《电机参数自识别技术和PWM载频同步技术的开发与应用》

1.该项目属于电机学、电力拖动及其自动化技术领域:

变频空调压缩机电机和风扇电机,均为永磁同步电机,控制这种电机高效稳定运行,需要尽可能高准确性的电机参数作为控制输入参数。如何获取准确性更高的电机参数,是电机控制行业里的研究难点。另外,变频空调控制领域步入精细化控制时期,如何持续让空调产品振动更小,噪音更低,功耗更小是变频空调行业永恒的研究主题。

该项目开发了双电机参数自识别技术、同步PWM载频可变控制技术、振动抑制自适应控制技术、最低功耗控制技术以及过变调PWM控制技术,大幅改善空调噪音、降低了空调振动,提升了空调能效、制冷制热能力。另外,该项目提高了空调产品的性能和运行可靠性,延长了使用寿命,增加了产品的市场争力,有效促进变频控制行业的技术进步,具有良好的经济效益和社会效益。

2.主要技术内容如下:

(1)电机参数自识别技术的开发针对空调电机参数的差异化特性,提出了电机电感参数非线性特征的自识别方法,解决了电机个体参数差异化带来的控制误差问题,实现了电机矢量变频的精确控制,提高了变频控制的效率,也提升了售后维修便捷性。

(2)同步PWM载频可变及PWM过调制控制技术的开发针对电机固定载频控制算法容易出现异常噪声的问题,提出了一种同步PWM载频可变控制方法,通过根据不同的压缩机运行频率自动调整逆变器载波频率,使两者成倍数关系,降低了电机运行时的噪音,在45Hz频率以上能降低噪音1dB以上。同时,通过PWM过调制技术将控制器的输出能力提高了16%。

(3)振动抑制自适应控制技术的开发针对空调压缩机负载低频运行时存在较大振动的问题,提出了一种基于转速波动基波补偿的自适应振动抑制方法,实现了补偿电流角度和幅值的自动调节,增加了压缩机转矩补偿的可靠性,降低了低频时的应力水平,特别在30Hz~40Hz频段平均应力水平降低30%。

(4)最低功耗控制技术的开发发明了一种最低功耗控制技术,通过增加最低铜损控制和制定最低铜损与弱磁控制之间的切换规则,实现了最大限度降低永磁同步电机损耗的目的,1.5P空调压缩机最大可降低20W,进一步降低了逆变功率器件的温升,提高了控制器效率和可靠性。

该项目授权发明专利8项,行业标准1项,软件著作权1项。

3.技术经济指标、应用推广及效益情况:

自2015年1月起,该项目在海信空调上进行了批量应用。2016年至2018年,实现新增销售额104731.06万元,新增利润27949.91万元,新增税收9514.15万元。该项目的应用,能降低空调综合噪音1dB,提高输出能力16%,降低应力水平30%,降低综合功耗20W左右。

该项目已经推广应用到冰箱、洗衣机等其它永磁同步电机领域,取得了良好的经济效益。

该技术为永磁同步电机变频控制行业在宽适应性、高可靠性和高效节能方向深入研究提供了新的控制思路,为变频控制行业的技术革新及发展做出了贡献。

成果说明

(1)该项目采用的电机参数自识别算法、振动抑制自适应控制算法、同步PWM载频可变及PWM过调制控制等技术集合应用于海信(山东)空调有限公司的KFR-35GW/A8X870H-A2(1P02)等变频空调器产品的批量生产。2016年至2018年,实现新增销售额104731.06万元,新增利润27949.91万元,新增税收9514.15万元,实现了可观的经济效益。 (2)通过该项目空调产品性能、可靠性方面有了显著的提高,空调在使用过程中更安全可靠、运行更稳定,能效提升,同时还延长了产品的寿命。此举不仅提升了产

  1. 下载详细PDF版/Doc版

提示:为方便大家复制编辑,博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。