CN104779853A - 室外风机启动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及室外机。本发明针对现有技术中无法根据电机当前转速正常启动电机的技术问题提供一种室外风机启动控制方法，包括系统判断电机转动方向，当电机正向转动时采用正向启动控制方法启动电机，若电机逆向转动时采用逆风启动控制方法启动电机。通过上述室外风机启动控制方法，能够控制电机启动前由于电机处于正、反向运转的条件下，从各种状态正常的启动电机，最终达到正向无位置传感器运行状态，实现室外风机逆风启动控制。适用于室外机控制方法。

Description

室外风机启动控制方法

技术领域

本发明涉及室外机，特别涉及室外风机的启动控制方法。

背景技术

目前，空调室外风机一般采用抽头电机控制，具有效率低，转速不可连续控制等缺点，行业内开始使用永磁同步直流无刷电机作为空调室外风机驱动部件。

但是，在室外机接收到内机发送来的开机命令时，由于海风等原因,空调在启动前,室外风扇电机可能正处于正方向或者反方向转动,而且其转速也可能大不相同，需要根据当前电机的转速，及时采取相应的控制策略，控制电机的正常启动。而现有技术无法根据电机当前转速正常启动电机的技术问题，无法实现风机在各种转速条件下的正常启动，从而实现风机电机的逆风启动。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种室外风机启动控制方法，以实现风机在各种转速条件下的正常启动，实现风机电机的逆风启动。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，室外风机启动控制方法，包括系统判断电机转动方向，当电机正向转动时采用正向启动控制方法启动电机，若电机逆向转动时采用逆风启动控制方法启动电机。

具体的，系统通过检测电机当前转速f_r来判断电机转动方向。

进一步的，当f_r<0时，电机为反向转动；当f_r>＝0时，电机正向转动。

进一步的，所述逆风启动控制方法包括:当f₁≤f_r<0，系统按照定位方式控制电机的启动；

当f₂≤f_r<f₁，系统按照反向拖动控制电机启动；

当f₃≤f_r<f₂，系统按照反向无位置传感器方法控制电机启动；

当f_r<f₃，系统不控制电机的运行；

其中，f₃<f₂<f₁<0，且f₁、f₂、f₃通过外设设备输入；

进一步的，所述正向启动控制方法包括:

当0≤f_r<f₄，系统按照定位方式控制电机的启动；

当f₄≤f_r<f₅，系统按照正向拖动控制电机启动；

当f₅≤f_r<f₆，系统按照正向无位置传感器方法控制电机启动；

当f_r≥f₆，系统不控制电机的运行；

其中，f₆>f₅>f₄>0，且f₄、f₅、f₆通过外设设备输入。

进一步的，所述系统按照反向无位置传感器方法控制电机启动是，系统以每秒小于1Hz的速度增加，增长电机当前转速至f₂，使其达到反向拖动控制条件。

进一步的，所述系统通过控制d/q轴电流，控制电机转速变化。

具体的，当系统将电机转速由f_r<0转为为f_r＝0时，系统停止电机转动后，再进入正向启动控制方法启动电机。

本发明的有益效果是通过上述室外风机启动控制方法，能够控制电机启动前由于电机处于正、反向运转的条件下，从各种状态正常的启动电机，最终达到正向无位置传感器运行状态，实现室外风机逆风启动控制。

具体实施方式

下面结合实施例详细描述本发明的技术方案：

本发明针对现有技术中无法根据电机当前转速正常启动电机的技术问题提供一种室外风机启动控制方法，包括系统判断电机转动方向，当电机正向转动时采用正向启动控制方法启动电机，若电机逆向转动时采用逆风启动控制方法启动电机。通过上述室外风机启动控制方法，能够控制电机启动前由于电机处于正、反向运转的条件下，从各种状态正常的启动电机，最终达到正向无位置传感器运行状态，实现室外风机逆风启动控制。

实施例

本例中的室外风机启动控制方法中，系统通过检测电机当前转速f_r来判断电机转动方向。当f_r<0时，表明电机为反向转动；当f_r>＝0时，表明电机正向转动。当电机正向转动时采用正向启动控制方法启动电机，若电机逆向转动时采用逆风启动控制方法启动电机。

其中，逆风启动控制方法包括:

当f₁≤f_r<0，系统按照定位方式控制电机的启动；其中，定位方式控制即是普通启动控制。

当f₂≤f_r<f₁，系统按照反向拖动控制模式电机启动，在反向拖动控制模式下，控制电机转速由当前转速到0变化，同时控制电机d/q轴电流，当达到电机转数为0时，切换到正向拖动控制模式。

反向拖动控制模式具体包括：

a.MCU获取三相反电动势U/V/W对其中心点N之间的相电压数值；

b.MCU根据三相反电动势U/V/W之相电压数值获取电机转速f_r及其位置θ；

c.MCU经历一个低通滤波器，控制拖动电流从0到反向拖动目标电流I变化；

d，同时，MCU经历第一拖动时间，控制拖动角度从第一角度γ到0变化，控制d轴拖动电流从0到Icosγ最终到反向拖动目标电流I变化，同时控制q轴拖动电流从0开始到Isinγ最终到0变化，控制电机转数从第一反转运转频率f_r到停止运转。其中，系统通过相电压获取电机当前位置，再根据电机当前位置获取第一角度γ。

e、随后，将电机转数从停止运转开始，MCU经历第二拖动时间，控制拖动角度从0到第二拖动角度γ₂变化，控制d轴拖动电流从I₂到I₂cosγ₂变化，同时控制q轴拖动电流从0到I₂sinγ₂变化，控制电机从停止到第二运转频率，其中I₂为正向拖动目标电流，与反向拖动目标电流I相等。其中，系统根据目标启动转速计算得出电机目标位置，并根据电机目标位置得出第二拖动角度γ₂。为了控制电机电流无突变，一般正向拖动目标电流I₂＝反向拖动目标电流I。

f、MCU经历第三过度时间，切换到无位置传感器控制，实现电机的逆风启动控制。

当f₃≤f_r<f₂，系统按照反向无位置传感器控制模式控制电机启动，同时控制电机转数由当前转速到反向拖动目标转速f₂变化，同时控制d/q轴电流，当达到反向拖动目标转速f₂时，切换到反向拖动控制模式。

具体的，首先，在反向无位置传感器运行条件下，检测电机当前运行频率f₁，并控制电机从当前运行频率f₁到反向拖动起始频率f_d运行；当电机达到反向拖动起始频率f_d时刻，通过最大力矩控制获得电机d轴电流命令值为I_{d_1} ^*，q轴电流命令值I_{q_1} ^*，进入反向拖动控制状态；在反向拖动运行时间内，使电机运行频率从反向拖动起始频率f_d运行逐渐到停止状态，实现反向拖动；控制电机从停止状态拖动到正向拖动目标频率，在经历无位置传感器过渡时间，切换到无位置传感器控制，实现电机的逆风启动控制。

当f_r<f₃，系统不控制电机的运行，让电机自由运行，仅当电机转数满足反向拖动或者反向无位置传感器运行的条件时，再进入相应的方式控制电机的逆风启动。

其中，f₃<f₂<f₁<0，且f₁、f₂、f₃通过外设设备输入。

正向启动控制方法包括:

当0≤f_r<f₄，系统控制电机进入定位模式，按照定位方法控制电机启动运行。

当f₄≤f_r<f₅，系统按照正向拖动控制模式控制电机启动，在正向拖动控制模式下，控制电机转速由当前转速到正向无位置传感器目标频率f₅变化，同时控制电机d/q轴电流，当达到正向无位置传感器目标频率f₅时，切换到正向无位置传感器控制模式，控制电机启动。

其中，正向拖动控制模式具体为：单片机MCU获取电机转速f_r及其位置θ，当电机转速f_r>0,处于正向运转一定频率范围时，此时电机转速低，反电动势及电机位置检测误差大，无法实现电机的无位置闭环控制，需要经过直接正向拖动的控制过程。由于此时d/q轴电流为0，d/q轴电流需要经历从0开始慢慢变化，为此，将拖动目标电流I经过低通滤波器，低通滤波器输出为I1，I1将从0开始，慢慢变化到拖动目标电流I，经历第一拖动时间T1控制拖动角度φ从0开始，慢慢变化到第一角度γ，相当于控制d轴拖动电流从0到I1cosφ变化最终达到拖动目标电流Icosγ，即d轴拖动电流I_d＝I1cosφ；同时控制q轴拖动电流从0到I1sinφ变化最终达到Isinγ，即q轴拖动电流I_q＝I1sinφ,经历第一拖动时间T1控制电机转速从当前运转频率f_r到拖动目标频率f1慢慢变化,最终达到拖动目标频率。之后，经历第二过度时间，切换到无位置传感器控制，实现电机的正向拖动启动控制。

当f₅≤f_r<f₆，系统按照正向无位置传感器方法控制电机启动。正向无位置传感器方法与反向无位置传感器方法一致。本领域技术人员在得知正向无位置传感器方法的同时，在无需付出创造性劳动的情况下就应当得知反向无位置传感器方法。

当f_r≥f₆，系统不控制电机的运行，让电机自由运行，仅当电机转数满足正向拖动或者正向无位置传感器运行的条件时，再进入相应的方式控制电机的启动。

其中，f₆>f₅>f₄>0，且f₄、f₅、f₆通过外设设备输入。

特别的，在反向无位置传感器阶段，系统控制电机转数由当前转速，慢慢升高到反向拖动目标频率，一般按照每秒小于1Hz的方法增加，根据具体的调速要求进行控制，同时控制d/q轴电流，当电机达到反向拖动目标转速时，控制方式切换到反向拖动控制模式，之后，按照反向拖动方法，控制电机的运行频率从反向拖动目标转速到0变化，同时控制相应的d/q轴电流，将电机由反转控制到转数为0的状态，让电机停止运转，之后，进入正向拖动阶段，实现电机的反向无位置传感器控制，最终达到正常启动电机的目的。

反向拖动和正向拖动的目的，是将电机转数拖动到控制的目标转数，此时，不使用无位置传感器的目的是，在电机转数较低时，MCU获取电机的位置及转数很困难，这是由于电机控制参数决定的，此时电机的反电动势很低，不易检测和控制。

当电机转数特别低时，由于其转数误差较大，所检测的位置很不准确，无法满足要求，需要对电机进行定位控制，定位的目的，是把电机转子位置控制到指定位置，便于随后的控制。

综上所述，本发明通过上述室外风机启动控制方法，能够控制电机启动前由于电机处于正、反向运转的条件下，从各种状态正常的启动电机，最终达到正向无位置传感器运行状态，实现室外风机逆风启动控制。

Claims (8)

1.室外风机启动控制方法，其特征在于，包括系统判断电机转动方向，当电机正向转动或电机停止转动时采用正向启动控制方法启动电机，若电机逆向转动时采用逆风启动控制方法启动电机。

2.根据权利要求1所述的室外风机启动控制方法，其特征在于，系统通过检测电机当前转速f_r来判断电机转动方向。

3.根据权利要求2所述的室外风机启动控制方法，其特征在于，当f_r<0时，电机为反向转动；当f_r>＝0时，电机正向转动。

4.根据权利要求3所述的室外风机启动控制方法，其特征在于，所述逆风启动控制方法包括:当f₁≤f_r<0，系统按照定位方式控制电机的启动；

当f₂≤f_r<f₁，系统按照反向拖动控制电机启动；

当f₃≤f_r<f₂，系统按照反向无位置传感器方法控制电机启动；

当f_r<f₃，系统不控制电机的运行；

其中，f₃<f₂<f₁<0，且f₁、f₂、f₃通过外设设备输入。

5.根据权利要求4所述的室外风机启动控制方法，其特征在于，所述正向启动控制方法包括:

当0≤f_r<f₄，系统按照定位方式控制电机的启动；

当f₄≤f_r<f₅，系统按照正向拖动控制电机启动；

当f₅≤f_r<f₆，系统按照正向无位置传感器方法控制电机启动；

当f_r≥f₆，系统不控制电机的运行；

其中，f₆>f₅>f₄>0，且f₄、f₅、f₆通过外设设备输入。

6.根据权利要求4所述的室外风机启动控制方法，其特征在于，所述系统按照反向无位置传感器方法控制电机启动是，系统以每秒小于1Hz的速度增加，增长电机当前转速至f₂，使其达到反向拖动控制条件。

7.根据权利要求6所述的室外风机启动控制方法，其特征在于，所述系统通过控制d/q轴电流，控制电机转速变化。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的室外风机启动控制方法，其特征在于，当系统将电机转速由f_r<0转为为f_r＝0时，系统停止电机转动后，再进入正向启动控制方法启动电机。