调制装置，其特征在于：它包括电流重构装置、矢量控制器、脉宽调制（ＰＷＭ）变频器、直流侧电流传感器、电机和编码器；其中，所述电流重构装置包括正弦电压脉宽调制（ＳＶＰＷＭ）过调制模块、脉宽调制（ＰＷＭ）信号调节模块、直流电流采样模块和交流电流重构模块；所述电流重构装置与矢量控制器共同对脉宽调制（ＰＷＭ）变频器进行闭环控制的步骤为：首先，所述直流电流采样模块在所述脉宽调制（ＰＷＭ）信号调节模块输入的采样点控制信号的作用下，通过所述直流侧电流传感器对所述脉宽调制（ＰＷＭ）变频器的直流侧进行两次直流电流采样，将所述两次直流电流采样值输入到所述交流电流重构模块中，所述交流电流重构模块结合所述正弦电压脉宽调制（ＳＶＰＷＭ）过调制模块输入的扇区号信号重构出三相交流电流，将所述三相交流电流值输入所述矢量控制器，结合所述编码器输出的转子位置角，计算得到所述参考电压矢量Ｖ↓［ｒ］的值；所述正弦电压脉宽调制（ＳＶＰＷＭ）过调制模块对所述参考电压矢量Ｖ↓［ｒ］进行矢量分解，若经过矢量分解得到临近有效矢量的作用时间不满足最小采样时间的要求，则调整所述临近有效矢量的作用时间；将调整后的所述临近有效矢量的作用时间发送给所述脉宽调制（ＰＷＭ）信号调节模块，所述脉宽调制（ＰＷＭ）信号调节模块根据所述各个调整后的临近矢量的作用时间控制所述脉宽调制（ＰＷＭ）变频器中各个开关的状态的持续时间，并向所述直流电流采样模块输出采样点控制信号，所述直流电流采样模块在采样点控制信号的作用下通过所述直流侧电流传感器对所述脉宽调制（ＰＷＭ）变频器的直流侧进行两次直流电流采样，将所述两次直流电流采样值输入到所述交流电流重构模块中，所述交流电流重构模块结合所述正弦电压脉宽调制（ＳＶＰＷＭ）过调制模块输入的扇区号信号重构出三相交流电流。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙凯，魏庆，黄立培，马鸿雁，史宇超，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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