TCL空调器（中山）有限公司 广东省中山市 528427
摘要：家用空调控制器单相交流电源AC-DC-AC转换系统中，传统母线大电解电容存在功率因数低、寿命短、成本高、体积大等缺点。针对上述问题，可以采用几十微法薄膜电容代替电解电容作为电控储能部件，无电解电容控制器存在功率因数低、网侧电流谐波大以及直流母线电压不稳定等问题。为实现网侧高功率因数控制，无电解电容控制器需要动态获取网侧电压的相位信息，因此需要一种数字检测控制技术来实现此种技术。
关键词：空调控制器；无电解电容；锁相；检测控制技术
前言
家庭电网用电高峰期电压波动较大，对家用空调器设备稳定可靠工作造成极大影响，为了保证家用空调长期稳定运行，需要研究一种新型的电网电压电流幅值数字控制技术，实现无电解电容方案对电网波动有效控制，提高空调控制器运行的可靠性及稳定性。
1.控制方案
无电解电容单相输入电压电流幅值同步检测数字控制技术数字控制结构如下图1所示。具体SPLL、Park变换、输入网测电压电流幅值及输出实现如下图2、3、4所示。
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图1 电网电压电流幅值数字检测控制系统 图2 由输入电压获取
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（SPLL系统）
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图3 由
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获取
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（Park变换） 图4由
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获取输入网测电压电流幅值及输出
（1）正交变换因子a1、a2、b1、b2求取
估算因子a1、a2、b1、b2由输出频率进行基于SOUI虚拟正交信号算法。
其传递函数为：
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（1）
利用双线性变换变换离散化，如：
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（2）
把（2）式带入（1）可以得到虚拟的正交信号算法的离散传递函数如式（3）：
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（3）
令
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，x=
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，y=
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，
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为谐振频率，则
a1
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；
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；
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；
（2）获取
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（8）
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（9）
（3）由
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获取
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（Park变换）
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；
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（4）由
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获取输入网测电压电流幅值及输出Vout
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（10）
（5）获取估算输出角度及频率
对输出的
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进行数字PI积分后得到估算角度
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。具体实现如下图5所示。
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图5 获取估算输出角度及频率
按照上面算法设计及仿真调试后，利用图1中Switch开关进行电网幅值周期性波动及频率扰动模拟仿真输出电网跟踪输入动态响应及幅值情况如下，从图6可知，输出波形能及时跟踪输入网测电压波形。从图7波形进一步验证输出Vout无死角追踪输入电压信号，验证了无电解电容单相输入电压电流幅值检测技术抗电网电压波动的有效性及时性。
2.仿真分析
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图6 网测电压波动Vout输出波形 图7 每隔5ms频率波动波形
3.结语
新型无电解电容电网电压电流幅值数字检测技术，解决了无电解电容系统中电网电压波动问题，在单相以及三相逆变系统及电网同步锁相的应用系统中将会得到广泛的应用。
参考文献：
[1]基于分段PI调节器的模型参考自适应永磁同步电动机全转速范围无传感器控制[J].钟臻峰，金孟加，沈建新.中国电机工程学报.2019（04）
[2]基于自抗扰控制器的内置式永磁同步电机无位置传感器控制[J].杜博超，韩守亮，张超，崔淑梅，郑维.电工技术学报.2019（03）