向量控制技術的技術說明

2022-04-15 07:58:12 字數 1019 閱讀 8701

向量控制技術在變頻冰箱中的應用的相關說明

向量的概念是和標量這個概念相對而言的。標量是指只有大小沒有方向的物理量,而向量則是既有大小又有方向的物理量。

向量控制技術在冰箱中的應用主要是體現在應用這項技術可以實現對壓縮機執行狀態的精確控制。

直流變頻壓縮機的驅動方式有兩種:一種是直流控制方式,這種控制方式在壓縮機執行乙個電子週期的時間內其電流大小不變,電流的方向是跳變的,每次跳變60度,共跳變六次。另一種驅動方式是向量控制方式,這種控制方式在壓縮機執行乙個電子週期的時間內其電流的大小是不斷變化的,其電流的方向也是在均勻變化的,方向變化的控制精度可以根據控制要求調節,每次變化可達到2度或更小。

下圖中左圖是直流控制方式的電流方向示意圖,右圖為向量控制方式的示意圖。

電流的方向和大小直接決定了控制壓縮機轉子旋轉的力的方向和大小。直流控制方式由於方向變化不連續,存在轉矩脈動,執行時噪音相對較高;而向量控制方式可以通過對電流的精確控制可以實現方向的連續變化,使壓縮機平穩執行,雜訊更小。

下圖所示為轉子從a位置轉到c位置轉動60度時的力矩變化示意圖。左圖為直流控制方式的力矩方向示意圖,右圖為向量驅動方式的力矩方向示意圖

直流控制方式向量控制方式

由上圖可以看出,在旋轉60度範圍內,直流控制方式的力矩方向不發生變化,控制過程是標量過程,而向量控制方式的力矩方向連續變化,是向量控制過程。兩種控制方式的從驅動力矩上進行比較的不同點是:直流控制方式存在軸向應力(紅色箭頭部分),不能完全用於做功;向量控制方式的力矩一直沿切線方向,完全用於做功,轉化為機械能,效率更高。

綜上所述,向量控制方式同直流控制方式相比在變頻壓縮機驅動上具有更明顯的優勢,可以使壓縮機執行時的噪音更低,效率更高。

控制過程的實現方式上,直流控制採用的是定子兩兩通電的驅動方式,可以檢測轉子位置,每個旋轉電子週期內,控制電流只發生六次變化,控制過程相對簡單,控制可以用專用微控制器(mcu)實現;向量控制方式採用三相正弦波電流驅動方式,無法直接檢測轉子位置,而且控制電流的大小和方向連續變化,演算法複雜,運算量大,控制過程要進行快速的資料採集和計算,需要用專用數字處理晶元(dsp)並增加相應的控制和反饋電路來實現。

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