变频空调压缩机驱动控制系统研究与实现
变频空调压缩机驱动技术探究
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 界 Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
科技
・
探索・ 争鸣
变频空调压缩机驱动技术探究
刘
【 摘
军
马 名贵
要】 随着人 们的 日常生活水平 的提 高， 大家对于生活物质的追求也变得越 来越 高大上 、 越 来越智能化。 当炎热的夏天来 临
随着经济 的发 展 ． 人们 的 日常生活水平越来 越高 ． 大家 的家庭配 置也变得丰富起来 特别 是空调 的占有量应该是居多 的 ， 根据相关数 据调查显示 ． 基本上每家每户都会安装上 了空 调。其 目的就是为 了能 在炎热的夏天可以有 一个非 常清凉舒适 的 日常生活 。 随着科学技术的 不断进步和突破 ． 空调的技术也变得 越来越发达 。 特别是变频 空调的 出现更是给环境给大家带来 了许 多便利 ． 变频空调对 于环境 污染的影
技感的 。
【 关键词 】 变频空调 ； 压缩机 ； 驱动技 术
‘
频空调里 的位置估算是指确保其定 子的电流和转子磁极 的垂直关系 。 而在 变频空调里进行位 置估算 的 目的是为 了能够得 到最大 的输 出转 矩 我们通常来讲 ． 在变频空调的压缩机 当中． 永磁 电动机是由始至终 都处 于一个密封的状态 当中． 并且在运行 的时候压缩机 的温度也会变 得非 常高 ． 并且 在内部又有腐 蚀性的高压制冷剂 ． 因此在需要进行位 置估算 的时候非常 困难 随着科学技术 的进步 ． 出现 了几种 比较可观 的位 置估算 的方法 ． 比如永磁 电动机的磁链 与反 电动势方式 、 高频信 号注 入等方 式都可 以达 到准确 位置估算 的效果 。在众多的估算方法 中． 有 一种方法最为让众 多科 学研 究 团队所认可 ． 那就是拓展卡尔曼 滤波法 ． 这种位置估算的方法可以在最 小均方差 的基础上进行对控制 系统 的状态估算 而经过种种研究试 验证明该方法在使用的时候具有 比较强 的实用性 以及动态性等等 另外 ． 这种位置估算方法非常适合 比较 宽大的位置调速范 围 可是这一种方法一样具有一定的缺点和不 足． 那就是它有时候在 进行控制计算 的时候 数据误差 比较大 ， 难 以满 足较大的系统运行要求 ． 并且它会使变频空调在运 行的时候 发出较 大 的声响 ．并且有 时候 工作人员对相关数 据参数的分析也是 比较 的困 难 因此 ． 仍需要各 大科学 团队进行相关的研究 试验 ， 争取早 Ｅ ｌ 研究出 最为优化 、 最为合 理精确 的位置估算的方案。 ３ ＿ ２ 驱 动 控 制 变频空调之所 以有着如此高端 的性能就是 由于其有着 非常出众 的驱动控制技术的支持 变频空调力 的压缩驱动设 备是变频空调的核 心部件 ． 其是制冷的主要 工具 。而压缩机的功能体现和其 内部的永磁 同步 电动机具有非常密切 的配合关系 我们所知道的变频空调 的驱动 控制的方式有两种 首先是矢量控制方式 ， 大家都知道 ． 矢量是具有方 向的． 其 的控制 形式作用在磁场 的定 向坐标系 中， 它们从励 磁和矩阵 两个 电流 的层面进 行工作控制 ． 进 而使它们分别产生磁 通转 矩 ， 然后 经过 了坐标 系的转换 以后通过 正交解耦等操作后再 对磁 场 了独立连 续 的控制 驱动控制另外一种方式就是我们熟知 的直接控制 ， 它是在 永磁 同步 电动机的基础上引进了直接矩 阵控制方案 ． 它可 以通过对相 应部件的控制而达到相应的控制 目的 但是在直接控制的基础上具有 定 的缺陷和不足 ． ｔ ： Ｓ ｌ ￣ ｎ 采用直接控制方式 的驱动装置其逆变器 的开 关频率非 常不稳 定 ． 会大大影 响空调工作效率 ． 这 就使得空调 的使用 寿命大打择扣 因此 ． 在驱动控制的两种控制方式里 ． 很多研究团队更 倾 向于采用矢量控制的工作方式 ３ ． ３ 短距补偿 如今 的 变 频 空 调 的 压 缩 机 有 三 种 样 式 ．它们 主 要 是 单 转 子 压 缩 机、 双 转 子 压 缩 机 以及 涡 轮 式 的 压缩 机 。 当变 频 空 调 在 运 行 的 时 候 ， 有 时候 可能会 出现低频率运行状态 ． 而这状况 的出现 主要是受 到了压缩 机转 子不平衡 的影响 当变频空调出现了这种状况之后极易出现大幅 度 的震动现象 ． 严重影响 了变频空调的正常运 行状态 。为解 决这些 状 况． 我们可以采用矢量 控制的方法 ． 其可 以对 运行频率进行精密地 控 制． 让变频空调始终保 持在一个稳定 的频率下 工作 ． 让空调 可以高效 地进行运作
SVPWM变频空调永磁同步压缩机控制系统
（ School of Automation，Harbin University of Science and Technology，Harbin 150080，China）
Abstract： To overcome some disadvantages in traditional Inverter Air-Conditioner Controller for railway vehicles，such as limited storage volume，lack of train communication and humdrum speed regulation mode，a new type of Variable-Frequency Control System for Air Conditioning Compressor is developed by choosing MN103SFE4G as its main control chip and using speed sensorless vector control in Permanent Synchronous Compressor． The project design including main circuit，communication circuit，stator current detection，and rotor angular speed estimation are presented in this paper． The speed-current double closed loop vector control method in id = 0 to control the permanent magnetism synchronous machine is used． The simulation model of the permanent magnetism synchronous machine vector control based on the MATLAB / SIMULINK software platform is built． The simulation results prove the accuracy and the validity of the speed sensorless vector control system model designed in this article． The system response is fast and steady with small overshoot and quick response speed． It provides the basis for system hardware realization．
变频空调压缩机及变频调速系统的技术现状
变频空调压缩机及变频调速系统的技术现状【摘要】本文主要介绍了关于变频空调压缩机及变频调速系统的技术现状。
在变频空调压缩机技术方面，随着技术的不断进步，压缩机的能效比、性能稳定性和运行可靠性都得到了显著提升，使得空调系统更加节能环保。
而在变频调速系统技术方面，通过精密的控制与监测，实现了空调系统的智能化和精确调节，提高了系统的运行效率和舒适性。
未来发展趋势则是将继续追求更高的能效与稳定性，推动空调行业朝着智能化、节能环保的方向发展。
变频空调压缩机及变频调速系统的发展将为人们提供更加舒适、节能、智能的空调使用体验。
【关键词】变频空调压缩机、变频调速系统、技术现状、发展趋势1. 引言1.1 变频空调压缩机及变频调速系统的技术现状变频空调压缩机及变频调速系统的技术现状一直是空调行业领域的重要研究方向。
随着科技的不断发展，变频空调压缩机技术已经取得了显著的进步，不仅在能效方面有了显著提升，还在运行稳定性、节能效果和使用寿命等方面取得了巨大的突破。
变频调速系统的技术现状也日益成熟，能够更精准地控制空调系统的工作状态，实现能源的高效利用，提升空调系统的整体性能。
变频空调压缩机及变频调速系统的技术现状呈现出不断创新、稳步发展的趋势，为空调行业的未来发展奠定了坚实的基础。
2. 正文2.1 变频空调压缩机技术现状随着空调行业的发展，变频空调压缩机技术也日益成熟和普及。
传统空调系统采用固定频率压缩机，只能以固定的速度运行，而变频空调压缩机则可以根据需求实时调节转速，实现能效更高的运行。
变频空调压缩机采用变频调速技术，能够根据室内温度变化实时调节压缩机转速，达到更舒适的室内环境。
相比传统固定频率压缩机，变频空调压缩机具有更低的启动电流、更稳定的输出功率和更节能的特点。
目前，市面上已经出现了各种不同品牌和型号的变频空调压缩机，涵盖了家用、商用和工业用途。
一些高端产品甚至采用了多级变频调速系统，进一步提高了能效和舒适性。
随着能源危机日益严重和环保意识的提高，变频空调压缩机技术将会在未来得到更广泛的应用和发展。
空调用压缩机变频驱动原理
空调用压缩机变频驱动原理压缩机是空调系统中最核心的组件之一，它的工作原理对于空调的制冷效果和能源消耗有着重要的影响。
压缩机变频驱动技术是近年来空调行业的重要发展方向之一，它能够提高空调系统的效能和稳定性，实现更高的能效比。
下面将详细介绍压缩机变频驱动的原理。
一、传统固定频率压缩机的工作原理传统的压缩机是采用固定频率的驱动方式，也称为定频压缩机。
它的工作原理是通过电机驱动压缩机的转子旋转，将低温、低压的气体吸入，经过压缩后输出高温、高压的气体。
由于电机的转速是固定的，所以输出的冷媒流量和压力也是固定的。
二、压缩机变频驱动的原理压缩机变频驱动技术是一种通过改变电机转速来控制压缩机工作的技术。
它能够根据需求实时调整压缩机的运行速度，从而实现精准调节制冷量和能耗的目的。
1.驱动系统压缩机变频驱动系统由电机、变频器和控制器组成。
变频器是控制电机转速的关键设备，它可以调节电流频率以改变电机的转速。
控制器负责接收温度和湿度等传感器的信号，根据预设的参数输出对应的变频器控制信号，实现压缩机转速的调节。
变频驱动采用的是调制技术，通过调整输出电压的频率和幅度来控制电机的转速。
变频器采用PWM（脉宽调制）技术，将输入的直流电压转换为可调频率的交流电压，然后供给给定的电机。
在压缩机的工作过程中，变频器会通过控制器接收到需要的冷量和制冷能力，根据需求实时调整输出频率，从而控制压缩机转速的改变。
当需要提供更大的冷量时，变频器会提高输出频率，增加压缩机的转速。
相反，当需求量较小时，变频器会降低输出频率，降低压缩机的转速。
3.变频调速的优势压缩机变频驱动的最大优势是能够根据实际需求动态调整制冷量，实现能源的最优利用。
相对于固定频率压缩机，变频驱动有以下几个优点：-节能：因为变频驱动可以根据需求来调整压缩机转速，避免了过高或过低的制冷量输出，从而减少不必要的能源消耗；-精准调节：通过变频调速技术，可以精确调节制冷量和制热量，提高空调系统的稳定性和温度控制精度；-噪音低：变频驱动可以降低压缩机的转速，减少噪音的产生，提高室内的舒适度；-延长压缩机寿命：变频驱动可以减少启停次数，降低压缩机的磨损，延长其使用寿命。
基于ST72141的直流变频空调压缩机控制系统
绕组通电的顺序和时间。
ｒ …一 …… …… ’
机， 并合 理地设计变频器 ， 空调发 展到直流变 使
频 阶 段 。 流 变 频 更 确 切 地 说 应 该 是 直 流 变 转 直 速， 它通 过 改变 无 刷 直 流 电机 的输 入 电压 幅值 达 到 改变 压 缩 机 转 速 的 目的 ， 并不 是 通 过 频 率 来 改 变 转 速 的 ， 人 们 已经 习惯 将 它 称 为直 流 变 频 空 但
Ｋｅｙ ｏｒ ：ＢＬＤ ＣＭ Ｓｅ ｏ ｌ ｓ Ｍ ｏｔ ｏｎ ｒ ｗ ｄｓ ｎｓ ｒｅ ｓ ｏｒｃ ｔｏｌ
随 着 微 电子 技 术 、 电力 电子 技 术 的发 展 和 各
号 。 定 子 绕 组 的某 两 相 通 电时 ， 相 电流 与 转 当 该
种控制理论和应用的进步， 变频调速 系统 以其较 高的性价 比在 众多行业和 领域得 到了广泛的应
ＳＴ７ ４１ａ ＰＭ ｏ ｌ ｓｗ ｅ ｅ ａ ｌｅｄ ｔ ｅ ｌｚ ｈｅ ｃ － ２１ ｎｄ Ｉ ｍ ｄｕ ｅ ｒ ｐｐ ｉ ｏ ｒ ａ ｉ ｅｔ ｏｎ
１ 无刷 直流电机 的定子通常制成 三相绕组的形 。 式， 转子是稀土材料 的永磁体 ， 如图２ 三相定子 。
调
图 １ 无 刷 直 流 电机 的控 制 原理 图
《 电机 技 术》２ １ 年 第 ２期 ・ ９・ ０１ ｌ
现代驱动与控翩
１３ 无位 置传感 器技术 ．
由于压缩 机 内的环 境恶 劣 ， 且存 在传感 器 安 装 和 维修 困难 的 问题 ， 因此 适合 采用无位 置传 感
、
器技 术 。 无位 置 传感 器 控 制 技 术 的 核心 是 通 过 软／ 硬件 等 不 同技 术手 段来 间 接获 得 转 子的 位置 信 号 ， 而控 制 相应 的功率 器 件， 从 实现 无 刷 直 流
直流变频压缩机低频转矩控制技术研究与应用
其 中，主要原 因还是第 （ ） ，对于单转子空调压缩机 ， １ 点 低频运转 时由于每个 旋转周期 的压缩 过程 和释放过程负载不 同 ，
转矩 总是有变化 ， 而速度 Ｐ 调节 器总是 有一定 的滞 后 ，造成压 Ｉ
角度 与压 缩机结构设 计有关 ， 同压缩机其补偿角度 不 同 ， 不
某型号空调 ２ ７２ ８ ５／ ６ ５／４ ９ ５ ４ １４ ５ ０ ／ １ ７／ ０ ５８ １８ ７ ７／ １
表 ２
表４
厂家 最低 频 率
东芝 １Ｈ ４ ｚ
国内厂 国 内厂 美 的 美 的 家 （ ） 家 （ ） 老产 品 新产 品 一 二
１Ｈ ５ｚ ｌＨ Ｏｚ ３ Ｈ ０ｚ ｌＨ Ｏｚ
１ ÷ 堍 ０ ｌ 警
Ｅ ｃ ｒ ａ ｐｉｎ ｅ ｌ ｔｃ ｌ ｅ ｉ Ａｐ ｌ ｃ ｓ １日用电器 ａ
２ １ ．５ ３ ０ ０ ０ ｔ
技术创 新 ・ ｅｈｏ ｇ ｄ ｎｏａｏ Ｔｃｎｌ ｙ ｎ ｎ ｖｔ ｎ ｏ ａ Ｉ ｉ
Ｅ １ ｅ ｔ ｃ ｒ １ １ ｃａ Ａ Ｐ １ ｉ ｃ Ｐ ａ ｎ ｅ
有三 角波补偿 、梯形波补偿 ，以及正 弦波补偿 。其 中又 以正弦 波补偿 因不带 给系统任何额 外的谐 波而最 为常用 ，本项 目研究
的实施的低频转矩 补偿方 法也是采用正 弦波补偿。 具体 实施 细节见示 意 图 ３ ，先 由电周 期推算 出机 械周期 ， 从而在每个机械周期 内加 入相 应的正弦补偿曲线到转矩给定 。 正 弦 波表 达式 为 ：Ｙ Ａ ｓ ＋ｏ ），正 弦波 前馈 补偿 ＝ ＊ｉ ｎ（ ‘ｔ 技 术主要调节 的是两个变量 即补偿 幅值 Ａ和补偿 角度 ，补偿
表现在速度环 的 Ｐ 调节器上 ，在高频段 ，速度 环的 比例调节 系 Ｉ 数 以及速 度滤波 时间常数都应 该小些 ，可 以避免控制 系统振荡 而导致压 机失速 ；在超低频段 ，速度环 的比例调节 系数和速度
SVPWM变频空调永磁同步压缩机控制系统
（ ｃｏｌ ｆＡ ｔｍａｏ ， ｒｉ Ｕ ｉｅｓｙｏ ｃｅｃ ｎ ｅｈｏｏｙ ａｂｎ１０ ８ ，Ｃ ｉａ Ｓ ｈｏ ｏ ｕｏ ｔ ｎ Ｈａｂｎ ｎｖｒｉ ｆＳｉ ｅａｄＴ ｃｎ ｌ ，Ｈ ｒｉ ５ ０ ０ ｈ ） ｉ ｔ ｎ ｇ
关 键词 ： 永磁 同步压 缩机 ；ＭＮ ０ Ｓ Ｅ Ｇ；无速度 传 感器 ；矢量控制 １３Ｆ ４ 中图分 类号 ： Ｍ ６ Ｔ ４４ 文 献标 志码 ： Ａ 文章 编号 ： ０ ７ ６ ３ ２ １ ）４ ０ ８ — ４ １０ —２ ８ （０ １ ０ — ０ ２ ０
ＳＶＰ Ｍ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔ ｍ ｆ ｒ ｂｅ ｆ ｑ ｅ ｃ Ｗ Ｃｏ ｔｏ ｓｅ ｏ Ｓ Ｖａ ｉ ｌ－ｒ ｕ ｎ ｙ ａ ｅ Ａｉ Ｃｏ ｄｔ ｎｎ ｍ ｐ ｅ ｓ ｒ ｒ ｎ ｉｏ ｉｇ Ｃｏ ｉ ｒｓ ｏ
２ １ 年 ８月 ０１
ＳＰ Ｖ ＷＭ 变 频 空调 永磁 同步 压 缩 机 控 制 系统
满 春 涛 ， 张 凯博 ， 金 祯 伊 ， 何 进 松
（ 哈尔滨理２ 大学 自动化学院 ， １ ２ 黑龙 江 哈尔滨 １０ ｓ ） ５ ００
摘
要 ： 对 目前轨 道车 辆 变频 空调控 制 器存储 容 量 有 限 ， 能 支持 列 车通 信 ， 速调 节模 式 针 不 风
步 电机 进行 控制 ， 于 ＭＡ Ｌ Ｂ ＳＭｕ Ｉ Ｋ软 件 平 台搭 建 了永 磁 同步 电机 矢量 控 制 的 仿 真模 型 ， 基 Ｔ Ａ ／ Ｉ ＬＮ
仿 真 结果证 明 了本 文所设 计 的无速度 传感 器 矢量控 制 系统 模 型 的正 确性 和 有 效性 ， 系统响 应 快速
变频压缩机驱动电路工作原理
变频压缩机驱动电路工作原理
变频压缩机驱动电路是一种用于控制和调节压缩机运行的电路。
在冷冻设备、空调系统等工业和家用设备中广泛应用。
它通过改变电源电压和频率，实现对压缩机的运行控制，从而提高设备的能效和性能。
变频压缩机驱动电路的工作原理主要包括三个方面：电源变频、电压调节和控制逻辑。
首先，电源变频是通过电子器件将输入的交流电转换为直流电，并通过逆变器将直流电转换为可调频率的交流电。
这样可以实现对压缩机的转速调节，以适应不同的工作条件和负荷需求。
电压调节是通过控制器对输出电压进行调节，从而控制压缩机的运行状态。
调节电压可以改变压缩机的输出功率和效率，以提高能效和性能。
同时，电压调节还可以保护压缩机免受过高或过低电压的损害，延长设备的使用寿命。
控制逻辑是变频压缩机驱动电路的核心部分，它根据压缩机的工作需求和环境条件，实时调节电源电压和频率，以保持压缩机的稳定运行。
控制逻辑通常基于微处理器或专用芯片，通过传感器采集压缩机运行状态和环境参数，然后根据预设的控制策略进行计算和判断，最终输出相应的控制信号。
总体而言，变频压缩机驱动电路通过改变电源电压和频率，实现对
压缩机的运行控制。
它具有调节灵活、能效高、性能稳定等优点，对于节能减排和提高设备运行效率具有重要意义。
未来随着技术的不断发展，变频压缩机驱动电路将进一步完善和应用，为各行各业带来更多的便利和效益。
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硕士学位论文
变频空调压缩机驱动控制系统研究与实现
姓名:陈文祥
申请学位级别:硕士
专业:电子科学与技术
指导教师:陈宁
20110519
变频空调压缩机驱动控制系统研究与实现
9.李友胜智能建筑中变风空调系统的控制与研究[学位论文]2011
10.陈敏明双向热力膨胀阀应用于热泵热水器和变频空调器中的实验研究[学位论文]2009
本文链接:/Thesis_Y1917646.aspx
5.于泳.宋海龙.张东来.徐殿国用FUJITSU单片机实现的变频空调全数字空间矢量PWM逆变器[期刊论文]-电气自动化2001,23(1)
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8.涂小平莫受宣传误导:正确看待120度和180度直流变频空调[期刊论文]-家用电器(绿色家电)2010(6)
作者:陈文祥
学位授予单位:中南大学
1.刘铁丁变频空调压缩机驱动技术研究[学位论文]2011
2.王伟杰永磁同步电机的无位置传感器矢量控制技术在变频空调中的应用研究[学位论文]2011
3.胡智勇太阳能空调热水一体机制热工况节能控制技术的研究[学位论文]2011
4.徐卫军信息空调的通信技术[学位论文]2010