[发明专利]一种直流变频压缩机智能控制器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及直流变频空调技术领域，特别是涉及一种直流变频压缩机智能控制器及其控制方法。

背景技术

随着世界范围内能源危机的到来，各国政府都在为经济可持续发展的目的积极地推广节能降耗技术。作为家庭用电的主要设备，直流变频空调器因为良好的节能性、精确控温、超低温启动、快速制热等特点而越来越受到广大用户的喜爱，直流变频空调也必然成为空调技术的发展方向。

在直流变频空调技术领域，按压缩机控制方案来分有两种，一种是用120度控制的方案，又叫梯形波控制方案，这种控制方式简单，对压缩机的参数依赖性低，不过该控制方式对压缩机的利用效率低，频率特性差，低频振动大，高频噪声大，不能很好的发挥直流变频压缩机的优点；另一种控制方式是180度控制方案，又叫正弦直流变频控制方案或矢量直流变频控制方案。这种控制方案在检测转子位置时不需要不导通相，变频驱动模式用180度正弦波直流变频模式，大大提高了压缩机的使用效率，而且该控制方式的频率特性也远好于120度控制方式。但是180度直流变频控制技术难度大，需要建立复杂的数学模型，需要使用高速芯片才能完成相关运算，而且180度控制方式对压缩机的参数依赖性强，所以使用这种控制方式的直流变频空调控制器的通用性很差，一般一个控制器只能控制一款压缩机。

变频空调中，其功率前级一般都采用二极管全桥整流方式，造成电网谐波污染，功率因数下降。谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电压不成线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。在空调变频控制系统中，220VAC的交流电源经过整流桥整流、大功率晶体管逆变，结果是在输入输出回路产生电流高次谐波。电流谐波可造成电网电压的严重畸变；电缆电线过热，绝缘老化加速，损坏并导致线间短路和接地故障并引起电器火灾和人身电击事故；整流后的平波电容器过热，易损坏，寿命短；系统的功率因数降低等危害，对电网和其他用电设备的安全运行造成潜在危害。由于变频空调的使用量大面广，其危害更加严重。所以一个完善的变频空调控制系统需要有谐波抑制和功率因数校正方案，应用于变频空调中去实现其功率因数校正，原来的直流变频方案一般采用附加功率因数矫正模块的方法来解决这个问题，功率因数矫正模块需要价格很贵的专用控制芯片来控制，从而增加了变频空调方案的成本，降低了市场竞争力。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种直流变频压缩机智能控制器及其控制方法，实现直流变频压缩机的矢量变频控制和变频空调的功率因数校正。

为达到上述目的，本发明的实施例的技术方案提出一种直流变频压缩机智能控制器，包括一核心控制模块、一变频逆变模块和一功率因数矫正模块；所述核心控制模块，用于控制所述变频逆变模块和所述功率因数矫正模块；所述变频逆变模块，用于正弦直流变频驱动压缩机；所述功率因数矫正模块，用于矫正变频空调系统的功率因数。

所述核心控制模块包括通讯控制单元，用于实现所述核心控制模块与上位机之间信息的通讯。

所述变频逆变模块进一步包括智能变频单元和控制单元；所述控制单元进一步包括电流检测分析子单元与位置计算和变频时序控制子单元，所述电流检测分析子单元，用于检测和分析母线电流，根据所述母线电流计算压缩机的三相电流；所述位置计算和变频时序控制子单元，用于根据所述三相电流，计算转子的位置信息和速度信息，控制所述智能变频单元输出的电流，进而正弦直流变频驱动所述压缩机。

所述功率因数矫正模块，用于在次回路上产生电流，使该电流通过二极管输送到平波电容端，将交流电源的电流波形提前，改善电源中的电流谐波。

所述通讯控制单元进一步包括通讯数据接收子单元、通讯数据输出子单元和通讯时钟接收子单元，所述子单元分别用于与上位机进行信息的通讯。

所述子单元分别用于与上位机进行信息的通讯中，所述通讯采用波特率为1200的串行外设接口SPI通讯模式。

所述子单元分别用于与上位机进行信息的通讯中，所述信息包括压缩机的参数和控制指令。

所述核心控制模块采用32位单片机。

为达到上述目的，本发明的实施例的技术方案提出一种直流变频压缩机智能控制方法，包括以下步骤：

A、核心控制模块与上位机通讯，传递相关信息；

B、变频逆变模块通过正弦直流变频驱动压缩机；

C、矫正变频空调系统的功率因数。

所述步骤A中，所述核心控制模块与上位机之间传递的相关信息包括压缩机的参数和控制指令。

所述步骤B进一步包括以下步骤：