CN104917435A - 电动机的启动控制方法、装置、电动机和压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动机的启动控制方法、装置、电动机和压缩机，其中，电动机的启动控制方法，包括：在对所述电动机的转子定位完成之后，采用电流闭环、速度开环的方式对所述电动机进行控制；在所述电动机的转速达到第一预定转速时，根据所述电动机的启动时长调整所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值，直到所述电动机的转速达到第二预定转速；在所述电动机的转速达到所述第二预定转速时，采用电流闭环、速度闭环的方式对所述电动机进行控制。本发明的技术方案可以在电动机的启动过程中，有效抑制由于转速波动较大而导致启动失败的问题，有利于提高电动机的启动成功率。

Description

电动机的启动控制方法、装置、电动机和压缩机

技术领域

本发明涉及电动机技术领域，具体而言，涉及一种电动机的启动控制方法、一种电动机的启动控制装置、一种电动机和一种压缩机。

背景技术

变频空调器的压缩机广泛采用高功率密度、宽调速范围的永磁同步电机作为内置电机，压缩机的启动即为其内置电机的启动。受限于空调器压缩机内部恶劣的运行环境，很难在其内部安装可靠检测电机转子位置的传感器，因此，在无位置传感器条件下启动压缩机变得较为困难。

目前，控制电机运行在中高速段的无位置传感器算法较为成熟和可靠，而低速时则较难提取准确的转子位置信息；鉴于此，在压缩机启动时的低速段往往采用开环启动的方式，即低速段不检测转子位置，而将压缩机从零速开环拖动到一定转速后再切入闭环控制，在闭环控制中采用无位置传感器算法获取转子位置来控制压缩机，此时启动才算完成。

但是，在开环控制切换至闭环控制时，传统控制策略往往采用加权系数修正转子位置角的过渡方法，即根据设定好的加权运算方法，将开环运行时指定的转子位置角逐渐过渡到真正转子位置角。由于过渡过程中电流幅值保持不变，导致切入闭环后速度波动较大，降低了启动成功率。

因此，如何能够避免电动机在启动过程中，由于转速波动较大而导致启动失败成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出了一种新的电动机的启动控制方案，可以在电动机的启动过程中，有效抑制由于转速波动较大而导致启动失败的问题，有利于提高电动机的启动成功率。

本发明的另一个目的在于提出了一种电动机和压缩机。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例，提出了一种电动机的启动控制方法，包括：在对所述电动机的转子定位完成之后，采用电流闭环、速度开环的方式对所述电动机进行控制；在所述电动机的转速达到第一预定转速时，根据所述电动机的启动时长调整所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值，直到所述电动机的转速达到第二预定转速；在所述电动机的转速达到所述第二预定转速时，采用电流闭环、速度闭环的方式对所述电动机进行控制。

根据本发明的实施例的电动机的启动控制方法，通过在电动机的转速处于第一预定转速和第二预定转速之间时，根据电动机的启动时长调整电动机的q轴电流调节器输出的电流值，使得在对电动机的转速由开环控制方式切换至闭环控制方式时，能够对电动机的q轴电流调节器输出的电流值进行控制，进而能够确保电动机在由开环控制切换至闭环控制的过程中保持较大的力矩输出，有效抑制了转子位置估计误差所导致的电动机速度波动较大的问题，提高了电动机的启动成功率。

根据本发明的上述实施例的电动机的启动控制方法，还可以具有以下技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述采用电流闭环、速度开环的方式对所述电动机进行控制的步骤具体包括：

控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值从0线性增加至预定值，并维持所述预定值第一预定时长，直到所述电动机的转速达到第三预定转速，其中，所述预定值是所述电动机在额定负载时对应的q轴电流的预定倍数；在所述电动机的转速达到所述第三预定转速时，采用无位置传感器算法对所述电动机进行控制，直到所述电动机的转速达到所述第一预定转速。

根据本发明的一个实施例，所述预定倍数为80％；所述控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值从0线性增加至所述预定值，并维持所述预定值第一预定时长的步骤具体包括：

按照以下公式控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值与所述电动机的启动时长：

$i_{q0}^{*}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{4}{5}\frac{t-t_1}{{\mathrm{\Δt}}_1}{i}_{qr}& (t_1\≤t\≤t_1+{\mathrm{\Δt}}_1)\\ \frac{4}{5}{i}_{qr}& (t>t_1+{\mathrm{\Δt}}_1)\end{array}\right.,{\mathrm{\Δt}}_1=\frac{2}{3}(t_2-t_1);$ 其中，表示所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值，t表示所述电动机的启动时长，t₁表示所述电动机的从启动到完成所述电动机的转子定位所经历的时长，t₂表示所述电动机从启动到转速达到所述第三预定转速所经历的时长，i_qr表示电动机在额定负载时对应的q轴电流。其中，预定倍数为80％时为最佳值，当然也可以采用其他值。

根据本发明的一个实施例，在所述电动机的转速达到第一预定转速时，根据所述电动机的启动时长调整所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值的步骤具体包括：按照以下公式控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值与所述电动机的启动时长：

$i_q^{*}=\frac{1}{2}{i}_{q0}^{*}(1+cos({\mathrm{\ω}}_s(t-t_3)\left)\right)+\frac{1}{2}{i}_{q1}^{*}(1-cos({\mathrm{\ω}}_s(t-t_3)\left)\right),{\mathrm{\ω}}_s=\frac{\mathrm{\π}}{{\mathrm{\Δt}}_3};$

其中，表示在所述电动机的转速达到所述第一预定转速后所述q轴电流调节器输出的电流值，表示所述电动机的启动时长达到所述t₂时所述q轴电流调节器输出的电流值，表示在采用电流闭环、速度闭环的方式对所述电动机进行控制时所述q轴电流调节器输出的电流值，t表示所述电动机的启动时长，t₃表示所述电动机的从启动到所述电动机的转速达到所述第一预定转速所经历的时长，△t₃表示所述电动机的转速从所述第一预定转速到所述第二预定转速所经历的时长。

根据本发明的一个实施例，在所述电动机的转速达到所述第二预定转速时，通过速度调节器将所述电动机的转速调整为第四预定转速，并维持第二预定时长，以在所述电动机的转速稳定在所述第四预定转速时，确定所述电动机启动完成。

根据本发明第二方面的实施例，还提出了一种电动机的启动控制装置，包括：第一控制单元，用于在对所述电动机的转子定位完成之后，采用电流闭环、速度开环的方式对所述电动机进行控制；调整单元，用于在所述电动机的转速达到第一预定转速时，根据所述电动机的启动时长调整所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值，直到所述电动机的转速达到第二预定转速；第二控制单元，用于在所述电动机的转速达到所述第二预定转速时，采用电流闭环、速度闭环的方式对所述电动机进行控制。

根据本发明的实施例的电动机的启动控制装置，通过在电动机的转速处于第一预定转速和第二预定转速之间时，根据电动机的启动时长调整电动机的q轴电流调节器输出的电流值，使得在对电动机的转速由开环控制方式切换至闭环控制方式时，能够对电动机的q轴电流调节器输出的电流值进行控制，进而能够确保电动机在由开环控制切换至闭环控制的过程中保持较大的力矩输出，有效抑制了转子位置估计误差所导致的电动机速度波动较大的问题，提高了电动机的启动成功率。

根据本发明的上述实施例的电动机的启动控制装置，还可以具有以下技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述第一控制单元具体用于：控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值从0线性增加至预定值，并维持所述预定值第一预定时长，直到所述电动机的转速达到第三预定转速，其中，所述预定值是所述电动机在额定负载时对应的q轴电流的预定倍数，

并用于在所述电动机的转速达到所述第三预定转速时，采用无位置传感器算法对所述电动机进行控制，直到所述电动机的转速达到所述第一预定转速。

根据本发明的一个实施例，所述预定倍数为80％；所述第一控制单元具体还用于：按照以下公式控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值与所述电动机的启动时长：

$i_{q0}^{*}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{4}{5}\frac{t-t_1}{{\mathrm{\Δt}}_1}{i}_{qr}& (t_1\≤t\≤t_1+{\mathrm{\Δt}}_1)\\ \frac{4}{5}{i}_{qr}& (t>t_1+{\mathrm{\Δt}}_1)\end{array}\right.,{\mathrm{\Δt}}_1=\frac{2}{3}(t_2-t_1);$ 其中，表示所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值，t表示所述电动机的启动时长，t₁表示所述电动机的从启动到完成所述电动机的转子定位所经历的时长，t₂表示所述电动机从启动到转速达到所述第三预定转速所经历的时长，i_qr表示电动机在额定负载时对应的q轴电流。

根据本发明的一个实施例，所述调整单元具体用于：按照以下公式控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值与所述电动机的启动时长：

$i_q^{*}=\frac{1}{2}{i}_{q0}^{*}(1+cos({\mathrm{\ω}}_s(t-t_3)\left)\right)+\frac{1}{2}{i}_{q1}^{*}(1-cos({\mathrm{\ω}}_s(t-t_3)\left)\right),{\mathrm{\ω}}_s=\frac{\mathrm{\π}}{{\mathrm{\Δt}}_3};$

其中，表示在所述电动机的转速达到所述第一预定转速后所述q轴电流调节器输出的电流值，表示所述电动机的启动时长达到所述t₂时所述q轴电流调节器输出的电流值，表示在采用电流闭环、速度闭环的方式对所述电动机进行控制时所述q轴电流调节器输出的电流值，t表示所述电动机的启动时长，t₃表示所述电动机的从启动到所述电动机的转速达到所述第一预定转速所经历的时长，△t₃表示所述电动机的转速从所述第一预定转速到所述第二预定转速所经历的时长。

根据本发明的一个实施例，还包括：第三控制单元，用于在所述电动机的转速达到所述第二预定转速时，通过速度调节器将所述电动机的转速调整为第四预定转速，并维持第二预定时长，以在所述电动机的转速稳定在所述第四预定转速时，确定所述电动机启动完成。

根据本发明第三方面的实施例，还提出了一种电动机，包括：如上述实施例中任一项所述的电动机的启动控制装置。

根据本发明第四方面的实施例，还提出了一种压缩机，包括：如上述实施例中所述的电动机。

本发明的附加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

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的实施例的电动机的启动控制方法的示意流程图；

图2示出了根据本发明的实施例的电动机的启动控制装置的示意框图；

图3示出了根据本发明的另一个实施例的电动机的启动方法的示意流程图；

图4示出了根据本发明的实施例的压缩机内的电动机的启动控制原理示意图；

图5示出了根据本发明的实施例的电动机启动过程中转速与启动时长之间的关系示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的实施例的电动机的启动控制方法的示意流程图。

如图1所示，根据本发明的实施例的电动机的启动控制方法，包括：步骤102，在对所述电动机的转子定位完成之后，采用电流闭环、速度开环的方式对所述电动机进行控制；步骤104，在所述电动机的转速达到第一预定转速时，根据所述电动机的启动时长调整所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值，直到所述电动机的转速达到第二预定转速；步骤106，在所述电动机的转速达到所述第二预定转速时，采用电流闭环、速度闭环的方式对所述电动机进行控制。

通过在电动机的转速处于第一预定转速和第二预定转速之间时，根据电动机的启动时长调整电动机的q轴电流调节器输出的电流值，使得在对电动机的转速由开环控制方式切换至闭环控制方式时，能够对电动机的q轴电流调节器输出的电流值进行控制，进而能够确保电动机在由开环控制切换至闭环控制的过程中保持较大的力矩输出，有效抑制了转子位置估计误差所导致的电动机速度波动较大的问题，提高了电动机的启动成功率。

根据本发明的上述实施例的电动机的启动控制方法，还可以具有以下技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述采用电流闭环、速度开环的方式对所述电动机进行控制的步骤具体包括：

控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值从0线性增加至预定值，并维持所述预定值第一预定时长，直到所述电动机的转速达到第三预定转速，其中，所述预定值是所述电动机在额定负载时对应的q轴电流的预定倍数；在所述电动机的转速达到所述第三预定转速时，采用无位置传感器算法对所述电动机进行控制，直到所述电动机的转速达到所述第一预定转速。

根据本发明的一个实施例，所述预定倍数为80％；所述控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值从0线性增加至所述预定值，并维持所述预定值第一预定时长的步骤具体包括：

按照以下公式控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值与所述电动机的启动时长：

$i_{q0}^{*}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{4}{5}\frac{t-t_1}{{\mathrm{\Δt}}_1}{i}_{qr}& (t_1\≤t\≤t_1+{\mathrm{\Δt}}_1)\\ \frac{4}{5}{i}_{qr}& (t>t_1+{\mathrm{\Δt}}_1)\end{array}\right.,{\mathrm{\Δt}}_1=\frac{2}{3}(t_2-t_1);$ 其中，表示所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值，t表示所述电动机的启动时长，t₁表示所述电动机的从启动到完成所述电动机的转子定位所经历的时长，t₂表示所述电动机从启动到转速达到所述第三预定转速所经历的时长，i_qr表示电动机在额定负载时对应的q轴电流。

根据本发明的一个实施例，在所述电动机的转速达到第一预定转速时，根据所述电动机的启动时长调整所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值的步骤具体包括：按照以下公式控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值与所述电动机的启动时长：

$i_q^{*}=\frac{1}{2}{i}_{q0}^{*}(1+cos({\mathrm{\ω}}_s(t-t_3)\left)\right)+\frac{1}{2}{i}_{q1}^{*}(1-cos({\mathrm{\ω}}_s(t-t_3)\left)\right),{\mathrm{\ω}}_s=\frac{\mathrm{\π}}{{\mathrm{\Δt}}_3};$

其中，表示在所述电动机的转速达到所述第一预定转速后所述q轴电流调节器输出的电流值，表示所述电动机的启动时长达到所述t₂时所述q轴电流调节器输出的电流值，表示在采用电流闭环、速度闭环的方式对所述电动机进行控制时所述q轴电流调节器输出的电流值，t表示所述电动机的启动时长，t₃表示所述电动机的从启动到所述电动机的转速达到所述第一预定转速所经历的时长，△t₃表示所述电动机的转速从所述第一预定转速到所述第二预定转速所经历的时长。

根据本发明的一个实施例，在所述电动机的转速达到所述第二预定转速时，通过速度调节器将所述电动机的转速调整为第四预定转速，并维持第二预定时长，以在所述电动机的转速稳定在所述第四预定转速时，确定所述电动机启动完成。

图2示出了根据本发明的实施例的电动机的启动控制装置的示意框图。

如图2所示，根据本发明的实施例的电动机的启动控制装置200，包括：第一控制单元202，用于在对所述电动机的转子定位完成之后，采用电流闭环、速度开环的方式对所述电动机进行控制；调整单元204，用于在所述电动机的转速达到第一预定转速时，根据所述电动机的启动时长调整所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值，直到所述电动机的转速达到第二预定转速；第二控制单元206，用于在所述电动机的转速达到所述第二预定转速时，采用电流闭环、速度闭环的方式对所述电动机进行控制。

通过在电动机的转速处于第一预定转速和第二预定转速之间时，根据电动机的启动时长调整电动机的q轴电流调节器输出的电流值，使得在对电动机的转速由开环控制方式切换至闭环控制方式时，能够对电动机的q轴电流调节器输出的电流值进行控制，进而能够确保电动机在由开环控制切换至闭环控制的过程中保持较大的力矩输出，有效抑制了转子位置估计误差所导致的电动机速度波动较大的问题，提高了电动机的启动成功率。

根据本发明的上述实施例的电动机的启动控制装置200，还可以具有以下技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述第一控制单元202具体用于：控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值从0线性增加至预定值，并维持所述预定值第一预定时长，直到所述电动机的转速达到第三预定转速，其中，所述预定值是所述电动机在额定负载时对应的q轴电流的预定倍数，

并用于在所述电动机的转速达到所述第三预定转速时，采用无位置传感器算法对所述电动机进行控制，直到所述电动机的转速达到所述第一预定转速。

根据本发明的一个实施例，所述预定倍数为80％；所述第一控制单元202具体还用于：按照以下公式控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值与所述电动机的启动时长：

$i_{q0}^{*}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{4}{5}\frac{t-t_1}{{\mathrm{\Δt}}_1}{i}_{qr}& (t_1\≤t\≤t_1+{\mathrm{\Δt}}_1)\\ \frac{4}{5}{i}_{qr}& (t>t_1+{\mathrm{\Δt}}_1)\end{array}\right.,{\mathrm{\Δt}}_1=\frac{2}{3}(t_2-t_1);$ 其中，表示所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值，t表示所述电动机的启动时长，t₁表示所述电动机的从启动到完成所述电动机的转子定位所经历的时长，t₂表示所述电动机从启动到转速达到所述第三预定转速所经历的时长，i_qr表示电动机在额定负载时对应的q轴电流。

根据本发明的一个实施例，所述调整单元204具体用于：按照以下公式控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值与所述电动机的启动时长：

$i_q^{*}=\frac{1}{2}{i}_{q0}^{*}(1+cos({\mathrm{\ω}}_s(t-t_3)\left)\right)+\frac{1}{2}{i}_{q1}^{*}(1-cos({\mathrm{\ω}}_s(t-t_3)\left)\right),{\mathrm{\ω}}_s=\frac{\mathrm{\π}}{{\mathrm{\Δt}}_3};$

其中，表示在所述电动机的转速达到所述第一预定转速后所述q轴电流调节器输出的电流值，表示所述电动机的启动时长达到所述t₂时所述q轴电流调节器输出的电流值，表示在采用电流闭环、速度闭环的方式对所述电动机进行控制时所述q轴电流调节器输出的电流值，t表示所述电动机的启动时长，t₃表示所述电动机的从启动到所述电动机的转速达到所述第一预定转速所经历的时长，△t₃表示所述电动机的转速从所述第一预定转速到所述第二预定转速所经历的时长。

根据本发明的一个实施例，还包括：第三控制单元208，用于在所述电动机的转速达到所述第二预定转速时，通过速度调节器将所述电动机的转速调整为第四预定转速，并维持第二预定时长，以在所述电动机的转速稳定在所述第四预定转速时，确定所述电动机启动完成。

本发明还提出了一种电动机(图中未示出)，包括：如图2中所示的电动机的启动控制装置200。

本发明还提出了一种压缩机(图中未示出)，包括：如上述实施例中所述的电动机。

以下结合图3至图5，以压缩机内的电动机启动为例，详细说明本发明的技术方案。

图3示出了根据本发明的另一个实施例的电动机的启动方法的示意流程图。

如图3所示，根据本发明的另一个实施例的电动机的启动方法，包括：

步骤302，首先向电机定子绕组内注入直流电流，实现转子定位；定位完成后立即进入开环运行状态，此时伪转子位置用于控制解耦，电动机电流环闭环，速度环开环运行。

步骤304，电机开环运行速度达到ω_ob，无位置传感器算法即转子位置及速度观测器开始工作；电机开环运行速度达到ω_sw0开始执行状态切换算法。

步骤306，状态切换算法执行时间达到预定时长时，启动程序完全切入闭环运行；此后转速给定量增加，电动机启动完成。

其中，图4示出了根据本发明的实施例的压缩机内的电动机的启动控制原理示意图。

如图4所示，图中为电机速度环PI调节器(Proportional integralcontroller，比例调节和积分调节)的给定值，θ_e和ω_r是转子位置及速度观测器的输出，分别代表转子位置观测值和电机的速度反馈值；为电机d轴的电流给定值，为电机q轴的电流给定值，i_d和i_q分别为电机d轴和q轴的电流反馈值，为电机d轴的电压给定值，为电机q轴的电压给定值，为电机α轴的电压给定值，为电机β轴的电压给定值，i_α为电机α轴的电流值，i_β为电机β轴的电流值，i_a和i_c分别为永磁同步电机的相电流。图4中所示的转速给定环节的输出为ω_r0，经积分器获得给定转子机械位置角θ_r0，与电机极对数P相乘获得给定转子电角度θ_e0。

当图4中所示的选择开关位于1时电机为速度开环运行状态，q轴电流的给定值选择为dq轴和αβ轴之间坐标变换时选择的角度为θ_e0；选择开关位于2时电机为速度闭环运行状态，q轴电流的给定值选择为dq轴和αβ轴坐标变换时选择的角度为θ_e。

图5示出了根据本发明的实施例的电动机启动过程中转速与启动时长之间的关系示意图。

其中，图3中所示的步骤302对应于图5中的时刻0至时刻t₂，步骤304对应于图5中的时刻t₂至时刻t₃+Δt₃，图5中的时刻t₃+Δt₃之后对应于图3中的步骤306。转子位置及速度观测器在时刻t₂开始执行，时刻t₂对应图4中所示的转速给定环节的输出为ω_ob，图中ω_ob和ω_sw0为转速给定环节的输出永磁同步电机的速度给定值，图中ω_sw1和ω_ref为速度调节器的给定值

以下详细说明图3中所示的电动机的启动方案：

步骤302具体为：

图4所示的原理图中选择开关位于1，q轴电流调节器给定取为50％i_qr，i_qr为电机在额定负载时对应的q轴电流。在图5中所示的时刻0至时刻对应θ_e0的取值为120度，在时刻至时刻t₁对应θ_e0的取值为90度，在时刻t₁实现了电机转子的定位。

在电机转子定位完成后进入速度环开环的控制模式。图4中的选择开关位于1，转速给定环节的输出ω_r0从0(对应时刻t₁)线性增加至ω_ob(对应时刻t₂)，设转子定位完成的时刻对应的转子电角度为θ_ini，则开环运行模式时转子电角度可表示为：

θ_e0＝∫ω_r0dt+θ_ini；

q轴电流环给定从0(对应时刻t₁)线性增加至80％i_qr(对应时刻t₁+Δt₁)，可用公式表示为：

$i_{q0}^{*}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{4}{5}\frac{t-t_1}{{\mathrm{\Δt}}_1}{i}_{qr}& (t_1\≤t\≤t_1+{\mathrm{\Δt}}_1)\\ \frac{4}{5}{i}_{qr}& (t>t_1+{\mathrm{\Δt}}_1)\end{array}\right.,{\mathrm{\Δt}}_1=\frac{2}{3}(t_2-t_1).$

步骤304具体为：

在时刻t₂转子位置及速度观测器和速度PI调节器算法开始执行，此时速度PI调节器的给定取值为转速给定环节的输出ω_r0，q轴电流调节器的给定取为dq轴和αβ轴之间坐标变换时选择的角度为θ_e0。

在时刻t₃状态切换开始，在时刻t₃至时刻t₃+△t₃之间的任意时刻t将q轴电流调节器的给定取为：

$i_q^{*}=\frac{1}{2}{i}_{q0}^{*}(1+cos({\mathrm{\ω}}_s(t-t_3)\left)\right)+\frac{1}{2}{i}_{q1}^{*}(1-cos({\mathrm{\ω}}_s(t-t_3)\left)\right),{\mathrm{\ω}}_s=\frac{\mathrm{\π}}{{\mathrm{\Δt}}_3}.$

dq轴和αβ轴之间坐标变换时选择的角度为转子位置及速度观测器的输出θ_e。

步骤306具体为：

在时刻t₃+Δt₃电动机启动控制算法完全切入到速度环和电流环闭环运行，即q轴电流调节器的给定取为dq轴和αβ轴之间坐标变换时选择的角度为θ_e，速度调节器的给定从ω_sw1线性增加至ω_ref。

给定速度ω_ref保持一段时间，使电动机稳定运行在该速度上，启动完成，其中ω_ref＝1.1ω_sw1。

本发明上述实施例的技术方案可以有效抑制压缩机启动阶段的转速波动，大大提高了压缩机在重载条件下的启动成功率。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种新的电动机的启动控制方案，可以在电动机的启动过程中，有效抑制由于转速波动较大而导致启动失败的问题，有利于提高电动机的启动成功率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电动机的启动控制方法，其特征在于，包括：

在对所述电动机的转子定位完成之后，采用电流闭环、速度开环的方式对所述电动机进行控制；

在所述电动机的转速达到第一预定转速时，根据所述电动机的启动时长调整所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值，直到所述电动机的转速达到第二预定转速；

在所述电动机的转速达到所述第二预定转速时，采用电流闭环、速度闭环的方式对所述电动机进行控制。

2.根据权利要求1所述的电动机的启动控制方法，其特征在于，所述采用电流闭环、速度开环的方式对所述电动机进行控制的步骤具体包括：

控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值从0线性增加至预定值，并维持所述预定值第一预定时长，直到所述电动机的转速达到第三预定转速，其中，所述预定值是所述电动机在额定负载时对应的q轴电流的预定倍数；

在所述电动机的转速达到所述第三预定转速时，采用无位置传感器算法对所述电动机进行控制，直到所述电动机的转速达到所述第一预定转速。

3.根据权利要求2所述的电动机的启动控制方法，其特征在于，所述预定倍数为80％；

所述控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值从0线性增加至所述预定值，并维持所述预定值第一预定时长的步骤具体包括：

按照以下公式控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值与所述电动机的启动时长：

$i_{q0}^{*}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{4}{5}\frac{t-t_i}{{\mathrm{\Δt}}_1}{i}_{qr}& (t_1\≤t\≤t_1+{\mathrm{\Δt}}_1)\\ \frac{4}{5}{i}_{qr}& (t>t_1+{\mathrm{\Δt}}_1)\end{array}\right.,$ ${\mathrm{\Δt}}_1=\frac{2}{3}(t_2-t_1);$ 其中，表示所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值，t表示所述电动机的启动时长，t₁表示所述电动机的从启动到完成所述电动机的转子定位所经历的时长，t₂表示所述电动机从启动到转速达到所述第三预定转速所经历的时长，i_qr表示电动机在额定负载时对应的q轴电流。

4.根据权利要求3所述的电动机的启动控制方法，其特征在于，在所述电动机的转速达到第一预定转速时，根据所述电动机的启动时长调整所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值的步骤具体包括：

按照以下公式控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值与所述电动机的启动时长：

$i_q^{*}=\frac{1}{2}{i}_{q0}^{*}(1+\cos \left({\mathrm{\ω}}_s(t-t_3)\right))+\frac{1}{2}{i}_{q1}^{*}(1-\cos \left({\mathrm{\ω}}_s(t-t_3)\right)),{\mathrm{\ω}}_s=\frac{\mathrm{\π}}{\mathrm{\Δ}{t}_3};$

其中，表示在所述电动机的转速达到所述第一预定转速后所述q轴电流调节器输出的电流值，表示所述电动机的启动时长达到所述t₂时所述q轴电流调节器输出的电流值，表示在采用电流闭环、速度闭环的方式对所述电动机进行控制时所述q轴电流调节器输出的电流值，t表示所述电动机的启动时长，t₃表示所述电动机的从启动到所述电动机的转速达到所述第一预定转速所经历的时长，△t₃表示所述电动机的转速从所述第一预定转速到所述第二预定转速所经历的时长。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动机的启动控制方法，其特征在于，在所述电动机的转速达到所述第二预定转速时，通过速度调节器将所述电动机的转速调整为第四预定转速，并维持第二预定时长，以在所述电动机的转速稳定在所述第四预定转速时，确定所述电动机启动完成。

6.一种电动机的启动控制装置，其特征在于，包括：

第一控制单元，用于在对所述电动机的转子定位完成之后，采用电流闭环、速度开环的方式对所述电动机进行控制；

调整单元，用于在所述电动机的转速达到第一预定转速时，根据所述电动机的启动时长调整所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值，直到所述电动机的转速达到第二预定转速；

第二控制单元，用于在所述电动机的转速达到所述第二预定转速时，采用电流闭环、速度闭环的方式对所述电动机进行控制。

7.根据权利要求6所述的电动机的启动控制装置，其特征在于，所述第一控制单元具体用于：

控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值从0线性增加至预定值，并维持所述预定值第一预定时长，直到所述电动机的转速达到第三预定转速，其中，所述预定值是所述电动机在额定负载时对应的q轴电流的预定倍数，

并用于在所述电动机的转速达到所述第三预定转速时，采用无位置传感器算法对所述电动机进行控制，直到所述电动机的转速达到所述第一预定转速。

8.根据权利要求7所述的电动机的启动控制装置，其特征在于，所述预定倍数为80％；

所述第一控制单元具体还用于：

按照以下公式控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值与所述电动机的启动时长：

$i_{q0}^{*}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{4}{5}\frac{t-t_i}{{\mathrm{\Δt}}_1}{i}_{qr}& (t_1\≤t\≤t_1+{\mathrm{\Δt}}_1)\\ \frac{4}{5}{i}_{qr}& (t>t_1+{\mathrm{\Δt}}_1)\end{array}\right.,$ ${\mathrm{\Δt}}_1=\frac{2}{3}(t_2-t_1);$ 其中，表示所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值，t表示所述电动机的启动时长，t₁表示所述电动机的从启动到完成所述电动机的转子定位所经历的时长，t₂表示所述电动机从启动到转速达到所述第三预定转速所经历的时长，i_qr表示电动机在额定负载时对应的q轴电流。

9.根据权利要求8所述的电动机的启动控制装置，其特征在于，所述调整单元具体用于：

按照以下公式控制所述电动机的q轴电流调节器输出的电流值与所述电动机的启动时长：

$i_q^{*}=\frac{1}{2}{i}_{q0}^{*}(1+\cos \left({\mathrm{\ω}}_s(t-t_3)\right))+\frac{1}{2}{i}_{q1}^{*}(1-\cos \left({\mathrm{\ω}}_s(t-t_3)\right)),{\mathrm{\ω}}_s=\frac{\mathrm{\π}}{\mathrm{\Δ}{t}_3};$

其中，表示在所述电动机的转速达到所述第一预定转速后所述q轴电流调节器输出的电流值，表示所述电动机的启动时长达到所述t₂时所述q轴电流调节器输出的电流值，表示在采用电流闭环、速度闭环的方式对所述电动机进行控制时所述q轴电流调节器输出的电流值，t表示所述电动机的启动时长，t₃表示所述电动机的从启动到所述电动机的转速达到所述第一预定转速所经历的时长，△t₃表示所述电动机的转速从所述第一预定转速到所述第二预定转速所经历的时长。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的电动机的启动控制装置，其特征在于，还包括：

第三控制单元，用于在所述电动机的转速达到所述第二预定转速时，通过速度调节器将所述电动机的转速调整为第四预定转速，并维持第二预定时长，以在所述电动机的转速稳定在所述第四预定转速时，确定所述电动机启动完成。

11.一种电动机，其特征在于，包括：如权利要求6至10中任一项所述的电动机的启动控制装置。

12.一种压缩机，其特征在于，包括：如权利要求11所述的电动机。