變頻空調(diào)以其節(jié)能、室內(nèi)溫度更穩(wěn)定、噪音低等特點(diǎn)得到快速的發(fā)展，成為空調(diào)未來(lái)趨勢(shì)已成業(yè)界共識(shí)。
變頻空調(diào)一般是指空調(diào)壓縮機(jī)及其風(fēng)扇的變頻控制，多采用永磁同步電機(jī)矢量控制的方案。目前空調(diào)風(fēng)機(jī)大多還是采用單相交流電機(jī)的定速風(fēng)機(jī)，這種單相交流風(fēng)機(jī)接入單相交流電源就可工作，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠的優(yōu)點(diǎn)，但是也有不能進(jìn)行無(wú)極調(diào)速和風(fēng)機(jī)效率較低等缺點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高變頻空調(diào)性能，當(dāng)前已有空調(diào)廠家開始對(duì)空調(diào)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻控制，真正實(shí)現(xiàn)空調(diào)的全變頻控制。
永磁同步電機(jī)(PMSM)，功率密度高體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用矢量控制(FOC)，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，效率高、噪音低及安全可靠的特點(diǎn)，很適合應(yīng)用在空調(diào)風(fēng)機(jī)中，實(shí)現(xiàn)空調(diào)風(fēng)機(jī)的變頻控制，下面介紹一種永磁同步電機(jī)矢量控制在變頻控制風(fēng)機(jī)中應(yīng)用的方案。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
此變頻空調(diào)風(fēng)機(jī)方案采用意法半導(dǎo)體的STM32 MCU平臺(tái)，永磁同步電機(jī)(PMSM)矢量控制(FOC)方案使用單電阻(Single Shunt)的電流檢測(cè)和無(wú)位置傳感器的速度位置檢測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
MCU選用STM32F103C6T6；功率模塊驅(qū)動(dòng)采用3片L6390D，每個(gè)L6390D都內(nèi)置有運(yùn)放、比較器及智能關(guān)斷保護(hù)電路，運(yùn)放可以用來(lái)放大采樣電流，比較器及智能關(guān)斷保護(hù)電路可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)過(guò)流保護(hù)；IGBT為6片STGDL6NC60D。
L6390D自帶的智能關(guān)斷功能可實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)電路(OCP)，加上過(guò)電壓(OVP)和欠電壓(LVP)等保護(hù)功能，使系統(tǒng)工作安全可靠。
低成本高性能的永磁同步電機(jī)的矢量控制方案
永磁同步電機(jī)的矢量控制，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，穩(wěn)速精度高，功率密度大，效率高，噪音低等特點(diǎn)，是一種高性能的電機(jī)控制系統(tǒng)。矢量控制運(yùn)算需要獲取電機(jī)三相電流和準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，通常使用電流傳感器和位置速度傳感器，這增加了系統(tǒng)的成本。對(duì)風(fēng)機(jī)這類負(fù)載，負(fù)載相對(duì)穩(wěn)定、起動(dòng)力矩不大的應(yīng)用，采用廉價(jià)的單電阻電流采樣和無(wú)位置傳感器永磁同步電機(jī)的矢量控制方案，既有永磁同步電機(jī)的矢量控制的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到應(yīng)用性能；同時(shí)又可達(dá)到低成本的目標(biāo)。MTPA(每安培電流最大轉(zhuǎn)矩)控制，針對(duì)內(nèi)置式永磁同步電機(jī)，提高風(fēng)機(jī)系統(tǒng)效率。

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