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　　科技透视镜 | 国创中心家电变频特色算法：自适应变频控制算法
　　
　　变频技术的核心目标是实现对电机的精确控制，包括调节电机的转速、转矩和运行状态，以满足不同工作条件下的需求。家电变频技术是制约我国家电行业发展的重要短板之一，国创中心致力于在家电变频技术领域深耕并取得一系列创新成果，主要包含PFC功率因素校正、变频基础算法和变频特色算法，并在空调、冰箱、洗衣机、风机、水泵、烟机等产品变频电机的驱动和控制上得到了广泛应用。
 
　　
　　▲变频算法库
　　
　　以下分别针对特色算法中的自适应转矩补偿、零速闭环起动、无电解变频驱动、在离线参数辨识4种变频场景算法进行介绍。
　　
　　Part.01
　　
　　自适应转矩补偿
　　
　　据统计，中国每年生产超过1亿台变频家用空调，变频挂机占家用空调总量的70%，几乎全部采用单缸压缩机，工作时大部分时间都工作在低频状态，压缩机旋转一周，峰谷力矩差异几十倍。如果不做转矩补偿，巨大的力矩差异将导致压缩机转子出现明显转速波动，进而产生低频振动和噪音。为了解决这个问题，国创中心研发了低频自适应转矩补偿算法。
　　
　　算法采用转速前馈技术，快速自适应各种低频大扭矩场景，保障全频域内静音稳定运行。
　　
　　相对传统查表方式，自动补偿电流角度和大小，省时省力，补偿精准，振动和应力降低20%，在40Hz以下都可启用，除了提升空调寿命外，最重要的是给用户提供舒适的睡眠环境。
 
　　
　　▲自适应转矩补偿
　　
　　Part.02
　　
　　零速闭环起动
　　
　　中国每年生产超过3000万台变频冰箱，据统计数据，压缩机起停机的振动和噪声是变频冰箱的主要投诉点之一，压机启停振动严重影响用户体验和冰箱寿命。相比传统驱动算法先开环拖动、再切闭环运行的方式，国创中心研发了零速闭环启动算法。
　　
　　算法采用先进的高效模型自适应观测器，在电流环引入的瞬间计算准确的转子位置，直接闭环起动。
　　
　　该算法起动速度快，0.15s完成起动，起动有力，背压和平衡压可到0.4MPa，振动减小30%，达到人耳无感起动效果，人站在冰箱旁边几乎听不到压机启动和运行。
 
　　
　　▲零速闭环启动
　　
　　Part.03
　　
　　无电解变频驱动
　　
　　电解电容器是传统变频控制器关键核心储能元件，起到电能蓄水池作用。电解液决定了电解电容容量大小，电容运行会发热，电解液随发热蒸发，电容和变频控制器寿命受到限制。为了解决此问题，国创中心开发了无电解变频驱动算法。
　　
　　采用母线电压重构技术、前馈弱磁技术、锁相环技术解决了在三相永磁同步压缩机无电解电容驱动系统中母线电容减小导致直流母线电压波动较大引起拍频，系统稳定性，弱磁稳定性，母线电压过充等问题。
　　
　　采用薄膜电容取代电解电容，变频控制器的寿命获得大幅提高，同时重量减轻50%，功率因素>90%，成本降低30%，兼顾了寿命、重量和成本。
　　
　　无电解驱动算法在三相商用空调和家用冰箱上已经开始批量应用。
　　
　　▲无电解变频驱动
　　
　　Part.04
　　
　　在离线参数辨识
　　
　　电机是变频驱动对象，电机品牌多、型号多、参数分散，传统方式是每一款电机都进行参数适配。电机参数随运行时间增加出现漂移，导致电机性能降低。为了解决以上问题，国创中心研发了在离线融合的参数辨识算法。
　　
　　参数辨识采用电机启动的预定位阶段使用斜率均化、静止坐标等效磁链方程、高频正弦注入算法对参数进行离线辨识和电机稳态运行时采用递推最小二乘法在线辨识永磁同步电机的定子绕组电阻、永磁体磁链和直交轴电感参数。
　　
　　自动适配电机参数，精度5%以内，确保在全生命周期内都使用正确的电机参数进行驱动，确保最优运转效率，可提效5%。参数辨识算法，取消参数适配环节，提升研发效率，大幅缩减产品售后维修备件种类，降低企业管理和运行成本。并且由于时刻监视电机关键参数的因素，可彻底消除电机过热失效和高温退磁风险。
　　
　　▲参数辨识
　　
　　电机作为高端智能家电必备的动力来源，应用范围将越来越广，占比也越来越高。国创中心围绕变频驱动技术，持续开发核心特色算法，启动快、高速省、低速稳、效率高、成本低，助力家电行业技术快速升级。