CN103516267A - 空调用永磁同步风扇电机的启动方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调用永磁同步风扇电机的启动方法，包括：检测得到直流母线电压V_DC；根据Istartup＝Istart+K×V_DC获得启动电流Istartup；在电机以Istartup运行预设时间后，分别检测得到Iu、Iv和Iw；根据Iu、Iv或Iw估算得到运行速度Wrest；当判断Wrest不小于预设启动速度时，控制电机加速运行到预设速度Wrref；检测运行速度，当判断运行速度不小于预设速度Wrref时，将Wrref与Wrest的差值经过PI运算得出的Idref和Iqref；分别Idref和检测值Idest的差值，Iqref和检测值Iqest的差值经过PI运算得出运转电压。

Description

空调用永磁同步风扇电机的启动方法和系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，更具体地说，涉及一种空调用永磁同步风扇电机的启动方法和系统。

背景技术

现有全直流变频空调散热用风扇电机大都采用直流变频同步电机，包括直流无刷电机和永磁同步电机，其启动方法及启动成功概率至关重要，关系到空调机组能否快速进入制冷、制热运行状态。

风扇电机与变频压缩机电机不一样，其主要负载为风叶，风叶有以下2个特点：①具有较大的惯性②容易受到外界的影响，比如风。因此，在某些时候风扇电机启动时，风扇电机的转子是转动的，转子位置容易检测不准，导致启动失败。

针对上述难点，现有的风扇电机的启动方法只要有如下：

第一、风扇电机内部放置位置传感器，通过位置传感器检测转子的准确位置用于控制电机的启动。该方法中，由于转子位置检测准确，可以解决因转子位置容易检测不准导致启动失败的问题；但是，在风扇电机内部放置位置传感器，与风扇电机配合工作的变频器增加位置信号反馈电路，会增加风扇电机与变频器成本。

第二、采用开环启动，利用定子的旋转磁场拖动转子转动，当转子磁场与定子磁场达到同步时切入闭环控制。该方法中，不需要检测转子位置，启动简单；但是，无法根据实际负载情况进行调整，缺乏良好的动态性能，风扇电机难以产生最大转矩，在需要大启动转矩时，易启动失败。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种空调用永磁同步风扇电机的启动方法和系统，以实现对风扇电机的启动控制，满足启动高可靠性、低成本的要求。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种空调用永磁同步风扇电机的启动方法，包括：

检测得到风扇电机的直流母线电压V_DC；

根据公式Istartup＝Istart+K×V_DC获得风扇电机启动电流Istartup，其中：Istart为常数，K∈(0.015，0.03)；

在风扇电机以所述Istartup运行预设时间后，分别检测得到风扇电机的三绕组电流Iu、Iv和Iw；

根据Iu、Iv或Iw估算得到风扇电机运行速度Wrest；

当判断所述Wrest不小于预设启动速度时，控制风扇电机加速运行到预设速度Wrref；

检测所述风扇电机加速运行过程中的运行速度，当判断所述加速运行过程中的运行速度不小于预设速度Wrref时，将所述Wrref与Wrest的差值经过PI运算得出风扇电机在加速运行过程中电流在DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和Q轴电流参考值Iqref；

分别将电流在DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和检测值Idest的差值，电流在DQ坐标系上的Q轴电流参考值Iqref和检测值Iqest的差值经过PI运算得出风扇电机的运转电压，其中，所述检测值Idest和检测值Iqest为风扇电机在当前运行速度下的电流在DQ坐标系上的分量。

优选地，估算得到风扇电机运行速度Wrest之前，还包括：

将所述Iu、Iv和Iw分别与启动电流最大值Istartupmax对比；

若所述Istartupmax小于Iu、Iv和Iw中的一个或多个时，停止风扇电机运转，按照公式Istartup＝Istartup-K1×K×V_DC调整风扇电机启动电流Istartup，直至重新检测风扇电机的三绕组电流Iu、Iv和Iw均大于所述Istartupmax为止，其中，K∈(0.015，0.03)、K1＝0.05。

优选地，所述根据Iu、Iv或Iw估算得到风扇电机运行速度Wrest，包括：

根据公式I=1.414*abs(Iu)_峰值、公式I=1.414*abs(Iv)_峰值或者公式I=1.414*abs(Iw)_峰值计算得到I；

根据公式U=I×R+L×di/dt+e计算得到风扇电机定子反电动势e，其中：U为风扇电机端电压，R为风扇电机定子电阻，L为风扇电机定子电感；

根据公式e=Ke×Wrest计算得到风扇电机运行速度Wrest，其中：Ke为反电动势常数。

优选地，所述将Wrref与Wrest的差值经过PI运算得出风扇电机电流在DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和Q轴电流参考值Iqref，包括：

根据公式I=[Kp(Wrref-Wrest)+Ki∫(Wrref-Wrest)dt]/Kt计算得到电机电流I，其中：Kt转矩常数；

计算所述电机电流I在同步旋转DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和Q轴电流参考值Iqref。

优选地，分别将参考值Idref和Idest的差值，参考值Iqref和Iqest的差值经过PI运算得出风扇电机的运转电压，包括：

根据公式Ud=Kp(Idref-Idest)+Ki×L×∫(Idref-Idest)dt+ed和公式Uq=Kp(Iqref-Iqest)+Ki×L×∫(Iqref-Iqest)dt+eq计算得到风扇电机运转电压在同步旋转DQ坐标系上的值。

一种空调用永磁同步风扇电机的启动系统，包括：

电压检测电路，用于检测得到风扇电机的直流母线电压V_DC；

控制芯片，包括第一计算单元，用于根据公式Istartup＝Istart+K×V_DC计算得到风扇电机启动电流Istartup，其中：Istart为常数，K∈(0.015，0.03)；

电流检测电路，用于在风扇电机以所述Istartup运行预设时间后，分别检测得到风扇电机的三绕组电流Iu、Iv和Iw；

所述控制芯片还包括：

第二计算单元，用于根据Iu、Iv或Iw估算得到风扇电机运行速度Wrest；

第一比对单元，用于判断所述Wrest是否不小于预设启动速度；

控制单元，用于当判断所述Wrest不小于预设启动速度时，控制风扇电机加速运行到预设速度Wrref；

速度检测单元，用于检测所述风扇电机加速运行过程中的运行速度；

第三计算单元，用于根据所述运行速度计算得到风扇电机电流在DQ坐标系上D轴电流检测值Idest和Q轴电流检测值Iqest；

第二比对单元，用于判断所述速度检测单元检测的运行速度是否不小于预设速度Wrref；

第四计算单元，用于当判断所述运行速度不小于预设速度Wrref时，将所述Wrref与Wrest的差值经过PI运算得出风扇电机电流在DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和Q轴电流参考值Iqref；

第五计算单元，用于分别将参考值Idref和检测值Idest的差值，参考值Iqref和检测值Iqest的差值经过PI运算得出风扇电机的运转电压。

优选地，所述控制芯片还包括：

第三比对单元，用于将所述Iu、Iv和Iw分别与启动电流最大值Istartupmax对比；

第六计算单元，用于若Istartupmax小于Iu、Iv和Iw中的一个或多个时，停止风扇电机运转，按照公式Istartup＝Istartup-K1×K×V_DC调整风扇电机启动电流Istartup，其中，K∈(0.015，0.03)、K1＝0.05。

优选地，所述第二计算单元包括：

风扇电机电流计算单元，用于根据公式I=1.414*abs(Iu)_峰值、公式I=1.414*abs(Iv)_峰值或者公式I=1.414*abs(Iw)_峰值计算得到I；

风扇电机端电压计算单元，用于根据公式U=I×R+L×di/dt+e计算得到风扇电机定子反电动势e，其中：U为风扇电机端电压，R为风扇电机定子电阻，L为风扇电机定子电感；

风扇电机运行速度计算单元，用于根据公式e=Ke×Wrest计算得到风扇电机运行速度Wrest，其中：Ke为反电动势常数。

优选地，所述第三计算单元包括：

电机电流计算单元，用于根据公式I=[Kp(Wrref-Wrest)+Ki∫(Wrref-Wrest)dt]/Kt计算得到电机电流I，其中：Kt转矩常数；

Idref和Iqref计算单元，用于计算所述电机电流I在同步旋转DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和Q轴电流参考值Iqref。

优选地，所述第五计算单元包括：

Ud计算单元，用于根据公式Ud=Kp(Idref-Idest)+Ki×L×∫(Idref-Idest)dt+ed计算得到风扇电机运转电压在同步旋转DQ坐标系上的值Ud；

Uq计算单元，用于根据公式Uq=Kp(Iqref-Iqest)+Ki×L×∫(Iqref-Iqest)dt+eq计算得到风扇电机运转电压在同步旋转DQ坐标系上的值Uq。

从上述的技术方案可以看出，本发明公开的空调用永磁同步风扇电机的启动方法中，通过检测得到的风扇电机三绕组电流，估算得到风扇电机运行速度Wrest，进而可以确定转子的位置，不需要额外增加传感器，满足低成本的要求；并且，当风扇电机运行速度Wrest不小于预设速度Wrref时，通过对预设速度Wrref与运行速度Wrest的差值进行PI控制运算，根据实际负载情况进行调整，输出与负载相适应的转矩，确保启动时速度和电流可控，满足启动高可靠性要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种空调用永磁同步风扇电机的启动方法的流程图；

图2为本发明另一实施例公开的一种空调用永磁同步风扇电机的启动方法的流程图；

图3为本发明实施例公开的不同电压向量作用时的电流波形图；

图4为本发明另一实施例公开的一种空调用永磁同步风扇电机的启动系统的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种空调用永磁同步风扇电机的启动方法，以实现对风扇电机的启动控制，满足启动高可靠性、低成本的要求。

具体的，本发明实施例公开的空调用永磁同步风扇电机的启动方法，采用开环+闭环的起动方式，开环启动阶段，检测直流母线电压，计算风扇电机启动电流，在风扇电机以启动电流的运行过程中，通过检测风扇电机绕组电流估算转子位置；进入闭环阶段后，可根据实际负载进行调整，以获得最大的启动转矩，保证电机平稳地启动。

以下分别通过实施例进行具体说明。

本发明一实施例公开的空调用永磁同步风扇电机，如图1所示，包括步骤：

S101、检测得到风扇电机的直流母线电压V_DC；

具体的，在开环启动风扇电机前，先检测直流母线电压V_DC，通过直流母线电压V_DC计算风扇电机的启动电流。

而采用直流母线电压V_DC计算风扇电机的启动电流的原因如下：

风扇电机控制采用的是矢量控制，根据矢量控制原理，变频器输出的电压是通过组合6个基本向量的作用时间，来控制三相逆变模块来获得的。但是不同的基本向量作用时，在电机绕组上产生的电流不一样。

由电流表达式：i(t)=V_DC/Req*(1-exp(-1/τ))得，同一基本电压向量，当直流母线电压V_DC与向量作用时间τ变化时，电流也随着变化。具体的，如图3所示，i1和i2分别为不同向量作用时的电流波形；i1=V_DC/Req＊(1－exp(－1/τ1))，i2=V_DC/Req＊(1－exp(－1/τ2))，其中：V_DC为直流母线电压，Req为电机绕组等效电阻，Ts为作用时间，Ts小于电流的采样周期；τ1、τ2为V1、V2电压向量作用时电机等效电路时间常数。

因此，开环启动阶段需同步检测母线电压V_DC，根据不同的母线电压调整不同电压向量作用时间，也即变频器输出给电机定子绕组的电压，以达到控制电机绕组电流的目的。由于每次开环启动时电机电流可控，不会出现突变，有利于检测电流从而准确地估算转子位置，当准确估算到转子位置时，即切换进入闭环启动。

S102、根据公式Istartup＝Istart+K×V_DC计算得到风扇电机启动电流Istartup，其中：Istart为常数，K∈(0.015，0.03)；

具体的，本步骤中，常数Istart可以根据不同电机参数设定。且计算得到Istartup后，控制风扇电机以该启动电流启动。

S103、在风扇电机以所述Istartup运行预设时间后，分别检测得到风扇电机的三绕组电流Iu、Iv和Iw；

具体的，一般风扇电机以启动电流Istartup启动2-3S时间后，就可以检测风扇电机的三绕组电流。

S104、根据Iu、Iv或Iw估算得到风扇电机运行速度Wrest；

具体的，本步骤根据Iu、Iv或Iw得到风扇电机运行速度Wrest，方法如下：

根据公式I=1.414*abs(Iu)_峰值、公式I=1.414*abs(Iv)_峰值或者公式I=1.414*abs(Iw)_峰值计算得到I；

其中：I为电机绕组的有效电流值，Iu、Iv和Iw分别电机绕组的瞬时值，当电流波形为正弦波时,有I=1.414*abs(Iu)_峰值=1.414*abs(Iv)_峰值=1.414*abs(Iw)_峰值。

根据公式U=I×R+L×di/dt+e计算得到风扇电机定子反电动势e，其中：U为风扇电机端电压，R为风扇电机定子电阻，L为风扇电机定子电感；

根据公式e=Ke×Wrest计算得到风扇电机运行速度Wrest，其中：Ke为反电动势常数。

S105、比对所述风扇电机运行速度Wrest和预设启动速度，判断所述风扇电机运行速度Wrest是否不小于预设启动速度；

当判断所述Wrest不小于预设启动速度时，执行步骤S106、控制风扇电机加速运行到预设速度Wrref；否则重复执行步骤S103；

具体的，当判断Wrest不小于预设启动速度时，控制风扇电机进入闭环启动阶段。

S107、检测所述风扇电机加速运行过程中的运行速度；

S108、比对检测得到的风扇电机运行速度和预设速度Wrref，判断所述运行速度是否不小于预设速度Wrref；

当判断所述运行速度不小于预设速度Wrref时，执行步骤S 109、将所述Wrref与Wrest的差值经过PI运算得出风扇电机电流在DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和Q轴电流参考值Iqref；否则重复执行步骤S106；

具体的，当判断风扇电机的运行速度达到预设速度Wrref时，说明风扇电机已经成功启动，进入闭环运行控制。

S110、分别将所述Idref和检测值Idest的差值，所述Iqref和检测值Iqest的差值经过PI运算得出风扇电机的运转电压。

具体的，所述检测值Idest为风扇电机在当前运行速度下的电流在DQ坐标系上D轴电流，所述检测值Iqes为风扇电机在当前运行速度下的电流在DQ坐标系上Q轴电流。

并且，所述当前运行速度指，步骤S107中检测得到的风扇电机运行速度，即风扇电机的运行速度达到预设速度Wrref后，进行检测得到的运行速度。

本实施例公开的空调用永磁同步风扇电机的启动方法中，通过检测得到的风扇电机三绕组电流，估算得到风扇电机运行速度Wrest，进而可以确定转子的位置，不需要额外增加传感器，满足低成本的要求；并且，当风扇电机运行速度Wrest不小于预设速度Wrref时，通过对预设速度Wrref与运行速度Wrest的差值进行PI控制运算，根据实际负载情况进行调整，输出与负载相适应的转矩，确保启动时速度和电流可控，满足启动高可靠性要求。

在启动风扇电机之前检测直流母线电压V_DC时，会受到电源波动及谐波的影响，为了解决上述问题，本发明另一个实施例还公开了一种空调用永磁同步风扇电机，如图2所示，包括步骤：

S201、检测得到风扇电机的直流母线电压V_DC；

S202、根据公式Istartup＝Istart+K×V_DC计算得到风扇电机启动电流Istartup，其中：Istart为常数，K∈(0.015，0.03)；

S203、在风扇电机以所述Istartup运行预设时间后，分别检测得到风扇电机的三绕组电流Iu、Iv和Iw；

S204、将所述Iu、Iv和Iw分别与启动电流最大值Istartupmax对比，判断所述Iu、Iv和Iw是否均大于所述Istartupmax；

具体的，根据风扇电机参数设定Istart，同样根据公式Istartup＝Istart+K×V_DC计算得到启动电流最大值Istartupmax。

若判断所述Iu、Iv和Iw均大于所述Istartupmax，执行步骤S205、控制风扇电机停止运转，按照公式Istartup＝Istartup-K1×K×V_DC调整风扇电机启动电流Istartup，其中，K∈(0.015，0.03)、K1＝0.05；重复执行步骤S203；

具体的，利用电机绕组电流I与设定的启动电流最大值Istartupmax进行比较。当出现由上述因素造成的启动不成功时，及时调整启动电流Istartup，再次进行启动，以提高启动的成功率。

若判断所述Iu、Iv和Iw不是均大于所述Istartupmax，即所述Istartupmax小于Iu、Iv和Iw中的一个或多个时，执行步骤S206、根据Iu、Iv和Iw中的任意两个估算得到风扇电机运行速度Wrest；

同样，本实施例中估算得到风扇电机运行速度Wrest的方法与上述实施例公开内容相同，请参见上述实施例的内容，此处不再赘述。

S207、比对所述风扇电机运行速度Wrest和预设启动速度，判断所述风扇电机运行速度Wrest是否不小于预设启动速度；

当判断所述Wrest不小于预设启动速度时，执行步骤S208、控制风扇电机加速运行到预设速度Wrref；否则重复执行步骤S204；

S209、检测所述风扇电机加速运行过程中的运行速度；

S210、比对检测得到的风扇电机运行速度和预设速度Wrref，判断所述运行速度是否不小于预设速度Wrref；

当判断所述运行速度不小于预设速度Wrref时，执行步骤S211、将所述Wrref与Wrest的差值经过PI运算得出风扇电机电流在DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和Q轴电流参考值Iqref；否则重复执行步骤S208；

具体的，当判断风扇电机的运行速度达到预设速度Wrref时，说明风扇电机已经成功启动，进入闭环运行控制。

S212、分别将所述Idref和检测值Idest的差值，所述Iqref和检测值Iqest的差值经过PI运算得出风扇电机的运转电压。

其中，所述检测值Idest为风扇电机在当前运行速度下的电流在DQ坐标系上D轴电流，所述检测值Iqes为风扇电机在当前运行速度下的电流在DQ坐标系上Q轴电流。

在上述公开的两个实施例中，步骤S109和步骤S211中，估算得到Idref和Iqref的过程见下：

风扇电机转矩公式T＝Jm×p×Wc+TL；

其中：Jm为转子转动惯量，p为微分系数，Wc为转子机械频率(Wc=N·ω，N为转子极对数，ω为转子电频率)，TL为负载转矩。

在忽略负载转矩TL前提下，对给定速度与估算速度的差值经过PI运算,得出T≈Kp(Wrref-Wrest)+Ki∫(Wrref-Wrest)dt；而T＝Kt×I，其中Kt转矩常数，I为电机电流。

因此得出风扇电机电流的计算公式为：

I≈[Kp(Wrref-Wrest)+Ki∫(Wrref-Wrest)dt]/Kt

通过上述风扇电机电流的计算公式计算得到电机电流I后，通过在同步旋转DQ坐标系上建立电机模型，对电机电流I在同步旋转DQ坐标系上进行分解为Idreft和Iqref，其中：Idref控制励磁电流，Iqref控制电机转矩。

同样，在上述公开的两个实施例中，步骤S110和步骤S212中运算得出风扇电机的运转电压的过程见下：

由电机数学模型U=I×R+L×di/dt+e，其中U为电机端电压，R为电机定子电阻，L为电机定子电感，e为定子反电动势；对电流的给定值与估算值的差值进行PI运算，得出

U＝Kp(Iref-Iest)+Ki×L×∫(Iref-Iest)dt+e，

在同步旋转DQ坐标系上建立电机模型，电机端电压U同样分解为Ud和Uq，上式可分解为：

Ud=Kp(Idref-Idest)+Ki×L×∫(Idref-Idest)dt+ed

Uq=Kp(Iqref-Iqest)+Ki×L×∫(Iqref-Iqest)dt+eq

根据上述公式计算得到风扇电机运转电压在同步旋转DQ坐标系上的值。

本发明另一实施例还公开了一种空调用永磁同步风扇电机的启动系统，如图3所示，包括：

电压检测电路101，用于检测得到风扇电机的直流母线电压V_DC；

控制芯片103，包括第一计算单元31，用于根据公式Istartup＝Istart+K×V_DC计算得到风扇电机启动电流Istartup，其中：Istart为常数，K∈(0.015，0.03)；

电流检测电路102，用于在风扇电机以所述Istartup运行预设时间后，分别检测得到风扇电机的三绕组电流Iu、Iv和Iw；

控制芯片103还包括：

第二计算单元32，用于根据Iu、Iv或Iw估算得到风扇电机运行速度Wrest；

第一比对单元33，用于判断所述Wrest是否不小于预设启动速度；

控制单元34，用于当判断所述Wrest不小于预设启动速度时，控制风扇电机加速运行到预设速度Wrref；

速度检测单元35，用于检测所述风扇电机加速运行过程中的运行速度；

第三计算单元36，用于根据所述运行速度计算得到风扇电机电流在DQ坐标系上D轴电流检测值Idest和Q轴电流检测值Iqest；

第二比对单元37，用于判断所述速度检测单元检测的运行速度是否不小于预设速度Wrref；

第四计算单元38，用于当判断所述运行速度不小于预设速度Wrref时，将所述Wrref与Wrest的差值经过PI运算得出风扇电机电流在DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和Q轴电流参考值Iqref；

第五计算单元39，用于分别将所述Idref和所述Idest的差值，所述Iqref和所述Iqest的差值经过PI运算得出风扇电机的运转电压。

同样，为了解决检测直流母线电压V_DC时受到电源波动及谐波的影响的问题，上述实施例公开的空调用永磁同步风扇电机的启动系统中，控制芯片103还包括：

第三比对单元，用于将所述Iu、Iv和Iw分别与启动电流最大值Istartupmax对比；

第六计算单元，用于若Istartupmax小于Iu、Iv和Iw中的一个或多个时，停止风扇电机运转，按照公式Istartup＝Istartup-K1×K×V_DC调整风扇电机启动电流Istartup，其中，K∈(0.015，0.03)、K1＝0.05。

当所述Istartupmax小于Iu、Iv和Iw中的一个或多个时，所述第六计算单元按照公式Istartup＝Istartup-K1×K×V_DC调整风扇电机启动电流Istartup，风扇电机按照调整之后的启动电流启动运行，在运行一段时间后，电流检测电路102重新检测风扇电机的三绕组电流Iu、Iv和Iw；所述第三比对单元再将重新检测得到的Iu、Iv和Iw分别与启动电流最大值Istartupmax对比；若所述Istartupmax仍小于Iu、Iv和Iw中的一个或多个时，再重复上述内容，直至重新检测风扇电机的三绕组电流Iu、Iv和Iw均大于所述Istartupmax为止。

具体的，第二计算单元32包括：

风扇电机电流计算单元，用于根据公式I=1.414*abs(Iu)_峰值、公式I=1.414*abs(Iv)_峰值或者公式I=1.414*abs(Iw)_峰值计算得到I；

风扇电机端电压计算单元，用于根据公式U=I×R+L×di/dt+e计算得到风扇电机定子反电动势e，其中：U为风扇电机端电压，R为风扇电机定子电阻，L为风扇电机定子电感；

风扇电机运行速度计算单元，用于根据公式e=Ke×Wrest计算得到风扇电机运行速度Wrest，其中：Ke为反电动势常数。

第三计算单元33包括：

电机电流计算单元，用于根据公式I=[Kp(Wrref-Wrest)+Ki∫(Wrref-Wrest)dt]/Kt计算得到电机电流I，其中：Kt转矩常数；

Idref和Iqreflqest计算单元，用于计算所述电机电流I在同步旋转DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和Q轴电流参考值Iqref。。

第四计算单元38包括：

Ud计算单元，用于根据公式Ud=Kp(Idref-Idest)+Ki×L×∫(Idref-Idest)dt+ed计算得到风扇电机运转电压在同步旋转DQ坐标系上的值Ud；

Uq计算单元，用于根据公式Uq=Kp(Iqref-Iqest)+Ki×L×∫(Iqref-Iqest)dt+eq计算得到风扇电机运转电压在同步旋转DQ坐标系上的值Uq。

本发明系统实施例公开的工作过程与方法实施例公开的内容相同，请参见上述方法实施例的内容，此处不再赘述。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种空调用永磁同步风扇电机的启动方法，其特征在于，包括：

检测得到风扇电机的直流母线电压V_DC；

根据公式Istartup＝Istart+K×V_DC获得风扇电机启动电流Istartup，其中：Istart为常数，K∈(0.015，0.03)；

在风扇电机以所述Istartup运行预设时间后，分别检测得到风扇电机的三绕组电流Iu、Iv和Iw；

根据Iu、Iv或Iw估算得到风扇电机运行速度Wrest；

当判断所述Wrest不小于预设启动速度时，控制风扇电机加速运行到预设速度Wrref；

检测所述风扇电机加速运行过程中的运行速度，当判断所述加速运行过程中的运行速度不小于预设速度Wrref时，将所述Wrref与Wrest的差值经过PI运算得出风扇电机在加速运行过程中电流在DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和Q轴电流参考值Iqref；

分别将电流在DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和检测值Idest的差值，电流在DQ坐标系上的Q轴电流参考值Iqref和检测值Iqest的差值经过PI运算得出风扇电机的运转电压，其中，所述检测值Idest和检测值Iqest为风扇电机在当前运行速度下的电流在DQ坐标系上的分量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，估算得到风扇电机运行速度Wrest之前，还包括：

将所述Iu、Iv和Iw分别与启动电流最大值Istartupmax对比；

若所述Istartupmax小于Iu、Iv和Iw中的一个或多个时，停止风扇电机运转，按照公式Istartup＝Istartup-K1×K×V_DC调整风扇电机启动电流Istartup，直至重新检测风扇电机的三绕组电流Iu、Iv和Iw均大于所述Istartupmax为止，其中，K∈(0.015，0.03)、K1＝0.05。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据Iu、Iv或Iw估算得到风扇电机运行速度Wrest，包括：

根据公式I=1.414*abs(Iu)_峰值、公式I=1.414*abs(Iv)_峰值或者公式I=1.414*abs(Iw)_峰值计算得到I；

根据公式U=I×R+L×di/dt+e计算得到风扇电机定子反电动势e，其中：U为风扇电机端电压，R为风扇电机定子电阻，L为风扇电机定子电感；

根据公式e=Ke×Wrest计算得到风扇电机运行速度Wrest，其中：Ke为反电动势常数。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将Wrref与Wrest的差值经过PI运算得出风扇电机电流在DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和Q轴电流参考值Iqref，包括：

根据公式I=[Kp(Wrref-Wrest)+Ki∫(Wrref-Wrest)dt]/Kt计算得到电机电流I，其中：Kt转矩常数；

计算所述电机电流I在同步旋转DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和Q轴电流参考值Iqref。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别将参考值Idref和Idest的差值，参考值Iqref和Iqest的差值经过PI运算得出风扇电机的运转电压，包括：

根据公式Ud=Kp(Idref-Idest)+Ki×L×∫(Idref-Idest)dt+ed和公式Uq=Kp(Iqref-Iqest)+Ki×L×∫(Iqref-Iqest)dt+eq计算得到风扇电机运转电压在同步旋转DQ坐标系上的值。

6.一种空调用永磁同步风扇电机的启动系统，其特征在于，包括：

电压检测电路，用于检测得到风扇电机的直流母线电压V_DC；

控制芯片，包括第一计算单元，用于根据公式Istartup＝Istart+K×V_DC计算得到风扇电机启动电流Istartup，其中：Istart为常数，K∈(0.015，0.03)；

电流检测电路，用于在风扇电机以所述Istartup运行预设时间后，分别检测得到风扇电机的三绕组电流Iu、Iv和Iw；

所述控制芯片还包括：

第二计算单元，用于根据Iu、Iv或Iw估算得到风扇电机运行速度Wrest；

第一比对单元，用于判断所述Wrest是否不小于预设启动速度；

控制单元，用于当判断所述Wrest不小于预设启动速度时，控制风扇电机加速运行到预设速度Wrref；

速度检测单元，用于检测所述风扇电机加速运行过程中的运行速度；

第三计算单元，用于根据所述运行速度计算得到风扇电机电流在DQ坐标系上D轴电流检测值Idest和Q轴电流检测值Iqest；

第二比对单元，用于判断所述速度检测单元检测的运行速度是否不小于预设速度Wrref；

第四计算单元，用于当判断所述运行速度不小于预设速度Wrref时，将所述Wrref与Wrest的差值经过PI运算得出风扇电机电流在DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和Q轴电流参考值Iqref；

第五计算单元，用于分别将参考值Idref和检测值Idest的差值，参考值Iqref和检测值Iqest的差值经过PI运算得出风扇电机的运转电压。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制芯片还包括：

第三比对单元，用于将所述Iu、Iv和Iw分别与启动电流最大值Istartupmax对比；

第六计算单元，用于若Istartupmax小于Iu、Iv和Iw中的一个或多个时，停止风扇电机运转，按照公式Istartup＝Istartup-K1×K×V_DC调整风扇电机启动电流Istartup，其中，K∈(0.015，0.03)、K1＝0.05。

8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述第二计算单元包括：

风扇电机电流计算单元，用于根据公式I=1.414*abs(Iu)_峰值、公式I=1.414*abs(Iv)_峰值或者公式I=1.414*abs(Iw)_峰值计算得到I；

风扇电机端电压计算单元，用于根据公式U=I×R+L×di/dt+e计算得到风扇电机定子反电动势e，其中：U为风扇电机端电压，R为风扇电机定子电阻，L为风扇电机定子电感；

风扇电机运行速度计算单元，用于根据公式e=Ke×Wrest计算得到风扇电机运行速度Wrest，其中：Ke为反电动势常数。

9.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述第三计算单元包括：

电机电流计算单元，用于根据公式I=[Kp(Wrref-Wrest)+Ki∫(Wrref-Wrest)dt]/Kt计算得到电机电流I，其中：Kt转矩常数；

Idref和Iqref计算单元，用于计算所述电机电流I在同步旋转DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和Q轴电流参考值Iqref。

10.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述第五计算单元包括：

Ud计算单元，用于根据公式Ud=Kp(Idref-Idest)+Ki×L×∫(Idref-Idest)dt+ed计算得到风扇电机运转电压在同步旋转DQ坐标系上的值Ud；

Uq计算单元，用于根据公式Uq=Kp(Iqref-Iqest)+Ki×L×∫(Iqref-Iqest)dt+eq计算得到风扇电机运转电压在同步旋转DQ坐标系上的值Uq。

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