[发明专利]一种无电解电容永磁同步电机空调驱动装置的制动方法

说明书

本发明公开了一种无电解电容永磁同步电机空调驱动装置的制动方法。步骤1：采集电机三相电流；步骤2：采集电源电压；步骤3：采集直流母线电压；步骤4：计算速度偏差；步骤5：处于紧急保护区域和/或电机处于失速状态时，控制系统进入耗能制动；未处于紧急保护区域，且电机未处于失速状态，而电机相电流、电源电流、直流母线电压任何一个处于非紧急保护区域时，控制系统为再生制动；步骤6：控制器以负转矩制动。本发明能够实现驱动装置全方位的保护，包括电机相电流过流保护、电源电流过流保护、直流母线电压过压保护、电机失速保护，提高系统可靠性，并实现节能。

技术领域

本发明属于电机驱动技术领域；具体涉及一种无电解电容永磁同步电机空调驱动装置的制动方法。

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，这种设计方法需要逆变器配备大容值的电解电容，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。

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，母线电压的波动将影响逆变输出电压，这对控制系统实时性和可靠性提出了更高要求。

发明内容

本发明能够实现驱动装置全方位的保护，包括电机相电流过流保护、电源电流过流保护、直流母线电压过压保护、电机失速保护，提高系统可靠性，并实现节能。

本发明通过以下技术方案实现：

一种无电解电容永磁同步电机空调驱动装置的制动方法，所述制动方法包括以下步骤：

步骤1：电机相电流检测模块采集电机U、V、W三相电流i_u、i_v、i_w，并计算三相电流最大值i_{uwv_max}，并根据i_{uvw_max}判定相电流处于正常区域、非紧急保护区域、紧急保护区域；

步骤2：电源电压检测模块采集电源电压u_in，并计算电源电压有效值u_{in_rms}，通过电机功率计算输入电流并根据u_{in_rms}判定输入电流处于正常区域、非紧急保护区域、紧急保护区域；

步骤3：直流母线电压检测模块采集直流母线电压u_dc，并根据u_dc判定直流母线电压处于正常区域、非紧急保护区域、紧急保护区域；

步骤4：电机速度估算模块检测模块根据电压指令u_α、u_β和电流指令i_α、i_β估算电机实际转速并根据电机速度指令和实际转速计算速度偏差并根据|Δω_e|判定电机状态处于正常区域、失速区域；

步骤5：当电机相电流、电源电流和直流母线电压中任何一个处于紧急保护区域和/或电机处于失速状态时，控制系统进入耗能制动状态：控制器输出000矢量，或者控制器输出111矢量，或者控制器以一定周期间隔交替输出000矢量和111矢量，实现电机耗能快速制动；

当电机相电流、电源电流、直流母线电压均未处于紧急保护区域，且电机未处于失速状态，而电机相电流、电源电流、直流母线电压任何一个处于非紧急保护区域时，控制系统进入再生制动状态：电机输出负转矩，电机发电反馈到控制器，实现电机制动，同时实现能量节能回馈到母线储能元件；