[发明专利]变频空调压缩机启动及低频转矩补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变频空调压缩机的启动方法以及低频转矩补偿方法，具体地说，本发明涉及变频空调压缩机高效的软启动方法以及压缩机启动成功后的一种低频转矩补偿方法。

背景技术

目前现有的变频空调压缩机启动方法中，压缩机的启动方法通常是在规定的时间内，给定压缩机转子幅值一定、角度一定的空间电压矢量，在强拉的作用力下虽然可成功启动，然而压缩机一启动就给定这样的电压矢量对控制芯片来说就相当于接受到了一个脉冲电压的冲击，长久运行必将缩短控制器的使用寿命。

当变频空调启动成功后低频运行时，空调压缩机在一个机械周期内的吸气、压缩、排气过程中负载力矩脉动很大，低频段运行程序执行周期长，负载转矩由于积分作用导致压缩机速度波动很大。根据1kW变频空调低频运行实验可知，当压缩机运行于10Hz时，在一个机械周期内吸气和压缩这两个过程中的频率波动达到了设定频率的60%；当压缩机运行于40Hz时，在一个机械周期内吸气和压缩这两个的过程中的频率波动仅为设定频率的8%。压缩机运行频率越低转速波动越大越难以稳定运行，因此，必须对变频空调压缩机低频运行时进行转矩补偿。

目前变频空调压缩机驱动电机的控制方案大多数为磁场定向控制，磁场定向控制的框图如图1所示，其原理为：将速度外环的误差经比例-积分(PI)运算作为交轴电流的设定值，直轴电流设定值定为零，再将两个电流环的误差经PI运算作为直交轴电压的设定值，直交轴电压设定值经数学变换后就可以通过编程实现空间矢量脉宽调制（SVPWM）的计算，计算出新的三路占空比驱动三相逆变器IGBT的开关，最终实现压缩机驱动电机的闭环矢量控制。在此基础上绝大多数空调厂商均采用电流前馈查表补偿的方法实现低频转矩的补偿，具体做法为通过查表法在磁场定向控制计算得到的交轴电流上叠加一个前馈分量完成低频转矩的补偿，该前馈分量分为幅值部分和角度部分，每一个频率点对应一个固定的补偿值，前馈查表法完全基于调试得到的特定的补偿表，只能针对某一型号正常工况下的转矩补偿，通用性不高，即使在同一台空调上当工作环境剧烈变化时该方法无法做出及时的调整。

发明内容

本发明为了解决变频空调压缩机的软启动和低频转矩脉动的问题，提出了解决变频空调压缩机启动及低频转矩补偿方法。具体方法包括：

一、变频空调压缩机的启动控制方法

所述变频空调压缩机的启动控制方法包括以下步骤：

Step1：变频空调给定初始运行频率开机后，压缩机开始以开环状态运行，定义开环运行参数：电流自加最大时间T_imax(300ms<T_imax<700ms)，速度自加最大时间T_speedmax(1500ms<T_speedmax<2500ms)，并对开环时间内运行的电流与速度进行限幅，分别为I_max(数字量，5000<I_max<6000)与speed_max(1100rpm<speed_max<1300rpm)；

Step2：开环启动要求在压缩机启动的初始时刻，给定一定步长Speed_inc的初始速度以及一定步长I_inc的初始启动电流，Speed_inc与I_inc的计算式分别为：

Speed_inc=speed_max×Ks×pT_speedmax×n×60]]>

其中，p为驱动电机极对数，n为采样频率(6kHz<n<20kHz)，K_s为无符号16位格式的调制系数；