【ZiDongHua 之技術(shù)文章區(qū)收錄關(guān)鍵詞： 變頻技術(shù) 電機 智能家電 變頻驅(qū)動技術(shù)】
　　
　　科技透視鏡 | 國創(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)是實現(xiàn)對電機的精確控制，包括調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和運行狀態(tài)，以滿足不同工作條件下的需求。家電變頻技術(shù)是制約我國家電行業(yè)發(fā)展的重要短板之一，國創(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、風(fēng)機、水泵、煙機等產(chǎn)品變頻電機的驅(qū)動和控制上得到了廣泛應(yīng)用。
 
　　
　　▲變頻算法庫
　　
　　以下分別針對特色算法中的自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩補償、零速閉環(huán)起動、無電解變頻驅(qū)動、在離線參數(shù)辨識4種變頻場景算法進行介紹。
　　
　　Part.01
　　
　　自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩補償
　　
　　據(jù)統(tǒng)計，中國每年生產(chǎn)超過1億臺變頻家用空調(diào)，變頻掛機占家用空調(diào)總量的70%，幾乎全部采用單缸壓縮機，工作時大部分時間都工作在低頻狀態(tài)，壓縮機旋轉(zhuǎn)一周，峰谷力矩差異幾十倍。如果不做轉(zhuǎn)矩補償，巨大的力矩差異將導(dǎo)致壓縮機轉(zhuǎn)子出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)速波動，進而產(chǎn)生低頻振動和噪音。為了解決這個問題，國創(chuàng)中心研發(fā)了低頻自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩補償算法。
　　
　　算法采用轉(zhuǎn)速前饋技術(shù)，快速自適應(yīng)各種低頻大扭矩場景，保障全頻域內(nèi)靜音穩(wěn)定運行。
　　
　　相對傳統(tǒng)查表方式，自動補償電流角度和大小，省時省力，補償精準(zhǔn)，振動和應(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)矩補償
　　
　　Part.02
　　
　　零速閉環(huán)起動
　　
　　中國每年生產(chǎn)超過3000萬臺變頻冰箱，據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，壓縮機起停機的振動和噪聲是變頻冰箱的主要投訴點之一，壓機啟停振動嚴(yán)重影響用戶體驗和冰箱壽命。相比傳統(tǒng)驅(qū)動算法先開環(huán)拖動、再切閉環(huán)運行的方式，國創(chuàng)中心研發(fā)了零速閉環(huán)啟動算法。
　　
　　算法采用先進的高效模型自適應(yīng)觀測器，在電流環(huán)引入的瞬間計算準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置，直接閉環(huán)起動。
　　
　　該算法起動速度快，0.15s完成起動，起動有力，背壓和平衡壓可到0.4MPa，振動減小30%，達到人耳無感起動效果，人站在冰箱旁邊幾乎聽不到壓機啟動和運行。
 
　　
　　▲零速閉環(huán)啟動
　　
　　Part.03
　　
　　無電解變頻驅(qū)動
　　
　　電解電容器是傳統(tǒng)變頻控制器關(guān)鍵核心儲能元件，起到電能蓄水池作用。電解液決定了電解電容容量大小，電容運行會發(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。為了解決此問題，國創(chuàng)中心開發(fā)了無電解變頻驅(qū)動算法。
　　
　　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無電解電容驅(qū)動系統(tǒng)中母線電容減小導(dǎo)致直流母線電壓波動較大引起拍頻，系統(tǒng)穩(wěn)定性，弱磁穩(wěn)定性，母線電壓過充等問題。
　　
　　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。
　　
　　無電解驅(qū)動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。
　　
　　▲無電解變頻驅(qū)動
　　
　　Part.04
　　
　　在離線參數(shù)辨識
　　
　　電機是變頻驅(qū)動對象，電機品牌多、型號多、參數(shù)分散，傳統(tǒng)方式是每一款電機都進行參數(shù)適配。電機參數(shù)隨運行時間增加出現(xiàn)漂移，導(dǎo)致電機性能降低。為了解決以上問題，國創(chuàng)中心研發(fā)了在離線融合的參數(shù)辨識算法。
　　
　　參數(shù)辨識采用電機啟動的預(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參數(shù)進行離線辨識和電機穩(wěn)態(tài)運行時采用遞推最小二乘法在線辨識永磁同步電機的定子繞組電阻、永磁體磁鏈和直交軸電感參數(shù)。
　　
　　自動適配電機參數(shù)，精度5%以內(nèi)，確保在全生命周期內(nèi)都使用正確的電機參數(shù)進行驅(qū)動，確保最優(yōu)運轉(zhuǎn)效率，可提效5%。參數(shù)辨識算法，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)管理和運行成本。并且由于時刻監(jiān)視電機關(guān)鍵參數(shù)的因素，可徹底消除電機過熱失效和高溫退磁風(fēng)險。
　　
　　▲參數(shù)辨識
　　
　　電機作為高端智能家電必備的動力來源，應(yīng)用范圍將越來越廣，占比也越來越高。國創(chuàng)中心圍繞變頻驅(qū)動技術(shù)，持續(xù)開發(fā)核心特色算法，啟動快、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。