CN106160615A - 电机控制系统、压缩机及电机加热启动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机控制系统、压缩机及电机加热启动方法，电机控制系统包括定子绕组和转子，所述定子绕组包括A相绕组、B相绕组及C相绕组，所述转子包括永磁体，还包括用于控制所述定子绕组的通电电流的驱动控制器，所述驱动控制器能够控制所述A相绕组、B相绕组及C相绕组中分别通入方向和大小不同的直流电，以使所述转子产生预设角度的转动后进行定位加热，定位加热后，所述驱动控制器能够控制所述A相绕组、B相绕组及C相绕组通入的直流电改变方向和大小、以使所述转子沿相同方向继续转动所述预设角度之后进行定位加热。如此设置，本发明提供的电机控制系统，其能够解决电机的永磁体容易退磁的问题。

Description

电机控制系统、压缩机及电机加热启动方法

技术领域

本发明涉及电机技术领域，更具体地说，涉及一种电机控制系统、压缩机及电机加热启动方法。

背景技术

压缩机的电机在低温环境下容易导致电机的抗退磁能力发生下降，特别是压缩机在低温环境下启动失败的时候，电机的永磁体存在很大的退磁风险。为了减小压缩机低温启动时的永磁体退磁风险，现有技术通过在压缩机启动之前对电机绕组施加一定的电流，将电机转子永磁体进行预热，来提高永磁体温度，提升压缩机电机抗退磁能力。

但是，由于电机各相绕组变更施加的电流会使得电机转子旋转，无法对电机转子的每一个永磁体均匀加热，使得电机绕组及各永磁体温度不均匀，各永磁体的工作点和抗退磁能力也不一致，使得电机磁路不对称，电机三相绕组的电阻也不相同，发生启动失败的风险更大，导致单个永磁体退磁，压缩机无法正常运转。

因此，如何解决现有技术中因电机绕组及各永磁体加热温度不均匀，导致电机的永磁体容易退磁的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电机控制系统，其能够解决电机的永磁体容易退磁的问题。本发明的目的还在于提供一种包括上述电机控制系统的压缩机，以及一种电机加热启动方法。

本发明提供的一种电机控制系统，包括定子绕组和转子，所述定子绕组包括A相绕组、B相绕组及C相绕组，所述转子包括永磁体，还包括用于控制所述定子绕组的通电电流的驱动控制器，所述驱动控制器能够控制所述A相绕组、B相绕组及C相绕组中分别通入方向和大小不同的直流电，以使所述转子产生预设角度的转动后进行定位加热，定位加热后，所述驱动控制器能够控制所述A相绕组、B相绕组及C相绕组通入的直流电改变方向和大小、以使所述转子沿相同方向继续转动所述预设角度之后进行定位加热。

优选地，所述预设角度为60°。

优选地，所述转子每转动一周的六个加热周期中，所述A相绕组、B相绕组及C相绕组通入的直流电为：

表中，I代表预设大小的正向电流，0.5*I代表0.5倍的所述预设大小的正向电流，-I代表所述预设大小的反向电流，-0.5*I代表0.5倍的所述预设大小的反向电流。

优选地，所述转子每转动一周的六个加热周期中，所述A相绕组、B相绕组及C相绕组通入的直流电为：

表中，I代表预设大小的正向电流，-I代表所述预设大小的反向电流，0代表不通入电流。

优选地，所述驱动控制器控制所述转子至少进行两周转动加热。

本发明还提供了一种压缩机，包括电机控制系统，所述电机控制系统为如上任一项所述的电机控制系统。

本发明还提供了一种电机加热启动方法，包括步骤：

S1，向定子绕组的A相绕组、B相绕组及C相绕组中分别通入方向和大小不同的直流电，使转子产生预设角度的转动后进行定位加热；

S2，定位加热完成后，控制A相绕组、B相绕组及C相绕组通入的直流电改变方向和大小、使转子沿相同方向继续转动所述预设角度之后进行定位加热；

重复所述步骤S2，直至将所述转子的各个永磁体均加热至预设温度。

优选地，所述预设角度为60°。

优选地，所述转子每转动一周的六个加热周期中，所述A相绕组、B相绕组及C相绕组通入的直流电为：

表中，I代表预设大小的正向电流，0.5*I代表0.5倍的所述预设大小的正向电流，-I代表所述预设大小的反向电流，-0.5*I代表0.5倍的所述预设大小的反向电流。

优选地，所述转子每转动一周的六个加热周期中，所述A相绕组、B相绕组及C相绕组通入的直流电为：

表中，I代表预设大小的正向电流，-I代表所述预设大小的反向电流，0代表不通入电流。

本发明提供的技术方案中，在电机启动之前，通过驱动控制器对定子绕组的A相绕组、B相绕组及C相绕组分别施加直流电，使得定子绕组产生特定方向的磁场，转子的磁场与定子绕组产生的磁场相互吸引，定子的磁场方向确定后，则被吸引的转子的磁场方向确定。另外，可通过改变定子绕组的电流方向和大小，改变定子绕组产生的磁场方向，从而在定子绕组的吸引作用下使转子磁极方向改变后进行定位，而且转子每次转动方向相同转动角度相等，通过此种电流通电方式，可均匀预热各个绕组以及转子的永磁体，进而可避免永磁体退磁的问题。

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为本发明第一种实施例中A相绕组、B相绕组及C相绕组的合成磁场方向示意图；

图2为本发明第一种实施例中A相绕组、B相绕组及C相绕组的电流示意图；

图3为本发明第二种实施例中A相绕组、B相绕组及C相绕组的合成磁场方向示意图；

图4为本发明实施例中驱动控制器示意图。

具体实施方式

本具体实施方式的核心在于提供一种电机控制系统，其能够解决电机的永磁体容易退磁的问题。本具体实施方式的核心还在于提供一种包括上述电机控制系统的压缩机，以及一种电机加热启动方法。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

本实施例提供的电机控制系统，包括定子绕组、转子以及驱动控制器，其中定子绕组包括A相绕组11、B相绕组12及C相绕组13，转子包括永磁体。驱动控制器能够控制所述A相绕组11、B相绕组12及C相绕组13中分别通入方向和大小不同的直流电，具体可如图4中所示，通过控制开关a、a’、b、b’、c、c’可实现对各个绕组的电流控制。

本实施例中在电机启动之前，通过驱动控制器对A相绕组11、B相绕组12及C相绕组13施加直流电流，该直流电流将对定子绕组进行加热，同时对转子的永磁体进行定位加热。另外通过驱动控制器对定子绕组的A相绕组11、B相绕组12及C相绕组13分别施加直流电，使得定子绕组产生特定方向的磁场，转子的磁场与定子绕组产生的磁场相互吸引，定子的磁场方向确定后，则被吸引的转子的磁场方向确定。每次加热后，可通过改变定子绕组的电流方向和大小，改变定子绕组产生的磁场方向，从而在定子绕组的吸引作用下使转子磁极方向改变后进行定位，而且转子每次转动方向相同转动角度相等，通过此种电流通电方式，可均匀预热转子的永磁体，进而可避免永磁体退磁的问题。

本实施例中，由于转子旋转一个360度电周期内，三相绕组通电的方法是6个，转子定位的位置只有6个，因此，本实施例中，在转子从起始定位加热到转子旋转360度角度，共分为6个不同的位置对转子进行定位加热。

在本发明的第一种实施例中，所述转子每转动一周的六个加热周期中，A相绕组11、B相绕组12及C相绕组13通入的直流电为如下表1：

表1

表1中，I代表预设大小的正向电流，0.5*I代表0.5倍的所述预设大小的正向电流，-I代表所述预设大小的反向电流，-0.5*I代表0.5倍的所述预设大小的反向电流。

其中，第一次定子绕组和永磁体预热：A相绕组11、B相绕组12及C相绕组13三相绕组的通电方式如图1中的加热周期1，三相绕组的合成磁动势的方向同A相绕组的磁动势方向，所以转子的磁极N的方向同A相绕组11的磁动势方向，该电流对定子的三相绕组和转子的永磁体进行加热。

第二次定子绕组和永磁体预热：三相绕组的通电方式如图1中的加热周期2，转子的磁极N的方向同定子三相绕组的合成磁动势的方向，该电流对定子三相绕组和转子的永磁体进行加热。

第三次定子绕组和永磁体预热：三相绕组的通电方式如图1中的加热周期3，转子的磁极N的方向同定子三相绕组的合成磁动势的方向，该电流对定子三相绕组和转子的永磁体进行加热。

第四次定子绕组和永磁体预热：三相绕组的通电方式如图1中的加热周期4，转子的磁极N的方向同定子三相绕组的合成磁动势的方向，该电流对定子三相绕组和转子的永磁体进行加热。

第五次定子绕组和永磁体预热：三相绕组的通电方式如图1中的加热周期5，转子的磁极N的方向同定子三相绕组的合成磁动势的方向，该电流对定子三相绕组和转子的永磁体进行加热。

第六次定子绕组和永磁体预热：三相绕组的通电方式如图1中的加热周期6，转子的磁极N的方向同定子三相绕组的合成磁动势的方向，该电流对定子三相绕组和转子磁极进行加热。

转子从起始定位加热到转子旋转360度电角度。每通三次电流可以使得定子的三相绕组预热均匀，每通两次电流可以使得转子的永磁体不同磁极预热均匀，通过6次加热可使得定子三相绕组的温度和转子的永磁体不同磁极的温度均匀。

需要说明的是，本实施例中将三相绕组中通入直流电，一方面能够起到转子定位的作用，另一方面可以减小驱动控制器的开关损耗。

本实施例中，在转子从起始定位加热到转子旋转360度电角度，6个不同的定位加热位置间隔的角度相等的，所以前后两次预热转子转动的角度为60度电角度，因为转子转动60度，可以使得前后两次转子的不同磁极与定子绕组的空间位置相同，可以保证转子的永磁体不同磁极的温度均匀。

本实施例的优选方案中，在转子从起始定位加热到转子旋转360度电角度，6个不同的定位加热位置通过电流的时间长度是相同的，因为绕组内的电流越大和通电时间越长，绕组的温度越高，所以使6次通电的电流时间相同，可以使得定子三相绕组的温度及转子不同磁极的温度更均匀。

按照第一种实施例中的方案向各个绕组通入如表1中的电流，对转子进行加热后，绕组温升效果如下表2所示：

表2

通过表2可知，按照此方法完成了六次绕组预热后，实现了三相绕组的均匀预热。

经过第一种实施例的方案，向各个绕组通入如表1中的电流之后，转子的永磁体温升效果如下表3所示：

表3

可以看出，按照此方法完成了六次绕组预热后，实现了转子不同磁极的均匀预热。

在本发明的第二种实施例中，还可以在转子每转动一周的六个加热周期中，A相绕组11、B相绕组12及C相绕组13通入如下表4中的直流电为：

表4

表4中，I代表预设大小的正向电流，-I代表所述预设大小的反向电流，0代表不通入电流。

通入表4中的电流对转子进行加热，同样能够保证对三相绕组和转子的永磁体的两级进行均匀加热。

另外，本具体实施方式中，可以根据表1或表4的通入电流的方式，按照第一至第六个加热周期循环加热，直至将三相绕组和永磁体加热至预设温度为止。

本具体实施方式还提供了一种包括上述电机控制系统的压缩机，如此设置，本实施例提供的压缩机，能够解决电机的永磁体容易退磁的问题。

另外，本具体实施方式还提供了一种电机加热启动方法，包括步骤：

S1，向定子绕组的A相绕组11、B相绕组12及C相绕组13中分别通入方向和大小不同的直流电，使转子产生预设角度的转动后进行定位加热；

S2，定位加热完成后，控制A相绕组11、B相绕组12及C相绕组13通入的直流电改变方向和大小、使转子沿相同方向继续转动预设角度之后进行定位加热；

重复步骤S2，直至将转子的各个永磁体均加热至预设温度。

同样，上述预设角度优选为60°，而且可以按照上述表1和表4中的通电方式对三相绕组和永磁体进行加热，具体说明与上述电机控制系统的介绍大体类似，本文不再赘述。

如此设置，本实施例提供的电机加热启动方法，同样能够解决电机的永磁体容易退磁的问题。

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)

1.一种电机控制系统，包括定子绕组和转子，所述定子绕组包括A相绕组(11)、B相绕组(12)及C相绕组(13)，所述转子包括永磁体，其特征在于，还包括用于控制所述定子绕组的通电电流的驱动控制器，所述驱动控制器能够控制所述A相绕组(11)、B相绕组(12)及C相绕组(13)中分别通入方向和大小不同的直流电，以使所述转子产生预设角度的转动后进行定位加热，定位加热后，所述驱动控制器能够控制所述A相绕组(11)、B相绕组(12)及C相绕组(13)通入的直流电改变方向和大小、以使所述转子沿相同方向继续转动所述预设角度之后进行定位加热。

2.如权利要求1所述的电机控制系统，其特征在于，所述预设角度为60°。

3.如权利要求2所述的电机控制系统，其特征在于，所述转子每转动一周的六个加热周期中，所述A相绕组(11)、B相绕组(12)及C相绕组(13)通入的直流电为：

表中，I代表预设大小的正向电流，0.5*I代表0.5倍的所述预设大小的正向电流，-I代表所述预设大小的反向电流，-0.5*I代表0.5倍的所述预设大小的反向电流。

4.如权利要求2所述的电机控制系统，其特征在于，所述转子每转动一周的六个加热周期中，所述A相绕组(11)、B相绕组(12)及C相绕组(13)通入的直流电为：

表中，I代表预设大小的正向电流，-I代表所述预设大小的反向电流，0代表不通入电流。

5.如权利要求3或4所述的电机控制系统，其特征在于，所述驱动控制器控制所述转子至少进行两周转动加热。

6.一种压缩机，包括电机控制系统，其特征在于，所述电机控制系统为如权利要求1-5任一项所述的电机控制系统。

7.一种电机加热启动方法，其特征在于，包括步骤：

S1，向定子绕组的A相绕组(11)、B相绕组(12)及C相绕组(13)中分别通入方向和大小不同的直流电，使转子产生预设角度的转动后进行定位加热；

S2，定位加热完成后，控制A相绕组(11)、B相绕组(12)及C相绕组(13)通入的直流电改变方向和大小、使转子沿相同方向继续转动所述预设角度之后进行定位加热；

重复所述步骤S2，直至将所述转子的各个永磁体均加热至预设温度。

8.如权利要求7所述的电加热启动方法，其特征在于，所述预设角度为60°。

9.如权利要求8所述的电加热启动方法，其特征在于，所述转子每转动一周的六个加热周期中，所述A相绕组(11)、B相绕组(12)及C相绕组(13)通入的直流电为：

表中，I代表预设大小的正向电流，0.5*I代表0.5倍的所述预设大小的正向电流，-I代表所述预设大小的反向电流，-0.5*I代表0.5倍的所述预设大小的反向电流。

10.如权利要求8所述的电机控制系统，其特征在于，所述转子每转动一周的六个加热周期中，所述A相绕组(11)、B相绕组(12)及C相绕组(13)通入的直流电为：

表中，I代表预设大小的正向电流，-I代表所述预设大小的反向电流，0代表不通入电流。