[发明专利]一种电容小型化电机驱动装置

说明书

本发明提出了一种电容小型化电机驱动装置，该装置包括控制部、电感器，交直转换电路，直流链部和直交流转换电路。所述交直流转换电路对交流电源的电源电压v_in进行全波整流，该直流链部具有与所述交直流转换电路的输出侧并联的电容器，并输出脉动的直流电压v_dc，该直交流转换电路利用开关将所述直流链部的输出转换成交流后，供给所连接的永磁同步电机，该控制部对所述开关进行控制。本发明检测电机转速，并根据压缩机转速波动计算电机转矩补偿，抑制负载转矩波动，控制压缩机平稳运行，进一步地，此驱动装置的特殊之处在于引入的抗饱和控制，当电压指令超出驱动器的输出范围时，能够自动限制电压输出。

技术领域

本发明属于电机驱动技术领域，特别是涉及一种电容小型化电机驱动装置。

背景技术

随着消费者对机电产品节能性要求的提升，效率更高的变频电机驱动器得到了越来越广泛的应用。常规变频驱动器的直流母线电压处于稳定状态，逆变部分与输入交流电压相对独立，从而使逆变部分的控制无需考虑输入电压的瞬时变化，便于控制方法的实现。然而，这种设计方法需要配备容值较大的电解电容，使得驱动器体积变大，成本提升。此外，电解电容的寿命有限，其有效工作时间往往是驱动器寿命的瓶颈。

针对上述问题，相关方案提出了以小容值的薄膜电容或陶瓷电容取代电解电容的策略，与常规的交直交驱动电路相比，省去了PFC部分，而且小型化的电容既能实现降成本，又能消除电解电容引起的使用寿命瓶颈。但是，由于直流母线电压上的薄膜电容或陶瓷电容容值很小，通常只有常规高压电解电容容值的1％-2％；直流母线电压随电源输入电压大幅度波动，最低电压只有几十伏，需要控制直流母线最低电压已保证控制系统稳定；进一步地，逆变器工作时，母线的电容和交流电源侧的电感L产生LC谐振，导致系统谐波大控制不稳定，需要针对此问题加入特殊控制策略，消除LC谐振，实现压缩机稳定运行。

发明内容

本发明为了克服现有技术的缺点与不足，提供一种电容小型化电机驱动装置。本发明能够自动跟踪波动负载跟踪和系统抗饱和控制，保证调速系统的稳定性。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种电容小型化电机驱动装置，包括：控制部2、电感器3，交直流转换电路4、直流链部5和直交流转换电路6；所述交直流转换电路4对交流电源1的电源电压v_in进行全波整流，所述电感器3的一端与交流电源1连接，另一端与交直流转换电路4连接，所述直流链部5具有与所述交直流转换电路4的输出侧并联的电容器5a，并输出脉动的直流电压v_dc，所述直交流转换电路6利用开关将所述直流链部5的输出转换成交流后，供给其所连接的永磁同步电机7，所述控制部2用于接收速度指令检测输入电源的电压v_in、相位θ_ge、电流i_in、直流母线电压v_dc和电机电流i_u、i_v、i_w，输出直交流转换电路6控制指令T_u、T_v、T_w，实现电机控制；

所述控制部2包含转矩补偿模块，用于检测电机转子速度波动，并根据速度转矩波动计算转矩补偿值：

ω_erip＝ω_e-ω_eref

ω_mrip＝ω_erip/p