无电解电容变频空调压缩机驱动技术

新型的无电解电容驱动器

100Hz机械频率实验波形

研究成果包括完整的空调压缩机驱动控制策略，核心包括机侧电流单电阻采样策略、q轴电流给定值计算、d轴电流给定值计算、谐振抑制以及无速度实现。其中，q轴电流给定值计算需要考虑逆变器输入层功率跟踪控制和转矩补偿；d轴电流给定值计算需要考虑电压约束和交叉弱磁调节；谐振抑制需要考虑主动阻尼控制和电流补偿；无速度实现需要考虑低速下的高频信号注入方法、中高速下的滑模观测器方法和二者的平滑切换。整个控制策略如下图所示。

图片系统控制策略框图

项目成果具有多个技术特点，包括LC谐振抑制技术、网侧电流谐波控制技术、功率稳定控制技术、高功率的系统稳定性控制、大电压跳变下系统稳定性控制等。相比于现有方案，所研发产品所需电抗小，LC谐振抑制良好，网侧电流谐波抑制性能优良，系统稳定性和功率稳定性优良，可以实现高功率运行，力矩补偿区电流稳定且低频运行效果好。

由于无电解电容驱动控制属于高端技术，目前国外只有日本大金和印度三星空调在小批量生产和销售；而在国内，只有美的和海信正在进行研发，其中美的与哈工大合作研发，海信则与日本进行技术合作。采用无电解电容驱动技术后，空调压缩机控制器可以实现体积小、成本低和寿命长，可以帮助企业实现抢占市场，进一步扩大利润。

与有电解电容变换器相比，无电解电容变换器可将电解电容替换成薄膜电容，并且网侧输入可以不用PFC电路，使得体积更小，成本更少寿命更长。具体体现在：

1、降低控制器成本在15%以上。

2、变频空调产品的寿命提高至15年，有电容的寿命小于8年。

3、产品使用环境温度范围从－30℃~48℃扩展到－30℃~65℃。

4、节省控制器体积30%以上，减轻重量20%以上，便于变频空调小型化设计。