[发明专利]电动机驱动设备、包括其的空调及其控制方法

说明书

公开一种电动机驱动设备。该电动机驱动设备包括：整流器，将交流(AC)电源整流成直流(DC)电源以输出输入电压；第一降压‑升压转换器，包括用于转换输入电压的多个开关并具有逐步降低输入电压的降压模式和逐步提高输入电压的升压模式；逆变器，将从第一降压‑升压转换器变换的DC‑链路电压转换成交流电压并将交流电压传送到电动机；以及控制器，接收与电动机的驱动有关的电动机信息，以便将期望的直流链路电压和输入电压电平彼此比较，由此控制切换多个开关中的仅仅一个，以便以降压模式或升压模式操作。

技术领域

与本公开一致的装置和方法涉及一种电动机驱动设备、包括其的空调及其控制方法，并且更特别地涉及一种其转换效率在宽负载区域中通过改变取决于负载的电源转换模式而得到改善的电动机驱动设备、包括其的空调及其控制方法。

背景技术

电机(在下文中仅仅被称为电动机)已经在各种工业领域中广泛地用作电气/电子设备的发电装置，并且已经做出努力以实现环境友好型产品并降低作为每个制造商的竞争力的指标的功耗。

在现有技术中，用于驱动电动机的电动机驱动设备使用了升压转换器。

使用上述的根据现有技术的升压转换器的电动机驱动设备在整个负载区域中恒定地控制由升压转换器输出的直流(DC)-链路(link)电压，并且因此系统设计和控制简单。然而，在低速部分中出现大的转矩纹波和速度纹波，并且在高速部分中电动机的反电动势(EMF)大，使得当不应用弱场控制时预定速度或更大速度的控制是不可能的。

用于驱动根据现有技术的电动机的另一个电动机驱动设备使用了串联型降压-升压转换器。

使用降压-升压转换器的电动机驱动设备可取决于电动机的旋转速度而控制包括在降压-升压转换器中的开关的开关操作以改变DC-链路电压，并且控制变化的DC-链路电压和逆变器的切换模式以控制电动机的旋转速度。能够逐步提高和逐步降低电压的降压-升压转换器可应用于需要宽负载范围的DC-链路电压可变逆变器系统。也就是说，在其中以低速驱动电动机的部分中，使用降压-升压转换器的电动机驱动设备可逐步降低DC-链路电压以改善电动机的驱动性能，而在其中电动机以高速旋转的部分中，使用降压-升压转换器的电动机驱动设备可将DC-链路电压逐步提高到高于电动机的反电动势的电压，以控制电动机而不需要在弱场区域中使用附加的弱场操作算法。

同时，使用根据现有技术的降压-升压转换器的电动机驱动设备使用了升压控制和降压-升压同步控制作为由降压-升压转换器转换输入电压的两个控制方式。如下确定作为两个控制方式的升压控制和降压-升压同步控制。在打算在等于或小于输入到降压-升压转换器的输入电压的最大边界的范围中改变DC-链路电压的情况下使用降压-升压同步控制，并且在打算在等于或大于输入电压的最大边界的范围中改变DC-链路电压的情况下使用升压控制。

更详细地，在升压控制中，执行通过将逐步提高输入电压的开关维持在接通状态并开关另一个开关而逐步提高输入电压的升压控制。另外，取决于占空比、使用同时切换两个开关的脉冲宽度调制(PWM)控制信号来逐步降低输入电压。

当在其中以低速驱动电动机的低负载区域中逐步降低输入到逆变器的DC-链路电压时，逐步降低包括在逆变器中的开关的各个开关电压，使得降低开关损耗，并且因此增加逆变器本身的逆变效率，但是在降压-升压同步控制方式的情况下，同时接通/切断两个开关，使得增加开关损耗。另外，由于输入电流总是不连续的，所以功率因数和总谐波失真(THD)性能低。结果，在其中通过降压-升压转换器逐步降低输入电压的轻负载区域中，可增加逆变器和电动机的效率，但是未改善整个电动机驱动设备的系统效率。

发明内容

技术问题

本公开提供一种电动机驱动设备、包括其的空调及其控制方法，该电动机驱动设备的电源转换效率在宽负载区域中通过取决于负载改变电源转换模式而得到改善。

技术方案