專利名稱：控制空調(diào)機(jī)電機(jī)的控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制空調(diào)機(jī)電機(jī)的控制設(shè)備，具體來說涉及這樣一種控制空調(diào)機(jī)電機(jī)的控制設(shè)備，其中的逆變器是由單個(gè)微機(jī)控制的，并且可以控制用于獲得一個(gè)直流電壓的變換器，這個(gè)直流電壓對(duì)于逆變器電路是必不可少的。
至今的空調(diào)機(jī)都具有控制壓縮機(jī)的逆變器控制裝置，將交流電網(wǎng)功率轉(zhuǎn)變成直流功率，并通過逆變器控制裝置把變換出來的直流電壓轉(zhuǎn)變成適宜的交流電壓，借此給壓縮機(jī)供電。通常使用電容輸入型變換器作為把交流功率變換成直流功率的變換裝置。但由于從交流電源輸入的交變電流波形是畸變的波形，所以輸入功率功因數(shù)很低并且要產(chǎn)生諧波電流。為此已經(jīng)提出一種能將輸入電流波形變換成幾乎是正弦波形的變換器。
下面參照?qǐng)D8詳細(xì)說明這樣一種空調(diào)機(jī)的實(shí)例。該空調(diào)機(jī)包括一個(gè)變換器電路2，將電網(wǎng)交流電源1變換成直流電；一個(gè)逆變器電路4，把變換器電路2輸出的直流電壓變換成預(yù)定的交流電壓并提供給壓縮機(jī)3；一個(gè)微機(jī)6，輸出逆變器控制信號(hào)(PWM信號(hào))，用于通/斷控制用作逆變器電路4的轉(zhuǎn)接裝置的多個(gè)晶體管4a，并用于執(zhí)行來自/去向各個(gè)輸入/輸出電路5的信號(hào)的輸入/輸出操作，電路5包括一個(gè)用于檢測(cè)輸入交流的過零點(diǎn)的過零點(diǎn)檢測(cè)電路，使用過零點(diǎn)來判斷輸入交流的頻率并在室內(nèi)設(shè)備和室外設(shè)備以及類似設(shè)備之間發(fā)送/接收信號(hào)，過零點(diǎn)對(duì)于控制空調(diào)機(jī)是必不可少的；一個(gè)變換器控制電路7，用于按照變換器電路2中的輸入電流(整流電流)輸入電壓(整流電壓)、和輸出電壓、輸出一個(gè)IGBT控制信號(hào)(PWM信號(hào))，并且用于通/斷驅(qū)動(dòng)用作轉(zhuǎn)接裝置的一個(gè)IGBT2a；以及一個(gè)逆變器驅(qū)動(dòng)電路8，用于輸入一個(gè)逆變器控制信號(hào)并用于通/斷驅(qū)動(dòng)晶體管4a。
除IGBT 2a外，變換器電路2還包括一個(gè)整流電路2b，把電網(wǎng)交流功率整流成直流；一個(gè)電抗線圈2c；一個(gè)二極管2d，用于阻斷反向電流；以及一個(gè)平波電容器2e。
另外，變換器控制電路7有一個(gè)電流檢測(cè)電路、兩個(gè)電壓檢測(cè)電路、一個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)電路、一個(gè)振蕩電路、一個(gè)控制變換器的專用IC(集成電路)、等。變換器控制電路7利用電流傳感器7a檢測(cè)電流，檢測(cè)通過整流交流電壓得到的電壓波形，并且還檢測(cè)輸出直流電壓。產(chǎn)生一個(gè)控制變換器電路2的IGBT 2a的控制信號(hào)(PWM信號(hào))，以便通過這些檢測(cè)到的電流和電壓能將輸入交流電流波形變?yōu)檎也ㄐ巍?br> 如圖9所示，例如變換器控制電路7產(chǎn)生IGBT控制信號(hào)〔如圖9(b)所示〕以接通/斷開IGBT 2a，從而將變換器電路2的輸入交流電流波形變成幾乎是正弦波形。因此，如圖9(a)所示，由于來自交流電源的輸入交流電流沒有變成畸變的波形，所以可改善功率因數(shù)，并且不會(huì)產(chǎn)生諧波。
但是，這樣的空調(diào)機(jī)需要兩個(gè)控制裝置(例如微機(jī)6和變換器控制電路7)才能對(duì)逆變器電路4和變換器電路2的轉(zhuǎn)接裝置進(jìn)行PWM控制。因此，存在的問題不僅是電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且元部件數(shù)目很大，因此提高了成本并降低了可靠性。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種控制空調(diào)機(jī)電機(jī)的控制設(shè)備，其中通過一個(gè)控制裝置來執(zhí)行逆變器的控制，并且可以控制變換器以獲得一個(gè)對(duì)逆變器電路是必不可少的直流電壓。
按本發(fā)明的控制空調(diào)機(jī)電機(jī)的控制設(shè)備包括一個(gè)變換器，將交流功率變換成直流功率；一個(gè)逆變器，將該直流功率變換成交流功率并提供給壓縮機(jī)；以及一個(gè)微機(jī)，用于控制逆變器并且用于控制包括在變換器裝置中的轉(zhuǎn)接裝置以改善輸入功率因數(shù)，其特征在于該控制設(shè)備還包括電流檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)來自交流電源的輸入電流；電壓檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)變換器裝置的輸出直流電壓；以及比較裝置，用于比較檢測(cè)到的直流電壓和設(shè)定的直流電壓；其特征還在于，根據(jù)比較裝置的比較結(jié)果計(jì)算或選擇微機(jī)中的數(shù)據(jù)或存入外部存儲(chǔ)裝置中的數(shù)據(jù)，微機(jī)借此獲得一個(gè)電流指令，比較該電流指令和檢測(cè)到的輸入電流，獲得PWM信號(hào)的接通百分?jǐn)?shù)以控制轉(zhuǎn)接裝置，輸出PWM信號(hào)，并且控制轉(zhuǎn)接裝置。
借助這樣一種結(jié)構(gòu)，當(dāng)由于負(fù)載波動(dòng)等原因改變了變換器裝置的輸出直流電壓時(shí)，電流指令也隨之改變。另一方面，通過比較電流指令和輸入交變電流，計(jì)算、改變、并輸出控制轉(zhuǎn)接裝置的PWM信號(hào)的接通百分?jǐn)?shù)。該轉(zhuǎn)接裝置由PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)。于是，把變換裝置的輸出直流電壓保持在一個(gè)預(yù)定的必要數(shù)值(設(shè)定的直流電壓)上，并將輸入電流調(diào)節(jié)成一個(gè)幾乎是正弦的波形。由于變換器的轉(zhuǎn)接裝置和逆變器的轉(zhuǎn)接裝置是通過單個(gè)微機(jī)進(jìn)行PWM控制的，所以簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)、減少了部件數(shù)目、降低了成本、并且改善了可靠性。
按照該設(shè)備，由于把交流功率變換成逆變器的直流功率的變換器是利用微機(jī)的定時(shí)器功能、存儲(chǔ)功能、以及算術(shù)運(yùn)算功能逆向控制壓縮機(jī)的，所以可用單個(gè)控制裝置控制空調(diào)機(jī)。于是，輸入電流調(diào)節(jié)成正弦波，改善了功率因數(shù)，抑制了諧波電流，并可保持變換器的輸出直流電壓(逆變器的電源)恒定不變。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的控制空調(diào)機(jī)電機(jī)的控制設(shè)備的示意方塊圖；圖2是說明圖1的控制設(shè)備的操作和控制方法的示意定時(shí)圖；圖3是說明圖1的控制設(shè)備的操作的示意曲線圖；圖4是說明圖1的控制設(shè)備的操作的示意曲線圖；圖5A和5B是說明圖1的控制設(shè)備的操作和控制方法的示意流程圖；圖6是說明圖1的控制設(shè)備的操作和控制方法的示意定時(shí)圖；圖7是說明圖1的控制設(shè)備的操作和控制方法的示意定時(shí)圖；圖8是控制常規(guī)的空調(diào)機(jī)電機(jī)的控制設(shè)備的示意方塊圖；以及圖9是說明圖8所示控制設(shè)備的操作的示意定時(shí)圖。
按照本發(fā)明的控制空調(diào)機(jī)電機(jī)的控制設(shè)備檢測(cè)來自交流電源的輸入電流、檢測(cè)變換器的輸出直流電壓、并且比較該檢測(cè)到的直流電壓和設(shè)定的直流電壓。該控制設(shè)備的微機(jī)(微計(jì)算機(jī))根據(jù)比較結(jié)果通過計(jì)算或選擇微機(jī)中的數(shù)據(jù)或者存入外部存儲(chǔ)裝置中的數(shù)據(jù)得到一個(gè)電流指令、比較該電流指令和檢測(cè)到的輸入電流、獲得控制變換器電路的轉(zhuǎn)接裝置的一個(gè)PWM信號(hào)接通百分?jǐn)?shù)、輸出該P(yáng)WM信號(hào)、并且控制該轉(zhuǎn)接裝置。
下面參照?qǐng)D1詳細(xì)描述該控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)。在圖1中，和圖8相同或相應(yīng)的部分用相同的標(biāo)號(hào)表示，并省去了對(duì)它們的重復(fù)描述。
在圖1中，該控制設(shè)備包括一個(gè)電流傳感器(CT)10和檢測(cè)變換器電路2的輸入交變電流的一個(gè)電流檢測(cè)電路11；一個(gè)檢測(cè)變換器電路2的輸出直流電壓的一個(gè)直流電壓檢測(cè)電路12；一個(gè)微機(jī)13，除了執(zhí)行圖8所示的微機(jī)6的功能〔即，輸出一個(gè)逆變器控制信號(hào)(PWM信號(hào))的功能，等〕外，還要通過根據(jù)需要改變接通百分?jǐn)?shù)來輸出一個(gè)控制信號(hào)(PWM信號(hào))以通/斷控制變換器電路2中的IGBT(晶體管)2a；以及一個(gè)通過PWM信號(hào)通/斷驅(qū)動(dòng)IGBT2a的IGBT驅(qū)動(dòng)電路14。
電流檢測(cè)電路11包括整流二極管11a和電阻電路11b，并將通過電流傳感器10檢測(cè)到的輸入交流波形變換成微機(jī)13的可能輸入的電平(電壓值)。在該實(shí)施例中，雖然標(biāo)號(hào)11a表示一全波整流電路，但也可以用半波整流電路。直流電壓檢測(cè)電路12包括一個(gè)逐步降低變換器電路2的輸出直流電壓的分壓電阻電路12a；以及一個(gè)光耦合器電路12b，用于隔離逐步降低的模擬電壓值并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字值(高、低電平)并且輸出到微機(jī)13。
按下述方式確定分壓電阻電路/2a的分壓比，即在變換器電路2的輸出直流電壓小于逆變器電路4驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)3所必須的電壓值(設(shè)定的直流電壓，例如300伏)的情況下可將光耦合器電路12b的輸出置成高電平，并且在該輸出直流電壓大于該設(shè)定電壓值的情況下可將光耦合器電路12b的輸出置成低電平。即，將設(shè)定的輸出直流電壓與檢測(cè)到的變換器電路2的輸出直流電壓進(jìn)行比較，并把比較的結(jié)果作為高電平或低電平輸出。
檢測(cè)輸入交流電壓的過零點(diǎn)的過零檢測(cè)電路至今都包括在輸入/輸出電路5中。將檢測(cè)到的過零檢測(cè)信號(hào)輸出到微機(jī)13。使用過零檢測(cè)信號(hào)來判斷輸入交變電流的頻率，或者判斷常規(guī)設(shè)備中的室內(nèi)設(shè)備和室外設(shè)備之間的信號(hào)的發(fā)送和接收。
下面參照?qǐng)D2、6、7的定時(shí)圖、圖3、4的曲線圖、以及圖5A和5B的流程圖詳述具有上述結(jié)構(gòu)的控制設(shè)備的操作以及該設(shè)備的控制方法的功能。
微機(jī)13執(zhí)行控制空調(diào)機(jī)所必須的輸入和輸出控制操作，且逆變器控制壓縮機(jī)3。在輸入交流波形如圖2(a)所示的情況下，電流檢測(cè)電路11檢測(cè)如圖2(a)中實(shí)線所示的交流波形。將檢測(cè)到的交流波形轉(zhuǎn)換成電壓并輸出到微機(jī)13的模擬輸入部分。
這時(shí)，微機(jī)13檢測(cè)來自輸入/輸出電路5的過零檢測(cè)信號(hào)的前沿和后沿〔如圖2(b)所示〕，并且檢測(cè)輸入交流電壓的過零點(diǎn)。微機(jī)13在輸入交流電壓從過零檢測(cè)開始的半個(gè)周期內(nèi)的每個(gè)預(yù)定時(shí)間T還要檢測(cè)電流檢測(cè)電路11的輸出IR0至IR9(IRn)〔如圖2(d)所示〕，并將它們存儲(chǔ)在內(nèi)存儲(chǔ)器或外存儲(chǔ)器中(如，內(nèi)RAM)〔如表1中的IRnIR0到IR9所示〕。
另一方面，直流電壓檢測(cè)電路12檢測(cè)將交流電源1轉(zhuǎn)換成直流電功率的變換器電路2的輸出直流電壓，并和設(shè)定的電壓比較，然后將作為比較結(jié)果的高電平或低電平信號(hào)輸出到微機(jī)13的一個(gè)輸入口。例如如圖3所示，當(dāng)變換器電路2的輸出直流電壓小于設(shè)定電壓300伏時(shí)，將直流電壓檢測(cè)電路12的輸出電平置成高電平。當(dāng)變換器電路2的輸出直流電壓大于300伏時(shí)，將直流電壓檢測(cè)電路12的輸出電平置成低電平。
微機(jī)13將表1所示數(shù)據(jù)(IM0到IM9IMn)存儲(chǔ)在內(nèi)存儲(chǔ)器或外存儲(chǔ)器(例如，內(nèi)ROM)，通過數(shù)據(jù)IMn和直流電壓檢測(cè)電路12的輸出電平(比較結(jié)果)計(jì)算電流指令I(lǐng)S0到IS9(如表1所示ISn)，并將該電流指令存儲(chǔ)在內(nèi)存儲(chǔ)器或外存儲(chǔ)器(如內(nèi)RAM)。
如圖4所示，數(shù)據(jù)IMn(IM0到IM9)是和從過零點(diǎn)開始每個(gè)預(yù)定時(shí)間T的輸入交變電流的半周期對(duì)應(yīng)的正弦波數(shù)據(jù)。(n)代表一個(gè)整數(shù)。還可以使用對(duì)應(yīng)于IM0到IM5的1/4周期的數(shù)據(jù)作為IMn。
例如，對(duì)于輸入交流電壓的每次過零檢測(cè)都檢測(cè)直流電壓檢測(cè)電路12的輸出直流電壓的電平。當(dāng)檢測(cè)到的電平是低電平，變換器電路2的輸出直流電壓超過300伏。電流指令I(lǐng)S0到IS9只減少數(shù)據(jù)IM0到IM9的一個(gè)預(yù)定百分?jǐn)?shù)。重復(fù)上述相同的過程，直到檢測(cè)的電平被置成高電平時(shí)為止。每次過零檢測(cè)都減小電流指令I(lǐng)S0到IS9(如圖4所示)。
當(dāng)檢測(cè)到的電平是高電平，由于變換器電路2的輸出直流電壓等于或小于300伏，所以電流指令I(lǐng)S0到IS9只減少數(shù)據(jù)IM0到IM9的一個(gè)預(yù)定的百分?jǐn)?shù)。此外，重復(fù)上述相同的過程，直到檢測(cè)的電平被置成低電平時(shí)為止。每次零交叉檢測(cè)都增加電流指令I(lǐng)S0到IS9(如圖4所示)。
通過上述過程獲得的電流指令I(lǐng)S0到IS9依次和電流檢測(cè)電路11的檢測(cè)電流IR0到IR9比較。根據(jù)比較結(jié)果得到控制IGBT2a的PWM信號(hào)的接通百分?jǐn)?shù)(即，計(jì)算表1所示的的D0到D9(Dn)〕。例如，當(dāng)ISn＞IRn，則得到了其中只增加了預(yù)定值的接通百分?jǐn)?shù)的數(shù)據(jù)Dn。當(dāng)ISn＜IRn，則得到其中只減少了預(yù)定值的接通百分?jǐn)?shù)的數(shù)據(jù)Dn。
將按以上所述得到的數(shù)據(jù)D0到D9存入微機(jī)13的內(nèi)存儲(chǔ)器或外存儲(chǔ)器(例如，內(nèi)RAM)、并且把這些數(shù)據(jù)模式化。在和過零檢測(cè)同步的每個(gè)預(yù)定的時(shí)間T將數(shù)據(jù)D0到D9依次置入微機(jī)13的PWM定時(shí)器中。于是，通過與過零檢測(cè)同步的PWM定時(shí)器從PWM輸出口輸出控制IGBT2a的模式化的PWM信號(hào)〔如圖2(c)所示〕。IGBT驅(qū)動(dòng)電路14響應(yīng)PWM信號(hào)通/斷驅(qū)動(dòng)IGBT2a。
下面參照?qǐng)D2進(jìn)行進(jìn)一步的說明。在輸入交變電流的前半周期，微機(jī)13從PWM輸出口輸出控制IGBT2a的PWM信號(hào)〔如圖2(c)所示〕。這時(shí)，輸入交流波形如圖2(a)所示。電流檢測(cè)電路11的輸出電流如圖2(d)中的實(shí)線所示。
當(dāng)微機(jī)13檢測(cè)過零點(diǎn)時(shí)，它在每個(gè)預(yù)定的時(shí)間T檢測(cè)電流檢測(cè)電路11的輸出電流IRn，并將其存入內(nèi)存儲(chǔ)器(RAM)，并且比較該存入的電流值和該內(nèi)存儲(chǔ)器中的電流指令I(lǐng)Sn。
例如，如圖2(d)中的實(shí)線所示，由于電流波形(輸入交流波形)受到電源阻抗等的影響而發(fā)生畸變，所以該電流值從預(yù)定時(shí)間T1到T3這段時(shí)間內(nèi)小于電流指令。從T5到T9這段時(shí)間該電流值大于電流指令。從T0到T4這段時(shí)間電流值和電流指令相等。
微機(jī)13將控制IGBT2a的PWM信號(hào)的接通百分?jǐn)?shù)的數(shù)據(jù)D0到D2只抬高一個(gè)預(yù)定的百分?jǐn)?shù)(5％)，并通過過零檢測(cè)在下一個(gè)半周期(后一個(gè)半周期)將該數(shù)據(jù)D4至D8只降低一個(gè)預(yù)定的百分?jǐn)?shù)(5％)〔如圖2(c)所示〕。
于是，如圖2(d)中的實(shí)線所示，電流檢測(cè)電路11的輸出電流值和電流指令值相同，即可將輸入電流波形調(diào)成正弦波形。
通過處理圖5A和5B所示的程序來實(shí)現(xiàn)微機(jī)13的處理過程。微機(jī)13輸入過零檢測(cè)信號(hào)，并且在檢測(cè)到輸入電壓波形的過零點(diǎn)時(shí)，微機(jī)13執(zhí)行上述程序。
例如，如圖6(a)所示，當(dāng)因?yàn)槟撤N原因(如負(fù)載太重等)使變換器電路2的輸出直流電壓等于或小于預(yù)定值(300伏)時(shí)，將直流電壓檢測(cè)電路12的輸出置成高電平〔如圖6(b)所示〕。
于是，微機(jī)13檢測(cè)該高電平(ST1步)，設(shè)定電流檢測(cè)電路11的檢測(cè)次數(shù)(n)(ST2步)，啟動(dòng)預(yù)定時(shí)間(T)的定時(shí)器(ST3步)，并將內(nèi)部存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)D0置入內(nèi)部PWM定時(shí)器(ST4步)。如以上所述，數(shù)據(jù)D0已被存入微機(jī)13的內(nèi)存儲(chǔ)器中并用于產(chǎn)生控制IG-BT2a的PWM信號(hào)。通過設(shè)置PWM定時(shí)器使PWM定時(shí)器可以工作。從微機(jī)13的PWM輸出口向IGBT驅(qū)動(dòng)電路14輸出符合數(shù)據(jù)D0的接通百分?jǐn)?shù)的PWM信號(hào)。
隨后，檢測(cè)和存儲(chǔ)輸入到模擬輸入口的電流檢測(cè)電路11的輸出IR0(ST5步)。讀出內(nèi)存儲(chǔ)器中的電流指令I(lǐng)S0并計(jì)算該電流指令(ST6步)。在電流指令的計(jì)算過程中，由于直流電壓檢測(cè)電路12的輸出是高電平，所以處理程序自ST7步前進(jìn)至ST8步。為了提高電流指令，將如表1所示的數(shù)據(jù)IM0的一個(gè)預(yù)定的百分?jǐn)?shù)加到讀出的電流指令I(lǐng)S0上。在直流電壓檢測(cè)電路12的輸出為低電平的情況下，即在變換器電路2的輸出電壓超過300伏時(shí)，在電流指令的計(jì)算過程中為了降低電流指令，要從讀出的電流指令I(lǐng)S0中減去如表1所示的數(shù)據(jù)IM0的一個(gè)預(yù)定的百分?jǐn)?shù)(ST9步)。
隨后，將計(jì)算的電流指令I(lǐng)S0與已經(jīng)檢測(cè)到的并且存儲(chǔ)的電流IR0進(jìn)行比較(ST10步)。當(dāng)IR0＞IS0時(shí)，處理程序自ST11前進(jìn)至ST12步。為了減小PWM信號(hào)的接通百分?jǐn)?shù)，已存儲(chǔ)的表1中的數(shù)據(jù)Dn－1只減小一個(gè)預(yù)定的值m。相反，當(dāng)IR0＜IS0時(shí)，處理程序從ST11步前進(jìn)到ST13步，已存儲(chǔ)的表1中的數(shù)據(jù)Dn－1只增加一個(gè)預(yù)定的值m以便增加PWM信號(hào)的接通百分?jǐn)?shù)。當(dāng)n＝0時(shí)，n－1＝9。
隨后，檢查上述步驟中的過程是否已重復(fù)了10次(ST14步)。如果n≠9，則進(jìn)行ST15步并將n設(shè)定為n＋1。在定時(shí)器預(yù)定時(shí)間T用完以后，處理程序返回到ST3步(ST16步)。重復(fù)上述相同的過程。在剩下的等待時(shí)間里微機(jī)13控制逆變器電路4和輸入/輸出電路5。
在輸入電流波形的半個(gè)周期處計(jì)算的電流指令I(lǐng)Sn和接通百分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)Dn都存入微機(jī)13的內(nèi)存儲(chǔ)器中(以表1的形式存儲(chǔ))。也可以在對(duì)電流指令I(lǐng)Sn和接通百分?jǐn)?shù)計(jì)算時(shí)對(duì)它們進(jìn)行存儲(chǔ)。因此在下半個(gè)周期，每個(gè)預(yù)定時(shí)間T都要根據(jù)內(nèi)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)Dn(參考表1)修改輸出的PWM信號(hào)的接通百分?jǐn)?shù)。
如以上所述，檢測(cè)并存儲(chǔ)了電流檢測(cè)電路11的輸出IR0到IR9。根據(jù)表1所示的數(shù)據(jù)IS0到IS9(前半個(gè)周期的電流指令)、直流電壓檢測(cè)電路12的輸出電平、以及表1所示的數(shù)據(jù)DM0到DM9來計(jì)算電流指令I(lǐng)S0到IS9。將計(jì)算得到的電流指令I(lǐng)S0到IS9同檢測(cè)的電流IR0到IR9進(jìn)行比較，從而改變下半個(gè)周期的接通百分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)D0到ID9。
因此，在如圖6所示的過零檢測(cè)中變換器電路2的輸出直流電壓小于300伏。并且直流電壓檢測(cè)電路12的輸出是高電平的情況下，將電流指令I(lǐng)S0到IS9置成如圖6(f)中虛線所示的數(shù)值。依次將電流指令I(lǐng)S0到IS9與檢測(cè)電流檢測(cè)電路11的輸出的電流IR0到IR9進(jìn)行比較。按照比較的結(jié)果，由于在每個(gè)預(yù)定時(shí)間T1到T9都有ISn＞IRn，所以下半個(gè)周期的接通百分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)D0到D9只增加一個(gè)預(yù)定的值(5％)〔如圖6(e)〕。
這樣，如圖6(f)所示，在前半個(gè)周期，電流檢測(cè)電路11輸出的電流與電流指令相同。即，雖然輸入交變電流的波形被調(diào)成幾乎是正弦波形，但變換器電路2的輸出直流電壓卻被抬高了〔如圖6(a)所示〕。因此，輸出直流電壓被控制到一個(gè)預(yù)定值。
圖7表示在因負(fù)載變輕等原因使變換器電路2的輸出直流電壓超過預(yù)定值(300伏)的情況下的一個(gè)實(shí)例。在這種情況下，執(zhí)行上述按圖5A和5B所示的處理程序并與圖6所示實(shí)例中的過程類似的過程。這里略去了詳細(xì)的描述。圖7(a)到(f)對(duì)應(yīng)于圖6(a)到6(f)。
在這種情況下，由于從預(yù)定時(shí)間T1到T9這段時(shí)間里ISn＜IRn，所以下半個(gè)周期的接通百分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)D0到D8只減少一個(gè)預(yù)定值(5％)〔如圖7(e)所示〕。
于是，如圖7(f)所示，在后半個(gè)周期電流檢測(cè)電路11的輸出與前半個(gè)周期的電流指令I(lǐng)Sn相符的電流IRn(即輸入交變電流波形)幾乎被調(diào)成正弦波形，并且變換器電路2的輸出直流電壓減小了〔如圖7(a)所示〕。
如以上所示，在輸入交流電壓的每個(gè)過零點(diǎn)(每個(gè)半周期)檢測(cè)變換器電路2的輸出直流電壓時(shí)，通過檢測(cè)到的電壓電平使電流指令I(lǐng)Sn相應(yīng)地只增加或只減小一個(gè)預(yù)定值。在每個(gè)預(yù)定的時(shí)間T檢測(cè)輸入交變電流IRn。將檢測(cè)的電流IRn與電流指令I(lǐng)Sn進(jìn)行比較。按照比較的結(jié)果，改變控制變換器電路2的IGBT(轉(zhuǎn)接裝置)2a的PWM信號(hào)的接通百分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)Dn。將已改變的數(shù)據(jù)Dn設(shè)置成下半個(gè)周期的數(shù)據(jù)。
因此，因?yàn)橹辉黾恿艘恍┖?jiǎn)單的電路(如電流檢測(cè)電路11和直流電壓檢測(cè)電路12)就可通過軟件實(shí)現(xiàn)上述的過程，因此就可通過微機(jī)13控制變換器電路2，以便逆變器控制壓縮機(jī)3。這就是說，在傳統(tǒng)設(shè)備實(shí)例中的用于檢測(cè)通過整流交流電壓獲得的電壓波形的電壓檢測(cè)電路、振蕩電路、控制變換器的專用IC、等都是不必要的了。因此不需要使用包括這些電路的變換器控制電路7。通個(gè)單個(gè)微機(jī)13就可能進(jìn)行控制。因此，由于簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，就減少了部件數(shù)目。并且，降低了成本，改善了可靠性。
幾乎可將輸入電流調(diào)成正弦波形。改善了功率因數(shù)。諧波電流受到了抑制?？蓪⒆儞Q器電路2的輸出直流電壓保持為一個(gè)預(yù)定值(300伏)，因此不需要使用在控制設(shè)備中一般需要使用的大額定值的元件。因此，還壓縮了成本。另外，變換器電路2的輸出直流電壓不會(huì)異常地增加，也不會(huì)過分地降低。因而，可避免控制設(shè)備元件擊穿，元件得到了保護(hù)，并且可防止逆變器控制的誤操作。
雖然在本實(shí)施例中所示的數(shù)據(jù)數(shù)目已定為10個(gè)(IR0到IR9；IS0到IS9；IM0到IM9；D0到D9)，但本發(fā)明不局限于這個(gè)實(shí)例，而是最好使用較大數(shù)目的數(shù)據(jù)。在該實(shí)施例中，雖然是在每半個(gè)周期修改PWM信號(hào)的接通百分?jǐn)?shù)，但本發(fā)明不局限于這樣一種結(jié)構(gòu)。例如，還可以在每個(gè)周期修改接通百分?jǐn)?shù)。雖然在每次檢測(cè)IRn時(shí)對(duì)ISn和Dn進(jìn)行計(jì)算，但本發(fā)明不局限于這樣一種情況。例如，還可以按下述方式設(shè)計(jì)，即每次檢測(cè)如表1所示的IRn時(shí)，將這些IRn存儲(chǔ)起來，并在存儲(chǔ)了前半周期的數(shù)據(jù)后，在后半周期再依次計(jì)算這些數(shù)據(jù)。雖然使用了微機(jī)的內(nèi)存儲(chǔ)器作為存儲(chǔ)器，但本發(fā)明不局限于這樣一種存儲(chǔ)器，還可以使用外存儲(chǔ)器。雖然通過計(jì)算獲得了電流指令，但本發(fā)明不局限于這樣一種情況。還可能將電流指令預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)，并有選擇性的讀出電流指令，從而得到電流指令。
表權(quán)利要求
1.一種控制空調(diào)機(jī)電機(jī)的控制設(shè)備，包括一個(gè)具有改善輸入功率因數(shù)的轉(zhuǎn)接裝置的變換器，它將交流功率變換成直流功率；一個(gè)逆變器，它將所說直流功率變換成交流功率并提供給壓縮機(jī)；以及一個(gè)微計(jì)算機(jī)，用于控制所說逆變器；其改進(jìn)在于包括電流檢測(cè)裝置，檢測(cè)所說交流功率的輸入電流；電壓檢測(cè)裝置，檢測(cè)所說變換器的直流輸出電壓；直流電壓比較裝置，比較所說檢測(cè)的直流電壓和設(shè)定的直流電壓；電流指令計(jì)算選擇裝置，通過下述兩種方法中的任何一種方法獲得一個(gè)電流指令，一種方法是根據(jù)所說直流電壓比較裝置的比較結(jié)果從存貯在所說微機(jī)的內(nèi)、或外存貯器中的數(shù)據(jù)由所說微機(jī)計(jì)算電流指令，另一種方法是從該數(shù)據(jù)中選擇電流指令；以及轉(zhuǎn)接控制裝置，通過所說微機(jī)比較所說電流指令和所說檢測(cè)到的輸出電流，從而獲得控制所說轉(zhuǎn)接裝置的PWM信號(hào)的接通百分?jǐn)?shù)，并且輸出所說PWM信號(hào)，從而控制了所說轉(zhuǎn)接裝置。
2.一種控制空調(diào)機(jī)電機(jī)的控制設(shè)備，在該設(shè)備中包括一個(gè)具有改善輸入功率因數(shù)的轉(zhuǎn)接裝置的變換器，它將交流功率變換成直流功率；一個(gè)逆變器，它將所說直流功率變換成交流功率并提供給壓縮機(jī)；以及一個(gè)微計(jì)算機(jī)，用于控制所說逆變器；其改進(jìn)在于包括電流檢測(cè)裝置，檢測(cè)所說交流功率的輸入電流；電壓檢測(cè)裝置，檢測(cè)所說變換器的直流輸出電壓；直流電壓比較裝置，比較所說檢測(cè)的直流電壓和設(shè)定的直流電壓；過零檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)來自所說交流電源的輸入交流電壓的過零點(diǎn)；電流指令計(jì)算選擇裝置，通過下述兩種方法中任何一種方法在檢測(cè)所說輸入電流的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)獲得電流指令；一種方法是通過所說微機(jī)在從所說檢測(cè)的過零點(diǎn)開始的至少所說輸入電流半個(gè)周期期間內(nèi)的每個(gè)預(yù)定的時(shí)間檢測(cè)所說輸入電流，并將其存入所說微機(jī)的內(nèi)或外存貯裝置，并根據(jù)所說直流電壓比較裝置的比較結(jié)果從先前存入所說微機(jī)的內(nèi)或外存貯裝置的數(shù)據(jù)計(jì)算所說電流指令；另一種方法是從該數(shù)據(jù)中選擇所說電流指令；以及轉(zhuǎn)接控制裝置，通過所說微機(jī)依次比較所說電流指令與所說存貯的輸入電流，用于獲得控制所說轉(zhuǎn)接裝置的PWM信號(hào)的接通百分?jǐn)?shù)，用于將所說PWM信號(hào)模式化，并用于和所說檢測(cè)的過零點(diǎn)同步地輸出模式化的PWM信號(hào)，借此控制所說轉(zhuǎn)接裝置。
全文摘要
一種控制空調(diào)機(jī)電機(jī)的控制設(shè)備，包括一個(gè)具有改善輸入功率因數(shù)的轉(zhuǎn)接裝置并用于將交流功率變換成直流功率的變換器、以及一個(gè)將所說直流功率變換成交流功率并提供給壓縮機(jī)的逆變器。通過直流電壓檢測(cè)電路檢測(cè)變換器的輸出直流電壓?？刂颇孀兤鞯奈⒂?jì)算機(jī)從根據(jù)檢測(cè)的電壓而存貯的數(shù)據(jù)計(jì)算一個(gè)電流指令。將檢測(cè)的電流與該電流指令進(jìn)行比較，獲得控制轉(zhuǎn)接裝置的PWM信號(hào)的接通百分?jǐn)?shù)，并且產(chǎn)生一個(gè)PWM信號(hào)。
文檔編號(hào)H02M7/12GK1118862SQ9510894
公開日1996年3月20日 申請(qǐng)日期1995年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月26日
發(fā)明者小川善朗 申請(qǐng)人:富士通總株式會(huì)社