[发明专利]一种用于控制变频压缩机转速的变频器及其控制方法

权利要求书

1.一种用于控制变频压缩机转速的变频器，包括作为输入部分的EMI滤波器和二极管整流桥，逆变桥，微控制器和低压电源，所述的EMI滤波器与二极管整流桥连接，逆变桥与电机连接，低压电源与微控制器连接并向微控制器供电；其特征在于：

在所述的二极管整流桥与逆变桥之间增设了用于向电机各相提供电压的电压控制电路；所述的电压控制电路设有第一电容器C1、第一功率器件M1、电感器L1和第一二极管D1；所述的C1一端连接二极管整流桥的输出端和M1的漏极，C1另一端连接参考热地0V端，同时与二极管整流桥的输入电压Vin、D1的阳极A和母线电容器Cbus连接；所述的M1的控制源极与L1的第一端子连接，L1的第一端子与所述的D1的阴极K连接，L1的第二端子与Cbus连接，使Cbus承受母线电压Vbus；

所述的微控制器分别与二极管整流桥、M1、Vbus、分流电阻Rs、逆变桥中6个功率开关SW1～SW6连接，微控制器用于接收来自二极管整流桥输入电压Vin的信息、从Vbus接收电压信息、从Rs接收电流IRs信息、从逆变桥中接收每相电机的反电动势电压信息，及对M1提供控制信号，对逆变桥的6个功率开关SW1～SW6提供命令信号，以控制逆变桥的每个功率开关SW1～SW6的开与关；通过微控制器控制变频电路的电压、电路中Rs的电流、转子位置和轴转速，向电压控制电路中的M1及逆变桥中SW1～SW6提供足够的控制信号用以控制电机转速进而控制变频压缩机的转速。

2.根据权利要求1所述的用于控制变频压缩机转速的变频器，其特征在于：所述电机采用永磁变频电机。

3.一种权利要求1所述的用于控制变频压缩机转速的变频器的控制方法，其特征在于，操作步骤如下：

⑴、在通电的第一时刻，微控制器控制电压控制电路M1的PWM指数XM1％从零逐渐增加到100％，使M1保持在断开状态，以使母线电容器的Vbus值从零逐渐充电到最大值；

⑵、进入启动程序：启动后M1的PWM调制保持100％，使母线电容器的Vbus值保持稳定；变频器进入运行模式的实际转速运行阶段：同时启动电机，微控制器向逆变桥中的每个功率开关SW1～SW6发出指令，通过分流电阻的电流信息IRs和分析电机反电动势信息及比例积分函数来控制电机电流及检测转子位置，确定逆变桥中每个功率开关SW1～SW6的导通周期，逆变桥向与转子位置同步的电机绕组提供交流电压；逆变桥中电机绕组上的电压通常为5KHz～10KHz的高频方波，峰值高电压通常为311V，以控制电机转矩并保持电机在实际转速运行；

⑶、进入运行的过渡阶段，微控制器通过向电压控制电路的M1发出控制信号，逐步减小M1的PWM宽度，逐渐降低母线电压；直到逆变桥PWM调制达到100％，以控制电机转矩并使电机实际转速达到设定转速；

⑷、进入正常运行阶段，微控制器通过分析电机的反电动势的感应电压及比例积分函数，重新计算并确定电机实际转速是否在有效范围内，根据设定转速与实际转速的差异，控制逆变桥中的每个功率开关SW1～SW6的导通周期，以控制电机在设定的转矩并使电机保持在设定转速运行。

4.根据权利要求3所述的用于控制变频压缩机转速的变频器的控制方法，其特征在于：在步骤⑵所述的进入启动程序，M1通过PWM实现导通，即M1保持导通状态不进行动作，Vbus值保持为输入的交流电压经电桥整流后的1.414倍。

5.根据权利要求3所述的用于控制变频压缩机转速的变频器的控制方法，其特征在于：在步骤⑶中所述的进入运行的过渡阶段，微控制器通过减小M1的PWM调制宽度来减小Vbus，此时Vbus值比第一电容器C1处的输入电压Vin低，且所述的母线电压Vbus随着电机转速的变化而成比例地改变，直到逆变桥PWM调制达到100％。