永磁同步单转子压缩机低频转矩补偿控制研究

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1、永磁同步单转子压缩机低频转矩补偿控制研究霍军亚（广东美的制冷设备有限公司顺德528313）摘要针对变频空调永磁同步单转子压缩机低频运行时负载转矩不稳定，导致振动大的特点。本文首先分析永磁同步单转子压缩机的工作原理和负载转矩变化特点，根据负载变化规律提出采用前馈控制和反馈控制相结合的方法有效降低低频运行时的振动。根据负载周期变化特点设计前馈函数，根据压缩机工作的压缩半周期和吸气半周期的运行时间差作为反馈，利用最优控制方法调节前馈补偿参数。通过实验测试验证：本方法可以有效降低永磁同步单转子压缩机低频运行时的振动，

2、降低空调噪音，提高用户舒适性。关键词永磁同步单转子压缩机转矩补偿前馈控制最优控制Thestudyonpermanentmagnetsynchronoussingle-rotorcompressorlow-frequencytorquecompensationcontrolJunyaHuo(GuangdongMideaRefrigerationEquipmentCo.,Ltd.ShunDe528313)AbstractFortheinverterairconditionerpermanentmagnetsync

3、hronoussingle-rotorcompressorlow-frequencyoperation,theloadtorqueinstability,resultinginabigvibration.Thispaperfirstanalyzestheworksofpermanentmagnetsynchronoussingle-rotorcompressorandloadtorquechangesinthecharacteristics,accordingtotheloadvariationpropose

4、sthecombinationoffeedforwardcontrolandfeedbackcontrolmethodstoreducethevibrationoflow-frequencyoperation.Accordingtotheload-cyclechangesinthecharacteristicsdesignsthefeedforwardfunction,accordingtothecompressionhalfcycleofthecompressorworkandinhalehalfcycle

5、runtimedifferenceasthefeedback,theuseofoptimalcontrolmethodstoadjustthefeedforwardcompensationparameters.Verifiedbyexperiments:Thiscontrolmethodcaneffectivelyreducethevibrationwhenthepermanentmagnetsynchronoussinglerotorcompressorlow-frequencyoperation,redu

6、ceairconditioningnoise,improveusercomfort.Keywordspermanentmagnetsynchronous;single-rotorcompressor;Torquecompensation;feedforwardcontrol;Optimalcontrol.1引言随着国家“节能减排，低碳经济”政策的推行，空调的能效等级也进一步提升，传统定频空调为了提高能效而增加蒸发器和冷凝器的换热面积，这使得定频空调和变频空调的成本进一步拉近。而变频空调相比普通定频空调具有更多

7、的优势：变频空调通过改变压缩机供电频率和幅值，调节压缩机转速。依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，使居室在短时间内迅速达到所需要的温度，并在低转速、低能耗状态下以较小的温差波动，实现了快速、节能和舒适控温效果。目前空调常用的变频压缩机多数为永磁同步电机。因为永磁同步电机本身具备维护方便、可控性强、[1]受环境影响小、具有高功率因数等诸多优点。目前常用的变频压缩机多为铁氧体永磁体和稀土永磁体。由—01—于单转子压缩机成本最低，工艺简单，因此家庭卧室内用的小型壁挂式分体变频空调器所使用的压缩机多数为单转子压缩

8、机。但单转子压缩机由于结构上的特点，运行时负荷转矩不稳定，导致振动较大，特别是运行在40HZ以下的低频，需要对转矩进行补偿，降低噪音。图1-1不同工况下负载转矩波形[2]为了降低单转子永磁同步压缩机振动，Kwan-YuhlCho针对单转子压缩机提出了基于前馈补偿的控制策略，但是该控制策略是基于固定的负载进行固定幅度的补偿，若压缩机负载变化如图1-1所示仍然会产[3]生很大的振动。卓森庆等针对单转子压