變頻控制在空調(diào)暖通產(chǎn)品的挑戰(zhàn)與解決方案PPT課件

1、變頻控制在空調(diào)暖通產(chǎn)品的挑戰(zhàn)與解決方案Version 201912019年3月佛山市順德區(qū)和而泰電子科技有限公司目錄 2、變頻空調(diào)產(chǎn)品面臨的挑戰(zhàn)23、技術(shù)平臺(tái)體系PMSM電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案有源PFC驅(qū)動(dòng)方案驅(qū)動(dòng)方案開發(fā)工具 1、順德和而泰公司簡介順德和而泰是深圳和而泰智能控制股份有限公司（股票代碼002402）的控股子公司，專注于變頻家電、電動(dòng)工具類控制器產(chǎn)品的開發(fā)。是多家國內(nèi)國際知名電器企業(yè)的供應(yīng)商，出口向的變頻空調(diào)控制器產(chǎn)品累計(jì)200多萬套。公司背景公司背景研發(fā)實(shí)力研發(fā)實(shí)力順德研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年努力，已經(jīng)形成從硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)等三個(gè)維度的產(chǎn)品開發(fā)體系。至2018年公司已成功獲得11項(xiàng)發(fā)明

2、專利、10項(xiàng)實(shí)用新型專利授權(quán)；另有10項(xiàng)軟件著作權(quán)。160265VAC 50/60HZ input1500W Power max9K/12K BTU 1HP/1.5HPIntegrated PCBAAC Fan/DC Fan & EEV1200rpm7200rpmHome Inverter Air-Conditioner ODU ControllerPFC: Active PFC & PF0.99 & Average current controlMotor Control: Sine wave FOC control for PMSMMonitor: Can moni

3、tor the status with PC toolsZone: Europe/Europe/Middle East/ Russia/China etcStandard: IEC/GB Protection: Over Voltage/Current/ temperature Protection160265VAC 50/60HZ input2000W Power max18K BTU 2HPSeparated EMI filterAC Fan/DC Fan & EEV 1200rpm7200rpm160265VAC 50/60HZ input3000W Power max24K B

4、TU 3HPSeparated EMI filterAC Fan/DC Fan & EEV 1200rpm7200rpm160265VAC 50/60HZ input6000W Power max48K BTU 4-6HPSeparated EMI filter &E-Caps1200rpm7200rpm35A input Current max700rpm5000rpm24Vcontroller:1832VDC input800W Power max48Vcontroller:4072VDC input1400W Power maxAutomotive Inverter Ai

5、r-Condition ControllerHome Inverter Air-Conditioner IDU+ODU ControllerODU + IDU160265VAC input9K/12K/18K/24K BTUIntegrated PCBAWith PFC ReactorAC Fan/DC Fan & EEV1200rpm7200rpmMotor Control: Sine wave / Trapezoid ControlProtection: Over Voltage/Current/ temperature Protection60A input Current ma

6、x24V/48V power:18V32V input / 48VDC output1200W Power max24V/72V power:18V32V input / 48VDC output1600W Power maxAutomotive DC/DC Boost Power ControllerInverter Air-Condition C深圳廠區(qū)展示壓縮機(jī)調(diào)參數(shù) (各種保護(hù)點(diǎn)、轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償)成本與性能優(yōu)化(選型、參數(shù)、熱設(shè)計(jì))功能與新算法的開發(fā)代碼的可重用性和可維護(hù)性產(chǎn)品研發(fā)過程的便利性輔助工具變頻空調(diào)產(chǎn)品開發(fā)面臨的挑戰(zhàn)機(jī)型多、耗時(shí)長、難管理成本敏感、可靠性要求卻很高如何方便地實(shí)現(xiàn)“設(shè)

7、計(jì)-驗(yàn)證”的閉環(huán)提高軟件工程效率提高系統(tǒng)開發(fā)效率，便于客戶使用硬件設(shè)計(jì)原理和參數(shù)設(shè)計(jì)和仿真參數(shù)余量設(shè)計(jì)參數(shù)余量測試產(chǎn)品測試熱設(shè)計(jì)根據(jù)損耗選擇器件功耗計(jì)算散熱器設(shè)計(jì)熱仿真和實(shí)測軟件設(shè)計(jì)軟件算法設(shè)計(jì)和仿真代碼實(shí)現(xiàn)（C或匯編）C代碼仿真MCU實(shí)現(xiàn)和PC監(jiān)控HeT 技術(shù)平臺(tái)體系硬件技術(shù)軟件設(shè)計(jì)開關(guān)電源及其變壓器設(shè)計(jì)PFC硬件設(shè)計(jì)及其參數(shù)計(jì)算Bode圖工程分析及其PI參數(shù)計(jì)算PFC電抗器設(shè)計(jì)及其參數(shù)計(jì)算電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)及其電參數(shù)計(jì)算PFC 閉環(huán)分析及其參數(shù)計(jì)算軟件設(shè)計(jì)散熱器設(shè)計(jì)和優(yōu)化功率器件及其熱仿真器件內(nèi)部熱仿真給E客戶做的散熱器設(shè)計(jì)和仿真例子：熱設(shè)計(jì)平均電流法PFC算法設(shè)計(jì)單周期PFC算法設(shè)計(jì)自適應(yīng)PF

8、C算法設(shè)計(jì)基礎(chǔ)FOC算法設(shè)計(jì)位置估算算法設(shè)計(jì)自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償設(shè)計(jì)FOC Arithmetic simulation of PMSMMRAS Estimate for Rotor position anglePMSM phase current and position angle wave軟件設(shè)計(jì)SVPWM 算法空間矢量分析第一步算法原理分析第二步算法仿真第三步代碼實(shí)現(xiàn)和代碼仿真SVPWM 算法設(shè)計(jì)和仿真SVPWM 算法C實(shí)現(xiàn)和C代碼仿真第三步MCU實(shí)現(xiàn)和PC監(jiān)控SVPWM 算法PC監(jiān)控軟件監(jiān)控算法設(shè)計(jì) PMSM驅(qū)動(dòng)方案 特點(diǎn) 最大轉(zhuǎn)矩電流比控制（MTPA）：線性化的MTPA控制技術(shù) 自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)

9、償控制：自動(dòng)尋找補(bǔ)償角度和幅值 雙重矢量限制保護(hù)技術(shù)：控制器電流極限圓和電壓極限圓限制 超低頻啟動(dòng)技術(shù)：0HZ啟動(dòng)技術(shù)（兼容傳統(tǒng)三步啟動(dòng)） 電機(jī)寬范圍運(yùn)行 ：5HZ120HZ（極限范圍1HZ150HZ） 自動(dòng)弱磁控制：根據(jù)需求直接補(bǔ)償弱磁電流 變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案MTPA控制技術(shù) 實(shí)測MTPA控制矢量圖壓機(jī)：三菱MNB36FAAMCLD電感：1.9mHLQ電感：2.8mH發(fā)電系數(shù)：66.5V/KRPM運(yùn)行頻率：4000rpm電流矢量：14.163AD軸電流：-1.551AQ電流：14.078A超前角：6.286頻率(HZ) 電流矢量(A) d軸電流(A) q軸電流(A)超前角度103.83-0.1

10、133.8281.695155.583-0.2835.5782.446206.798-0.3356.7892.997258.385-0.5438.3673.7133510.003-0.7739.9734.4354011.005-0.93710.9654.8774511.835-1.08611.7855.2655012.508-1.21112.4496.186014.08-1.53513.9966.26轉(zhuǎn)速1060HZ 實(shí)測MTPA曲線轉(zhuǎn)速4000rpm實(shí)測電流矢量圖 變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案自動(dòng)弱磁技術(shù) 良好的動(dòng)態(tài)性能 自動(dòng)進(jìn)入和退出弱磁 按需調(diào)節(jié)弱磁深度壓機(jī)：三菱MNB36FAAMCLD電感：1.9

11、mHLQ電感：2.8mH發(fā)電系數(shù)：66.5V/KRPM運(yùn)行頻率：50006000rpm弱磁時(shí)實(shí)測電流矢量圖弱磁時(shí)實(shí)測磁鏈運(yùn)行軌跡 變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償技術(shù) 自動(dòng)尋找補(bǔ)償角度 自動(dòng)補(bǔ)償幅值 已在H公司出口機(jī)型批量使用壓機(jī)：美芝ASK89D53UEZ1在20HZ時(shí)補(bǔ)償前和補(bǔ)償后轉(zhuǎn)速波動(dòng)和電流波形對(duì)比 變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案雙重矢量限制保護(hù)技術(shù) 電機(jī)運(yùn)行極限電流圓和電壓源采用限幅保護(hù) 電流圓限幅由速度環(huán)限幅器實(shí)現(xiàn) 電壓圓限幅器由電壓矢量限制模塊實(shí)現(xiàn) 增加系統(tǒng)的可靠性 變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案超低頻啟動(dòng)技術(shù) 電機(jī)實(shí)現(xiàn)0HZ閉環(huán)啟動(dòng)，重載啟動(dòng)性能優(yōu)越 兼容傳統(tǒng)啟動(dòng)技術(shù)，通過參數(shù)配置選擇0HZ啟動(dòng)實(shí)測波形傳統(tǒng)啟

12、動(dòng)實(shí)測波形 變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案電機(jī)寬范圍運(yùn)行 可實(shí)現(xiàn)超低頻運(yùn)行,可實(shí)現(xiàn)超高頻運(yùn)行(1HZ150HZ) 實(shí)際使用請(qǐng)嚴(yán)格參照壓機(jī)規(guī)格書要求(10HZ120HZ) PFC驅(qū)動(dòng)方案特點(diǎn) 平均電流法控制 寬載頻調(diào)制：15KHZ60KHZ 軟啟動(dòng)技術(shù) 寬負(fù)載PFC：300W8000W 部分和全程自動(dòng)切換 PFC驅(qū)動(dòng)方案平均電流法 PFC平均電流法控制 電壓環(huán)和電流環(huán)采用比例積分調(diào)節(jié)器控制 PFC前饋補(bǔ)償電流交越失真和電壓動(dòng)態(tài)性能 PFC驅(qū)動(dòng)方案軟啟動(dòng)技術(shù)PFC啟動(dòng)采用電壓環(huán)斜坡和電流環(huán)斜坡實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)PFC啟動(dòng)過程從部分PFC向全程PFC轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)母線電壓和電流無突變啟動(dòng)保證啟動(dòng)的可靠和安全，提高PFC開關(guān)和

13、母線電壓調(diào)節(jié)的安全PFC啟動(dòng)時(shí)的電流和母線電壓波形 PFC驅(qū)動(dòng)方案寬負(fù)載和寬載頻 PFC負(fù)載范圍：300W8000W PFC載頻范圍：15KHZ60KHZ5000W 載頻20KHZ PFC電壓電流波形900W載頻60KHZ PFC電流波形電感：3mH，電容：1600uF載頻：20KHZ低速IGBT： FGW75N60HD電感：3mH，電容：1600uF載頻：60KHZ高速IGBT： IG30N60H 驅(qū)動(dòng)方案開發(fā)工具使用簡介代理軟件：XMC4100_HET_Agent.eww（IAR工程格式）參數(shù)配置工具：XMC4100_ParmWizard.exe參數(shù)調(diào)試工具：XMC4100_ParmDeb

14、ug.exe輸出參數(shù)表：XMC4100_Parameters.xlsxBin文件燒錄EEPROM 驅(qū)動(dòng)方案開發(fā)工具參數(shù)在線調(diào)整器 參數(shù)調(diào)試工具：XMC4100_ParmDebug.exe 可以觀測變頻算法任意一點(diǎn)信號(hào)波形，支持雙通道虛擬示波器 可以繪制電機(jī)矢量圖，電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和PFC輸入輸出檢測 實(shí)現(xiàn)電機(jī)和PFC開關(guān)機(jī)控制，速度調(diào)整，故障監(jiān)控、轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償調(diào)試 對(duì)XMC4100_ParmWizard.exe生成的參數(shù)在線整定 整定后的參數(shù)可以保存標(biāo)準(zhǔn)的excel格式： XMC4100_P 驅(qū)動(dòng)方案開發(fā)工具參數(shù)在線調(diào)整器電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測電機(jī)在6000rpm時(shí)實(shí)測電流、電壓、磁鏈?zhǔn)噶繄D壓機(jī)：美芝ASK89D53UEZ1電阻：1.175ohm電感：Ld =7.6mH Lq=10.9mH發(fā)電系數(shù)：66.3V/KRPM 驅(qū)動(dòng)方案開發(fā)工具方案設(shè)計(jì)和仿真 設(shè)計(jì)和仿真工具：MATLAB 實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻方案的數(shù)字化設(shè)計(jì)和仿真 實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻算法代碼的設(shè)計(jì)和仿真ss10)(GsKssipK)(CMA