[发明专利]用于控制用于压缩机的电动机的控制器和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制电动机的控制器和方法，具体地用于控制用于压缩机的电动机的控制器和方法。通过本发明的控制器和方法可以增加电动机的效率并提高电动机的电磁干扰(EMI)性能。

背景技术

牵拉(draw)功率的AC电气系统通过其流动到负载中的有功功率(系统进行操作的能力)和视在功率(在特定时间时电压和电流的产物)之间的比率-‘功率因数’而被特征化。以这种方式限定的功率因数位于0和1之间，并且是无因次数。由于视在功率大于有功功率，所以存储在系统中的能量或在电流波形中由非线性负载引起的失真可以降低功率因数。在很多情况下，由于在功率因数低时涉及的较高电流导致能量损失增加并因此降低效率，所以这种情形是不适当的。

虽然无源部件可以用于提高特定AC电气系统的功率因数，但是无源部件也可以动态有效地改变功率因数。所述电路和由这种电路使用的控制方法已知为功率因数校正(PFC)站。PFC站能够以可以改变所述系统的功率因数的方式控制通过负载牵拉的功率。即，PFC站控制电流或电压波形，使得他们尽可能彼此保持成比例，并因此提供与实际一样接近为一的功率因数。

通常压缩机的电动机通过脉冲宽度调制(PWM)控制。在这种情况下，输入电压被整流，并且已整流的电压被供应到例如为升压转换器形式的功率因数校正(PFC)站。在PFC站中，电压逐渐增加，并且增加的电压被供应到电动机控制装置，电压在电动机控制装置处通过逆变器而逐渐下降。

特别是由于在电压逐渐下降期间布置在电动机控制装置中的开关的快速切换，使电压逐渐增加和随后使电压逐渐下降在所述系统中产生明显的能量损失。

发明内容

本发明的实施例的一个目的是提供一种用于控制电动机的控制器，所述控制器与现有技术的控制器相比能够减小能量消耗。

本发明的实施例的另一目的是提供一种用于控制电动机的控制器，所述控制器与现有技术的控制器相比能够增加电动机的效率。

本发明的实施例的又一目的是提供一种用于控制电动机的控制器，所述控制器与现有技术的控制器相比能够提高电动机的电磁干扰(EMI)性能。

本发明的实施例的又一目的是提供一种用于控制电动机的方法，所述方法与现有技术的方法相比可增加电动机的效率。

本发明的实施例的又一目的是提供一种用于控制电动机的方法，所述方法与现有技术的方法相比可提高电动机的电磁干扰(EMI)性能。

根据本发明的第一方面提供一种用于控制电动机的控制器，所述控制器包括逆变器和功率因数校正器，所述功率因数校正器包括降压转换器，并且所述功率因数校正器被设置成将功率供应到所述逆变器。

本发明的第一方面涉及一种用于控制电动机的控制器，即，适于控制电动机的操作的装置。这可以例如包括控制电动机的速度。

所述控制器包括逆变器和以使PFC将功率供应到逆变器的方式设置的功率因数校正器(PFC)。逆变器通常以将逆变器直接连接到电动机的方式布置，即，逆变器将功率供应到所述电动机。

功率因数校正器能够以可以改变所述系统的功率因数的方式控制通过负载牵拉的功率。即，功率因数校正器控制电流或电压波形，使得电流和电压波形在没有功率因数校正器的情况下互相更成比例，并因此提供与实际一样接近为一的功率因数。这具有很大的优势：其降低了由于在功率因数小于一时发生的无功电流而导致的损失。因此效率被提高。

PFC包括降压转换器。降压转换器是递降式DC到DC转换器，并且已知在能量损失方面非常有效。降压转换器通常包括可控开关、二极管、电感器和电容器。

由于功率因数校正器(PFC)包括降压转换器，因此电压在PFC站期间不会逐渐增加而是只是逐渐下降。因此，在电压初始逐渐增加并随后逐渐降低时，在现有技术的控制器中引起的能量损失被避免。因此，与现有技术的控制器相比提高了控制器的效率。此外，降压转换器的使用允许通过脉冲幅度调制(PAM)控制电动机。这具有以下优势：主要由于在通过脉冲宽度调制(PWM)控制电动机时所需要的快速切换被避免，所以控制器的效率被最大化。由此，切换中的能量损失被最小化。此外，通过PAM控制电动机提高了电动机的EMI性能。因此，通过提供包括降压转换器的PFC，控制器的效率被增加并且能量损失被最小化。

总之，其非常大的优势在于PFC包括降压转换器。