CN106033946A - 空调室外风机转速及位置检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及永磁同步直流电机室外风机转速及位置检测方法，目的是为了解决现有的空调室外风机转速及位置检测不准确，并且没有具体的检测电机正反转的方法的问题。本发明提供一种空调室外风机转速及位置检测方法，用于解决现有技术中获取电机转速及其位置技术问题，该方法的具体步骤如下：首先获取电机三相反电动势对其中心点之间的相电压数值；然后根据三相反电动势之相电压数值两次过零时刻获取两次过零之间的时间差,同时获取三相反电动势相电压数值过零时对应的角度，并进一步获取电机转子位置信息；最后通过锁相环控制计算获得电机转动频率。本发明适用于空调。

Description

空调室外风机转速及位置检测方法

技术领域

本发明涉及空调控制技术，特别涉及永磁同步直流电机室外风机转速及位置检测方法。

背景技术

永磁同步直流无刷电机,其反电动势为正弦波形状,当采用永磁同步直流无刷电机作为空调室外风机驱动部件时,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,控制器需要检测电机的位置、转速和其转动方向，据此适时的根据电机的运转情况进行相应的启动控制，达到正确控制电机的运行等目的。

专利申请号为“201410183282.3”的专利申请公开一种空调室外风机驱动的控制方法、控制装置及具有其的空调,对反电动势检测的重要性和反电动势检测方法进行了说明,但是,没有给出具体的正反转检测算法,而且,其说明书第八页:记载的“当E_AB＝U sinθ,E_BC＝U sin(θ-120°)时，得到公式”是错误的,正确的公式是再者,公式也没有说明E_AB/E_BC的检测,另一个问题是,反正切公式只能适用于0°≤θ<90°的场合,而实际上电机转子的位置应该限制在0°≤θ<360°,专利申请号为“201410183282.3”的申请由于角度θ范围以及检测精度问题,导致所计算的频率也不准确。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的空调室外风机转速及位置检测不准确，并且没有具体的检测电机正反转的方法的问题。

为达到上述目的，本发明提供一种空调室外风机转速及位置检测方法，该方法包括如下步骤：

a.获取电机三相反电动势对其中心点之间的相电压数值；

b.根据三相反电动势之相电压数值两次过零时刻获取两次过零之间的时间差T₆₀,同时获取三相反电动势相电压数值过零时对应的角度θ_60N，其中θ_60N∈[0,60,120,180,240,300]；

c.根据公式θ_r[n]＝θ_r[n－1]+2π·f_{r_freerun}·T₆₀计算获取电机转子位置信息θ_r[n],其中其中，f_{r_freerun}＝f_r·(1+K_α)；

d.根据θ_60N及θ_r[n]获取K_α,其中K_α为修正系数，-1<K_α<1；

e.根据公式f_{r_freerun}＝f_r·(1+K_α),计算获得电机转动频率f_{r_freerun}。

具体地，步骤d的具体方法如下：将θ_60N与θ_r[n]之差作为比例积分调节的输入,比例积分调节的输出为修正系数K_α。

一种较佳的方法是，步骤b中，通过电机三相相电压波形形状，获取电机转子位置角度θ_60N。

进一步地，步骤b还包括以下操作：根据三相反电动势之相电压数值过零时序形状,判断电机处于正反转信息。

本发明的有益效果是：通过上述一种室外风机转速及位置检测方法,能够正确的获得电机转子位置信息以及电机转子转动频率,采用锁相环控制,控制精度高,提高了所获取的电机转子位置信息以及电机转子转动频率精度,使得后续室外风机逆风启动控制更稳定可靠，并且可以通过三相反电动势之相电压数值过零时序形状,判断电机处于正反转信息。

附图说明

图1为实施例的锁相环控制结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步描述，应当注意的是，实施例仅仅是为了帮助读者更好地理解本发明的技术构思，并不用以限制本发明权利要求的保护范围。

本发明提供一种空调室外风机转速及位置检测方法，用于解决现有技术中获取电机转速及其位置技术问题，该方法的具体步骤如下：首先获取电机三相反电动势对其中心点之间的相电压数值；然后根据三相反电动势之相电压数值两次过零时刻获取两次过零之间的时间差,同时获取三相反电动势相电压数值过零时对应的角度，并进一步获取电机转子位置信息；最后通过锁相环控制计算获得电机转动频率。

实施例

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：单片机MCU获取电机三相反电动势U/V/W对其中心点N之间的相电压数值，进一步根据三相反电动势U/V/W之相电压数值两次之间的过零时间T₆₀以及相电压过零时对应的角度θ_60N，θ_60N∈[0,60,120,180,240,300]，获取电机转速及其位置。

由于θ_60N在T₆₀时间内，不会及时变化，为获取高精度之电机转速及转子位置，特采用锁相环控制,通过锁相环调节。

图1为锁相环控制框图,在每次三相反电动势有过零发生时，记录此时上次过零发生以来所经历的时间T₆₀，同时根据三相反电动势波形形状，获得此时电机转子位置信息θ_60N，计算θ_r[n]，θ_r[n]＝θ_r[n－1]+2π·f_{r_freerun}·T₆₀，将θ_60N与θ_r[n]之差作为PI调节的输入,PI调节的输出为修正系数K_α,通过对K_α进行限幅处理：-1<K_α<1，据此进一步计算f_{r_freerun}，f_{r_freerun}＝f_r·(1+K_α)，由此获得电机转动频率f_{r_freerun}，而转子位置则由θ_r[n]确定。

Claims (4)

1.空调室外风机转速及位置检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.获取电机三相反电动势对其中心点之间的相电压数值；

b.根据三相反电动势之相电压数值两次过零时刻获取两次过零之间的时间差T₆₀,同时获取三相反电动势相电压数值过零时对应的角度θ_60N，其中θ_60N∈[0,60,120,180,240,300]；

c.根据公式θ_r[n]＝θ_r[n－1]+2π·f_{r_freerun}·T₆₀计算获取电机转子位置信息θ_r[n],其中其中，f_{r_freerun}＝f_r·(1+K_α)；

d.根据θ_60N及θ_r[n]获取K_α,其中K_α为修正系数，-1<K_α<1；

e.根据公式f_{r_freerun}＝f_r·(1+K_α),计算获得电机转动频率f_{r_freerun}。

2.如权利要求1所述的空调室外风机转速及位置检测方法，其特征在于，步骤d的具体方法如下：将θ_60N与θ_r[n]之差作为比例积分调节的输入,比例积分调节的输出为修正系数K_α。

3.如权利要求1或2所述的空调室外风机转速及位置检测方法，其特征在于，步骤b中，通过电机三相相电压波形形状，获取电机转子位置角度θ_60N。

4.如权利要求3所述的空调室外风机转速及位置检测方法，其特征在于，步骤b还包括以下操作：根据三相反电动势之相电压数值过零时序形状,判断电机处于正反转信息。