【ZiDongHua 之技術(shù)文章區(qū)收錄關(guān)鍵詞： 變頻技術(shù) 電機(jī) 智能家電 變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)】
　　
　　科技透視鏡 | 國(guó)創(chuàng)中心家電變頻特色算法：自適應(yīng)變頻控制算法
　　
　　變頻技術(shù)的核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確控制，包括調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行狀態(tài)，以滿足不同工作條件下的需求。家電變頻技術(shù)是制約我國(guó)家電行業(yè)發(fā)展的重要短板之一，國(guó)創(chuàng)中心致力于在家電變頻技術(shù)領(lǐng)域深耕并取得一系列創(chuàng)新成果，主要包含PFC功率因素校正、變頻基礎(chǔ)算法和變頻特色算法，并在空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、煙機(jī)等產(chǎn)品變頻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和控制上得到了廣泛應(yīng)用。
 
　　
　　▲變頻算法庫(kù)
　　
　　以下分別針對(duì)特色算法中的自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償、零速閉環(huán)起動(dòng)、無(wú)電解變頻驅(qū)動(dòng)、在離線參數(shù)辨識(shí)4種變頻場(chǎng)景算法進(jìn)行介紹。
　　
　　Part.01
　　
　　自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償
　　
　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)每年生產(chǎn)超過(guò)1億臺(tái)變頻家用空調(diào)，變頻掛機(jī)占家用空調(diào)總量的70%，幾乎全部采用單缸壓縮機(jī)，工作時(shí)大部分時(shí)間都工作在低頻狀態(tài)，壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)一周，峰谷力矩差異幾十倍。如果不做轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，巨大的力矩差異將導(dǎo)致壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)速波動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生低頻振動(dòng)和噪音。為了解決這個(gè)問(wèn)題，國(guó)創(chuàng)中心研發(fā)了低頻自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償算法。
　　
　　算法采用轉(zhuǎn)速前饋技術(shù)，快速自適應(yīng)各種低頻大扭矩場(chǎng)景，保障全頻域內(nèi)靜音穩(wěn)定運(yùn)行。
　　
　　相對(duì)傳統(tǒng)查表方式，自動(dòng)補(bǔ)償電流角度和大小，省時(shí)省力，補(bǔ)償精準(zhǔn)，振動(dòng)和應(yīng)力降低20%，在40Hz以下都可啟用，除了提升空調(diào)壽命外，最重要的是給用戶提供舒適的睡眠環(huán)境。
 
　　
　　▲自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償
　　
　　Part.02
　　
　　零速閉環(huán)起動(dòng)
　　
　　中國(guó)每年生產(chǎn)超過(guò)3000萬(wàn)臺(tái)變頻冰箱，據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，壓縮機(jī)起停機(jī)的振動(dòng)和噪聲是變頻冰箱的主要投訴點(diǎn)之一，壓機(jī)啟停振動(dòng)嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)和冰箱壽命。相比傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)算法先開環(huán)拖動(dòng)、再切閉環(huán)運(yùn)行的方式，國(guó)創(chuàng)中心研發(fā)了零速閉環(huán)啟動(dòng)算法。
　　
　　算法采用先進(jìn)的高效模型自適應(yīng)觀測(cè)器，在電流環(huán)引入的瞬間計(jì)算準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置，直接閉環(huán)起動(dòng)。
　　
　　該算法起動(dòng)速度快，0.15s完成起動(dòng)，起動(dòng)有力，背壓和平衡壓可到0.4MPa，振動(dòng)減小30%，達(dá)到人耳無(wú)感起動(dòng)效果，人站在冰箱旁邊幾乎聽不到壓機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行。
 
　　
　　▲零速閉環(huán)啟動(dòng)
　　
　　Part.03
　　
　　無(wú)電解變頻驅(qū)動(dòng)
　　
　　電解電容器是傳統(tǒng)變頻控制器關(guān)鍵核心儲(chǔ)能元件，起到電能蓄水池作用。電解液決定了電解電容容量大小，電容運(yùn)行會(huì)發(fā)熱，電解液隨發(fā)熱蒸發(fā)，電容和變頻控制器壽命受到限制。為了解決此問(wèn)題，國(guó)創(chuàng)中心開發(fā)了無(wú)電解變頻驅(qū)動(dòng)算法。
　　
　　采用母線電壓重構(gòu)技術(shù)、前饋弱磁技術(shù)、鎖相環(huán)技術(shù)解決了在三相永磁同步壓縮機(jī)無(wú)電解電容驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中母線電容減小導(dǎo)致直流母線電壓波動(dòng)較大引起拍頻，系統(tǒng)穩(wěn)定性，弱磁穩(wěn)定性，母線電壓過(guò)充等問(wèn)題。
　　
　　采用薄膜電容取代電解電容，變頻控制器的壽命獲得大幅提高，同時(shí)重量減輕50%，功率因素>90%，成本降低30%，兼顧了壽命、重量和成本。
　　
　　無(wú)電解驅(qū)動(dòng)算法在三相商用空調(diào)和家用冰箱上已經(jīng)開始批量應(yīng)用。
　　
　　▲無(wú)電解變頻驅(qū)動(dòng)
　　
　　Part.04
　　
　　在離線參數(shù)辨識(shí)
　　
　　電機(jī)是變頻驅(qū)動(dòng)對(duì)象，電機(jī)品牌多、型號(hào)多、參數(shù)分散，傳統(tǒng)方式是每一款電機(jī)都進(jìn)行參數(shù)適配。電機(jī)參數(shù)隨運(yùn)行時(shí)間增加出現(xiàn)漂移，導(dǎo)致電機(jī)性能降低。為了解決以上問(wèn)題，國(guó)創(chuàng)中心研發(fā)了在離線融合的參數(shù)辨識(shí)算法。
　　
　　參數(shù)辨識(shí)采用電機(jī)啟動(dòng)的預(yù)定位階段使用斜率均化、靜止坐標(biāo)等效磁鏈方程、高頻正弦注入算法對(duì)參數(shù)進(jìn)行離線辨識(shí)和電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)采用遞推最小二乘法在線辨識(shí)永磁同步電機(jī)的定子繞組電阻、永磁體磁鏈和直交軸電感參數(shù)。
　　
　　自動(dòng)適配電機(jī)參數(shù)，精度5%以內(nèi)，確保在全生命周期內(nèi)都使用正確的電機(jī)參數(shù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，確保最優(yōu)運(yùn)轉(zhuǎn)效率，可提效5%。參數(shù)辨識(shí)算法，取消參數(shù)適配環(huán)節(jié)，提升研發(fā)效率，大幅縮減產(chǎn)品售后維修備件種類，降低企業(yè)管理和運(yùn)行成本。并且由于時(shí)刻監(jiān)視電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的因素，可徹底消除電機(jī)過(guò)熱失效和高溫退磁風(fēng)險(xiǎn)。
　　
　　▲參數(shù)辨識(shí)
　　
　　電機(jī)作為高端智能家電必備的動(dòng)力來(lái)源，應(yīng)用范圍將越來(lái)越廣，占比也越來(lái)越高。國(guó)創(chuàng)中心圍繞變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)，持續(xù)開發(fā)核心特色算法，啟動(dòng)快、高速省、低速穩(wěn)、效率高、成本低，助力家電行業(yè)技術(shù)快速升級(jí)。