发布时间 : 星期三 文章变频空调电气控制设计大学论文更新完毕开始阅读bb92e04aeef9aef8941ea76e58fafab069dc44a0
各脉冲所围面积与该区间正弦波下的面积成比例，这样，输出电压中低次的谐波分量可以大大减少。
磁链追踪型PWM法与SPWM法不同，它是从电动机的角度出发的，着眼于如何使电动机获得圆磁场。它是以三相对称正弦波电压供电时交流电动机的理想磁链圆为基准，用逆变器不同的开关模式所产生的实际磁链矢量来追踪基准磁链圆，由追踪的结果决定出逆变器的开关模式，形成PWM波。当然这样所形成的PWM波也未必是三相对称的正弦波。SPWM法和磁链追踪型PWM法，由于着眼点不同，所建立的数学模型也完全不同。磁 链追踪型PWM法的数学模型是建立在电机统一理论、电机轴系坐标变换理论基础上的。它把电动机看成是一个整体加以处理，所得数学模型简单，便于微机实现实时处理，从而可使控制系统结构简单，实时性强，能获得更好的性能。
上述三种PWM法都是控制输出电压的电压源逆变器，而电流跟踪型PWM法虽然也采用电压源逆变器，却是控制输出电流的。其基本思想是将电动机定子电流的检测信号与正弦波电流给定信号用比较器进行比较，如果实际电流大于给定值，则通过逆变器的开关动作使之减小，反则使之增大。这样，实际电流波形围绕给定的正弦波作锯齿状变化，而且开关器件的开关频率越高，电流波动就越小。使用这种方法，电动机的电压数学模型改成流模型，可使控制简单，动态响应加快，还可防止逆变器过电流。
电压型SPM调制是工业上应用得最为广泛的一种调制技术，这里不作过多的介绍。它的主要优点是：1)结构简单；2)逆变器同时调频调压，与中间环节元件参数无关，动响加快；3)波形好，能抑制和消除低次谐波。本系统根据上述比较，选择电压SPM调制，因为它简单可靠、具有很好的波形，且数字化实现比较方便。
2.2.3 实现手段
微型计算机技术的发展使得可以对变频器进行直接数字控制，直接数字控制的优点有很多，如集成度高，大部分功能都能用软件实现，需要改变功能时，只需调整软件即可。这是模拟控制不可比拟的。确定微机控制后，要选择合适的微控制器。选取的原则是：满足控制性能要求；尽量使系统简单。
目前用的较多的是单片机系列，也可使用一些专用的SPWM波专用控制芯片，如HEF4752、SLE4520、MA818等。在变频空调中，变频器的设计需考虑到应小型化和可靠性，所以采用了富士通公司的MB89P857单片机，这种单片机具有一个内置的三相SPWM波形发生器，可方便地产生所需的三相SPWM波形触发脉冲。MB89P857还具有8路10位的A/D转换电路，2路PWM输出电路，6个并行接口，内部带有1K的RAM和32K的
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ROM，可将程序固化在芯片内，简化外围接口电路，可大大简化电路设计，提高整个电路的性能。所以选用以MB89P857为核心的数字控制方案。
由于空调器的特殊性，所以要求变频器具有小型、高可靠性、低噪声等特点。若功率器件采用分立元件，必将增大变频器的体积，增大系统复杂性。为了减低在设计、开发及制造上的成本，减少研制周期，提高系统的可靠性，智能功率模块(Intelligent Power Module)引起了人们的注意。智能功率模块能提供数字控制逻辑和功率负载之间的接口。最简单的型式可由单一电平移动和驱动电路组成，把来自微处理器的逻辑信号转变成足以激励负载的电压和电流：复杂的则要求智能功率模块执行负载监控、诊断、自保护，向微处理器反馈信息。本论文设计中采用日本三菱电气公司的智能功率模块PM20CTM060，其特点是：内部集成了功率芯片、驱动电路及检测保护电路，使主电路的结构最为简单；功率部分采用开关速度高、驱动电流小的IGBT，功率损耗极低、需用散热片减小：在内部配线上将电源电路和驱动电路的配线长度控制到最短，从而很好地解决了浪涌电压及噪声影响误动作等问题；具有过热保护、过流保护、短路保护及控制电源欠电压锁定保护，当故障发生时，及时关断功率器件并发出模块错误信号使功率芯片能够安全工作。
2.3 温度控制方案选择
在空调的温度控制过程中，由于空调器功率传输的滞后和温度变化和调节中的大惯性特性，使空调器的温度控制非常困难。由于空调器使用的房间的大小、结构各不相同，另外由于季节、天气、室内人员多少及电器的用量等的变化，房间对象的不确定性又是非常严重的。而普通的PID控制方法不适合具有大惯性、滞后特性的对象的控制，并且PID控制器一般针对固定的控制对象才能确定控制参数，取得好的控制效果，而空调应用的房间一经变化，PID参数就不能适应新的控制对象。所以PID不能适应房间温度调节系统的时变、滞后、大惯性等复杂特性，并且在空调控制中，房间对象的数学模型很难确定，很难对PID参数进行整定。对于房间温度控制这种对象尺寸变化大、温度特性差别大的情况，特别适合使用模糊控制。模糊控制能更为近似地反映人的控制行为，有很强的鲁棒性和控制稳定性，能够运用于各种不用对象的控制。采用模糊控制比传统控制温控精度高，过渡过程优良，舒适性大为提高。
2.4 本章小结
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经过论证，硬件电路以MB89P857单片机为核心，此单片机功能强，并可大大简化电路设计。压缩机逆变器的主电路采用电压源逆变器的结构，控制方式是具有低频电压补偿的恒压频比控制，它实现简单，工作 可靠，并能够满足要求；逆变器控制方式采用SPWM方式，输出波形好，谐波小。温度控制选择模糊控制技术。
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