CN106487320B - Pg电机控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种PG电机控制方法和装置，其中，该方法包括：确定PG电机是否满足预设的高温保护条件；如果满足，则降低所述PG电机的预设转速。通过上述方式解决了现有技术中PG电机一直保持在最大工作负荷，导致温度不断升高，最终进入过热保护，电机停止运转，严重影响了电机的使用寿命和空调的正常运行的技术问题，达到了有效实现过热保护的技术效果。

Description

PG电机控制方法和装置

技术领域

本发明涉及设备处理技术领域，具体而言，涉及一种PG电机控制方法和装置。

背景技术

因PG电机(PG电机是指电机的转速是由可控硅的导通角来控制的，而不是由继电器来控制的)相比于抽头电机具有无极调速的功能，且价格相对比较低廉，因此被大量应用于空调室内机中。

在PG电机应用的过程中，在工况温度过高的情况下，PG电机在长时间运行后由于温升过高，PG电机会无法达到设定的高转速，而控制信号一直保持在最小导通角，从而使得PG电机一直保持在最大工作负荷，导致温度不断升高，最终进入过热保护，电机停止运转，严重影响了电机的使用寿命和空调的正常运行。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种PG电机控制方法，以有效实现PG电机的过热保护，该方法包括：

确定PG电机是否满足预设的高温保护条件；

如果满足，则降低所述PG电机的预设转速。

在一个实施方式中，确定PG电机是否满足预设的高温保护条件，包括：

根据所述PG电机反馈的转速确定所述PG电机是否满足预设的高温保护条件。

在一个实施方式中，根据所述PG电机反馈的转速确定所述PG电机是否满足预设的高温保护条件，包括：

确定是否在预定时长内持续减少电压过零信号与转速控制信号之间的时间间隔，所述PG电机反馈的转速达不到所述预设转速；

如果是，则确定满足所述预设的高温保护条件。

在一个实施方式中，确定PG电机是否满足预设的高温保护条件，包括：

确定是否在预定时长内电压过零信号与转速控制信号之间的时间间隔持续保持在最小时间间隔，所述PG电机反馈的转速达不到所述预设转速；

如果是，则确定满足所述预设的高温保护条件。

在一个实施方式中，所述PG电机上设置有温度检测装置；

相应的，确定PG电机是否满足预设的高温保护条件，包括：

根据所述PG电机反馈的转速和所述温度检测装置检测到的温度信号，确定所述PG电机是否满足预设的高温保护条件。

在一个实施方式中，降低所述PG电机的预设转速，包括；

逐步增大电压过零信号与转速控制信号之间的时间间隔，并检测所述PG电机反馈的转速；

在检测到所述PG电机反馈的转速随着所述电压过零信号与转速控制信号之间的时间间隔的增大有下降趋势的情况下，检测所述PG电机处于稳定状态时候的转速；

将所述PG电机的预设转速降低至所述PG电机处于稳定状态时候的转速。

在一个实施方式中，在降低所述PG电机的预设转速之后，所述方法还包括：

在切换风档或关机重启时，将所述PG电机的预设转速调整为未降低前的预设转速。

本发明实施例还提供了一种PG电机控制装置，以有效实现PG电机的过热保护，该装置包括：

确定模块，用于确定PG电机是否满足预设的高温保护条件；

降低模块，用于在确定PG电机满足预设的高温保护条件的情况下，降低所述PG电机的预设转速。

在一个实施方式中，所述确定模块具体用于根据所述PG电机反馈的转速确定所述PG电机是否满足预设的高温保护条件。

在一个实施方式中，所述确定模块包括：

第一确定单元，用于确定是否在预定时长内持续减少电压过零信号与转速控制信号之间的时间间隔，所述PG电机反馈的转速达不到所述预设转速；

第二确定单元，用于在确定达不到所述预设转速的情况下，确定满足所述预设的高温保护条件。

在一个实施方式中，所述确定模块包括：

第三确定单元，用于确定是否在预定时长内电压过零信号与转速控制信号之间的时间间隔持续保持在最小时间间隔，所述PG电机反馈的转速达不到所述预设转速；

第四确定单元，用于在确定达不到所述预设转速的情况下，确定满足所述预设的高温保护条件。

在一个实施方式中，所述PG电机上设置有温度检测装置；所述确定模块具体用于根据所述PG电机反馈的转速和所述温度检测装置检测到的温度信号，确定所述PG电机是否满足预设的高温保护条件。

在一个实施方式中，所述降低模块包括：

增大单元，用于逐步增大电压过零信号与转速控制信号之间的时间间隔，并检测所述PG电机反馈的转速；

检测单元，用于在检测到所述PG电机反馈的转速随着所述电压过零信号与转速控制信号之间的时间间隔的增大有下降趋势的情况下，检测所述PG电机处于稳定状态时候的转速；

降低单元，用于将所述PG电机的预设转速降低至所述PG电机处于稳定状态时候的转速。

在一个实施方式中，PG电机控制装置还包括：

调整模块，用于在降低所述PG电机的预设转速之后，在切换风档或关机重启时，将所述PG电机的预设转速调整为未降低前的预设转速。

在上述实施例中，确定PG电机是否满足预设的高温保护条件，在确定满足高温保护条件的情况下，降低PG电机的预设转速，从而使得在当前情况下，PG电机的转速可以达到预设转速，从而解决了现有技术中PG电机一直保持在最大工作负荷，导致温度不断升高，最终进入过热保护，电机停止运转，严重影响了电机的使用寿命和空调的正常运行的技术问题，达到了有效实现过热保护的技术效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的PG电机的参数示意图；

图2是根据本发明实施例的PG电机控制方法的方法流程图；

图3是根据本发明实施例的PG电机控制装置的结构框图；

图4是根据本发明实施例的PG电机控制方法的另一方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

为了更好地说明本发明，下面先对PG电机的参数和工作原理进行说明书如下：

如图1所示，PG电机的主要参数包括：

1)电源电压，为强电输入电压波形；

2)电压过零信号，为过零电路对强电电源转换输出的信号波形；

3)转速控制信号，为MCU控制电机输出的脉冲控制信号；

4)PG电机电压，为电机实际输入的电压。

PG电机的控制原理为：过零检测电路检测并输出电压过零信号，通过电压过零信号的边沿触发中断，捕捉到正弦波电压的过零时刻，在此时刻的基础上延时Δt输出转速控制信号，经由固态继电器转换，输出强电电压施加于电机。通过PG电机内霍尔元件反馈的转速信号，经过软件计算，输出控制信号，调整Δt的大小，可以改变输出到电机的控制电压有效值，从而到达控制电机转速的目的。

其中，由于输入电压为频率一定的正弦波交流电，由数学关系α＝ωt，ω＝2πf，频率f为定值，则电压导通角α(即，工作电压的初始角度)就可以用电压过零后的延迟时间Δt表示。设输入电压的频率为f，周期为T，则理论上0<Δt<T/2，一般由于实际元件属性与电路情况，Δt的上下限都会有一定的余量，以保证PG电机可以正常工作。

因为现有的PG电机在高温下长时间运行，由于温升的影响PG电机会无法达到最高转速，由于无法达到设定的高转速，PG电机的转速n反馈信号始终无法达到设定转速n0，使得控制信号不断减小驱动电压导通角α，增大驱动电压有效值，直至达到最大值，长时间满负荷工作时电机温度持续升高，直至达到PG电机硬件温度保护点，PG电机停转，空调也暂时无法运行，这样大大影响了PG电机的使用寿命。

在本发明实施例提供了一种PG电机控制方法，如图2所示，可以包括以下步骤：

步骤201：确定PG电机是否满足预设的高温保护条件；

在确定是否满足高温保护条件的时候，可以根据实际反馈的转速或温度等数据确定是否满足高温保护条件。

例如，当前电机温度过高，或者是，持续降低导通角，但是转速维持在一个比较高的转速，但是达不到设定转速，这就使得持续需要减少导通角，增大驱动电压有效值，长时间满负荷工作时电压温度持续升高。可以按照这个原理判断，是否满足高温保护条件。

可以采用以下方式之一，确定是否满足预设的高温保护条件：

方式一：根据所述PG电机反馈的转速确定所述PG电机是否满足预设的高温保护条件。

具体地，可以确定是否在预定时长内持续减少过零信号与控制信号之间的时间间隔，PG电机反馈的转速仍旧达不到预设转速；如果是，则可以确定满足预设的高温保护条件。

也可以通过确定是否在预定时长内过零信号与控制信号之间的时间间隔持续保持在最小时间间隔，PG电机反馈的转速达不到所述预设转速；如果是，则可以确定满足预设的高温保护条件。

方式二：结合温度信号判断是否满足预设的高温保护条件。

例如，可以PG电机上设置温度检测装置；根据PG电机反馈的转速和所述温度检测装置检测到的温度信号，确定所述PG电机是否满足预设的高温保护条件。

步骤202：如果满足，则降低所述PG电机的预设转速。

在确定满足之后，可以逐步增大过零信号与控制信号之间的时间间隔(即，增加导通角)，并检测PG电机反馈的转速；在检测到所述PG电机反馈的转速随着所述过零信号与控制信号之间的时间间隔的增大有下降趋势的情况下，检测所述PG电机处于稳定状态时候的转速；将PG电机的预设转速降低至所述PG电机处于稳定状态时候的转速。

即，当检测到的实际反馈转速随着时间间隔的增大有下降的趋势时，并在某一转速时，达到稳定，那么可以用该某一转速替换原本的预设转速，并将系统维持在降低后的预设转速。

为了避免调整转速后就不回调，可以在切换风档或关机重启时，将PG电机的预设转速调整为未降低前的预设转速。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种PG电机控制装置，如下面的实施例所述。由于PG电机控制装置解决问题的原理与PG电机控制方法相似，因此PG电机控制装置的实施可以参见PG电机控制方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图3是本发明实施例的PG电机控制装置的一种结构框图，如图3所示，可以包括：确定模块301和降低模块302，下面对该结构进行说明。

确定模块301，可以用于确定PG电机是否满足预设的高温保护条件；

降低模块302，可以用于在确定PG电机满足预设的高温保护条件的情况下，降低所述PG电机的预设转速。

在一个实施方式中，确定模块301具体可以用于根据所述PG电机反馈的转速确定所述PG电机是否满足预设的高温保护条件。

在一个实施方式中，确定模块301可以包括：第一确定单元，用于确定是否在预定时长内持续减少过零信号与控制信号之间的时间间隔，所述PG电机反馈的转速达不到所述预设转速；第二确定单元，用于在确定达不到所述预设转速的情况下，确定满足所述预设的高温保护条件。

在一个实施方式中，确定模块301可以包括：第三确定单元，用于确定是否在预定时长内过零信号与控制信号之间的时间间隔持续保持在最小时间间隔，所述PG电机反馈的转速达不到所述预设转速；第四确定单元，用于在确定达不到所述预设转速的情况下，确定满足所述预设的高温保护条件。

在一个实施方式中，PG电机上设置有温度检测装置；确定模块301具体可以用于根据所述PG电机反馈的转速和所述温度检测装置检测到的温度信号，确定所述PG电机是否满足预设的高温保护条件。

在一个实施方式中，降低模块302可以包括：增大单元，用于逐步增大所述过零信号与控制信号之间的时间间隔，并检测所述PG电机反馈的转速；检测单元，用于在检测到所述PG电机反馈的转速随着所述过零信号与控制信号之间的时间间隔的增大有下降趋势的情况下，检测所述PG电机处于稳定状态时候的转速；降低单元，用于将所述PG电机的预设转速降低至所述PG电机处于稳定状态时候的转速。

在一个实施方式中，上述PG电机控制装置还可以包括调整模块，用于在降低所述PG电机的预设转速之后，在切换风档或关机重启时，将所述PG电机的预设转速调整为未降低前的预设转速。

下面结合一具体实施例对上述PG电机控制方法和装置进行说明，然而，值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在本例中提供了一种PG电机控制方法，可以如图4所示，包括：当PG电机在长时间运行时，如果检测到导通角α不断减小或已达到极限值时，但是转速差N(转速差N＝设定转速n0-反馈转速n)并没有减小，则判定PG电机有过热保护的趋势。

控制逐步增大导通角α，直至转速为n0′时达到稳定，则将设定转速n0更改为n0′，在下一次启动高分档或关机重启时，将设定转速重新初始化为n0。这样不仅控制了PG电机的温升过高进入保护，延长电机寿命，也维持了PG电机持续运行，提升空调运行稳定性与可靠性，提升了客户体验。

举例而言：假设工作电压为230V/50Hz，即输入波形的半个周期T/2＝10ms，假设2ms≤Δt≤8ms。当在高温时，空调PG电机以高风档设定转速：n0＝1300rad/min运行，电机长时间连续工作后，由于温升过高，使得实际反馈的转速n＝1260rad/min，由于1260rad/min<1300rad/min，使得控制信号不断减小电压导通角α，即减小过零信号与控制信号的时间间隔Δt，直到Δt＝2ms，使得驱动电压有效值增大。由于温度升高的影响，长时间运行后，增大驱动电压有效值并不能实际提升转速，使得反馈转速n可能会进一步减小，直至温升过高，PG电机自身硬件高温保护，电机停转。

在本例中增加了防PG电机过热保护的方法，设定转速n0＝1300rad/min长时间高温运行，实际反馈的转速n＝1260rad/min，在一段时间内减小过零信号与控制信号的时间间隔Δt，实际反馈的转速依然没有向1300rad/min靠拢，则判定PG电机有过热保护的趋势，开始逐渐增大Δt(假设Δt每分钟增大0.5ms)，当检测到实际反馈转速n随Δt的增大有下降的趋势时，并在实际反馈转速n＝1250rad/min时达到稳定，则将设定转速n0＝1300rad/min更改为n0′＝1250rad/min，并系统维持1250rad/min的转速，在切换风挡或关机重启时设定转速自动重置为n0＝1300rad/min。

进一步的，还可以在硬件上在PG电机处增加温度检测装置(例如：热敏电阻等)，将检测到的温度信号，反馈至主控芯片，由电机的转速反馈信号与温度信号，同时控制导通角α，继而控制电机转速。

通过利用PG电机转速的反馈信号判断PG电机是否会由于温度过高而达不到转速的情况，从而通过智能调节最高设定转速使PG电机稳定运行的方式，解决了PG电机在环境温度较高时转速不稳定的问题，解决了由于PG电机温升较大而导致，空调停机的问题。具体地，解决了在高温环境下，由于达不到设定高转速，PG电机一直保持在最大负荷的工作状态，温度不断升高，进入过热保护停机的问题。增加了PG电机的寿命与可靠性，提高了空调的使用的可靠性与舒适度，提升了用户体验。

从以上的描述中，可以看出，本发明实施例实现了如下技术效果：确定PG电机是否满足预设的高温保护条件，在确定满足高温保护条件的情况下，降低PG电机的预设转速，从而使得在当前情况下，PG电机的转速可以达到预设转速，从而解决了现有技术中PG电机一直保持在最大工作负荷，导致温度不断升高，最终进入过热保护，电机停止运转，严重影响了电机的使用寿命和空调的正常运行的技术问题，达到了有效实现过热保护的技术效果。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

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，本发明实施例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 (10)

1.一种PG电机控制方法，其特征在于，包括：

确定PG电机是否满足预设的高温保护条件；

如果满足，则降低所述PG电机的预设转速；

确定PG电机是否满足预设的高温保护条件，包括：

根据所述PG电机反馈的转速确定所述PG电机是否满足预设的高温保护条件；

根据所述PG电机反馈的转速确定所述PG电机是否满足预设的高温保护条件，包括：

确定是否在预定时长内持续减少电压过零信号与转速控制信号之间的时间间隔，所述PG电机反馈的转速达不到所述预设转速；

如果是，则确定满足所述预设的高温保护条件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定PG电机是否满足预设的高温保护条件，包括：

确定是否在预定时长内电压过零信号与转速控制信号之间的时间间隔持续保持在最小时间间隔，所述PG电机反馈的转速达不到所述预设转速；

如果是，则确定满足所述预设的高温保护条件。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PG电机上设置有温度检测装置；

相应的，确定PG电机是否满足预设的高温保护条件，包括：

根据所述PG电机反馈的转速和所述温度检测装置检测到的温度信号，确定所述PG电机是否满足预设的高温保护条件。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，降低所述PG电机的预设转速，包括；

逐步增大电压过零信号与转速控制信号之间的时间间隔，并检测所述PG电机反馈的转速；

在检测到所述PG电机反馈的转速随着所述电压过零信号与转速控制信号之间的时间间隔的增大有下降趋势的情况下，检测所述PG电机处于稳定状态时候的转速；

将所述PG电机的预设转速降低至所述PG电机处于稳定状态时候的转速。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在降低所述PG电机的预设转速之后，所述方法还包括：

在切换风档或关机重启时，将所述PG电机的预设转速调整为未降低前的预设转速。

6.一种PG电机控制装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定PG电机是否满足预设的高温保护条件；

降低模块，用于在确定PG电机满足预设的高温保护条件的情况下，降低所述PG电机的预设转速；

所述确定模块具体用于根据所述PG电机反馈的转速确定所述PG电机是否满足预设的高温保护条件；

所述确定模块包括：

第一确定单元，用于确定是否在预定时长内持续减少电压过零信号与转速控制信号之间的时间间隔，所述PG电机反馈的转速达不到所述预设转速；

第二确定单元，用于在所述第一确定单元确定所述PG电机反馈的转速达不到所述预设转速的情况下，确定满足所述预设的高温保护条件。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：

第三确定单元，用于确定是否在预定时长内电压过零信号与转速控制信号之间的时间间隔持续保持在最小时间间隔，所述PG电机反馈的转速达不到所述预设转速；

第四确定单元，用于在所述第三确定单元确定所述PG电机反馈的转速达不到所述预设转速的情况下，确定满足所述预设的高温保护条件。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述PG电机上设置有温度检测装置；所述确定模块具体用于根据所述PG电机反馈的转速和所述温度检测装置检测到的温度信号，确定所述PG电机是否满足预设的高温保护条件。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述降低模块包括：

增大单元，用于逐步增大电压过零信号与转速控制信号之间的时间间隔，并检测所述PG电机反馈的转速；

检测单元，用于在检测到所述PG电机反馈的转速随着所述电压过零信号与转速控制信号之间的时间间隔的增大有下降趋势的情况下，检测所述PG电机处于稳定状态时候的转速；

降低单元，用于将所述PG电机的预设转速降低至所述PG电机处于稳定状态时候的转速。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

调整模块，用于在降低所述PG电机的预设转速之后，在切换风档或关机重启时，将所述PG电机的预设转速调整为未降低前的预设转速。