一种磁悬浮压缩机系统的控制方法、控制装置及存储介质与流程

文档序号:30174120发布日期:2022-05-26 11:22阅读:255来源:国知局
一种磁悬浮压缩机系统的控制方法、控制装置及存储介质与流程

1.本技术属于磁悬浮压缩机技术领域,尤其涉及一种磁悬浮压缩机系统的控制方法、控制装置及存储介质。


背景技术:

2.磁悬浮压缩机采用磁悬浮技术控制轴承悬浮,可以有效降低机械摩擦,减低损耗和噪音。在磁悬浮电机启动前轴承控制器控制轴承悬浮,然后由变频器驱动转子高速旋转。在磁悬浮压缩机完全停机后,轴承控制器再控制轴承落下。
3.轴承控制器通常在变频器的直流母线取电,将获取的直流母线电压通过开关电源转换为适用于轴承控制器的工作电压。在实际应用中,交流电网经常出现波动、闪变或跳闸等失电现象,如果此时磁悬浮压缩机正在高速运行中,会导致直流母线电压快速跌落,轴承控制器无法保证轴承的悬浮,导致轴承在高速旋转时直接掉落,造成轴承磨损,严重时甚至导致轴承损坏。
4.目前,为了避免轴承控制器因输入电源掉电而导致轴承跌落磨损,通常增加不间断电源(uninterruptible power supply,ups)为轴承控制器供电,此方案稳定可靠,但是增加了成本。


技术实现要素:

5.本技术实施例提供了一种磁悬浮压缩机系统的控制方法、控制装置及存储介质,旨在解决现有的为了避免轴承控制器因输入电源失电而导致轴承跌落磨损,增加不间断电源为轴承控制器供电的方案,增加了成本的问题。
6.本技术实施例的第一方面提供一种磁悬浮压缩机系统的控制方法,所述磁悬浮压缩机系统包括变频器和磁悬浮压缩机,所述变频器包括直流母线电容,所述磁悬浮压缩机包括转子,所述控制方法包括:
7.检测所述变频器的输入电源是否失电;
8.当所述输入电源失电时,利用所述转子旋转时产生的反电动势为所述直流母线电容充电。
9.本技术实施例的第二方面提供一种磁悬浮压缩机系统的控制装置,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现本技术实施例的第一方面所述磁悬浮压缩机系统的控制方法的步骤。
10.本技术实施例的第三方面提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如本技术实施例的第一方面所述磁悬浮压缩机系统的控制方法的步骤。
11.本技术实施例的第一方面提供的磁悬浮压缩机系统的控制方法,通过检测变频器的输入电源是否失电,当输入电源失电时,通过磁悬浮压缩机的转子旋转时产生的反电动
等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本技术说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
31.如图1和图2所示,本技术实施例提供一种磁悬浮压缩机系统,包括变频器1、磁悬浮压缩机2、轴承3、开关电源4、轴承控制器5和控制装置6,变频器1包括直流母线电容c、逆变器和电流传感器,磁悬浮压缩机2包括定子绕组和转子。
32.在应用中,电流传感器用于检测直流母线上的直流母线电流。电流传感器具体可以通过串联在直流母线的负极上的采样电阻实现。图1和图2中示例性的示出电流传感器为采样电阻r。
33.在应用中,当磁悬浮压缩机为两相电机时,逆变器可以包括两相桥臂(a相桥臂和b相桥臂);当磁悬浮压缩机为三相电机时,逆变器可以包括三相桥臂(a相桥臂、b相桥臂和c相桥臂)。逆变器的每相桥臂包括两个开关管(上开关管和下开关管),每个开关管的漏极和源极之间并联有一个续流二极管。
34.图1中示例性的示出逆变器包括两相桥臂;其中,a相桥臂包括上开关管q1和下开关管q2,b相桥臂包括上开关管q3和下开关管q4,开关管q1~q4的漏极和源极之间并联的续流二极管分别标示为d1~d4。
35.图2中示例性的示出逆变器包括三相桥臂;其中,a相桥臂包括上开关管q1和下开关管q2,b相桥臂包括上开关管q3和下开关管q4,c相桥臂包括上开关管q5和下开关管q6,开关管q1~q6的漏极和源极之间并联的续流二极管分别标示为d1~d6。
36.在应用中,开关管可以是绝缘栅双极型晶体管(insulatedgate bipolar transistor,igbt)、三极管(bipolar junction transistor,bjt)、场效应管(field effect transistor,fet)、晶闸管(thyristor)等,绝缘栅双极型晶体管是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有绝缘栅型场效应管的高输入阻抗和双极型三极管的低导通压降两方面的优点,场效应管具体可以是金属氧化物半导体场效应管(metal-oxide semiconductor fet,简称mos-fet)。
37.在应用中,控制装置与电流传感器和逆变器的每个开关管的控制端电连接,通过电流传感器获取直流母线电流以及控制每个开关管的通断状态。
38.本技术实施例提供一种磁悬浮压缩机控制方法,可以由处理器在运行相应功能的计算机程序时执行,通过检测变频器的输入电源是否失电,当输入电源失电时,通过磁悬浮压缩机的转子旋转时产生的反电动势为直流母线电容充电,维持直流母线电压稳定一段时间,可以在不增加硬件成本的情况下,保证轴承控制器的供电,直到转子的转速降低到使得轴承可以安全降落的范围,确保轴承安全着陆,避免轴承控制器因失去供电而导致高速旋转的轴承直接落下损坏轴承。
39.如图3所示,本技术实施例提供的磁悬浮压缩机系统的控制方法,包括由控制装置执行的以下步骤:
40.步骤s101、检测变频器的输入电源是否失电。
41.步骤s102、当输入电源失电时,利用转子旋转时产生的反电动势为直流母线电容充电。
42.在应用中,开关电源将直流母线电压转换为适用于轴承控制器的工作电压,为轴承控制器供电,以使得轴承控制器控制轴承悬浮。在输入电源为电网交流电源(ac power),电网交流电源出现波动、闪变或跳闸等失电情况时,会导致直流母线电压快速跌落,从而导致轴承控制器无法保证轴承的悬浮,导致轴承在高速旋转时直接掉落,造成轴承磨损,严重时甚至导致轴承损坏。因此,在输入电源失电时,需要采取一定的措施来防止发生轴承在高速旋转时直接掉落的问题。为了解决这一问题,本技术实施例所提供的磁悬浮压缩机系统的控制方法,在检测到变频器的输入电源失电时,利用转子旋转时产生的反电动势,为直流母线电容进行充电,维持直流母线电压稳定一段时间,保证轴承控制器的供电,直到转子的转速降低到使得轴承可以安全降落的范围,确保轴承安全着陆,避免轴承控制器因失去供电而导致高速旋转的轴承直接落下损坏轴承。
43.在应用中,控制装置可以根据电流传感器检测到的直流母线电流的大小计算直流母线电压的大小,根据直流母线电压的大小来确定输入电源是否失电,当直流母线电压小于目标电压范围的下限值时,确定输入电压失电。当直流母线电压在目标电压范围内时,开关电源转换直流母线电压后所得到的电源电压,足以提供轴承控制器所需的工作电压,从而保证轴承控制器的供电;当直流母线电压小于目标电压范围的下限值时,开关电源转换直流母线电压后所得到的电源电压,不足以提供轴承控制器所需的工作电压,无法保证轴承控制器的供电。
44.在一个实施例中,步骤s102包括:
45.当输入电源失电时,控制逆变器的开关管开通和关断,利用转子旋转时产生的反电动势形成的电流为直流母线电容充电。
46.在应用中,通过控制逆变器的开关管开通和关断,使得转子旋转时产生的反电动势可以在开关管和直流母线电容之间形成电流通路,为直流母线电容充电。
47.如图4所示,在一个实施例中,步骤s102包括:
48.步骤s1021、当输入电源失电时,在一个载波周期内,控制逆变器在第一状态和第二状态之间循环;
49.其中,第一状态为逆变器的所有上开关管或所有下开关管导通,利用转子旋转时产生的反电动势形成的电流为所述定子绕组存储电能;
50.第二状态为逆变器的所有开关管关断,使定子绕组释放电能为直流母线电容充电。
51.在应用中,第一状态具体是指逆变器的所有上开关管都导通且所有下开关管都关断,或者,所有下开关管都导通且所有上开关管都关断,此时,转子旋转产生的反电动势所产生的电流,可以在导通的开关管和定子绕组之间形成电流通路,从而使得定子绕组可以存储电能。第二状态是指逆变器的所有开关管关断,此时,定子绕组和直流母线电容之间可以形成电流通路,从而使定子绕组所存储的电能释放至直流母线电容,从而为直流母线电容充电。直流母线电容充电后,即使得直流母线电压可以维持在一个目标电压范围内,该目标电压范围使得开关电源转换直流母线电压后所得到的电源电压,足以提供轴承控制器所
需的工作电压,从而保证轴承控制器的供电,使得轴承可以继续悬浮一段时间直到转子的转速降低到使得轴承可以安全降落的范围,而不是直接掉落。
52.如图4所示,在一个实施例中,步骤s102还包括:
53.步骤s1022、当直流母线电压不在目标电压范围内时,调节逆变器的占空比,维持直流母线电压在目标电压范围内;
54.步骤s1023、返回执行步骤s1021,直到逆变器的占空比在预设占空比范围内时为止。
55.在应用中,步骤s102的具体实现流程为:
56.在输入电源失电后的第一个载波周期内,根据转子旋转且产生的反电动势的极性,控制逆变器以初始占空比在第一状态和第二状态之间循环;
57.当第一个载波周期结束,逆变器以初始占空比在第一状态和第二状态之间循环完成之后;
58.获取直流母线电压,并确定直流母线电压是否在目标电压范围内;
59.当直流母线电压不在目标电压范围内时,调节逆变器的占空比,维持直流母线电压在目标电压范围内;
60.在第二个载波周期内,控制逆变器以调节之后的占空比在第一状态和第二状态之间循环;
61.获取直流母线电压,并确定直流母线电压是否在目标电压范围内;
62.当直流母线电压不在目标电压范围内时,调节逆变器的占空比,维持直流母线电压在目标电压范围内;
63.在第三个载波周期内,控制逆变器以调节之后的占空比在第一状态和第二状态之间循环;
64.……

65.如此循环往复,直到逆变器的占空比在预设占空比范围内时为止。
66.轴承控制器轴承控制器在应用中,由于交流电网电源出现波动、闪变或跳闸等失电情况时,转子的转速会逐渐降低,从而使得转子旋转时产生的反电动势会逐渐减小,使得使定子绕组所能存储的电能逐渐减少,从而导致定子绕组所存储的电能释放至直流母线电容,为直流母线电容充电时,所能实现的充电量逐渐减少,进而导致直流母线电压逐渐减小。直流母线电压逐渐减小时,需要逐步增大逆变器的占空比,以使得直流母线电压可以维持在目标电压,当逆变器的占空比增大到上限值(也即在预设占空比范围内)时,无法再继续增大,此时,利用转子旋转时产生的反电动势无法继续为直流母线电容充电,从而无法继续维持直流母线电压在目标电压范围内,需要停止为直流母线充电。由于在输入电源失电之后,为直流母线电容充电是一个循序渐进的过程,因此,直流母线电压为轴承控制器所提供的电能,可以维持到转子的转速降低到使得轴承可以安全降落的范围,从而可以确保轴承安全着陆,避免轴承控制器因失去供电而导致高速旋转的轴承直接落下损坏轴承。
67.在应用中,可以预先设置一个发电模式,控制装置在检测到变频器的输入电源失电时,进入发电模式,在发电模式下利用转子旋转时产生的反电动势为直流母线电容充电,在逆变器的占空比在预设占空比范围内时,退出发电模式。
68.在一个实施例中,定子绕组释放电能为直流母线电容充电时的充电电压的计算公
式为:
69.v1=v2/(1-d)
70.d=t1/t0
71.其中,v1表示充电电压,v2表示转子旋转时产生的反电动势,d表示逆变器的占空比,t1表示一个载波周期内逆变器的所有上开关管和所有下开关管的总导通时长,t0表示一个载波周期。
72.在应用中,由上述计算公式可知,要提高充电电压,则需要增大占空比;反之,则需要减小占空比。
73.在一个实施例中,步骤s1022包括:
74.当直流母线电压小于目标电压范围的下限值时,增大逆变器的占空比,维持直流母线电压在目标电压范围内;
75.当直流母线电压大于目标电压范围的上限值时,减小逆变器的占空比,维持直流母线电压在目标电压范围内。
76.在应用中,直流母线电压小于足以维持轴承控制器正常工作的目标电压范围的下限值时,需要增大逆变器的占空比,也即增大逆变器的开关管在一个载波周期内的导通时长;直流母线电压在足以维持轴承控制器正常工作的目标电压范围内时,维持逆变器的占空比不变,也即维持逆变器的开关管在一个载波周期内的导通时长不变;直流母线电压大于足以维持轴承控制器正常工作的目标电压范围的上限值时,需要减小逆变器的占空比,也即减小逆变器的开关管在一个载波周期内的导通时长。
77.在一个实施例中,当磁悬浮压缩机为两相磁悬浮压缩机时,逆变器包括两相桥臂,定子绕组包括两相定子绕组,根据转子旋转时所产生的反电动势的极性,逆变器处于第一状态时的电流流向包括如下几种情况:
78.1、当转子旋转且在两相定子绕组之间所产生的反电动势的极性为正(也即转子在a相定子绕组和b相定子绕组之间产生的反电动势大于0)时,电流流向包括以下第一种电流流向和第二种电流流向之一:
79.1)如图5所示,示例性的示出了第一状态为a相桥臂的上开关管q1和b相桥臂的上开关管q3都导通时,两相定子绕组存储电能时的第一种电流流向示意图;其中,电流流向为实线箭头所指的方向,电流在a相定子绕组l1、b相定子绕组l2、b相桥臂的上开关管q3的续流二极管d3和a相桥臂的上开关管q1之间形成回路,为a相定子绕组l1和b相定子绕组l2存储电能;
80.2)如图6所示,示例性的示出了第一状态为a相桥臂的下开关管q2和b相桥臂的下开关管q4都导通时,两相定子绕组存储电能时的第二种电流流向示意图;其中,电流流向为实线箭头所指的方向,电流在a相定子绕组l1、b相定子绕组l2、b相桥臂的下开关管q4和a相桥臂的下开关管q2的续流二极管d2之间形成回路,为a相定子绕组l1和b相定子绕组l2存储电能;
81.2、当转子旋转且在两相定子绕组之间所产生的反电动势的极性为负(也即转子在a相定子绕组和b相定子绕组之间产生的反电动势小于0)时,电流流向包括以下第三种电流流向和第四种电流流向之一:
82.3)如图7所示,示例性的示出了第一状态为a相桥臂的上开关管q1和b相桥臂的上
开关管q3都导时,两相定子绕组存储电能时的第四种电流流向示意图;其中,电流流向为实线箭头所指的方向,电流在b相定子绕组l2、a相定子绕组l1、a相桥臂的上开关管q1的续流二极管d1和b相桥臂的上开关管q3之间形成回路,为b相定子绕组l2和a相定子绕组l1存储电能;
83.4)如图8所示,示例性的示出了第一状态为a相桥臂的下开关管q2和b相桥臂的下开关管q4都导通时,两相定子绕组存储电能时的第三种电流流向示意图;其中,电流流向为实线箭头所指的方向,电流在b相定子绕组l2、a相定子绕组l1、a相桥臂的下开关管q2和b相桥臂的下开关管q4的续流二极管d4之间形成回路,为b相定子绕组l2和a相定子绕组l1存储电能。
84.在一个实施例中,当磁悬浮压缩机为两相磁悬浮压缩机时,逆变器包括两相桥臂,定子绕组包括两相定子绕组,根据转子旋转时所产生的反电动势的极性,逆变器处于第二状态时的电流流向包括如下几种情况:
85.1、当转子旋转且在两相定子绕组之间所产生的反电动势的极性为正(也即转子旋转且在a相定子绕组和b相定子绕组之间产生的反电动势大于0)时,电流流向为以下第一种电流流向:
86.如图9所示,示例性的示出了两相定子绕组释放电能时的第一种电流流向示意图;其中,电流流向为实线箭头所指的方向,逆变器的所有开关管q1~q4关断,电流在a相定子绕组l1、b相定子绕组l2、b相桥臂的上开关管q3的续流二极管d3和a相桥臂的下开关管q2的续流二极管d2之间形成回路,为直流母线电容c充电;
87.2、当转子旋转且在两相定子绕组之间所产生的反电动势的极性为负(也即转子旋转且在a相定子绕组和b相定子绕组之间产生的反电动势小于0)时,电流流向为以下第二种电流流向:
88.如图10所示,示例性的示出了两相定子绕组释放电能时的第二种电流流向示意图;其中,电流流向为实线箭头所指的方向,逆变器的所有开关管q1~q4关断,电流在b相定子绕组l2、a相定子绕组l1、a相桥臂的上开关管q1的续流二极管d1和b相桥臂的下开关管q4的续流二极管d4之间形成回路,为直流母线电容c充电。
89.基于磁悬浮压缩机为两相磁悬浮压缩机时逆变器处于第一状态和第二状态下的电流流向原理,在一个实施例中,步骤s1021包括:
90.在一个载波周期内,当转子旋转且在两相定子绕组之间产生的反电动势大于0时,控制两相桥臂的上开关管导通,利用转子旋转时产生的反电动势形成的正向电流为两相定子绕组存储电能;
91.控制两相桥臂的所有开关管关断,使两相定子绕组释放正向电流为直流母线电容充电;
92.在一个载波周期内,当转子旋转且在两相定子绕组之间产生的反电动势小于0时,控制两相桥臂的下开关管导通,利用转子旋转时产生的反电动势形成的反向电流为两相定子绕组存储电能;
93.控制两相桥臂的所有开关管关断,使两相定子绕组释放反向电流为直流母线电容充电。
94.参见图2,在一个实施例中,当磁悬浮压缩机为三相磁悬浮压缩机时,逆变器包括
三相桥臂,定子绕组包括两相定子绕组,根据转子旋转时所产生的反电动势的极性,逆变器处于第一状态时的电流流向包括如下几种情况:
95.1、当转子旋转且在ab相定子绕组之间和ac相定子绕组之间所产生的反电动势的极性为正(也即转子在a相定子绕组和b相定子绕组之间产生的反电动势大于0、在a相定子绕组和c相定子绕组之间产生的反电动势大于0),第一状态为a相桥臂的上开关管q1、b相桥臂的上开关管q3和c相桥臂的上开关管q5都导通时,包括两路电流,电流流向为以下第一种电流流向:
96.第一路电流在a相定子绕组l1、b相定子绕组l2、b相桥臂的上开关管q3的续流二极管d3和a相桥臂的上开关管q1之间形成回路,为a相定子绕组l1和b相定子绕组l2存储电能,第二路电流在a相定子绕组l1、c相定子绕组l3、c相桥臂的上开关管q5的续流二极管d5和a相桥臂的上开关管q1之间形成回路,为a相定子绕组l1和c相定子绕组l3存储电能;
97.2、当转子旋转且在ab相定子绕组之间和ac相定子绕组之间所产生的反电动势的极性为负(也即转子在a相定子绕组和b相定子绕组之间产生的反电动势小于0,在a相定子绕组和c相定子绕组之间产生的反电动势小于0),第一状态为a相桥臂的下开关管q2、b相桥臂的下开关管q4和c相桥臂的下开关管q6都导通时,包括两路电流,电流流向为以下第二种电流流向:
98.第一路电流在b相定子绕组l2、a相定子绕组l1、a相桥臂的下开关管q2和b相桥臂的下开关管q4的续流二极管d4之间形成回路,为b相定子绕组l2和a相定子绕组l1存储电能,第二路电流在c相定子绕组l3、a相定子绕组l1、a相桥臂的下开关管q2和c相桥臂的下开关管q6的续流二极管d6之间形成回路,为c相定子绕组l3和a相定子绕组l1存储电能;
99.3、当转子旋转且在ba相定子绕组之间和bc相定子绕组之间所产生的反电动势的极性为正(也即转子旋转且在b相定子绕组和a相定子绕组之间产生的反电动势大于0、在b相定子绕组和c相定子绕组之间产生的反电动势大于0),第一状态为a相桥臂的上开关管q1、b相桥臂的上开关管q3和c相桥臂的上开关管q5都导通时,包括两路电流,电流流向为以下第三种电流流向:
100.第一路电流在b相定子绕组l2、a相定子绕组l1、a相桥臂的上开关管q1的续流二极管d1和b相桥臂的上开关管q3之间形成回路,为b相定子绕组l2和a相定子绕组l1存储电能,第二路电流在b相定子绕组l2、c相定子绕组l3、c相桥臂的上开关管q5的续流二极管d5和b相桥臂的上开关管q3之间形成回路,为b相定子绕组l2和c相定子绕组l3存储电能;
101.4、当转子旋转且在ba相定子绕组之间和bc相定子绕组之间所产生的反电动势的极性为负(也即当转子旋转且在b相定子绕组和a相定子绕组之间产生的反电动势小于0、在b相定子绕组和c相定子绕组之间产生的反电动势小于0),第一状态为a相桥臂的下开关管q2、b相桥臂的下开关管q4和c相桥臂的下开关管q6都导通时,包括两路电流,电流流向为以下第四种电流流向:
102.第一路电流在a相定子绕组l1、b相定子绕组l2、b相桥臂的下开关管q4和a相桥臂的下开关管q2的续流二极管d2之间形成回路,为a相定子绕组l1和b相定子绕组l2存储电能,第二路电流在c相定子绕组l2、b相定子绕组l2、b相桥臂的下开关管q4和c相桥臂的下开关管q6的续流二极管d6之间形成回路,为c相定子绕组l3和b相定子绕组l2存储电能;
103.5、当转子旋转且在ca相定子绕组之间和cb相定子绕组之间所产生的反电动势的
极性为正(也即当转子旋转且在c相定子绕组和a相定子绕组之间产生的反电动势大于0、在c相定子绕组和b相定子绕组之间产生的反电动势大于0),第一状态为a相桥臂的上开关管q1、b相桥臂的上开关管q3和c相桥臂的上开关管q5都导通时,包括两路电流,电流流向为以下第五种电流流向:
104.第一路电流在c相定子绕组l3、a相定子绕组l1、a相桥臂的上开关管q1的续流二极管d1和c相桥臂的上开关管q3之间形成回路,为c相定子绕组l3和a相定子绕组l1存储电能,第二路电流在c相定子绕组l3、b相定子绕组l2、b相桥臂的上开关管q3的续流二极管d3和c相桥臂的上开关管q5之间形成回路,为c相定子绕组l3和b相定子绕组l2存储电能;
105.6、当转子旋转且在ca相定子绕组之间和cb相定子绕组之间所产生的反电动势的极性为负(也即当转子旋转且在c相定子绕组和a相定子绕组之间产生的反电动势小于0、在c相定子绕组和b相定子绕组之间产生的反电动势小于0),第一状态为a相桥臂的下开关管q2、b相桥臂的下开关管q4和c相桥臂的下开关管q6都导通时,包括两路电流,电流流向为以下第六种电流流向:
106.第一路电流在a相定子绕组l1、b相定子绕组l2、c相桥臂的下开关管q6和a相桥臂的下开关管q1的续流二极管d1之间形成回路,为a相定子绕组l1和c相定子绕组l3存储电能,第二路电流在b相定子绕组l2、c相定子绕组l3、c相桥臂的下开关管q6和b相桥臂的下开关管q4的续流二极管d4之间形成回路,为b相定子绕组l2和c相定子绕组l3存储电能。
107.参见图2,在一个实施例中,当磁悬浮压缩机为三相磁悬浮压缩机时,逆变器包括三相桥臂,定子绕组包括两相定子绕组,根据转子旋转时所产生的反电动势的极性,逆变器处于第二状态时的电流流向包括如下几种情况:
108.1、当转子旋转且在ab相定子绕组之间和ac相定子绕组之间所产生的反电动势的极性为正(也即转子在a相定子绕组和b相定子绕组之间产生的反电动势大于0,在a相定子绕组和c相定子绕组之间产生的反电动势大于0)时,包括两路电流,电流流向为以下第一种电流流向:
109.逆变器的所有开关管q1~q6关断,第一路电流在a相定子绕组l1、b相定子绕组l2、b相桥臂的上开关管q3的续流二极管d3和a相桥臂的下开关管q2的续流二极管d2之间形成回路,为直流母线电容c充电,第二路电流在a相定子绕组l1、c相定子绕组l3、c相桥臂的上开关管q5的续流二极管d5和a相桥臂的下开关管q2的续流二极管d2之间形成回路,为直流母线电容c充电;
110.2、当转子旋转且在ab相定子绕组之间和ac相定子绕组之间所产生的反电动势的极性为负(也即转子在a相定子绕组和b相定子绕组之间产生的反电动势小于0,在a相定子绕组和c相定子绕组之间产生的反电动势小于0)时,包括两路电流,电流流向为以下第二种电流流向:
111.逆变器的所有开关管q1~q6关断,第一路电流在b相定子绕组l2、a相定子绕组l1、a相桥臂的上开关管q1的续流二极管d1和b相桥臂的下开关管q4的续流二极管d4之间形成回路,为直流母线电容c充电,第二路电流在c相定子绕组l3、a相定子绕组l1、a相桥臂的上开关管q1的续流二极管d1和c相桥臂的下开关管q6的续流二极管d6之间形成回路,为直流母线电容c充电;
112.3、当转子旋转且在ba相定子绕组之间和bc相定子绕组之间所产生的反电动势的
极性为正(也即转子旋转且在b相定子绕组和a相定子绕组之间产生的反电动势大于0、在b相定子绕组和c相定子绕组之间产生的反电动势大于0)时,包括两路电流,电流流向为以下第三种电流流向:
113.逆变器的所有开关管q1~q6关断,第一路电流在b相定子绕组l2、a相定子绕组l1、a相桥臂的上开关管q1的续流二极管d1和b相桥臂的下开关管q4的续流二极管d4之间形成回路,为直流母线电容c充电;第二路电流在b相定子绕组l2、c相定子绕组l3、c相桥臂的上开关管q5的续流二极管d5和b相桥臂的下开关管q4的续流二极管d4之间形成回路,为直流母线电容c充电;
114.4、当转子旋转且在ba相定子绕组之间和bc相定子绕组之间所产生的反电动势的极性为负(也即当转子旋转且在b相定子绕组和a相定子绕组之间产生的反电动势小于0、在b相定子绕组和c相定子绕组之间产生的反电动势小于0)时,包括两路电流,电流流向为以下第四种电流流向:
115.逆变器的所有开关管q1~q6关断,第一路电流在a相定子绕组l1、b相定子绕组l2、b相桥臂的上开关管q3的续流二极管d3和a相桥臂的下开关管q2的续流二极管d2之间形成回路,为直流母线电容充电,第二路电流在c相定子绕组l3、b相定子绕组l2、b相桥臂的上开关管q3的续流二极管d3和c相桥臂的下开关管q6的续流二极管d6之间形成回路,为直流母线电容c充电;
116.5、当转子旋转且在ca相定子绕组之间和cb相定子绕组之间所产生的反电动势的极性为正(也即当转子旋转且在c相定子绕组和a相定子绕组之间产生的反电动势大于0、在c相定子绕组和b相定子绕组之间产生的反电动势大于0)时,包括两路电流,电流流向为以下第五种电流流向:
117.逆变器的所有开关管q1~q6关断,第一路电流在c相定子绕组l3、a相定子绕组l1、a相桥臂的上开关管q1的续流二极管d1和c相桥臂的下开关管q6的续流二极管d6之间形成回路,为直流母线电容c充电,第二路电流在c相定子绕组l3、b相定子绕组l2、b相桥臂的上开关管q3的续流二极管d3和c相桥臂的下开关管q6的续流二极管d6之间形成回路,为直流母线电容c充电;
118.6、当转子旋转且在ca相定子绕组之间和cb相定子绕组之间所产生的反电动势的极性为负(也即当转子旋转且在c相定子绕组和a相定子绕组之间产生的反电动势小于0、在c相定子绕组和b相定子绕组之间产生的反电动势小于0)时,包括两路电流,电流流向为以下第六种电流流向:
119.逆变器的所有开关管q1~q6关断,第一路电流在a相定子绕组l1、c相定子绕组l3、c相桥臂的上开关管q5的续流二极管d5和a相桥臂的下开关管q2的续流二极管d2之间形成回路,为直流母线电容c充电,第二路电流在b相定子绕组l2、c相定子绕组l3、c相桥臂的上开关管q5的续流二极管d5和b相桥臂的下开关管q4的续流二极管d4之间形成回路,为直流母线电容c充电。
120.基于磁悬浮压缩机为三相磁悬浮压缩机时逆变器处于第一状态和第二状态下的电流流向原理,在一个实施例中,步骤s1021包括:
121.在一个载波周期内,当转子旋转且在三相定子绕组之间产生的反电动势大于0时,控制三相桥臂的上开关管导通,利用转子旋转时产生的反电动势形成的两路正向电流为三
相定子绕组存储电能;
122.控制三相桥臂的所有开关管关断,使三相定子绕组释放两路正向电流为直流母线电容充电;
123.在一个载波周期内,当转子旋转且在三相定子绕组之间产生的反电动势小于0时,控制三相桥臂的下开关管导通,利用转子旋转时产生的反电动势形成的两路反向电流为三相定子绕组存储电能;
124.控制三相桥臂的所有开关管关断,使三相定子绕组释放两路反向电流为直流母线电容充电。
125.应理解的是,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
126.如图11所示,本技术实施例提供的控制装置6,包括处理器61、存储器62以及存储在存储器62中并可在处理器61上运行的计算机程序63,处理器61执行计算机程序63时实现上述各个方法实施例中的步骤。
127.在应用中,处理器与变频器的电流传感器和逆变器的每个开关管的控制端电连接,通过电流传感器获取直流母线电流以计算直流母线电压,以及控制每个开关管的通断状态。轴承控制器轴承控制器在应用中,控制装置可包括,但不仅限于,处理器和存储器,还可以包括滤波器、pwm驱动器、模数转换器等。本领域技术人员可以理解,图11仅仅是控制装置的举例,并不构成对控制装置的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如,还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。输入输出设备可以包括人机交互器件、显示器等,显示器用于显示磁悬浮压缩机的工作参数。网络接入设备可以包括通信模块,用于控制装置与客户端进行通信。
128.在应用中,处理器可以是中央处理单元(central processing unit,cpu),该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor,dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit,asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array,fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
129.在应用中,存储器在一些实施例中可以是控制装置的内部存储单元,例如控制装置的硬盘或内存。存储器在另一些实施例中也可以控制装置的外部存储设备,例如,控制装置上配备的插接式硬盘,智能存储卡(smart media card,smc),安全数字(secure digital,sd)卡,闪存卡(flash card)等。存储器还可以既包括控制装置的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(boot loader)、数据以及其他程序等,例如计算机程序的程序代码等。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
130.在应用中,显示器可以为薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor liquid crystal display,tft-lcd)、液晶显示器(liquid crystal display,lcd)、有机电激光显示器(organic electroluminesence display,oled)、量子点发光二极管(quantum dot light emitting diodes,qled)显示器,七段或八段数码管等。
131.在应用中,通信模块可以根据实际需要设置为任意能够与客户端直接或间接进行远距离有线或无线通信的器件,以使得用户可以通过操作客户端,利用控制装置对磁悬浮压缩机的工作状态进行控制,进而控制磁悬浮压缩机所应用的设备的工作状态。通信模块可以提供应用在网络设备上的包括无线局域网(wireless localarea networks,wlan)(如wi-fi网络),蓝牙,zigbee,移动通信网络,全球导航卫星系统(global navigation satellite system,gnss),调频(frequency modulation,fm),近距离无线通信技术(near field communication,nfc),红外技术(infrared,ir)等通信的解决方案。通信模块可以包括天线,天线可以只有一个阵元,也可以是包括多个阵元的天线阵列。通信模块可以通过天线接收电磁波,将电磁波信号调频以及滤波处理,将处理后的信号发送到处理器。通信模块还可以从处理器接收待发送的信号,对其进行调频、放大,经天线转为电磁波辐射出去。
132.需要说明的是,上述装置/模块之间的信息交互、执行过程等内容,由于与本技术方法实施例基于同一构思,其具体功能及带来的技术效果,具体可参见方法实施例部分,此处不再赘述。
133.所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中,也可以是各个模块单独物理存在,也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中,上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。另外,各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
134.本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有计算机程序,计算机程序被处理器所执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。
135.本技术实施例提供了一种计算机程序产品,当计算机程序产品在控制装置上运行时,使得控制装置可实现上述各个方法实施例中的步骤。
136.所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本技术实现上述实施例方法中的全部或部分流程,可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括:能够将计算机程序代码携带到电机控制器的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(rom,read-only memory)、随机存取存储器(ram,random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如u盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。
137.在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
138.本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员
可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
139.在本技术所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口,装置或模块的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其它的形式。
140.所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
141.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本技术的保护范围之内。
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