一種洗碗機的變頻器的製作方法

2023-10-09 18:30:59 4

專利名稱：一種洗碗機的變頻器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子智能控制技術領域，更具體地說，涉及一種洗碗機的變頻器。
背景技術：
傳統的洗碗機的電機大多使用交流電機，該洗碗機的電機的轉速固定，不可變，且 能耗大，噪音和溫度波動大。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述缺陷，提供一種洗碗機 的變頻器，可使洗碗機能耗小、噪音及溫度波動小。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是構造一種洗碗機的變頻器，用 於控制永磁同步電機的轉速，包括整流模塊、逆變模塊，還包括電流檢測模塊、電壓檢測模 塊、控制模塊和連接上位機的通訊接口，所述控制模塊包括轉子速度和位置確定單元、速度 環PID調節單元、電流讀取單元、CLARK變換單元、PARK變換單元、電流環PID調節單元、反 PARK變換單元、空間矢量脈寬調製單元；其中，整流模塊的輸入端連接交流電源，整流模塊的輸出端連接逆變模塊的輸入 端，逆變模塊的控制端連接控制模塊，電壓檢測模塊的輸入端連接整流模塊的輸出端，電壓 檢測模塊的輸出端連接轉子速度和位置確定單元的第一輸入端，轉子速度和位置確定單元 的第一輸出端連接速度環PID調節單元的反饋端，速度環PID調節單元的給定端連接通訊 接口，速度環PID調節單元的輸出端連接電流環PID調節單元的給定端，電流檢測模塊的輸 入端連接逆變模塊的輸出端，電流檢測模塊的輸出端連接電流讀取單元的輸入端，電流讀 取單元的輸出端連接的CLARK變換單元的輸入端，CLARK變換單元的第一輸出端連接轉子 速度和位置確定單元的第二輸入端，CLARK變換單元的第二輸出端連接PARK變換單元的第 一輸入端，PARK變換單元的第二輸入端連接轉子速度和位置確定單元的第二輸出端，PARK 變換單元的輸出端連接電流環PID調節單元的反饋端，電流環PID調節單元的輸出端連接 反PARK變換單元的第一輸入端，反PARK變換單元的第二輸入端連接轉子速度和位置確定 單元的第三輸出端，反PARK變換單元的第一輸出端連接轉子速度和位置確定單元的第三 輸入端，反PARK變換單元的第二輸出端連接空間矢量脈寬調製單元的輸入端，空間矢量脈 寬調製單元的輸出端連接逆變模塊的控制端。在本實用新型所述的洗碗機的變頻器中，所述電流檢測模塊為單電阻電流檢測模 塊。在本實用新型所述的洗碗機的變頻器中，轉子速度和位置確定單元為滑模觀測模塊。在本實用新型所述的洗碗機的變頻器中，還包括為控制模塊供電的開關電源。實施本實用新型的洗碗機的變頻器，有效率高、能耗小、運行平穩、噪音低的優點。[0010]下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中

圖1是本實用新型洗衣機的變頻器實施例一的邏輯結構具體實施方式
如圖1所示，在本實用新型的洗衣機的變頻器實施例一的邏輯結構圖中，該洗衣 機的變頻器用於控制永磁同步電機(PMSM)的轉速，在該實施例中，變頻器包括整流模塊 100、逆變模塊200、連接上位機的通訊接口 300、電流檢測模塊400、電壓檢測模塊500和控 制模塊600，其中，控制模塊600包括轉子速度和位置確定單元610、速度環PID調節單元 620、電流讀取單元630、CLARK變換單元640、PARK變換單元650、電流環PID調節單元660、 反PARK變換單元670和空間矢量脈寬調製(SVPWM)單元680。整流模塊100的輸入端連接 交流電源，整流模塊100的輸出端連接逆變模塊200的輸入端，逆變模塊200的控制端連接 控制模塊600，電壓檢測模塊500的輸入端連接整流模塊100的輸出端，電壓檢測模塊500 的輸出端連接轉子速度和位置確定單元610的第一輸入端，轉子速度和位置確定單元610 的第一輸出端連接速度環PID調節單元620的反饋端，速度環PID調節單元620的給定端 連接通訊接口 300，速度環PID調節單元620的輸出端連接電流環PID調節單元660的給 定端，電流檢測模塊400的輸入端連接逆變模塊200的輸出端，電流檢測模塊400的輸出端 連接電流讀取單元630的輸入端，電流讀取單元630的輸出端連接CLARK變換單元640的 輸入端，CLARK變換單元640的第一輸出端連接轉子速度和位置確定單元610的第二輸入 端，CLARK變換單元640的第二輸出端連接PARK變換單元650的第一輸入端，PARK變換單 元650的第二輸入端連接轉子速度和位置確定單元610的第二輸出端，PARK變換單元650 的輸出端連接電流環PID調節單元660的反饋端，電流環PID調節單元660的輸出端連接 反PARK變換單元670的第一輸入端，反PARK變換單元670的第二輸入端連接轉子速度和 位置確定單元610的第三輸出端，反PARK變換單元670的第一輸出端連接轉子速度和位置 確定單元610的第三輸入端，反PARK變換單元670的第二輸出端連接空間矢量脈寬調製單 元680的輸入端，空間矢量脈寬調製單元680的輸出端連接逆變模塊200的控制端。下面說明該洗碗機變頻器的工作原理，首先交流電源輸出的交流電 (220VAC-240VAC)經整流模塊100後變為直流電，逆變模塊200—般由六個分為上臂和下臂 的功率電晶體(IGBT)構成，作為控制電機線圈的開關。該逆變模塊200根據控制模塊600 輸出的控制信號將直流電逆變成要求頻率的三相正弦電壓，並輸出至永磁同步電機，從而 讓電機按要求的轉速轉動。電流檢測模塊400檢測永磁同步電機的三相電流，電壓檢測模 塊500檢測母線電壓，控制模塊600根據所檢測的三相電流和母線電壓，向逆變模塊200輸 出頻率控制信號。下面具體說明控制模塊600是如何實現以上功能的，首先，電流讀取單元 630讀取不同時刻所檢測的電流，並根據ia+ib+ic = 0得到三相電流ia、ib、ic，CLARK變換 單元640將所得到三相電流ia、ib、ic變換為兩相靜止正交坐標系中的i α、i β，轉子速度 和位置確定單元610根據所檢測的母線電壓、CLARK變換所得到的兩相靜止正交坐標系中 的i α、i β和反PARK變換單元670所計算的兩相靜止正交坐標系中預設電壓ν α *、ν β *， 估算電機轉子的實際位置，即確定轉子的速度ωΓ和角度θ rel，PARK變換單元650根據所 確定的角度9rel，將兩相靜止正交坐標系中的ia、轉換為兩相旋轉坐標系中的iqs、ids。速度環PID調節單元620接收上位機通過通訊接口 300所發出的設定速度ωΓ*和轉 子速度和位置確定單元610所輸出的反饋速度ωΓ，從而計算出兩相旋轉坐標系中的預設 電流iqs*、ids*，電流環PID調節單元660根據兩相旋轉坐標系中的預設電流iqs*、ids* 和PARK變換輸出的兩相旋轉坐標系中的iqs、ids，計算出兩相旋轉坐標系中的的預設電壓 vqs*、vds*，反PARK變換單元670根據所確定的角度θ rel，將所計算的兩相旋轉坐標系中 的預設電壓vqs*、Vds*反PARK變換為兩相靜止正交坐標系中預設電壓ν α *、ν β *，並輸出 至空間矢量脈寬調製單元680，空間矢量脈寬調製單元680將兩相靜止正交坐標系中預設 電壓ν α *、ν β *變換為三相預設電壓va、vb、vc並輸出到逆變模塊200。
優選地，轉子速度和位置確定單元610為滑模觀測器，滑模觀測器通過不斷獲取 估計值和測量值之間的偏差而不斷修正，使兩者的偏差逐漸消失，以實現對轉子轉角和速 度的估計。採用滑模觀測器，可省去位置傳感器，且精度較高，魯棒性較強。優選地，電流檢測模塊400為單電阻電流檢測模塊，該單電阻連接在母線負端，對 母線電流進行採樣，通過對特殊時刻的母線電流進行採樣，然後解析出電機的三相定子電 流，這種單電阻母線電流採樣相比用三電阻或霍爾電流傳感器顯然要便宜，可以有效的節 省電路硬體成本。優選地，本實用新型中的逆變器還包括開關電源，用於為控制模塊600供電。本實用新型採用FOC(磁場定向)控制，可方便實現磁場交直軸的解藕，從而通過 控制磁場的交軸分量實現力矩控制，通過控制直軸分量實現弱磁或強磁控制，弱磁控制可 提高轉速，強磁控制可提高力矩。以上僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域 的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內， 所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的權利要求範圍之內。
權利要求一種洗碗機的變頻器，用於控制永磁同步電機的轉速，包括整流模塊(100)、逆變模塊(200)，其特徵在於，還包括電流檢測模塊(400)、電壓檢測模塊(500)、控制模塊(600)和連接上位機的通訊接口(300)，所述控制模塊(600)包括轉子速度和位置確定單元(610)、速度環PID調節單元(620)、電流讀取單元(630)、CLARK變換單元(640)、PARK變換單元(650)、電流環PID調節單元(660)、反PARK變換單元(670)、空間矢量脈寬調製單元(680)；其中，整流模塊(100)的輸入端連接交流電源，整流模塊(100)的輸出端連接逆變模塊(200)的輸入端，逆變模塊(200)的控制端連接控制模塊(600)，電壓檢測模塊(500)的輸入端連接整流模塊(100)的輸出端，電壓檢測模塊(500)的輸出端連接轉子速度和位置確定單元(610)的第一輸入端，轉子速度和位置確定單元(610)的第一輸出端連接速度環PID調節單元(620)的反饋端，速度環PID調節單元(620)的給定端連接通訊接口(300)，速度環PID調節單元(620)的輸出端連接電流環PID調節單元(660)的給定端，電流檢測模塊(400)的輸入端連接逆變模塊(200)的輸出端，電流檢測模塊(400)的輸出端連接電流讀取單元(630)的輸入端，電流讀取單元(630)的輸出端連接CLARK變換單元(640)的輸入端，CLARK變換單元(640)的第一輸出端連接轉子速度和位置確定單元(610)的第二輸入端，CLARK變換單元(640)的第二輸出端連接PARK變換單元(650)的第一輸入端，PARK變換單元(650)的第二輸入端連接轉子速度和位置確定單元(610)的第二輸出端，PARK變換單元(650)的輸出端連接電流環PID調節單元(660)的反饋端，電流環PID調節單元(660)的輸出端連接反PARK變換單元(670)的第一輸入端，反PARK變換單元(670)的第二輸入端連接轉子速度和位置確定單元(610)的第三輸出端，反PARK變換單元(670)的第一輸出端連接轉子速度和位置確定單元(610)的第三輸入端，反PARK變換單元(670)的第二輸出端連接空間矢量脈寬調製單元(680)的輸入端，空間矢量脈寬調製單元的輸出端連接逆變模塊的控制端。
2.根據權利要求1所述的洗碗機的變頻器，其特徵在於，所述電流檢測模塊為單電阻 電流檢測模塊。
3.根據權利要求1所述的洗碗機的變頻器，其特徵在於，轉子速度和位置確定單元為 滑模觀測器。
4.根據權利要求1所述的洗碗機的變頻器，其特徵在於，還包括為控制模塊供電的開 關電源。
專利摘要本實用新型涉及一種洗碗機的變頻器，用於控制永磁同步電機的轉速，該洗碗機的變頻器包括整流模塊、逆變模塊，還包括電流檢測模塊、電壓檢測模塊、控制模塊和連接上位機的通訊接口，所述控制模塊包括轉子速度和位置確定單元、速度環PID調節單元、電流讀取單元、CLARK變換單元、PARK變換單元、電流環PID調節單元、反PARK變換單元、空間矢量脈寬調製單元。實施本實用新型的洗碗機的變頻器，有效率高、能耗小、運行平穩、噪音低的優點。
文檔編號H02P6/08GK201726353SQ201020123640
公開日2011年1月26日 申請日期2010年3月3日 優先權日2010年3月3日
發明者郭西龍 申請人:深圳拓邦股份有限公司