發(fā)布時間：2020-11-21 15:21

　　 在當(dāng)前家電市場,特別是用電量比較高的空調(diào)產(chǎn)品市場,用戶對節(jié)能舒適的要求越來越高,市場上,變頻空調(diào)的占有率日益升高,相對應(yīng)的能效標(biāo)準(zhǔn)也逐步提高,空調(diào)成本壓力增加。成本占比較高的壓縮機,首當(dāng)其沖成為降成本研究的對象。從最初的渦旋式,到后來的雙轉(zhuǎn)子壓縮機,現(xiàn)在,越來越多的產(chǎn)品采用成本較低的單轉(zhuǎn)子壓縮機產(chǎn)品。但單轉(zhuǎn)子壓縮機在低頻運行的頻率波動和不穩(wěn)定的問題一直困擾業(yè)界。目前空調(diào)用變頻壓縮機主要采用永磁同步電機,因此本文主要研究永磁同步電機在低速段的控制技術(shù),目的是提高壓縮機在低速運行階段的控制效果,保證低速下穩(wěn)定、低震動、省功率運行,同時延伸低速范圍。另外,由于電流檢測技術(shù)是壓縮機驅(qū)動技術(shù)中的重要環(huán)節(jié),本文介紹一種低成本的單電阻電流檢測技術(shù),對單電阻檢測中存在的問題提出了相應(yīng)的解決方案。本文主要從以下幾個方面進行了討論和分析:第一章分析了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài),從永磁同步電機的穩(wěn)態(tài)特性進行分析,研究保障電機穩(wěn)定運行的條件,并對國內(nèi)外在穩(wěn)定性運行,特別是低速段的穩(wěn)定性運行方面進行的相關(guān)研究進行了對比分析。第二章對永磁同步電機的相關(guān)控制理論進行了介紹,基于其工作原理和穩(wěn)態(tài)特性,分析了同步電機振動發(fā)生的原因,并介紹了同步電機的矢量控制技術(shù)。第三章針對永磁同步電機在低速段會由于負(fù)載波動引起的運行波動給系統(tǒng)帶來不利影響,提出負(fù)載波動補償?shù)姆桨?Id-PLUS),該方案目的在于,當(dāng)壓縮機工作的低速段,負(fù)載波動對電機穩(wěn)定運行的影響變大,容易脫離穩(wěn)定區(qū),造成振動距離甚至失步停止運行。采用Id-PLUS控制方案,對d軸參考電流增加一個補償電流,通過補償電流在q軸上的電流分量,改變負(fù)載角,使電機運行在穩(wěn)定區(qū)。本部分對該方案進行了詳細(xì)論述和試驗驗證,結(jié)合實際空調(diào)產(chǎn)品進行測試,驗證了 Id-PLUS控制方案的有效性第四章介紹單電阻電流檢測技術(shù),并對存在的問題提出對應(yīng)的方案對策。最后,對本文研究的技術(shù)進行了總結(jié),并對后續(xù)的技術(shù)發(fā)展進行了展望。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM341;TB657.2
【部分圖文】：

行各業(yè)需要壓縮空氣的場合得到廣泛應(yīng)用。但同樣的，價格在三種壓縮機里??面也是最高的，空調(diào)上一般在８Ｐ以上的機型上才會采用。雙轉(zhuǎn)子壓縮機機??殼的底部是它的機械部分，而它的上部這是直流電動機，壓縮機氣缸的驅(qū)動??是通過上部的直流電動機實現(xiàn)的。變頻空調(diào)采用的雙轉(zhuǎn)子壓縮機，顧名思義，??其內(nèi)部設(shè)計有兩個氣缸，針對壓機內(nèi)部偏心滾筒旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的偏心力，這種結(jié)??構(gòu)能起有平衡作用，使壓縮機運行更平穩(wěn)，另一方面壓機內(nèi)部的機械磨損會??由于降低了汽缸和滾筒之間的作用力而對應(yīng)減少。從而雙轉(zhuǎn)子壓縮機能實現(xiàn)??平穩(wěn)可靠運行，振動噪音小。只有一個轉(zhuǎn)子的壓縮機被稱為單轉(zhuǎn)子壓縮機，??它對制冷劑的壓縮是通過偏心軸實現(xiàn)的，因此在制冷劑壓縮過程會產(chǎn)生比較??大的轉(zhuǎn)矩波動，并且當(dāng)壓縮機轉(zhuǎn)速越低的時候，轉(zhuǎn)矩波動越明顯，從而產(chǎn)生??的振動就越大，振動會導(dǎo)致壓縮機的配管產(chǎn)生應(yīng)力疲勞和損傷，甚至?xí)䦟?dǎo)致??配管斷裂。運行中會產(chǎn)生振動。但相比渦輪和雙轉(zhuǎn)子壓縮機，單轉(zhuǎn)子壓縮機??的成本優(yōu)勢非常突出。??

種是定子與凸極轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的。因為壓縮機內(nèi)部同步電機采用的是凸極轉(zhuǎn)子，本部??分著重介紹定子繞組與凸極轉(zhuǎn)子的作用力。??如圖２－１所示，假設(shè)有兩個軸線ｄ軸和ｑ軸，同步電機的轉(zhuǎn)子鐵心的磁場分??布在這兩個軸線上，Ｑ１，Ｑ２兩個端子，電流方向為正，另外ｄ軸繞組替換實際的??定子繞組。ｄ軸的磁通０ｄ是電流勵磁產(chǎn)生，ｑ軸的磁通由ｉｑ勵磁產(chǎn)生。又因??為定子與轉(zhuǎn)子的作用力是相互的，所以分析定子的受力可以推導(dǎo)出轉(zhuǎn)子的受力??｜２－５］。??作用力八由磁通Ｏｑ產(chǎn)生，作用力／２磁通產(chǎn)生，如式（２－１）所示：??ｆｌｅｅ?ａ?Ｂｑｉｄｌ?〇ｃ?Ｎ＾＾ｉｄｌ?＜ｘ?Ｌｑｉｑｉｄ?（２－１）??轉(zhuǎn)子與定子繞組的受力方向相反，在圖２－１中［２］，假設(shè)正方向為轉(zhuǎn)子逆時針??方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子受到的電磁轉(zhuǎn)矩（氣隙轉(zhuǎn)矩）可以用式（２－２）簡單描述為：??Ｔｅ?＝?Ｒ＾（ｊ２－ｆｉ）?＝?Ｋｘ（Ｌｄ－?Ｌｑ）?ｘ?ｉｄｉｑ?（２－２）??由于ｄ軸和ｑ軸的磁導(dǎo)不同，且ｄ軸的小于ｑ軸，所以，。當(dāng)ｉｇ＞０??時

第二象眼Ｘ??０１，?＼?Ｉ?／?０１＂??圖２－１定子磁場與凸極轉(zhuǎn)子的作用示意圖??２．２永磁同步電機矢置控制技術(shù)??根據(jù)運動學(xué)方程式，控制氣隙轉(zhuǎn)矩７；可以實現(xiàn)對電機的轉(zhuǎn)速控制［２－３］，所??以調(diào)速系統(tǒng)的核心是對電機的轉(zhuǎn)矩實施有效精準(zhǔn)的控制。??重寫永磁同步電機在ｄｑ轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系中的轉(zhuǎn)矩公式（２－３）：??Ｔｅ?＝?－?＼＼ｉｑｉｄ）?＝?ｌＳｒｉｐｉ＾ｆ?＋?｛Ｌｄ?－?Ｌｑ）ｉｄ）?＝?Ｔｅｌ?＋?Ｔｅ２?（２－３）??能看出，永磁轉(zhuǎn)矩ｒｅｌ和磁阻轉(zhuǎn)矩ｒｅ２組成了氣隙轉(zhuǎn)矩匕。磁鏈電流轉(zhuǎn)矩分??量＆產(chǎn)生永磁轉(zhuǎn)矩ｒｅｌ，由于轉(zhuǎn)子的凸極結(jié)構(gòu)，還會產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩ｒｅ２，是電流分量??與轉(zhuǎn)矩分量Ｑ產(chǎn)生的，如式（２－４）所示。??Ｔｅｌ?＝?１．５ｎｐｉｑ＼＼ｉｆＴｅ２?＝?１．５ｎｐ（Ｌｄ?－?Ｌｑ）ｉｄｉｑ?（２－４）??根據(jù)上述轉(zhuǎn)矩公式，式（２－３）和式（２－４）可以看出，轉(zhuǎn)矩分量Ｇ與永磁轉(zhuǎn)矩Ｔｅｉ??和磁阻轉(zhuǎn)矩ｒｅ２成正比，也就是說，電機的轉(zhuǎn)矩的控制可以通過控制ｑ的大小來實??現(xiàn)。說到底，這個電流對應(yīng)電樞電流，因此電機的轉(zhuǎn)矩控制可以通過對＆的控制??來實現(xiàn)。另外
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本文編號：2893205