CN104579020A - Pg调速电机的启动控制方法和启动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PG调速电机的启动控制系统，其包括：用于实时检测PG调速电机的转速的转速检测器；转速反馈模块，转速反馈模块与转速检测器相连；电机驱动转换模块，电机驱动转换模块与PG调速电机和输入交流电的正极相连；用于输出控制信号至电机驱动转换模块以使PG调速电机获得第一有效电压后进行启动的控制器，控制器与转速反馈模块和电机驱动转换模块分别相连，当PG调速电机的转速大于第一预设转速时，控制器调节控制信号以调整PG调速电机的转速。该启动控制系统能够在PG调速电机快速启动中减少低频电磁噪音，防止PG调速电机启动过程中的过冲现象。本发明还公开了一种PG调速电机的启动控制方法。

Description

PG调速电机的启动控制方法和启动控制系统

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种PG调速电机的启动控制方法以及一种PG调速电机的启动控制系统。

背景技术

大功率（例如60～120瓦）塑封PG调速电机相对于小功率（15～60瓦）塑封电机来说，结构较大。这样电机生产厂家由于受生产工艺限制很难控制好电机轴与电机轴承之间间隔，并且由于电机体积大也影响电机的同心性，从而使得市场上很多大功率PG调速电机如果运行低转速（小于300转/分钟）时，则电机本身发出难听的低频电磁噪音，影响用户的舒适性。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷。

为此，本发明的一个目的在于提出一种PG调速电机的启动控制系统，能够在PG调速电机快速启动中减少低频电磁噪音，防止PG调速电机启动过程中的过冲现象。

本发明的另一个目的在于提出一种PG调速电机的启动控制方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的一种PG调速电机的启动控制系统，包括：用于实时检测所述PG调速电机的转速的转速检测器；转速反馈模块，所述转速反馈模块与所述转速检测器相连；电机驱动转换模块，所述电机驱动转换模块与所述PG调速电机和输入交流电的正极相连，其中，所述PG调速电机与所述输入交流电的负极相连；用于输出控制信号至所述电机驱动转换模块以使所述PG调速电机获得第一有效电压后进行启动的控制器，所述控制器与所述转速反馈模块和所述电机驱动转换模块分别相连，当所述PG调速电机的转速大于第一预设转速时，所述控制器调节所述控制信号以调整所述PG调速电机的转速。

根据本发明的一个实施例，当所述PG调速电机的转速大于第一预设转速时，所述控制器调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得第二有效电压，其中，所述第二有效电压小于所述第一有效电压；在第一预设时间后，所述控制器调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得的有效电压以第一预设规律进行增加，直至所述PG调速电机的转速达到第二预设转速，其中，所述第二预设转速大于所述第一预设转速；所述控制器根据目标转速和所述PG调速电机的当前转速调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得的有效电压以第二预设规律进行变化，直至所述PG调速电机的转速达到所述目标转速。

并且，所述的PG调速电机的启动控制系统，还包括：对所述输入交流电的过零信号进行检测的过零检测模块，所述过零检测模块与所述控制器相连，其中，在延时第二预设时间后所述控制器根据所述过零信号输出所述控制信号至所述电机驱动转换模块以使所述PG调速电机获得所述第一有效电压。

根据本发明的一个实施例，所述第一预设规律为每隔一个驱动脉冲，所述控制器调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得的有效电压增加第一阈值，所述第二预设规律为每隔两个驱动脉冲，所述控制器调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得的有效电压增加或减少第二阈值，其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。

根据本发明的一个实施例，所述第一预设转速可以为300-800转/分钟，所述第二预设转速可以为800-950转/分钟，所述目标转速可以为1000转/分钟。

具体地，所述电机驱动转换模块包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与所述控制器的驱动输出端相连；第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一电阻的另一端相连，所述第一三极管的发射极接地；第一隔离光耦，所述第一隔离光耦的第一端与所述第一三极管的集电极相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述预设电源相连，所述第二电阻的另一端与所述第一隔离光耦的第二端相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一隔离光耦的第三端相连，所述第三电阻的另一端与所述输入交流电的正极相连；可控硅，所述可控硅的第一端与所述第三电阻的另一端和所述输入交流电的正极分别相连，所述可控硅的触发端与所述第一隔离光耦的第四端相连；第一电感，所述第一电感的一端与所述可控硅的第二端相连，所述第一电感的另一端与所述PG调速电机相连；串联的第四电阻和第一电容，所述串联的第四电阻和第一电容并联在所述可控硅的第一端和所述第一电感的另一端之间。

并且，所述转速反馈模块包括：第二电容，所述第二电容的一端与所述控制器的反馈输入端相连，所述第二电容的另一端接地；第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第二电容的一端和所述控制器的反馈输入端分别相连；串联的第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阴极相连，所述第一二极管的阴极与预设电源相连，所述第二二极管的阳极接地，所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极之间的节点与所述五电阻的另一端相连；第三电容，所述第三电容的一端与所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极之间的节点相连，所述第三电容的另一端接地；第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极之间的节点相连，所述第六电阻的另一端与所述转速检测器相连。

根据本发明实施例的PG调速电机的启动控制系统，在PG调速电机启动时控制器输出控制信号以使PG调速电机获得第一有效电压，从而使得PG调速电机快速启动；并在PG调速电机启动后的转速达到第一预设转速时，控制器调节控制信号使得PG调速电机获得第二有效电压，从而使得PG调速电机的转速平稳缓慢增加，防止出现电机过冲现象；然后当第一预设时间例如0.4-2.5秒后，当PG调速电机的转速已经达到相对平稳中等转速时，控制器调节控制信号以增加PG调速电机获得的有效电压，使得PG调速电机的转速快速增加到第二预设转速即接近目标转速，最后根据目标转速和PG调速电机的当前实际转速之间的差异控制器调节控制信号以增加或减少PG调速电机获得的有效电压，使得PG调速电机的转速平稳地保持在目标转速附近，从而实现PG调速电机油性启动。因此，本发明的PG调速电机的启动控制系统能够实现PG调速电机快速、平稳、油性启动，减少PG调速电机启动过程中的电磁噪音，特别是减少PG调速电机启动过程中由电机轴与轴承间隔大引起的低频电磁噪声，并且还能防止PG调速电机启动过程中出现的过冲现象。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出的一种PG调速电机的启动控制方法，包括以下步骤：S1，输出控制信号以使所述PG调速电机获得第一有效电压后进行启动；S2，实时检测所述PG调速电机的转速；S3，当所述PG调速电机的转速大于第一预设转速时，调节所述控制信号以调整所述PG调速电机的转速。

根据本发明的一个实施例，步骤S3具体包括：当所述PG调速电机的转速大于第一预设转速时，调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得第二有效电压，其中，所述第二有效电压小于所述第一有效电压；在第一预设时间后，继续调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得的有效电压以第一预设规律进行增加，直至所述PG调速电机的转速达到第二预设转速，其中，所述第二预设转速大于所述第一预设转速；根据目标转速和所述PG调速电机的当前转速继续调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得的有效电压以第二预设规律进行变化，直至所述PG调速电机的转速达到所述目标转速。

根据本发明的一个实施例，步骤S1具体包括：检测输入交流市电的过零信号；延时第二预设时间后，根据所述过零信号输出所述控制信号以使所述PG调速电机获得所述第一有效电压。

根据本发明的一个实施例，所述第一预设规律为每隔一个驱动脉冲，调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得的有效电压增加第一阈值；所述第二预设规律为每隔两个驱动脉冲，调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得的有效电压增加或减少第二阈值，其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。

根据本发明的一个实施例，所述第一预设转速可以为300-800转/分钟，所述第二预设转速可以为800-950转/分钟，所述目标转速可以为1000转/分钟。

根据本发明实施例的PG调速电机的启动控制方法，在PG调速电机启动时输出控制信号以使PG调速电机获得第一有效电压，从而使得PG调速电机快速启动；并在PG调速电机启动后的转速达到第一预设转速时，调节控制信号使得PG调速电机获得第二有效电压，从而使得PG调速电机的转速平稳缓慢增加，防止出现电机过冲现象；然后当第一预设时间例如0.4-2.5秒后，当PG调速电机的转速已经达到相对平稳中等转速时，调节控制信号以增加PG调速电机获得的有效电压，使得PG调速电机的转速快速增加到第二预设转速即接近目标转速，最后根据目标转速和PG调速电机的当前实际转速之间的差异调节控制信号以增加或减少PG调速电机获得的有效电压，使得PG调速电机的转速平稳地保持在目标转速附近，从而实现PG调速电机油性启动。因此，本发明的PG调速电机的启动控制方法能够实现PG调速电机快速、平稳、油性启动，减少PG调速电机启动过程中的电磁噪音，特别是减少PG调速电机启动过程中由电机轴与轴承间隔大引起的低频电磁噪声，并且还能防止PG调速电机启动过程中出现的过冲现象。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为相关技术中A电机启动时输入到A电机的有效电压波形图、有效电压值的曲线图和实际转速的曲线图；

图2为相关技术中B电机启动时输入到B电机的有效电压波形图、有效电压值的曲线图和实际转速的曲线图；

图3为根据本发明实施例的PG调速电机的启动控制系统的电路原理示意图；

图4为根据本发明一个实施例的PG调速电机的启动控制系统控制PG调速电机启动时交流市电的电压波形、过零检测模块检测的过零信号、控制器输出的控制信号的波形和输入到PG调速电机的有效电压的波形的示意图；

图5为根据本发明一个实施例的PG调速电机的启动控制系统控制PG调速电机启动时输入到PG调速电机的有效电压的波形、输入到PG调速电机的有效电压的曲线、PG调速电机实际转速的曲线的示意图；

图6为根据本发明一个实施例的PG调速电机的启动控制系统的方框示意图；以及

图7为根据本发明实施例的PG调速电机的启动控制方法的流程图。

附图标记：

转速检测器10、转速反馈模块20、电机驱动转换模块30和控制器40、过零检测模块50，MCU过零处理单元601、电机PWM计算驱动单元602、MCU比较实际转速与目标转速处理单元603和MCU取样实际转速单元604，第一电阻R1、第一三极管Q1、第一隔离光耦IC1、第二电阻R2、第三电阻R3、可控硅K1、第一电感L1、第四电阻R4和第一电容C1，第二电容C2、第五电阻R5、第一二极管D1和第二二极管D2、第三电容C3、第六电阻R6，第七电阻R7、第八电阻R8、耦合器IC2、第四电容C4、第九电阻R9、第十电阻R10、第二三极管Q2、第十一电阻R11和第五电容C5。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面在描述本发明实施例提出的PG调速电机的启动控制系统和启动控制方法之前先来描述一下相关技术中PG调速电机的启动方法。

相关技术中，PG调速电机的启动方法有以下两种：

1、A电机采用大启动力矩（通过控制电机获得较高有效电压）使电机快速启动，但该启动方法会使电机启动后电机的转速远超过目标转速，出现过冲现象，为此需要后续多次输出长周期控制信号调整才能控制电机的转速接近目标转速，具体如图1所示。

2、B电机采用较小启动力矩（通过控制电机获得较小有效电压）使电机缓慢启动，该启动方法虽然可解决过冲现象，但不足的是，启动时间较长，并伴随电机在低速转动时电机产生较长时间刺耳电磁噪音，影响用户体验，具体如图2所示。

本发明正是基于上述问题而提出了一种PG调速电机的启动控制系统和启动控制方法。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的PG调速电机的启动控制系统和启动控制方法。

图3为根据本发明实施例的PG调速电机的启动控制系统的电路原理示意图。如图3所示，该PG调速电机的启动控制系统包括转速检测器10、转速反馈模块20、电机驱动转换模块30和控制器40。

其中，转速检测器10用于实时检测PG调速电机M1的转速，例如转速检测器10可以为霍尔传感器。转速反馈模块20与转速检测器10相连，用于将PG调速电机M1的转速实时反馈给控制器40。电机驱动转换模块30与PG调速电机M1和输入交流电的正极例如市电火线L相连，PG调速电机M1还与输入交流电的负极例如市电零线N相连。控制器40与转速反馈模块20和电机驱动转换模块30分别相连，控制器40用于输出控制信号至电机驱动转换模块30以使PG调速电机M1获得第一有效电压后进行启动，并当PG调速电机M1的转速大于第一预设转速时，控制器40调节控制信号以调整PG调速电机M1的转速。在本发明的一个示例中，控制器40可以为微控制器MCU。

根据本发明的一个实施例，当PG调速电机M1的转速大于第一预设转速时，控制器40调节控制信号以使PG调速电机M1获得第二有效电压，其中，第二有效电压小于第一有效电压，例如第一有效电压可以为输入交流电的电网有效电压值的65%-90%，第二有效电压可以为电网有效电压值的40%-65%。

在第一预设时间例如0.4-2.5秒后，控制器40调节控制信号以使PG调速电机M1获得的有效电压以第一预设规律进行增加，直至PG调速电机M1的转速达到第二预设转速，其中，第二预设转速大于第一预设转速。在本发明的实施例中，第一预设规律为每隔控制器40输出的一个驱动脉冲，控制器40调节控制信号以使PG调速电机M1获得的有效电压增加第一阈值例如电网有效电压值的0.3%。

并且，控制器40根据目标转速和PG调速电机M1的当前转速调节控制信号以使PG调速电机M1获得的有效电压以第二预设规律进行变化，直至PG调速电机M1的转速达到目标转速。其中，第二预设规律为每隔控制器40输出两个驱动脉冲，控制器40调节控制信号以使PG调速电机M1获得的有效电压增加或减少第二阈值例如电网有效电压值的0.1%，其中，第二阈值小于第一阈值。

在本发明的一个示例中，第一预设转速可以为300-800转/分钟，第二预设转速可以为800-950转/分钟，目标转速可以为1000转/分钟。

进一步地，根据本发明的一个实施例，如图3所示，上述的PG调速电机的启动控制系统还包括过零检测模块50，过零检测模块50与控制器40相连，过零检测模块50用于对输入交流电即交流市电（L/N）的过零信号进行检测，其中，在延时第二预设时间后控制器40根据过零信号输出控制信号至电机驱动转换模块30以使PG调速电机M1获得第一有效电压。具体地，交流市电的电压波形、过零检测模块50检测的过零信号、控制器40输出的控制信号的波形和输入到PG调速电机M1的有效电压的波形如图4所示。

也就是说，在本发明的实施例中，如图5所示，上述PG调速电机的启动控制系统对PG调速电机M1启动的过程如下：

第一步，控制器40例如MCU通过驱动电路即电机驱动转换模块30输出高PWM驱动有效值（输入到PG调速电机M1的有效电压为电网有效电压值的65%～90%之间，例如图5中1阶段A部分的有效电压波形或图4中输入到PG调速电机M1的有效电压的波形）以驱动PG调速电机M1，从而使PG调速电机M1从电网中得到大初始力矩（即高有效电压），使PG调速电机M1快速克服电机本身阻力、电机外围负载阻力，短时间来启动起来，如图5中1阶段的A、E、J部分。其中，PWM驱动有效值可通过万用表测量控制器的驱动输出端即MCU端口FAN_OUT的电压获得。

第二步，MCU通过转速反馈模块20检测得到的实际电机转速大于电机低速门槛值即第一预设转速（一般为300～800转/分钟）时，则通过电机驱动转换模块30输出较小固定PWM驱动有效值（输入到PG调速电机M1的有效电压为电网有效电压值的40%～65%之间，例如图5中2阶段的B部分的有效电压波形）以驱动PG调速电机M1。由于第一步中驱动力矩惯性大，此时虽然按较小PWM驱动有效值驱动PG调速电机M1，但PG调速电机M1在惯性的作用下进行平稳缓慢加速，如图5中2阶段K部分，从而防止出现PG调速电机M1过冲现象。

第三步，按上述第二步延时驱动一段缓慢加速时间即第一预设时间（一般为0.4～2.5秒）后，PG调速电机M1已处于相对平稳中等转速，然后进入PG调速电机M1快速加速阶段，此时控制PWM驱动有效值按一定比例快速增加，从而使PG调速电机M1进入快速调速阶段，如图5中3阶段C、G、L部分，直至MCU通过转速反馈模块20检测到PG调速电机M1的实际转速已接近目标转速，一般接近目标转速的80%～95%之间。

第四步，按上一步当检测到PG调速电机M1的实际转速已接近目标转速时，进入常规慢速调节控制阶段，此时控制PWM驱动有效值按较小值进行增加或减小，从而保证PG调速电机M1不会因电机启动的惯性、MCU取样转速反馈延时性等因素使PG调速电机M1的实际转速超过目标转速，如图5中4阶段D、H、M部分，实现PG调速电机M1的油性启动，即平稳顺畅的达到目标转速。

也就是说，如图6所示，MCU可以包括MCU过零处理单元601、电机PWM计算驱动单元602、MCU比较实际转速与目标转速处理单元603和MCU取样实际转速单元604。

在本发明的一个具体实施例中，如图3所示，电机驱动转换模块30包括第一电阻R1、第一三极管Q1、第一隔离光耦IC1、第二电阻R2、第三电阻R3、可控硅K1、第一电感L1、第四电阻R4和第一电容C1。

其中，第一电阻R1的一端与控制器40的驱动输出端FAN_OUT相连，第一三极管Q1的基极与第一电阻R1的另一端相连，第一三极管Q1的发射极接地；第一隔离光耦IC1的第一端1与第一三极管Q1的集电极相连，第二电阻R2的一端与预设电源例如5V的电源相连，第二电阻R2的另一端与第一隔离光耦IC1的第二端2相连，第三电阻R3的一端与第一隔离光耦IC1的第三端3相连，第三电阻R3的另一端与输入交流电的正极例如火线L相连，可控硅K1的第一端a与第三电阻R3的另一端和输入交流电的正极分别相连，可控硅K1的触发端g与第一隔离光耦IC1的第四端4相连；第一电感L1的一端与可控硅K1的第二端b相连，第一电感L1的另一端与PG调速电机M1相连，第四电阻R4和第一电容C1串联连接，串联后的第四电阻R4和第一电容C1并联在可控硅K1的第一端a和第一电感L1的另一端之间。

如图3所示，转速反馈模块20包括第二电容C2、第五电阻R5、第一二极管D1和第二二极管D2、第三电容C3、第六电阻R6。

其中，第二电容C2的一端与控制器40的反馈输入端FAN_IN相连，第二电容C2的另一端接地，第五电阻R5的一端与第二电容C2的一端和控制器40的反馈输入端FAN_IN分别相连；第一二极管D1和第二二极管D2串联连接，第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阴极相连，第一二极管D1的阴极与预设电源例如5V的电源相连，第二二极管D2的阳极接地，第一二极管D1的阳极和第二二极管D2的阴极之间的节点与五电阻R5的另一端相连，第三电容C3的一端与第一二极管D1的阳极和第二二极管D2的阴极之间的节点相连，第三电容C3的另一端接地，第六电阻R6的一端与第一二极管D1的阳极和第二二极管D2的阴极之间的节点相连，第六电阻R6的另一端与转速检测器10相连。

此外，如图3所示，过零检测模块50包括第七电阻R7、第八电阻R8、耦合器IC2、第四电容C4、第九电阻R9、第十电阻R10、第二三极管Q2、第十一电阻R11和第五电容C5。

下面参照一个具体示例来描述根据本发明实施例提出的PG调速电机的启动控制系统启动PG调速电机M1的过程。

首先大功率（例如60-120瓦）塑封PG调速电机M1目前处于停止状态，通过转速检测器10、转速反馈模块20，MCU检测到此时电机M1的转速为0，由于用户开机等因素电机设定的目标转速为1000转/分钟，第一步：MCU通过过零检测电路检测到电网的过零基准时刻（MCU端口ZERO_IN检测的波型如图4中市电过零信号的波形所示），MCU按约80%有效输出PWM值，通过电机驱动转换电路转换成有效市电驱动电压驱动电机M1（参照图3中IC1、R3、K1、L1等元件驱动电机M1）；第二步：MCU按上述高驱动有效输出PWM值后，MCU通过其FAN_IN端口检测电机转速是否已达到最小低速门槛值例如300转/分钟（塑封电机小于300转/分钟低频电磁噪音最为明显），如果是，MCU把驱动PWM有效值降到50%，按该驱动PWM有效值驱动1.5秒后以让电机转速增量减慢（转速增量斜率变缓，如图5中2阶段B、F、K部分）；第三步：接上一步进入电机快速增加阶段，即以每1个驱动输出为基准，每个驱动输出比上一个驱动输出增加0.3%有效驱动值，直到MCU检测到实际电机转速已大于设定目标转速值的90%即900转/分钟（如图5中3阶段C、G、L部分）；第四步：接上一步进入常态慢速电机调速阶段，以2个驱动输出为基准，比较电机实际转速与电机目标转速的差异判定把当前调速PWM有效驱动值增加或减小0.1%（如图5中4阶段D、H、M部分），从而达到控制电机M1长期平稳运转的目的。

由此可知，本发明实施例的PG调速电机的启动控制系统在启动PG调速电机M1的过程中采用多时段调节方式，避免电机启动过程中力矩过大而使电机实际转速远大于目标转速以及后期来回调整转速，从而可实现大功率塑封电机快速、平稳、油性启动目的，又能防止电机过冲、多次频繁调速现象。

根据本发明实施例的PG调速电机的启动控制系统，在PG调速电机启动时控制器输出控制信号以使PG调速电机获得第一有效电压，从而使得PG调速电机快速启动；并在PG调速电机启动后的转速达到第一预设转速时，控制器调节控制信号使得PG调速电机获得第二有效电压，从而使得PG调速电机的转速平稳缓慢增加，防止出现电机过冲现象；然后当第一预设时间例如0.4-2.5秒后，当PG调速电机的转速已经达到相对平稳中等转速时，控制器调节控制信号以增加PG调速电机获得的有效电压，使得PG调速电机的转速快速增加到第二预设转速即接近目标转速，最后根据目标转速和PG调速电机的当前实际转速之间的差异控制器调节控制信号以增加或减少PG调速电机获得的有效电压，使得PG调速电机的转速平稳地保持在目标转速附近，从而实现PG调速电机油性启动。因此，本发明的PG调速电机的启动控制系统能够实现PG调速电机快速、平稳、油性启动，减少PG调速电机启动过程中的电磁噪音，特别是减少PG调速电机启动过程中由电机轴与轴承间隔大引起的低频电磁噪声，并且还能防止PG调速电机启动过程中出现的过冲现象。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的PG调速电机的启动控制方法。

图7为根据本发明实施例的PG调速电机的启动控制方法的流程图。如图7所示，该PG调速电机的启动控制方法包括以下步骤：

S1，输出控制信号以使PG调速电机获得第一有效电压后进行启动。

其中，步骤S1具体包括：检测输入交流市电的过零信号；延时第二预设时间后，根据过零信号输出控制信号以使PG调速电机获得第一有效电压。

S2，实时检测PG调速电机的转速。

S3，当PG调速电机的转速大于第一预设转速时，调节控制信号以调整PG调速电机的转速。

根据本发明的一个实施例，步骤S3具体包括：当PG调速电机的转速大于第一预设转速时，调节控制信号以使PG调速电机获得第二有效电压，其中，第二有效电压小于第一有效电压，例如第一有效电压可以为输入交流电的电网有效电压值的65%-90%，第二有效电压可以为电网有效电压值的40%-65%；在第一预设时间后，继续调节控制信号以使PG调速电机获得的有效电压以第一预设规律进行增加，直至PG调速电机的转速达到第二预设转速，其中，第二预设转速大于第一预设转速；根据目标转速和PG调速电机的当前转速继续调节控制信号以使PG调速电机获得的有效电压以第二预设规律进行变化，直至PG调速电机的转速达到目标转速。

其中，第一预设规律为每隔一个驱动脉冲，调节控制信号以使PG调速电机获得的有效电压增加第一阈值例如电网有效电压值的0.3%。第二预设规律为每隔两个驱动脉冲，调节控制信号以使PG调速电机获得的有效电压增加或减少第二阈值电网有效电压值的0.1%，其中，第二阈值小于第一阈值。

根据本发明的一个实施例，第一预设转速可以为300-800转/分钟，第二预设转速可以为800-950转/分钟，目标转速可以为1000转/分钟。

根据本发明实施例的PG调速电机的启动控制方法，在PG调速电机启动时输出控制信号以使PG调速电机获得第一有效电压，从而使得PG调速电机快速启动；并在PG调速电机启动后的转速达到第一预设转速时，调节控制信号使得PG调速电机获得第二有效电压，从而使得PG调速电机的转速平稳缓慢增加，防止出现电机过冲现象；然后当第一预设时间例如0.4-2.5秒后，当PG调速电机的转速已经达到相对平稳中等转速时，调节控制信号以增加PG调速电机获得的有效电压，使得PG调速电机的转速快速增加到第二预设转速即接近目标转速，最后根据目标转速和PG调速电机的当前实际转速之间的差异调节控制信号以增加或减少PG调速电机获得的有效电压，使得PG调速电机的转速平稳地保持在目标转速附近，从而实现PG调速电机油性启动。因此，本发明的PG调速电机的启动控制方法能够实现PG调速电机快速、平稳、油性启动，减少PG调速电机启动过程中的电磁噪音，特别是减少PG调速电机启动过程中由电机轴与轴承间隔大引起的低频电磁噪声，并且还能防止PG调速电机启动过程中出现的过冲现象。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，″计算机可读介质″可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (12)

1.一种PG调速电机的启动控制系统，其特征在于，包括：

用于实时检测所述PG调速电机的转速的转速检测器；

转速反馈模块，所述转速反馈模块与所述转速检测器相连；

电机驱动转换模块，所述电机驱动转换模块与所述PG调速电机和输入交流电的正极相连，其中，所述PG调速电机与所述输入交流电的负极相连；

用于输出控制信号至所述电机驱动转换模块以使所述PG调速电机获得第一有效电压后进行启动的控制器，所述控制器与所述转速反馈模块和所述电机驱动转换模块分别相连，当所述PG调速电机的转速大于第一预设转速时，所述控制器调节所述控制信号以调整所述PG调速电机的转速。

2.如权利要求1所述的PG调速电机的启动控制系统，其特征在于，

当所述PG调速电机的转速大于第一预设转速时，所述控制器调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得第二有效电压，其中，所述第二有效电压小于所述第一有效电压；

在第一预设时间后，所述控制器调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得的有效电压以第一预设规律进行增加，直至所述PG调速电机的转速达到第二预设转速，其中，所述第二预设转速大于所述第一预设转速；

所述控制器根据目标转速和所述PG调速电机的当前转速调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得的有效电压以第二预设规律进行变化，直至所述PG调速电机的转速达到所述目标转速。

3.如权利要求1所述的PG调速电机的启动控制系统，其特征在于，还包括：

对所述输入交流电的过零信号进行检测的过零检测模块，所述过零检测模块与所述控制器相连，其中，在延时第二预设时间后所述控制器根据所述过零信号输出所述控制信号至所述电机驱动转换模块以使所述PG调速电机获得所述第一有效电压。

4.如权利要求2所述的PG调速电机的启动控制系统，其特征在于，所述第一预设规律为每隔一个驱动脉冲，所述控制器调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得的有效电压增加第一阈值，所述第二预设规律为每隔两个驱动脉冲，所述控制器调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得的有效电压增加或减少第二阈值，其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。

5.如权利要求2所述的PG调速电机的启动控制系统，其特征在于，所述第一预设转速为300-800转/分钟，所述第二预设转速为800-950转/分钟，所述目标转速为1000转/分钟。

6.如权利要求1所述的PG调速电机的启动控制系统，其特征在于，所述电机驱动转换模块包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端与所述控制器的驱动输出端相连；

第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一电阻的另一端相连，所述第一三极管的发射极接地；

第一隔离光耦，所述第一隔离光耦的第一端与所述第一三极管的集电极相连；

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述预设电源相连，所述第二电阻的另一端与所述第一隔离光耦的第二端相连；

第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一隔离光耦的第三端相连，所述第三电阻的另一端与所述输入交流电的正极相连；

可控硅，所述可控硅的第一端与所述第三电阻的另一端和所述输入交流电的正极分别相连，所述可控硅的触发端与所述第一隔离光耦的第四端相连；

第一电感，所述第一电感的一端与所述可控硅的第二端相连，所述第一电感的另一端与所述PG调速电机相连；

串联的第四电阻和第一电容，所述串联的第四电阻和第一电容并联在所述可控硅的第一端和所述第一电感的另一端之间。

7.如权利要求1所述的PG调速电机的启动控制系统，其特征在于，所述转速反馈模块包括：

第二电容，所述第二电容的一端与所述控制器的反馈输入端相连，所述第二电容的另一端接地；

第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第二电容的一端和所述控制器的反馈输入端分别相连；

串联的第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阴极相连，所述第一二极管的阴极与预设电源相连，所述第二二极管的阳极接地，所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极之间的节点与所述五电阻的另一端相连；

第三电容，所述第三电容的一端与所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极之间的节点相连，所述第三电容的另一端接地；

第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极之间的节点相连，所述第六电阻的另一端与所述转速检测器相连。

8.一种PG调速电机的启动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，输出控制信号以使所述PG调速电机获得第一有效电压后进行启动；

S2，实时检测所述PG调速电机的转速；

S3，当所述PG调速电机的转速大于第一预设转速时，调节所述控制信号以调整所述PG调速电机的转速。

9.如权利要求8所述的PG调速电机的启动控制方法，其特征在于，步骤S3具体包括：

当所述PG调速电机的转速大于第一预设转速时，调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得第二有效电压，其中，所述第二有效电压小于所述第一有效电压；

在第一预设时间后，继续调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得的有效电压以第一预设规律进行增加，直至所述PG调速电机的转速达到第二预设转速，其中，所述第二预设转速大于所述第一预设转速；

根据目标转速和所述PG调速电机的当前转速继续调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得的有效电压以第二预设规律进行变化，直至所述PG调速电机的转速达到所述目标转速。

10.如权利要求8所述的PG调速电机的启动控制方法，其特征在于，步骤S1具体包括：

检测输入交流市电的过零信号；

延时第二预设时间后，根据所述过零信号输出所述控制信号以使所述PG调速电机获得所述第一有效电压。

11.如权利要求9所述的PG调速电机的启动控制方法，其特征在于，

所述第一预设规律为每隔一个驱动脉冲，调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得的有效电压增加第一阈值；

所述第二预设规律为每隔两个驱动脉冲，调节所述控制信号以使所述PG调速电机获得的有效电压增加或减少第二阈值，其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。

12.如权利要求9所述的PG调速电机的启动控制方法，其特征在于，所述第一预设转速为300-800转/分钟，所述第二预设转速为800-950转/分钟，所述目标转速为1000转/分钟。