CN201726353U - 一种洗碗机的变频器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种洗碗机的变频器，用于控制永磁同步电机的转速，该洗碗机的变频器包括整流模块、逆变模块，还包括电流检测模块、电压检测模块、控制模块和连接上位机的通讯接口，所述控制模块包括转子速度和位置确定单元、速度环PID调节单元、电流读取单元、CLARK变换单元、PARK变换单元、电流环PID调节单元、反PARK变换单元、空间矢量脉宽调制单元。实施本实用新型的洗碗机的变频器，有效率高、能耗小、运行平稳、噪音低的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子智能控制技术领域，更具体地说，涉及一种洗碗机的变频器。
背景技术
传统的洗碗机的电机大多使用交流电机，该洗碗机的电机的转速固定，不可变，且能耗大，噪音和温度波动大。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种洗碗机的变频器，可使洗碗机能耗小、噪音及温度波动小。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种洗碗机的变频器，用于控制永磁同步电机的转速，包括整流模块、逆变模块，还包括电流检测模块、电压检测模块、控制模块和连接上位机的通讯接口，所述控制模块包括转子速度和位置确定单元、速度环PID调节单元、电流读取单元、CLARK变换单元、PARK变换单元、电流环PID调节单元、反PARK变换单元、空间矢量脉宽调制单元；
其中，整流模块的输入端连接交流电源，整流模块的输出端连接逆变模块的输入端，逆变模块的控制端连接控制模块，电压检测模块的输入端连接整流模块的输出端，电压检测模块的输出端连接转子速度和位置确定单元的第一输入端，转子速度和位置确定单元的第一输出端连接速度环PID调节单元的反馈端，速度环PID调节单元的给定端连接通讯接口，速度环PID调节单元的输出端连接电流环PID调节单元的给定端，电流检测模块的输入端连接逆变模块的输出端，电流检测模块的输出端连接电流读取单元的输入端，电流读取单元的输出端连接的CLARK变换单元的输入端，CLARK变换单元的第一输出端连接转子速度和位置确定单元的第二输入端，CLARK变换单元的第二输出端连接PARK变换单元的第一输入端，PARK变换单元的第二输入端连接转子速度和位置确定单元的第二输出端，PARK变换单元的输出端连接电流环PID调节单元的反馈端，电流环PID调节单元的输出端连接反PARK变换单元的第一输入端，反PARK变换单元的第二输入端连接转子速度和位置确定单元的第三输出端，反PARK变换单元的第一输出端连接转子速度和位置确定单元的第三输入端，反PARK变换单元的第二输出端连接空间矢量脉宽调制单元的输入端，空间矢量脉宽调制单元的输出端连接逆变模块的控制端。
在本实用新型所述的洗碗机的变频器中，所述电流检测模块为单电阻电流检测模块。
在本实用新型所述的洗碗机的变频器中，转子速度和位置确定单元为滑模观测器。
在本实用新型所述的洗碗机的变频器中，还包括为控制模块供电的开关电源。
实施本实用新型的洗碗机的变频器，有效率高、能耗小、运行平稳、噪音低的优点。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型洗衣机的变频器实施例一的逻辑结构图；
具体实施方式
如图1所示，在本实用新型的洗衣机的变频器实施例一的逻辑结构图中，该洗衣机的变频器用于控制永磁同步电机(PMSM)的转速，在该实施例中，变频器包括整流模块100、逆变模块200、连接上位机的通讯接口300、电流检测模块400、电压检测模块500和控制模块600，其中，控制模块600包括转子速度和位置确定单元610、速度环PID调节单元620、电流读取单元630、CLARK变换单元640、PARK变换单元650、电流环PID调节单元660、反PARK变换单元670和空间矢量脉宽调制(SVPWM)单元680。整流模块100的输入端连接交流电源，整流模块100的输出端连接逆变模块200的输入端，逆变模块200的控制端连接控制模块600，电压检测模块500的输入端连接整流模块100的输出端，电压检测模块500的输出端连接转子速度和位置确定单元610的第一输入端，转子速度和位置确定单元610的第一输出端连接速度环PID调节单元620的反馈端，速度环PID调节单元620的给定端连接通讯接口300，速度环PID调节单元620的输出端连接电流环PID调节单元660的给定端，电流检测模块400的输入端连接逆变模块200的输出端，电流检测模块400的输出端连接电流读取单元630的输入端，电流读取单元630的输出端连接CLARK变换单元640的输入端，CLARK变换单元640的第一输出端连接转子速度和位置确定单元610的第二输入端，CLARK变换单元640的第二输出端连接PARK变换单元650的第一输入端，PARK变换单元650的第二输入端连接转子速度和位置确定单元610的第二输出端，PARK变换单元650的输出端连接电流环PID调节单元660的反馈端，电流环PID调节单元660的输出端连接反PARK变换单元670的第一输入端，反PARK变换单元670的第二输入端连接转子速度和位置确定单元610的第三输出端，反PARK变换单元670的第一输出端连接转子速度和位置确定单元610的第三输入端，反PARK变换单元670的第二输出端连接空间矢量脉宽调制单元680的输入端，空间矢量脉宽调制单元680的输出端连接逆变模块200的控制端。
下面说明该洗碗机变频器的工作原理，首先交流电源输出的交流电(220VAC-240VAC)经整流模块100后变为直流电，逆变模块200一般由六个分为上臂和下臂的功率晶体管(IGBT)构成，作为控制电机线圈的开关。该逆变模块200根据控制模块600输出的控制信号将直流电逆变成要求频率的三相正弦电压，并输出至永磁同步电机，从而让电机按要求的转速转动。电流检测模块400检测永磁同步电机的三相电流，电压检测模块500检测母线电压，控制模块600根据所检测的三相电流和母线电压，向逆变模块200输出频率控制信号。下面具体说明控制模块600是如何实现以上功能的，首先，电流读取单元630读取不同时刻所检测的电流，并根据ia+ib+ic＝0得到三相电流ia、ib、ic，CLARK变换单元640将所得到三相电流ia、ib、ic变换为两相静止正交坐标系中的iα、iβ，转子速度和位置确定单元610根据所检测的母线电压、CLARK变换所得到的两相静止正交坐标系中的iα、iβ和反PARK变换单元670所计算的两相静止正交坐标系中预设电压vα*、vβ*，估算电机转子的实际位置，即确定转子的速度ωr和角度θrel，PARK变换单元650根据所确定的角度θrel，将两相静止正交坐标系中的iα、iβ转换为两相旋转坐标系中的iqs、ids。速度环PID调节单元620接收上位机通过通讯接口300所发出的设定速度ωr*和转子速度和位置确定单元610所输出的反馈速度ωr，从而计算出两相旋转坐标系中的预设电流iqs*、ids*，电流环PID调节单元660根据两相旋转坐标系中的预设电流iqs*、ids*和PARK变换输出的两相旋转坐标系中的iqs、ids，计算出两相旋转坐标系中的的预设电压vqs*、vds*，反PARK变换单元670根据所确定的角度θrel，将所计算的两相旋转坐标系中的预设电压vqs*、vds*反PARK变换为两相静止正交坐标系中预设电压vα*、vβ*，并输出至空间矢量脉宽调制单元680，空间矢量脉宽调制单元680将两相静止正交坐标系中预设电压vα*、vβ*变换为三相预设电压va、vb、vc并输出到逆变模块200。
优选地，转子速度和位置确定单元610为滑模观测器，滑模观测器通过不断获取估计值和测量值之间的偏差而不断修正，使两者的偏差逐渐消失，以实现对转子转角和速度的估计。采用滑模观测器，可省去位置传感器，且精度较高，鲁棒性较强。
优选地，电流检测模块400为单电阻电流检测模块，该单电阻连接在母线负端，对母线电流进行采样，通过对特殊时刻的母线电流进行采样，然后解析出电机的三相定子电流，这种单电阻母线电流采样相比用三电阻或霍尔电流传感器显然要便宜，可以有效的节省电路硬件成本。
优选地，本实用新型中的逆变器还包括开关电源，用于为控制模块600供电。
本实用新型采用FOC(磁场定向)控制，可方便实现磁场交直轴的解藕，从而通过控制磁场的交轴分量实现力矩控制，通过控制直轴分量实现弱磁或强磁控制，弱磁控制可提高转速，强磁控制可提高力矩。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
Claims (4)
1.一种洗碗机的变频器，用于控制永磁同步电机的转速，包括整流模块(100)、逆变模块(200)，其特征在于，还包括电流检测模块(400)、电压检测模块(500)、控制模块(600)和连接上位机的通讯接口(300)，所述控制模块(600)包括转子速度和位置确定单元(610)、速度环PID调节单元(620)、电流读取单元(630)、CLARK变换单元(640)、PARK变换单元(650)、电流环PID调节单元(660)、反PARK变换单元(670)、空间矢量脉宽调制单元(680)；
其中，整流模块(100)的输入端连接交流电源，整流模块(100)的输出端连接逆变模块(200)的输入端，逆变模块(200)的控制端连接控制模块(600)，电压检测模块(500)的输入端连接整流模块(100)的输出端，电压检测模块(500)的输出端连接转子速度和位置确定单元(610)的第一输入端，转子速度和位置确定单元(610)的第一输出端连接速度环PID调节单元(620)的反馈端，速度环PID调节单元(620)的给定端连接通讯接口(300)，速度环PID调节单元(620)的输出端连接电流环PID调节单元(660)的给定端，电流检测模块(400)的输入端连接逆变模块(200)的输出端，电流检测模块(400)的输出端连接电流读取单元(630)的输入端，电流读取单元(630)的输出端连接CLARK变换单元(640)的输入端，CLARK变换单元(640)的第一输出端连接转子速度和位置确定单元(610)的第二输入端，CLARK变换单元(640)的第二输出端连接PARK变换单元(650)的第一输入端，PARK变换单元(650)的第二输入端连接转子速度和位置确定单元(610)的第二输出端，PARK变换单元(650)的输出端连接电流环PID调节单元(660)的反馈端，电流环PID调节单元(660)的输出端连接反PARK变换单元(670)的第一输入端，反PARK变换单元(670)的第二输入端连接转子速度和位置确定单元(610)的第三输出端，反PARK变换单元(670)的第一输出端连接转子速度和位置确定单元(610)的第三输入端，反PARK变换单元(670)的第二输出端连接空间矢量脉宽调制单元(680)的输入端，空间矢量脉宽调制单元的输出端连接逆变模块的控制端。
2.根据权利要求1所述的洗碗机的变频器，其特征在于，所述电流检测模块为单电阻电流检测模块。
3.根据权利要求1所述的洗碗机的变频器，其特征在于，转子速度和位置确定单元为滑模观测器。
4.根据权利要求1所述的洗碗机的变频器，其特征在于，还包括为控制模块供电的开关电源。
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| CN102957372A (zh) * | 2011-08-23 | 2013-03-06 | 上海工程技术大学 | 一种永磁同步电机双闭环控制*** |
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