[实用新型]一种变频空调驱动器

说明书

技术领域

本实用新型涉及空调制造领域，更具体的说，本实用新型是关于变频空调压缩机控制驱动的一种变频空调驱动器。

背景技术

目前变频空调室外机内部压缩机大多是交流感应电机或者120度直流无刷电机，采用变压变频的VF控制方式或者120度直流无刷电机的方波六步换向控制，硬件上采用单片机和功率放大模块，单片机接受主控板的转速控制信号，通过相关算法，脉冲宽度调制PWM的波形控制模式控制功率放大模块，从而驱动交流感应电机和120度直流无刷电机带动压缩机进行变频运转。采用交流感应电机的压缩机，通过定子、转子之间的磁场的相互作用使转子旋转，具有制冷制热快速、控温精确的特点。但交流变频压缩机的运转是靠定子绕组上通过的电流和转子绕组上的感应电流形成的磁力线的相互作用实现的，因此转子绕组有电流通过，产生电能损耗。如果采用直流无刷电机的压缩机，压缩机定子产生旋转磁场与转子永磁磁场直接作用，实现压缩机运转。由于转子是永磁体，没有线圈/绕组，无需外部供电，也就不产生电能损耗，效率高，但是由于直流无刷电机采用方波驱动，方波变频每次只有两相导通，每相导通120度，压缩机定子产生的磁势每60度变化一次，不可避免会产生一定的转矩脉动，这种情况在低速时尤为严重。为改善这种情况，目前采用矢量控制算法和无传感器的滑膜观测算法，并将计算结果通过SVPWM波形发送给功率放大模块，功率放大模块将波形进行功率放大，并最终加到永磁同步电机PMSM带动压缩机运转。由于矢量控制算法和无传感器的滑膜观测算法的数据处理量非常大，并且实时性要求高，因此需要具有高速运算能力的处理器才能胜任。

中国专利局于2009年8月19日公开了一份CN101509694A号文献，名称为一种直流变频空调压缩机智能控制器及其控制方法，该控制器硬件方案包括依次电连接的整流滤波电路与功率模块,整流滤波电路另经开关电源与作为核心处理单元的单个DSP控制器电连接,DSP控制器还分别与功率模块、用于与空调室内机通讯的通讯隔离电路、风机驱动电路、温度采样电路电连接;其控制方法:在DSP控制器中植入控制软件,采用双闭环FOC无传感器磁场向量控制方式,内环电流环实现对压缩机永磁同步电机驱动电流的解耦控制,间接控制电机的输出扭矩;外环速度环用来控制压缩机的工作频率,使其既能满足定频时的稳态要求又能满足变频时的动态响应;该控制软件包括一个主循环函数和一个主中断函数。由于该控制器采用了普通DSP控制器，运算能力不强，并且没有专门应用于电机控制方面的智能外设，从而造成实时性较差、外设复杂的问题。

发明内容

本实用新型为解决现有技术中存在的控制器采用普通DSP控制器，运算能力不强从而造成实时性较差的问题，提供了一种实时性好、外设简单的变频空调驱动器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型包括控制模块、功率放大模块、整流模块，控制模块与功率放大模块相连，整流模块的输入端与市电相连，整流模块的输出端与功率放大模块的输入端相连，功率放大模块的输出端与驱动压缩机的永磁同步电机相连，控制模块是PICCOLO系列高速主控芯片所构成的可进行矢量控制算法和无传感器的滑膜观测算法的数字信号处理器DSP，功率放大模块是智能功率模块IPM，数字信号处理器DSP以空间矢量脉宽调制SVPWM波形的控制模式与智能功率模块IPM相连。PICCOLO系列高速主控芯片由美国TI公司制造，拥有高速时钟频率和专门应用于电机控制方面的智能外设，可以轻松应对矢量控制算法和无传感器的滑膜观测算法对处理器性能的要求，并有诸如过压保护、过流保护、闭环失锁保护等保护功能，使外设更为简单，保证了系统实时性要求。

作为优选，整流模块通过滤波电路与市电相连。由于永磁同步电机的供电电源为直流300V，需要将交流220V市电进行EMI滤波，经三相不可控整流模块整流，形成300V直流母线电压，供给智能功率模块IPM驱动永磁同步电机。

作为优选，整流模块与所述智能功率模块IPM之间还并联连接滤波电容。通过滤波电容可以使智能功率模块IPM输入端的直流电压更加稳定。

作为优选，智能功率模块IPM还与15V电源模块相连。15V电源模块为智能功率模块IPM提供15V直流电压电源。

本实用新型的有益效果是：控制模块采用PICCOLO系列高速主控芯片，满足了目前对控制器复杂的矢量控制算法和无传感器的滑膜观测算法的实时性要求，保证了系统的稳定工作，利用该高速主控芯片的专门应用于电机控制方面的智能外设，使外设更为简单。

附图说明

图1是本实用新型变频空调驱动器的一种系统框图。