变频冰箱压缩机电机驱动控制的研究-毕业答辩

1、变频冰箱压缩机电机驱动控制的研究变频冰箱压缩机电机驱动控制的研究 指指 导导 教教 师：师： 曾岳南曾岳南 教授教授 研研 究究 生生 姓姓 名：名： 张张 炜炜 专专 业：业： 控制理论与控制工程控制理论与控制工程 论文报告内容 l 一、课题背景 l 二、控制策略及仿真 l 三、软硬件设计 l 四、实验验证 课题背景 传统机械式、简单电子式控制方式的冰箱难 以满足人们生活需求和现代冰箱发展的要求 永磁无刷电机易作变频冰箱压缩机电机 市场竞争及国家对家用电器能耗标准的提高 电力电子技术和电机驱动控制技术的 发展及电机驱动控制芯片性能的提高 压缩机应用变频技术的优点 启动和运行平稳、柔和 高效、

2、节能、低噪音 高频深冷速冻，低频维持恒温，保鲜效果好 压缩机数学模型 ds ddq qs qqd urip urip L L dd df qq q i i T1.5() 1.5() pd dq q pf qqdd q nii niLL i i e 具有正弦波反 电势无刷电机 驱动控制策略 一、矢量控制 二、无位置传感器控制 三、基于最小损耗模型效率优化 矢量控制 磁动势等效 功率不变 变 换 前 后 驱动控制技术提高压缩机效率 （1）软开关技术 （2）电机驱动控制的效率优化策略 (a)基于在线搜索技术的最小功率控制策略 (b)基于损耗模型的最小损耗控制策略 （3）死区延时补偿 正弦波无刷电机最

3、小损耗模型 () dS dwdrwq qS qwqrwdm d uR iLiLi dt d uR iLiLi dt 22 Cu 22 FF 3 () 2 ()3 2 Sdq rwq rmwd Swdwq ee WR ii Li Li Rii RR 22 2 2 2 3 () 2 3 2 FeFeFedFeq r mwdwq Fe WRii LiLi R （） q轴等效电路 d轴等效电路 () ds drwq qs qrwdm uR iLi uR iLi 22 FFF 1 rrr dwdmq eee LL iiLi RRR 22 2 2 2 FF ()33 22 ermwdreer losssw

4、dmwd pmepmeFepm TLiLTLT WRiLi nRnRRn （） 令 ，则损耗最小时的最优电流为： 最小损耗时D轴电流: 0 losswd dWdi 2 22 rmSFe wd opt SFerSFe L RR i R RLRR （+） （） （+） 2 22 222 1 rmSFermrr d optq FeSFerSFeFeFe L RRLLL ii RR RLRRRR （+） （） （+） 滑模观测器设计 1 () 1 () sw a sw diKR iusign ii dtLLL di KR iusign ii dtLLL 11 11 diR ieu dtLLL di R

5、 ieu dtLLL ()1 ()() () 1 ()() sw a sw d iiKR iiesign ii dtLLL d ii KR iiesign ii dtLLL 选择 为滑模面 ，则需满足三个条件： （1）存在性： ；（2）可达性; （3）渐进稳定性 c c a a e e S ( )0 ss S xii 22 () r f ee d sign dt c c e e S 1 tan a e e lim0 dS S dt 当滑模运动处于稳态时，则有： 对低通滤波后可得: 0 0 ii S ii sin arf e cos rf e ()() aswsw eK sign iieK si

6、gn ii 压缩机驱动控制系统结构 转子初始位置检测及压缩机启动 同步切换 电压脉冲矢量法 开环启动 控制系统仿真模型 控制系统仿真仿真结果分析 额定转速时效率 与负载的关系曲线 额定负载时效率 与速度的关系曲线 滑模观测器仿真波形 轴定子电流估测波形 与实际电流波形 估测反电势波形 转子位置估计值与实际值 电机空载时实际转速和估测转速 转子位置实际波形与估测波形 负载转速突变时实际转速与估测转速波形 驱动控制系统硬件设计 控制系统软件设计 中断控制程序 转子初始定位程序 PI控制程序 系统实验验证 VV 轴下的电压 、 波形 、 SVPWM模块生成的Ta、Tb波形 空载转速为1000r/min时定子电流 估测值 与实际值ii 0.5NM负载转速为1000r/min时 定子电流