电容运行式单相感应电机的调速方法和调速装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电器技术领域，尤其涉及一种电容运行式单相感应电机的调速方法和 调速装置。
【背景技术】
[0002] 单相感应电机的定子包括主绕组和副绕组即启动绕组，转子为笼型。单相感应电 机运行主要包括电容启动式和电容运行式，电容运行式单相感应电机的连接电路如图1所 示，电容运行式单相感应电机M的结构简单，由绕组W1'和绕组W2'组成，移相电容C'将 绕组W2'的电流12超前绕组W1'的电流II有90度（电角度），使得绕组W1'和绕组W2' 在空间中形成旋转磁场F，如图2所示，电容运行式单相感应电机M变频调速主要是改变旋 转磁场F的旋转速度《'，调速方法主要有：1、单相H桥模式：连接电路图如图3所示，在 此模式下，单相感应电机M的电压峰值最高为UdV2,电压利用率低。2、单相空间矢量调试 SVPWM(SpaceVectorPulseWidthModulation，空间矢量脉宽调制）模式：其空间电压矢 量分布如图4所示，在此模式下，如图4中内切圆为最大调制度，其半径为0. 707,最大调制 度只能达到0. 707,不可以进行全范围调制。
【发明内容】
[0003] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的 一个目的在于提出一种电容运行式单相感应电机的调速方法，该调速方法可以实现电容运 行式单相感应电机的变频调速，可以达到全范围调制度输出，转速更加接近给定转速。
[0004] 本发明的另一方面实施例提出一种电容运行式单相感应电机的调速装置。
[0005] 为达到上述目的，本发明的一方面实施例提出一种电容运行式单相感应电机的调 速方法，所述单相感应电机的第一绕组和第二绕组分别与三相逆变器连接，所述三相逆变 器包括三个输出端，其中，所述第一绕组连接在所述三个输出端中的任意两个输出端之间， 所述第二绕组连接在所述三个输出端中除去连接所述第一绕组的两个输出端后剩余的输 出端与连接所述第一绕组的两个输出端中的任一输出端之间，所述调速方法包括以下步 骤：根据空间电压矢量计算过调制的调制度分界点，并以所述调制度分界点确定过调制区 间；根据调制度所处的过调制区间计算空间电压矢量的幅值以及所述调制度对应的切换角 度；根据所述切换角度将所述空间电压矢量的幅值分解至两相静止参考坐标系以获得两相 电压；以及根据所述两相电压输出调制信号对所述三相逆变器进行控制以调节所述单相感 应电机的转速。
[0006] 根据本发明实施例的电容运行式单相感应电机的调速方法，通过过调制处理，实 现电容运行式单相感应电机的变频调速，可以全范围调制度输出，可以使得单相感应电机 的转速更加接近给定转速。
[0007] 其中，在本发明的一些实施例中，所述过调制区间包括第一过调制区间和第二过 调制区间，所述第一过调制区间的调制度为0. 707〈M< 0. 7989,所述第二过调制区间的调 制度为〇. 7989〈M彡1. 128,其中，M为调制度。
[0008] 具体地，在所述调制度处于所述第一过调制区间时，在第一扇区按照以下公式计 算所述空间电压矢量的幅值以及所述调制度对应的切换角度：
【主权项】
1. 一种电容运行式单相感应电机的调速方法，其特征在于，所述单相感应电机的第一 绕组和第二绕组分别与三相逆变器连接，所述三相逆变器包括三个输出端，其中，所述第一 绕组连接在所述三个输出端中的任意两个输出端之间，所述第二绕组连接在所述三个输出 端中除去连接所述第一绕组的两个输出端后剩余的输出端与连接所述第一绕组的两个输 出端中的任一输出端之间，所述调速方法包括以下步骤： 根据空间电压矢量计算过调制的调制度分界点，并以所述调制度分界点确定过调制区 间； 根据调制度所处的过调制区间计算空间电压矢量的幅值以及所述调制度对应的切换 角度； 根据所述切换角度将所述空间电压矢量的幅值分解至两相静止参考坐标系以获得两 相电压；以及 根据所述两相电压输出调制信号对所述三相逆变器进行控制以调节所述单相感应电 机的转速。
2. 如权利要求1所述的电容运行式单相感应电机的调速方法，其特征在于，所述 过调制区间包括第一过调制区间和第二过调制区间，所述第一过调制区间的调制度为 0. 707〈M彡0. 7989,所述第二过调制区间的调制度为0. 7989〈M彡1. 128,其中，M为调制度。
3. 如权利要求2所述的电容运行式单相感应电机的调速方法，其特征在于，在所述调 制度处于所述第一过调制区间时，在第一扇区按照以下公式计算所述空间电压矢量的幅值 以及所述调制度对应的切换角度：
其中，f(M，α)为所述空间电压矢量的幅值，M为调制度，α为所述切换角度，Θ为所 述空间电压矢量的空间角度。
4. 如权利要求2所述的电容运行式单相感应电机的调速方法，其特征在于，在第一扇 区内，在所述调制度处于所述第二过调制区间时，按照以下公式计算所述空间电压矢量的 幅值以及所述调制度对应的切换角度：
其中，f(M，α)为所述空间电压矢量的幅值，M为调制度，α为所述切换角度，Θ为所 述空间电压矢量的空间角度。
5. 如权利要求2所述的电容运行式单相感应电机的调速方法，其特征在于，所述空间 电压矢量处于第一扇区时，根据所述切换角度将所述空间电压矢量的幅值分解至两相静止 参考坐标系以获得两相电压，具体包括： 在所述调制度处于所述第一过调制区时，按照以下公式将所述空间电压矢量的幅值分 解至两相静止参考坐标系以获得两相电压：
其中，Ua为两相静止参考坐标系（a, b)中的a轴的电压，Ub为b轴的电压，α为所述 调制度对应的切换角度，0为所述空间电压矢量的空间角度。
6. 如权利要求5所述的电容运行式单相感应电机的调速方法，其特征在于，还包括：在 所述调制度处于所述第二过调制区时，按照以下公式将所述空间电压矢量的幅值分解至两 相静止参考坐标系以获得两相电压：
其中，Ua为两相静止参考坐标系（a, b)中的a轴的电压，Ub为b轴的电压，α为所述 调制度对应的切换角度，0为所述空间电压矢量的空间角度。
7. 如权利要求1所述的电容运行式单相感应电机的调速方法，其特征在于，所述根据 所述两相静止电压输出调制信号对所述三相逆变器进行控制以调节所述单相感应电机的 转速，具体包括： 根据所述两相电压输出两相正余弦PWM信号对所述三相逆变器进行控制以调节所述 单相感应电机的转速。
8. -种电容运行式单相感应电机的调速装置，其特征在于，包括： 三相逆变器，所述三相逆变器包括三个输出端，其中，单相感应电机的第一绕组连接在 所述三个输出端中的任意两个输出端之间，所述单相感应电机的第二绕组连接在所述三个 输出端中除去连接所述第一绕组的两个输出端后剩余的输出端与连接所述第一绕组的两 个输出端中的任一输出端之间； 控制器，所述控制器根据目标空间电压矢量计算过调制的调制度分界点，并以所述调 制度分界点确定过调制区间，根据调制度所处的过调制区间计算空间电压矢量的幅值以及 所述调制度对应的切换角度，以及根据所述切换角度将所述空间电压矢量的幅值分解至两 相静止参考坐标系以获得两相电压，并根据所述两相静止电压输出调制信号对所述三相逆 变器进行控制以调节所述单相感应电机的转速。
9. 如权利要求8所述的电容运行式单相感应电机的调速装置，其特征在于，所述三相 逆变器包括： U相桥臂，所述U相桥臂包括第一 IGBT和第二IGBT，其中，所述第一 IGBT的第一端与所 述控制器连接，所述第一 IGBT的第二端与预设电源的第一端连接，所述第二IGBT的第一端 与所述控制器连接，所述第二IGBT的第二端与所述预设电源的第二端连接，所述第二IGBT 的第三端与所述第一 IGBT的第三端连接，所述第二IGBT的第三端与所述第一 IGBT的第三 端之间具有第一输出端； V相桥臂，所述V相桥臂包括第三IGBT和第四IGBT，其中，所述第三IGBT的第一端与 所述控制器连接，所述第三IGBT的第二端与所述预设电源的第一端连接，所述第四IGBT的 第一端与所述控制器连接，所述第四IGBT的第二端与所述预设电源的第二端连接，所述第 四IGBT的第三端与所述第三IGBT的第三端连接，所述第四IGBT的第三端与所述第三IGBT 的第三端之间具有第二输出端，所述第二绕组的一端与所述第一输出端连接，所述第二绕 组的另一端与所述第二输出端连接； W相桥臂，所述W相桥臂包括第五IGBT和第六IGBT，其中，所述第五IGBT的第一端与 所述控制器连接，所述第五IGBT的第二端与所述预设电源的第一端连接，所述第六IGBT的 第一端与所述控制器连接，所述第六IGBT的第二端与所述预设电源的第二端连接，所述第 六IGBT的第三端与所述第五IGBT的第三端连接，所述第六IGBT的第三端与所述第五IGBT 的第三端之间具有第三输出端，所述单相感应电机的第一绕组的一端与所述第二输出端连 接，所述第一绕组的另一端与所述第三输出端连接。
10. 如权利要求8所述的电容运行式单相感应电机的调速装置，其特征在于，所述 过调制区间包括第一过调制区间和第二过调制区间，所述第一过调制区间的调制度为 0. 707〈M彡0. 7989,所述第二过调制区间的调制度为0. 7989〈M彡1. 128,其中，M为调制度。
11. 如权利要求8所述的电容运行式单相感应电机的调速装置，其特征在于，所述控制 器还用于根据所述两相电压输出两相正余弦PWM信号对所述三相逆变器进行控制以调节 所述单相感应电机的转速。
【专利摘要】本发明公开了一种电容运行式单相感应电机的调速方法，该调速方法包括以下步骤：根据空间电压矢量计算过调制的调制度分界点，并以调制度分界点确定过调制区间；根据调制度所处的过调制区间计算空间电压矢量的幅值以及调制度对应的切换角度；根据切换角度将空间电压矢量的幅值分解至两相静止参考坐标系以获得两相电压；以及根据两相电压输出调制信号对三相逆变器进行控制以调节单相感应电机的转速。本发明的电容运行式单相感应电机的调速方法，可以实现电容运行式单相感应电机的变频调速，可以达到全范围调制度输出，转速更加接近给定转速。本发明还公开了一种电容运行式单相感应电机的调速装置。
【IPC分类】H02P25-04, H02P27-12
【公开号】CN104868820
【申请号】CN201410424699
【发明人】刘鑫, 万翔, 严励, 陈朝晖, 车玉明
【申请人】广东美的环境电器制造有限公司, 美的集团股份有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2014年8月26日