[发明专利]一种冰箱直流无传感压缩机变频控制器及控制方法

说明书

本发明公开了一种冰箱直流无传感压缩机变频控制器及控制方法，所述控制器包括电源滤波电路，电源整流电路，直流电源转换电路，电压采样点路，MOSFET驱动电路，功率驱动电路，微处理器控制电路，压缩机电流检测电路，通信模块电路。本发明还公开了变频控制器的控制方法，其中在转子位置检测状态中，先后施加不同方向的电压矢量给压缩机定子绕组，根据检测到的反馈电流，来计算转子位置；通过转子预定位过程中的转子位置实时检测，从而得到每次启动时压缩机转子所处的准确位置，便于施加相应的驱动矢量，避免转子反转引起的系统震动，提高驱动效率，提高控制器可靠性。

技术领域

本发明涉及到变频电机控制领域，具体涉及到一种冰箱直流无传感压缩机变频控制器及控制方法。

背景技术

现有的家用冰箱变频控制器多采用无位置传感的矢量控制方式，采用“三段式”起动方式，“三段式”起动是启动频率从10Hz、30Hz、50Hz三段逐步上升。在冰箱系统压力差比较大的情况下，其预定位过程会出现定位不准确，导致起动失败的情况。部分采用“高频注入法”利用压缩机的凸极性对高频电流波形的影响来获取转子位置信号，由于软件算法复杂，对MCU性能要求较高，提高了控制器整体成本，并且降低了系统可靠性。

“三段式”起动方式中，控制器软件控制部分利用状态机实现对压缩机控制，共分为以下五种状态：停止，转子位置检测，他控同步加速/反电势检测，D/Q坐标变换，稳定运行。

其中压缩机转子位置检测的准确性决定了压缩机能否成功启动运行，由于冰箱制冷系统中的毛细管比较细长，制冷系统在压缩机停机后，压力释放非常缓慢，导致冰箱压缩机排气压力和吸气压力差值比较大，压缩机启动困难，极端情况下，可能导致启动失败。现有技术多采用预定位法，将转子固定到软件设定角度，然后在实现他控同步加速，但是在压差过大情况下，由于阻力矩大于电磁扭矩，难以实现准确定位，导致后续他控同步失败。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：

为了解决位置检测过程中，压缩机转子难以准确定位的问题，本发明提出了一种冰箱直流无传感压缩机变频控制器及控制方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种冰箱直流无传感压缩机变频控制器，包括微处理器控制模块、功率驱动模块；微处理器控制模块输出压缩机控制信号至功率驱动模块；所述功率驱动模块输出逆变后的信号至压缩机，实现压缩机的变频控制；

其中，所述微处理器控制模块包括：

转子定位单元，用于当压缩机停止运转时，依次施加两组方向不同的电压矢量给压缩机的定子绕组，然后通过检测压缩机母线电流计算得到转子当前角度后将其设定为压缩机启动的预定位初始角度；按照预先设定的定位电流通过功率驱动模块施加给压缩机，确保压缩机转子位置保持当前位置；

他控同步加速单元，通过加速时间与预先设定的加速度，实时计算得到当前的压缩机驱动角速度和位置，然后通过功率驱动模块施加对应的D轴电压矢量到压缩机，使得压缩机持续加速运行；

反电动势检测单元，用于持续地检测压缩机反电动势位置信号，得到转子实时角速度；当角速度达到预先设定的转速，则控制所述功率驱动模块输出的控制信号从D轴驱动切换成Q轴驱动，然后使用实时角速度进行Q轴驱动并继续加速；

目标转速运行单元，用于控制压缩机按照设定加速度向目标转速过渡到稳定运行状态,当收到功率驱动模块发出的停机信号，则控制压缩机停止运行。

进一步的，本发明所提出的一种冰箱直流无传感压缩机变频控制器，还包括通信模块，用于将从冰箱显示板或主控板传输过来的外部控制信号，经过转换后，变成压缩机的运行频率控制信号，并输出给所述微处理器控制模块。