變頻空調(diào)壓縮機驅(qū)動控制技術探討

王嬌嬌

摘要：空調(diào)的應用可以使人們的生活變得更加舒適，而隨著科技發(fā)展，變頻空調(diào)出現(xiàn)在人們的生活中，與舊式空調(diào)相比，變頻空調(diào)不僅具有較強的科技感，而且也更加綠色環(huán)保，這也使變頻空調(diào)得到了廣泛應用。隨著人們環(huán)保理念的不斷提高，變頻空調(diào)因為其在環(huán)保上的性能更加優(yōu)異，因此，得到了廣泛應用，通過對其進行應用，能夠為人們營造一個舒適的生活、工作空間。變頻空調(diào)在應用期間，可以降低能耗，同時，通過對壓縮機驅(qū)動技術的應用，能夠依據(jù)外界環(huán)境參數(shù)變化，完成調(diào)整，進而達到變頻控制驅(qū)動的最終目的。下面，針對變頻空調(diào)壓縮機驅(qū)動控制技術進行探討，希望文中內(nèi)容對相關工作人員可以有所幫助。

關鍵詞：變頻空調(diào);穩(wěn)定運行;壓縮機;控制技術

一、變頻空調(diào)在應用過程中優(yōu)點

變頻空調(diào)在實際應用期間的優(yōu)點體現(xiàn)在多個方面，具體情況如圖1所示。

（一）節(jié)能

通過對變頻器的應用，可以通過動態(tài)方式對空調(diào)壓縮機的運轉速度進行調(diào)控，進而實現(xiàn)對各項能源的合理利用[1]。變頻空調(diào)中的壓縮機不會頻繁開啟，進而確保壓縮機運行的穩(wěn)定性，使空調(diào)在運行中的整體能量消耗量可以減少約30%。此外，變頻空調(diào)開機具有很強的穩(wěn)定性，開啟需要的電力和電壓都較為穩(wěn)定，而且消耗的能源與老式空調(diào)相比更少。

（二）噪音低

變頻空調(diào)在運行過程中能夠保持平衡，而且不會產(chǎn)生較大的噪音，不會對人們的生活造成不良影響。

（三）溫度控制精度高

變頻空調(diào)對于室內(nèi)溫度控制的精度能夠達到0.1℃，能夠?qū)⑹覂?nèi)溫度精準的控制在令人們感受舒適的溫度范圍內(nèi)[2]。變頻空調(diào)的負荷范圍十分廣泛，當環(huán)境負荷發(fā)生變化時，變頻空調(diào)壓縮機可以隨著溫度變化而變化，實現(xiàn)對溫度的智能調(diào)節(jié)。

（四）電壓要求低

變頻空調(diào)在實際運行過程，對于電壓具有很強的適宜性，一些變頻空調(diào)能夠在120V-240V啟動。

二、變頻空調(diào)壓縮機驅(qū)動技術

（一）驅(qū)動控制

壓縮機功能的合理發(fā)揮是建立在永磁同步電機基礎上，常見的控制技術有以下兩種方式：

1.直接轉矩控制技術

該項技術的出現(xiàn)在二十世紀八十年代，在原有永磁同步電機基礎上，引入了直接矩陣控制方案，進而使驅(qū)動控制有效性能夠得到進一步提高。在實踐期間，直接矩陣控制將釘子磁鏈估算作為磁場定向核心，科學控制磁鏈，進而達到最終的控制目標。在該基礎上，一方面能夠確保原性能，另一方面可以精準估算系統(tǒng)運行速度，從而實現(xiàn)無速傳感器控制[3]。需要注意的是，直接矩陣控制在具體應用期間具有一定缺陷，例如，采用的逆變器開關頻率不固定，這會對系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性造成一定不良影響。

2.矢量控制

該項矢量控制指的是在磁場定向坐標系中，從勵磁與矩陣兩個電流層面入手，進而使兩者可以形成磁通與轉矩，通過對坐標進行應用，完成轉換后，利用正交、解耦作業(yè)后，完成對磁場的連續(xù)、獨立控制。在對矢量進行控制時，將其應用到不同場合中，會形成不同形式，常見的形式有電流比與磁場控制等多項內(nèi)容。對于轉子來說，定電樞磁使勵磁磁場被大幅度削弱，特別是在電壓達到了一定極限后，為了確保機電設備能夠始終都處于正常運行狀態(tài)，可以減小氣隙磁通，能夠完成對系統(tǒng)運行的有效控制。

（二）位置估算

在應用變頻空調(diào)時，為了能夠獲取到最大輸出轉矩，要確保壓縮機中的定子電流與轉子磁長期都處于垂直狀態(tài)。通常來說，壓縮機中的永磁長期都被密封狀態(tài)，而且其在運行過程中可以達到120℃，長期都處于一個相對較高的溫度狀態(tài)，同時，由于大量的具有腐蝕性的高壓制冷劑都被加入到了的永磁電機內(nèi)部，因此，工作人員要對其位置進行精準估算。在現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展背景下，估算位置方法有磁鏈與反電動勢、高頻信號注入、拓展卡爾曼濾波法等。其中，拓展卡爾曼濾波法在具體應用期間，其具有很強動態(tài)性和實用性，而應用范圍也較為廣泛。需要注意的是，該方法在應用也存在一定缺點，例如，誤差大，因此，無法滿足系統(tǒng)在應用過程中的應用需求，會導致噪音變大，而且，對于各項參數(shù)分析難度較大。在變頻空調(diào)運行期間，要對采用的設備的不同結構加以調(diào)整，進而形成滑動模態(tài)，進而保證系統(tǒng)在實際運行過程中固定穩(wěn)定性與合理性。該方法對于相應的操作人員的專業(yè)能力的要求較低，而且，操作起來十分容易，但是，由于滑模結構不連續(xù)，這會引起振動問題，加大變頻空調(diào)在運行中的噪音。

（三）短距補償

考慮變頻空調(diào)在運行過程中的成本，壓縮機通常采用單轉子結構。設備在低頻運行時，由于轉子不平衡因素影響，因此，容易發(fā)生大幅度振動，這會造成管路發(fā)生斷裂，會使變頻空調(diào)難以正常運轉。通過對矢量控制措施，可以降低速度，進而保證起動壓縮機后，能夠保持在一個相對穩(wěn)定狀態(tài)下。除此之外，參考矩陣電流上增加相同的矩陣補償分量，最大程度減小振幅，降低噪音。

三、結論

變頻空調(diào)的應用使人們生活變得更加舒適，同時，變頻空調(diào)具有很好的環(huán)保性，可以最大程度減小對環(huán)境的破壞，隨著人們對變配空調(diào)研究的不斷深入，以及科技的快速發(fā)展，變頻空調(diào)將會變得更加先進，最終能夠達到人們期望的綠色環(huán)保性，減小應用變配空調(diào)時對生態(tài)環(huán)境造成的破壞。

參考文獻：

[1]徐青山，王棟，戴蔚鶯，張凱恒.變頻空調(diào)負荷虛擬同步機化改造及其參與微網(wǎng)互動調(diào)控[J].電力自動化設備，2020，40（03）：8-14.

[2]梅立雪，汪兆棟，孟凡琨.基于FIR濾波器及分數(shù)階重復控制的變頻空調(diào)壓縮機電流諧波抑制方法[J].電機與控制應用，2019，46（01）：55-63+118.

[3]孫常權.變頻空調(diào)壓縮機啟動失敗原因分析及解決方法研究[J].日用電器，2015（08）：104-107.