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电动汽车空调压缩机用永磁同步电机变频控制系统杨康;魏海峰;顾凯【摘要】分析了永磁同步电机应用于电动汽车空调压缩机的特点,建立了以STM32F103为控制核心的车载空调压缩机用永磁同步电机控制系统,介绍了系统主要的软硬件设计流程.对控制系统样机进行了试验研究,研究结果表明该系统性能良好,可以满足电动汽车的使用需求.【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2014(041)001【总页数】4页(P33-36)【关键词】永磁同步电机;车载空调;压缩机;电动汽车【作者】杨康;魏海峰;顾凯【作者单位】江苏科技大学电子信息学院,江苏镇江212003;江苏科技大学电子信息学院,江苏镇江212003;江苏科技大学电子信息学院,江苏镇江212003【正文语种】中文【中图分类】TM301.20 引言永磁同步电机(Permanent Magnet Synchro-nous Motor, PMSM)具有体积小、重量轻、结构简单、运行可靠、功率因数高、易于散热、易于维护等显著特点，在机床伺服系统、电梯驱动、电动汽车推进、空调压缩机等方面得到了广泛应用[1-2]。
其中，PMSM在电动汽车空调压缩机上的应用与普通的空调压缩机又有很大的不同：(1) 使用直流电源作为动力源；(2) 汽车空调安装在运动的车辆上，需要承受频繁的振动与冲击，对电机运行的安全性和可靠性要求更高；(3) 需要空调有快速制冷、制热和低速运行的能力[3]；(4) 直接消耗电池能源，为保证电动汽车的推进动力，需要提高电机的效率。
PMSM具有响应平滑、转矩脉动小、控制精度高、调速范围宽等特点[4]。
随着高速微处理器的发展、电力电子器件的进步和控制算法的不断完善，PMSM变频技术的应用愈加成熟、广泛[5]。
本文以STM32F103 MCU为核心，构建了电动汽车空调压缩机用PMSM的变频控制系统。
1 电动汽车用空调压缩机系统电动压缩机具有结构紧凑、安装简单、运行稳定、工作效率高、噪声小、可靠性高等特点。
空调压缩机用无刷直流电机无传感器调速系统设计作者：张鹏来源：《科技资讯》 2012年第12期张鹏(上海通用(沈阳)北盛汽车有限公司冲压车间沈阳 110044)摘要：压缩机作为空调的心脏,是人们研究空调的主要部门。
现在多数空调采用的是无刷直流电动机,因为其具有交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列有点。
无刷直流电机的机械位置传感器影响着整个系统的可靠性、成本和体积,甚至在一些场合根本无法安装,因此无刷直流电动机的无机械传感器转子位置检测方法成为近些年的研究热点。
因此本文将采用Micro Linear公司的ML4425芯片,并配合使用International Rectifier公司的IR2130对无刷直流电机进行控制。
同时也通过单片机编程实现对温度的设定与室温的检测。
通过单片机与数模转换器件对压缩机转数控制。
关键词:压缩机无刷直流电机 ML4425 IR2130 单片机中图分类号:TP319.3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0032-011 硬件结构本系统主要是有两个大块组成,一个是由ML4425和IR2130组成的对电机控制的调速系统,另一个是以8051单片机为核心的空调的自动控制与显示部分。
将他们合理的结合起来就构成一个我们想要实现的有实际功能的系统。
1.1 电机调速系统ML4425为三相无位置传感器无刷直流电机驱动而设计的专用控制芯片,适用于星形或角型连接的无刷直流电机。
采用28脚双列直插或表面封装。
可独立实现无刷直流电机的启动和换相,并能实现电流和速度的双重闭环。
同时,ML4425提供了完善的保护机制,在过流或欠压时能自动切断驱动信号实现对电动机的保护。
IR2130是美国国际整流器公司近年新推出的MOS功率器件专用栅极驱动集成电路。
它可以直接驱动中小容量的功率场效应控制晶闸管等,具有六路输入信号和六路输出信号,其中六路输出信号中的三路具有电平转换功能,因而它既能驱动桥式电路中低压侧的功率器件,又能驱动高压侧的功率元件。
基于单片机和IPM的变频空调控制器摘要：随着我国经济的不断发展，空调器得到了广泛的应用。
变频空调器以其节能、低噪、恒温控制、全天候运转、启动低频补偿、快速达到设定温度等性能，而使空调的舒适性大大提高，从而受到人们越来越多的喜爱。
单片机技术的广泛应用，直流变频技术及模糊控制技术在空调器嵌入式控制领域的成功使用，以及半导体功率器件的迅速发展都为直流变频控制的推广提供了技术保障。
本文首先对变频空调控制器关键技术以及IPM的特点进行了概述，详细探讨了变频技术在空调中的应用以及变频空调的优点，旨在促进经济的可持续发展。
关键词：单片机；IPM；变频空调；控制器随着国民经济的发展，人们生活水平的日益提高，空调已经成为日常生活的必须品，由于国家对一些家电能效标准的出台，变频空调器因其优越性在我国有很大的发展空间。
变频空调是利用变频技术控制压缩机电机的转速，从而有效地控制其输出功率以达到节能、降噪、提高制冷/热效果和舒适性的目的。
在日本，80%以上的空调器都采用变频工作方式，国外的部分厂家采用分立IGBT模块及驱动元件来开发变频器，其成本较低，但对设计者的要求较高，要自已设计驱动电路完成所有的保护功能和抗干扰措施，且所用的IGBT模块的一致性要相当的好。
由于所用元件分散排布，整个系统所占空间较大。
鉴于上述原因，现在国内外很多厂家采用专为变频空调开发的智能功率模块IPM。
IPM智能功率模块采用IC驱动和保护技术、低饱和压降IGBT芯片和快速恢复续流二极管芯片以及新的封装技术，其额定电压为600V，额定电流为20A。
基本能满足1.5k W左右电机的驱动要求。
采用此类IPM智能功率模块，系统设计者可以在电路的优化设计、提高可靠性、降低成本和缩小尺寸等方面节省大量的时间。
1 变频空调控制器关键技术1.1模糊控制技术：依据室内环温、管温，室外环温、管温、压缩机排气温度、压缩机过载保护温度、压缩机电流等参数建立的模糊逻辑关系，来控制压缩机的运转速度、室外风机以及其它负载的运行。
基于单片机实现SPWM制作空调变频器SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation，正弦脉宽调制）是一种通过改变脉冲宽度来调制正弦波形的技术。
在空调变频器中，SPWM被用来控制空调压缩机的转速，从而实现空调运行的频率调节。
1.信号采集：空调变频器需要采集环境温度和设定温度信号。
可以通过温度传感器采集环境温度，并通过按钮或旋钮等输入设备采集设定温度信号。
2.控制算法：控制算法主要包括温度控制算法和SPWM生成算法。
温度控制算法根据环境温度和设定温度计算出控制信号。
SPWM生成算法根据控制信号生成相应的SPWM波形。
3.SPWM输出：根据SPWM生成算法生成的波形，控制输出信号，控制空调压缩机的转速。
通过改变脉冲的占空比，改变压缩机的电流和电压，从而控制压缩机的运行频率。
4.过温保护：在空调变频器中，还应该添加过温保护功能，以避免设备超过安全温度。
可以使用温度传感器检测设备温度，并在温度超过安全限制时触发过温保护措施，例如关闭空调压缩机。
在实际实现过程中，可以使用一块适配单片机的PWM模块来生成SPWM波形。
通过调整PWM的占空比和频率，可以改变SPWM的周期和幅值，从而实现空调压缩机的转速调节。
此外，为了保证空调变频器的稳定运行，还可以加入软起动、过压保护、电流保护等功能。
软起动可以避免空调压缩机在启动时产生过大的冲击电流；过压保护可以保证电压在合适范围内，避免对设备损坏；电流保护可以监测压缩机输出电流，避免过大的电流对设备造成损害。
总结起来，基于单片机实现SPWM的空调变频器需要进行信号采集、控制算法设计、SPWM输出和各种保护措施设计。
通过合理的控制算法和SPWM生成，可以实现空调压缩机的转速调节，从而实现空调的变频控制，提高能效和舒适度。
直流变频压缩机的工作原理？
直流变频空调器的工作原理是把50Hz工频交流电源转换为直流电源，并送至功率模块主电路，功率模块也同样受微电脑控制，所不同的是模块所输出的是电压可变的直流电源，压缩机使用的是直流电机，所以直流变频空调器也可以称为全直流变速空调器。
直流变频空调器没有逆变环节，在这方面比交流变频更加省电。
直流变频空调是相对于交流变频空调而来的，其实，它的名称是不正确的，因为直流不存在变频，它是通过改变直流电压来调节压缩机转速，从而改变空调的制冷量，采用的直流调速技术要远远优于调频技术，因此直流变转速是正确的叫法。
它只能说是一种直流变转速空调，不是严格意义上的变频空调。
它的能源损耗比调频调速要小。
另外，由于这种直流电机的转子是永磁的，又省却了三相交流异步电机的转子电流消耗。
所以，它从电网电源到电动机这一段的功率因数要比调频调速方式高，节省了一定的能量。
基于变频控制和节能的空压机变频及微机自动控制系统设计缪丽玲无锡机电高等职业技术学校，江苏无锡２１４０００摘 要 因空压机使用的控制方式存在能源消耗严重、设备运行不稳定等一系列问题，遵循变频控制和节能的理念，设计用来实现变频控制的变频及微机自动控制系统。
该系统结构上选取工业计算机为主控机、ＰＬＣ为空压机的控制结构，通过变频器对电动机进行更好的保护。
在此基础上，介绍系统硬件、软件设计情况，以此获取最佳的控制参数，合理控制变频调速器信号输出，满足变频调速节能运行要求。
关键词 变频控制；空压机；系统设计；变频及微机自动控制系统中图分类号 ＴＰ２７５ ＤＯＩ １０．１９７６９／ｊ．ｚｄｈｙ．２０１９．０９．０２５０引言恒压供气系统作为铁路编组站、煤矿等必不可少的动力设施，编组站采用的空压机实施控制依托控制柜完成，从控制、保护等视角分析技术水平偏低。
此外，该系统实际运行效率不佳，浪费大量能源，具体表现在供气质量不稳定、效率低、电能消耗大等方面。
基于此，实际开展设计时，必须根据最大需求判断电动机容量，所设计容量一般较大。
实际运行环节，轻载运行时间占据较高比重，极易发生“大马拉小车”的问题，使得电动机运行效率下降，从而浪费大量的电能［１］。
加之，由于空压机开启阶段出现较大的转矩，此时，设备启动需要耗费大量的电流及时间，这种情况会在一定程度上冲击电网，容易出现其过负荷跳闸的状况。
此外，空压机设置自动卸载、装载设备，如果自动卸载或装载背景下负载突然出现改变，对电网会产生较大的冲击，在一定程度上破坏设备。
本次研究以驼峰空压机作为参考对象，分析空压机系统运行方面的问题，设计相应的变频及微机自动控制系统，变频器根据负荷大小及时对电压以及频率实施调整，从而提高电动机运行效率，发挥节能降耗的功能。
１系统总方案设计在设计的空压机控制系统中，共设计４台空压机，严格按照一主一辅、一个备用、一个检修的方法设计，干燥器、给水泵及扬水泵均为２台。
