空调器及其压缩机的空间电压矢量调制方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电机控制技术领域，特别设及一种空调器及其压缩机的空间电压矢量 调制方法和装置。
【背景技术】
[0002] 在变频空调系统中，通常采用基于空间电压矢量的调制方式来控制基于S相交流 电机的压缩机，W实现空调系统的变频运行。常用的空间电压矢量调制方式有S相调制方 式、最小相两相调制方式、最大相两相调制方式W及最大最小相两相调制方式等。
[0003] 其中，=相调制方式是将一个电压周期分成屯段来等效期望的电压矢量，每个电 压周期进行6次功率开关管的开关，而在两相调制方式中，一个电压周期分成五段来等效期 望的电压矢量，每个电压周期进行4次功率开关管的开关。因此，=相调制方式的开关次数 大于两相调制方式的开关次数，开关损耗大于两相调制方式，因而功率开关管的发热将高 于两相调制方式，效率低于两相调制方式。
[0004] 但是，=相调制方式由于电压矢量更为细分，使得电压谐波更小，尤其在低频控制 时，其控制效果更为明显，因此，=相调制方式的低频控制效果优于两相调制方式。例如，在 采用单电流传感器进行电流重构的电机控制系统中，需要 Modulation脉冲宽度调制)波形进行移相处理，而当电压矢量幅值较小时，S相调制方式移 相后的电压差异小于两相调制方式，使得=相调制方式的低频控制效果更具优势。
[0005] 在变频空调系统中，如果仅采用S相调制方式控制压缩机运行，则驱动压缩机的 功率模块的发热问题是高频运行的瓶颈，而如果仅采用两相调制方式控制压缩机运行，贝U 低频运行时容易受到谐波影响，稳定性比较低。因此，需要对压缩机的调制方式进行改进。
【发明内容】
[0006] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的 一个目的在于提出一种空调器中压缩机的空间电压矢量调制方法，能够有效降低压缩机高 频运行时功率模块的发热问题，同时保证低频运行时的稳定性和鲁棒性。
[0007] 本发明的另一个目的在于提出一种空调器中压缩机的空间电压矢量调制装置。本 发明的又一个目的在于提出一种空调器。
[000引为实现上述目的，本发明一方面实施例提出了一种空调器中压缩机的空间电压矢 量调制方法，包括W下步骤:实时获取所述压缩机的电压矢量幅值，并对所述电压矢量幅值 进行判断；如果所述电压矢量幅值小于调制切换阔值，则采用两相调制方式控制所述压缩 机运行；W及如果所述电压矢量幅值大于或等于所述调制切换阔值，则采用S相调制方式 控制所述压缩机运行。
[0009]本发明实施例的空调器中压缩机的空间电压矢量调制方法，当电压矢量幅值小于 调制切换阔值时，采用两相调制方式控制压缩机运行，并当电压矢量幅值大于或等于调制 切换阔值时，采用=相调制方式控制压缩机运行，从而有效降低压缩机高频运行时功率模 块的发热问题，同时保证低频运行时的稳定性和鲁棒性。
[0010] 根据本发明的一个实施例，所述调制切换阔值满足W下公式：
[0011] VH=Vdc*(Tw 巧）/Ts，
[001 ^ 其中，Vh为所述调制切换阔值，Vdc为直流母线电压，Tw为电流采样窗口时间，Ts为 载波周期。
[0013] 根据本发明的一个实施例，上述的空调器中压缩机的空间电压矢量调制方法，还 包括:根据所述电压矢量幅值计算电压矢量的调制度，并对所述调制度进行判断;如果所述 调制度大于或等于调制度阔值，则采用所述两相调制方式控制所述压缩机运行；W及如果 所述调制度小于所述调制度阔值，则采用所述=相调制方式控制所述压缩机运行。
[0014] 根据本发明的一个实施例，根据W下公式计算所述电压矢量的调制度：
[0015] A=S*\Vr\IVdc,
[0016] 其中，A为所述电压矢量的调制度，I化I为所述电压矢量幅值，Vdc为所述直流母线 电压。
[0017] 根据本发明的一个实施例，所述调制度阔值满足W下公式：
[001 引 Ji致=1*怎*r、、'/Ts，
[0019]其中，Ah为所述调制度阔值，Tw为电流采样窗口时间，Ts为载波周期。
[0020] 根据本发明的一个实施例，上述的空调器中压缩机的空间电压矢量调制方法，还 包括:实时获取所述压缩机的当前运行频率，并对所述当前运行频率进行判断;如果所述当 前运行频率大于或等于频率阔值，则采用所述两相调制方式控制所述压缩机运行；W及如 果所述当前运行频率小于所述频率阔值，则采用所述=相调制方式控制所述压缩机运行。
[0021] 根据本发明的一个实施例，所述频率阔值满足W下公式：
[0023] 其中，扣为所述频率阔值，I化Imin为最小电压矢量幅值，A V为调节裕量，P为所述 压缩机的极对数，4为所述压缩机的永磁体磁链。
[0024] 为实现上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种空调器中压缩机的空间电压 矢量调制装置，包括:第一获取模块，用于实时获取所述压缩机的电压矢量幅值;控制模块， 用于对所述电压矢量幅值进行判断，并在所述电压矢量幅值小于调制切换阔值时，采用两 相调制方式控制所述压缩机运行，W及在所述电压矢量幅值大于或等于所述调制切换阔值 时，采用=相调制方式控制所述压缩机运行。
[0025] 根据本发明实施例的空调器中压缩机的空间电压矢量调制装置，当电压矢量幅值 小于调制切换阔值时，采用两相调制方式控制压缩机运行，并当电压矢量幅值大于或等于 调制切换阔值时，采用=相调制方式控制压缩机运行，从而有效降低压缩机高频运行时功 率模块的发热问题，同时保证低频运行时的稳定性和鲁棒性。
[0026] 根据本发明的一个实施例，所述调制切换阔值满足W下公式：
[0027] VH=Vdc*(Tw 巧）/Ts，
[002引其中，Vh为所述调制切换阔值，Vdc为直流母线电压，Tw为电流采样窗口时间，Ts为 载波周期。
[0029] 根据本发明的一个实施例，上述的空调器中压缩机的空间电压矢量调制装置，还 包括:计算模块，用于根据所述电压矢量幅值计算电压矢量的调制度，其中，所述控制模块 还对所述调制度进行判断，并在所述调制度大于或等于调制度阔值时，采用所述两相调制 方式控制所述压缩机运行，W及在所述调制度小于所述调制度阔值时，采用所述=相调制 方式控制所述压缩机运行。
[0030] 根据本发明的一个实施例，根据W下公式计算所述电压矢量的调制度：
[0031] A=^*\Vr\!Vdc,
[0032] 其中，A为所述电压矢量的调制度，I化I为所述电压矢量幅值，Vdc为所述直流母线 电压。
[0033] 根据本发明的一个实施例，所述调制度阔值满足W下公式：
[0034] 如=2* 私 Tw! Ts，
[0035] 其中，Ah为所述调制度阔值，Tw为电流采样窗口时间，Ts为载波周期。
[0036] 根据本发明的一个实施例，上述的空调器中压缩机的空间电压矢量调制装置，还 包括:第二获取模块，用于实时获取所述压缩机的当前运行频率，其中，控制模块还对所述 当前运行频率进行判断，并在所述当前运行频率大于或等于频率阔值时，采用所述两相调 制方式控制所述压缩机运行，W及在所述当前运行频率小于所述频率阔值时，采用所述= 相调制方式控制所述压缩机运行。
[0037] 根据本发明的一个实施例，所述频率阔值满足W下公式：
[0039] 其中，扣为所述频率阔值，I化Imin为最小电压矢量幅值，AV为调节裕量，P为所述 压缩机的极对数，4为所述压缩机的永磁体磁链。
[0040] 此外，本发明的实施例还提出了一种空调器，其包括上述的空调器中压缩机的空 间电压矢量调制装置。
[0041] 本发明实施例的空调器，通过上述的空调器中压缩机的空间电压矢量调制装置， 能够有效降低压缩机高频运行时功率模块的发热问题，同时保证低频运行时的稳定性和鲁 棒性。
【附图说明】
[0042] 图1是根据本发明一个实施例的空调器中压缩机的空间电压矢量调制方法的流程 图。
[0043] 图2是根据本发明一个实施例的压缩机的控制电路拓扑图；
[0044] 图3是根据本发明另一个实施例的压缩机的控制电路拓扑图；
[0045] 图4是根据本发明又一个实施例的压缩机的控制电路拓扑图；
[0046] 图5是根据本发明一个实施例的=相调制方式的示意图