冰箱的变频控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及变频【技术领域】，公开了一种冰箱的变频控制方法，包括以下步骤：S1、在冰箱的压缩机启动之前，向压缩机的电机的定子发送电压脉冲，并利用所述电压脉冲获取所述电机中转子的位置信息；S2、利用所述转子的位置信息控制所述电机运转，并获取压缩机负载在每个机械转动周期的转矩变化规律，得到转矩补偿信号，在每个机械转动周期将所述转矩补偿信号加入到转矩给定，从而进行转矩补偿。本发明实现了柔性变频。
【专利说明】冰箱的变频控制方法及系统【技术领域】
[0001]本发明涉及变频【技术领域】，特别是涉及一种冰箱的变频控制方法及系统。
【背景技术】
[0002]现有技术中，变频技术有第I代方波变频技术:120°变频，以及第2代矢量变频技术:180°变频。
[0003]在对冰箱的启动进行控制时，这些传统技术的做法是在冰箱压缩机未运转之前先对压缩机通一个一定电流的直流电，并保持一段时间，使压缩机电机的转子的N、S极定位到特定位置，从而获取转子的位置信息，而转子的位置信息是用于控制电机运行的重要信息，可以看出，这种技术只有在转子转动的情况下才能获取转子位置信息，而且，获取信息的这个过程的对压缩机所施加的电流会造成压缩机额外发热、晃动，导致压缩机磨损，产生噪音。
[0004]而在对冰箱的运行过程进行控制时，由于在运行过程中，压缩机每个压缩周期的压缩过程和释放过程负载不同，转矩总是有变化，传统的控制方法是当转矩发生变化后再进行调节，这种技术对于转矩的控制总是滞后于负载的变化，因此会造成压缩机转速波动，从而产生机械振动。
【发明内容】
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本发明首先要解决的技术问题是:如何减小冰箱启动时对零部件的磨损，并降低冰箱运行时的噪音。
[0007](二)技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本发明提供一种冰箱的变频控制方法，包括以下步骤:
[0009]S1、在冰箱的压缩机启动之前，向压缩机的电机的定子发送电压脉冲，并利用所述电压脉冲获取所述电机中转子的位置信息；
[0010]S2、利用所述转子的位置信息控制所述电机运转，并获取压缩机负载在每个机械转动周期的转矩变化规律，得到转矩补偿信号，在每个机械转动周期将所述转矩补偿信号加入到转矩给定，从而进行转矩补偿。
[0011]优选地，步骤SI中利用所述电压脉冲获取所述电机中转子的位置信息具体为:检测所述电压脉冲在压缩机内电机的三相线圈内通过时，与电机中转子周围的磁场相互作用所产生的反馈电流，并对所检测的反馈电流进行处理后得到转子的位置信息。
[0012]优选地，步骤SI中，对所述反馈电流进行处理具体为:从反馈电流中提取正负相序的幅值，并对负相序的电流分量进行低通滤波后得到转子的位置信息。
[0013]优选地，步骤S2中获取电机运转过程中每个转动周期的转矩变化规律曲线具体为:根据压缩机电机中转子的极对数，以及压缩机中往复式活塞的运行特性数据，计算得到电机运转过程中每个转动周 期的转矩变化规律曲线。[0014]优选地，所述转矩变化规律为正弦的变化规律，所述机械转动周期根据电周期计算得到。
[0015]优选地，所述转子为永磁体。
[0016]本发明还提供了一种冰箱的变频控制系统，包括:逆变器以及微处理器，其中:
[0017]所述微处理器用于在冰箱器的压缩机的电机启动之前，控制所述逆变器向压缩机的电机发送电压脉冲，并利用所述电压脉冲获取所述电机中转子的位置信息；
[0018]所述微处理器还用于利用所述转子的位置信息控制所述电机运转，并获取压缩机负载在每个机械转动周期的转矩变化规律，得到转矩补偿信号，在每个机械转动周期将所述转矩补偿信号加入到转矩给定，从而进行转矩补偿。
[0019]优选地，所述变频控制系统还包括供电电路，用于以开关电源方式为所述逆变器和微处理器提供电源。
[0020](三)有益效果
[0021]上述技术方案具有如下优点:本发明通过在冰箱压缩机启动之前获取转子位置信息，从而能够在压缩机静止状态下直接进入闭环控制，实现了压缩机的零速启动，而无需在压缩机运转前通一个额外的连续直流电流，从而避免了压缩机的额外发热与晃动，避免了零部件产生的额外磨损，提高了能效，降低了噪声。进一步，本发明获取电机运转过程中每个转动周期的转矩变化规律曲线，并在电机运转过程中利用所述转矩变化规律曲线对转矩进行补偿，这样可以及时对转矩变化进行调节，使得压缩机在低速时的转矩更平滑输出，稳定电机速度，减小电机振动，减小压缩机噪音。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明的方法流程图；
[0023]图2是本发明的系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0025]冰箱的压缩机运行时，由于活塞的每个运行周期的压缩气体和释放，转矩总是有变化，而速度调节器总是有一定的滞后，造成压缩机转速波动，从而产生机械振动。在低速时尤为明显。本发明根据压缩机负载在每个机械转动周期的转矩变化规律，将转矩补偿信号前馈至转矩环(或转矩给定)，这样可以及时对转矩变化进行调节，稳定速度，减小振动。
[0026]本发明提供一种冰箱的变频控制方法(称为F-D柔性变频方法)，包括以下步骤:
[0027]S1、在冰箱的压缩机启动之前，向压缩机的电机的定子发送高频电压脉冲，并利用所述高频电压脉冲获取所述电机中转子(永磁体)的位置信息；
[0028]S2、利用所述转子的位置信息控制所述电机运转，并获取压缩机负载在每个机械转动周期的转矩变化规律，得到转矩补偿信号，在每个机械转动周期将所述转矩补偿信号加入到转矩给定，从而进行转矩补偿。
[0029]步骤SI中利用所述电压脉冲获取所述电机中转子的位置信息具体为:检测所述电压脉冲在压缩机内电机的三相线圈内通过时，与电机中转子周围的磁场相互作用所产生的反馈电流，并对所检测的反馈电流进行处理后得到转子的位置信息。对所述反馈电流进行处理具体为:从反馈电流中提取正负相序的幅值，并对负相序的电流分量进行低通滤波后得到转子的位置信息。由于压缩机电机的定子与转子在磁场所处的相对位置不同，因此反馈电流也不同，因此可以通过检测反馈电流获取转子的位置信息。步骤Si实现了压缩机电机启动时就可以达到闭环效果。
[0030]步骤S2中获取电机运转过程中每个转动周期的转矩变化规律曲线具体为:根据压缩机电机中转子的极对数，以及压缩机中往复式活塞的运行特性数据，计算得到电机运转过程中每个转动周期的转矩变化规律曲线，计算的方法为现有技术。
[0031]所述转矩变化规律为正弦的变化规律，所述机械转动周期根据电周期计算得到。
[0032]如图2所示，本发明还提供了一种冰箱的变频控制系统，包括:逆变器I以及微处理器2，其中:
[0033]所述微处理器2 (包括:单片机、IGBT驱动器)用于在冰箱的压缩机的电机启动之前，控制所述逆变器I (包括:IGBT、IGBT驱动器)向压缩机的电机发送电压脉冲，并利用所述电压脉冲获取所述电机中转子的位置信息；
[0034]所述微处理器2还用于利用所述转子的位置信息控制所述电机运转，并获取压缩机负载在每个机械转动周期的转矩变化规律，得到转矩补偿信号，在每个机械转动周期将所述转矩补偿信号加入到转矩给定，从而进行转矩补偿。
[0035]所述变频控制系统还包括供电电路3 (包括电感、整流桥、电容)，用于以开关电源方式为所述逆变器和微处理器提供电源。
[0036]实际应用中，在变频控制系统的左侧连接交流220V输入，右侧连接冰箱压缩机，在电源电路中，交流220V市电通过电感经由整流桥整流后产生直流电，在电容的滤波作用下输出高压直流电到逆变器中，通过逆变器将直流电逆变为三相交流电驱动同步电机旋转，带动压缩机工作，产生制冷作用。
[0037]由以上实施例可以看出，本发明通过在冰箱压缩机启动之前获取转子位置信息，从而能够在压缩机静止状态下直接进入闭环控制，实现了压缩机的零速启动，而无需在压缩机运转前通一个额外的连续直流电流，从而避免了压缩机的额外发热与晃动，避免了零部件产生的额外磨损，提高了能效，降低了噪声。进一步，本发明获取电机运转过程中每个转动周期的转矩变化规律曲线，并在电机运转过程中利用所述转矩变化规律曲线对转矩进行补偿，这样可以及时对转矩变化进行调节，使得压缩机在低速时的转矩更平滑输出，稳定电机速度，减小电机振动，减小压缩机噪音。可以看出，本发明相对于现有的第I代方波变频技术:120°变频，以及第2代矢量变频技术:180°变频，运行更平稳，能效更高，实现了“柔性”变频。
[0038]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种冰箱的变频控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 51、在冰箱的压缩机启动之前，向压缩机的电机的定子发送电压脉冲，并利用所述电压脉冲获取所述电机中转子的位置信息； 52、利用所述转子的位置信息控制所述电机运转，并获取压缩机负载在每个机械转动周期的转矩变化规律，得到转矩补偿信号，在每个机械转动周期将所述转矩补偿信号加入到转矩给定，从而进行转矩补偿。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤SI中利用所述电压脉冲获取所述电机中转子的位置信息具体为:检测所述电压脉冲在压缩机内电机的三相线圈内通过时，与电机中转子周围的磁场相互作用所产生的反馈电流，并对所检测的反馈电流进行处理后得到转子的位置信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤SI中，对所述反馈电流进行处理具体为:从反馈电流中提取正负相序的幅值，并对负相序的电流分量进行低通滤波后得到转子的位置信息。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中获取电机运转过程中每个转动周期的转矩变化规律曲线具体为:根据压缩机电机中转子的极对数，以及压缩机中往复式活塞的运行特性数据，计算得到电机运转过程中每个转动周期的转矩变化规律曲线。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转矩变化规律为正弦的变化规律，所述机械转动周期根据电周期计算得到。
6.如权利要求1、中任一项所述的方法,其特征在于,所述转子为永磁体。
7.一种冰箱的变频控制系统，其特征在于，包括:逆变器以及微处理器，其中: 所述微处理器用于在冰箱器的压缩机的电机启动之前，控制所述逆变器向压缩机的电机发送电压脉冲，并利用所述电压脉冲获取所述电机中转子的位置信息； 所述微处理器还用于利用所述转子的位置信息控制所述电机运转，并获取压缩机负载在每个机械转动周期的转矩变化规律，得到转矩补偿信号，在每个机械转动周期将所述转矩补偿信号加入到转矩给定，从而进行转矩补偿。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述变频控制系统还包括供电电路，用于以开关电源方式为所述逆变器和微处理器提供电源。
【文档编号】F25D29/00GK103884148SQ201210556495
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年12月20日 优先权日:2012年12月20日
【发明者】刘建, 范纪青, 董金盛 申请人:海尔集团公司, 青岛海尔科技有限公司