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直流变频制冷压缩机采用无传感器无刷直流电动机,具有出色的节能性能,拥有广阔的市场前景。直流变频制冷压缩机驱动系统的设计要求低成本,高可靠性和运行效率。本文对其控制技术的不足之处进行改进,设计出一个高性价比的驱动系统。
本文以ATmega8作为直流变频制冷压缩机驱动系统的控制处理器,采用“反电势过零点”检测法,深入研究控制策略,使得驱动系统可靠而高效。
论文首先分析了直流变频制冷压缩机电机的控制原理和数学模型,在此基础上,进一步详细地分析了“反电势过零点”检测法。针对“反电势过零点”检测法所引起的相移和启动问题,本文在分析其原理之后使用了新的修正方法,使之更加简单实用。
在转速控制方面,本文采用了模糊控制和Fuzzy-PID控制相结合的智能控制算法。在运行效率方面,从PWM调制频率和相切换提前电角度两个方面着手,研究对直流变频制冷压缩机的制冷循环性能系数(COP)的影响。同时,采用连续导通模式(CCM)对直流变频制冷压缩机驱动器进行了有源功率因数校正。
在理论分析的基础上,设计了驱动系统的硬件电路和相应的PCB,构建了控制软件的总体框架。
最后搭建了两个实验平台,用来调试和测试驱动系统功能和制冷性能。实验证明:系统具有较快的响应性能、较高的控制精度,制冷压缩机的COP值和驱动器的功率因数得到了提高,达到了预期的效果。