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1、·10·压缩机技术2008年第6期(总212期)文章编号:100622971(2008)0620010204基于智能功率模块的变频冰箱压缩机控制系统11213顾江萍,沈希,徐鸣,黄跃进,任洪明(11浙江工业大学,浙江杭州310014;21浙江大学,浙江杭州310027;31浙江中控技术有限公司,浙江杭州310053)摘要:变频冰箱压缩机内部的电机采用了无位置传感器三相无刷直流电机,提出了利用反电动势过零信号来检测转子位置的方法。系统的功率驱动部分电路采用了SANKEN公司的SLA6805M智能功率模块,它集成了6个IGBT以及前置驱动,并带
2、有过流保护以及死区时间保护,高端IGBT驱动采用自举升压方式,对自举升压的原理进行了分析。关键词:直流无刷电机;SLA6805M;反电势;自举升压中图分类号:TH45文献标识码:ATheControlSystemofRefrigeratorCompressorwithInverterBasedonIPM11213GUJiang2ping,SHENXi,XUMing,HUANGYue2jin,RENHong2ming(11ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310014,China;21Zhejian
3、gUniversity,Hangzhou310027,China;31SupconTechnologyCo.Ltd,Hangzhou310053,China)Abstract:Themotorinrefrigeratorcompressorwithinverterissensorlessthree2phasebrushlessDCmotor.Themethodofrotorposition2detectionusingthebackEMFcommunicationisproposedinthispaper.Inthepowerdriverc
4、ircuit,theIPM,SLA6805MreleasedbySANKENCompanyisapplied.ItintegratessixIGBTswithpre2driveandhasovercurrentprotectionaswellasdead2timeprotection.Thehigh2sidedriveofIGBTsusesboot2strapmodewhichisanalyzedinthispaper.Keywords:brushlessDCmotor;SLA6805M;back2EMF;boot2strapCMOS电平,
5、能直接与CMOS器件连接,内置过流保1引言护电路,输出保护信号。变频冰箱以其节能的特色,将被广泛推广,国内本文主要研究基于智能功率模块SLA6805M的也已经开始变频冰箱压缩机的研究与生产,目前变变频压缩机控制系统的原理与组成以及提出利用反频冰箱上用的压缩机电机极大多数是无刷直流电电势法检测转子位置的方法。机,其具有效率高、结构紧凑、易维护和调速性能好2系统组成与原理等一系列优点。无刷直流电机的控制需要通过不停的检测转子位置来切换相应的相位,确保电机能持本文所研究的控制系统主要由电源电路、主控续运转。相位的切换需要通过6个功率管来实现。电路
6、、位置检测电路、保护电路以及功率驱动电路等目前SANKEN公司推出一款新型的智能功率几部分组成。系统的原理框图如图1所示。模块SLA6805M,该模块最大可以通过3A的电流,211系统基本原理适用于冰箱、洗衣机等小功率家用电器电机的控制。压缩机三相反电动势经过由比较器LM339组它内部集成了6个IGBT以及前置驱动器,高端驱成的位置检测电路后,获得电机转子的三相位置信动采用自举升压(Boot-strap)方式,控制信号采用号,并送入MCU(ATMEG8),由内部程序对三相位置信号、压缩机起停控制信号、电流电压保护信号进收稿日期:2008-1
7、0-10行统一的运算判断后向智能功率模块输出PWM信第6期顾江萍,等:基于智能功率模块的变频冰箱压缩机控制系统·11·图1系统原理框图号,从而控制高低端的6个IGBT,使得电机正常运转。这6路控制信号(PWM信号)是MCU根据需控制电机的转速,经过计算得到一定的占空比而产生的。机,三相电流之和等于零,并且导通两相反电势大小相直流无刷压缩机不带速度传感器,其转速是根等符号相反,将上3个电压方程相加,得到不导通相反据三相位置信号的变化来获得的。对于三相无刷直流电机,转子每转过360°电角,三相位置信号状态电势ex与绕组端点电压和中性点电压的关系
8、为变化6次。也就是说,信号状态每变化1次,转子转ek=uu+uv+uw-3un(4)不导通相电流等于零时,该相绕组端电压、反电过60°电角,极对数为Pp的电机转子每转过1周,势和
