CN108964557A - 压缩机控制方法及装置、存储介质 - Google Patents

压缩机控制方法及装置、存储介质 Download PDF

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宋洪强
虞朝丰
许升
王堃
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    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/34—Arrangements for starting
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids

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Abstract

本发明公开了一种压缩机启动控制方法，该方法包括：检测到压缩机的启动指令后，向所述压缩机输入直轴电流，直至满足进入开环控制的设定条件；当确定满足进入开环控制的设定条件时，向所述压缩机输入直轴电流及交轴电流，直至满足进入闭环控制的设定条件；当满足所述进入闭环控制的设定条件时，将所述直轴电流的电流值逐渐降为0，并持续对所述压缩机输入交轴电流。本发明通过适当的压缩机交直轴电流匹配，实现压缩机转子相位的自动调整，从而使转子的实际相位与假想的控制相位之间的偏差，在各种压缩机负荷状态下总是保持在一个较小值。

Description

压缩机控制方法及装置、存储介质
技术领域
本发明涉及机械控制技术领域，特别涉及一种压缩机控制方法及装置、存储介质。
背景技术
在压缩机的启动过程中，当没有内置转子位置传感器时，开环控制是必不可少的控制过程，即在没有转子相位信息反馈的情况下，需要给定目标转速，使压缩机运转。然后当满足一定的进入闭环控制的设定条件时，从开环控制切入闭环控制。
由于开环控制没有实际的转子相位信息，所以在不同的压缩机负荷状态下，压缩机转子的实际相位与假想的控制相位存在一定的偏差，当偏差较大时，由开环控制切入到闭环控制时，会出现转矩不连续，给转速和相电流带来较大的突变和冲击，造成系统不稳定、异常停机、振动噪音等。
目前为了解决上述问题，主要有两种方案：
一种方案是去掉开环控制，在压缩机内部增加转子位置传感器，将实际的转子相位信息反馈给控制单元，控制单元根据反馈信息直接进行调整，保证了实际运行与控制的一致性。但增加位置传感器会使压缩机的成本上升，并且传感器为易损坏部件，降低了产品的可靠性；同时某些应用场合例如空调用压缩机因密封性要求不能增加位置传感器从而造成此方案无法实施。
另一种方案是增加开环控制的时间，等待压缩机转子的实际相位与假想的控制相位之间的偏差下降到合理的范围后，再进行切入闭环，从而有效地减缓切换带来的冲击。但这种方法只是被动的等待，使开环控制的时间延长，由于开环控制的运行电流较大，长时间的运行会增加压缩机的温升和热损耗，影响效率。另外，等待期间需要实时的监测相位偏差，增加了控制单元的运算量。
发明内容
本发明实施例提供了一种压缩机启动控制方法及装置、存储介质。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种压缩机启动控制方法，包括：
检测到压缩机的启动指令后，向所述压缩机输入直轴电流，直至满足进入开环控制的设定条件；
当确定满足进入开环控制的设定条件时，向所述压缩机输入直轴电流及交轴电流，直至满足进入闭环控制的设定条件；
当满足所述进入闭环控制的设定条件时，将所述直轴电流的电流值逐渐降为0，并持续对所述压缩机输入交轴电流。
在一种实施方式中，所述向所述压缩机输入直轴电流，包括：
向所述压缩机输入线性变化的直轴电流，所述线性变化的直轴电流的电流值从0变化至设定电流值I1。
在一种实施方式中，所述当确定满足进入开环控制的设定条件时，向所述压缩机输入直轴电流及交轴电流，包括：
当确定满足进入开环控制的设定条件时，继续向所述压缩机输入直轴电流，保持所述直轴电流的电流值不变，并且输入设定电流值的交轴电流。
在一种实施方式中，所述输入设定电流值的交轴电流，其中，交轴电流的电流值设定为：
所述直轴电流和交轴电流的电流值矢量叠加，满足：
当所述压缩机的实际转子相位超前假想控制相位时，使实际转子的转矩电流分量减小以减小输出转矩，直至所述相位偏差缩小为0；
当所述实际转子相位滞后所述假想控制相位时，使实际转子的转矩电流分量增加以增大输出转矩，直至所述相位偏差缩小为0；
当实际转子相位等于假想控制相位时，维持当前实际转子的转矩电流分量。
在一种实施方式中，所述交轴电流的电流值设定为额定负载电流的1/5～1/2。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种压缩机启动控制装置，包括：
第一控制模块，用于检测到压缩机的启动指令后，向所述压缩机输入直轴电流，直至满足进入开环控制的设定条件；
第二控制模块，用于当确定满足进入开环控制的设定条件时，向所述压缩机输入直轴电流及交轴电流，直至满足进入闭环控制的设定条件；
第三控制模块，用于当满足所述进入闭环控制的设定条件时，将所述直轴电流的电流值逐渐降为0，持续对所述压缩机输入交轴电流。
在一种实施方式中，所述第一控制模块，用于：
控制向所述压缩机输入线性变化的直轴电流，所述线性变化的直轴电流的电流值从0变化至设定电流值I1。
在一种实施方式中，所述第二控制模块，用于：
当确定满足进入开环控制的设定条件时，继续向所述压缩机输入直轴电流，保持所述直轴电流的电流值不变，并且输入设定电流值的交轴电流。
在一种实施方式中，所述输入设定电流值的交轴电流，其中，交轴电流的电流值设定为：
所述直轴电流和交轴电流的电流值矢量叠加，满足：
当所述压缩机的实际转子相位超前假想控制相位时，使实际转子的转矩电流分量减小以减小输出转矩，直至相位偏差缩小为0；
当所述实际转子相位滞后所述假想控制相位时，使实际转子的转矩电流分量增加以增大输出转矩，直至所述相位偏差缩小为0；
当实际转子相位等于假想控制相位时，维持当前实际转子的转矩电流分量。
在一种实施方式中，所述交轴电流的电流值设定为额定负载电流的1/5～1/2。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的压缩机启动控制方法。
根据本发明实施例的第四方面，提供一种计算机设备。
在一些可选实施例中，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可被所述处理器运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的压缩机启动控制方法。
本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明提出一种压缩机启动控制方法，通过适当的压缩机交直轴电流匹配，实现压缩机转子相位的自动调整，从而使转子的实际相位与假想的控制相位之间的偏差，在各种压缩机负荷状态下总是保持在一个较小值。这样，当压缩机控制切入闭环控制时，转矩可以平滑的过渡，压缩机转速和相电流不会产生突变，保证了系统的稳定运行。
开环控制阶段将交轴电流设定为额定负载电流的1/5～1/2，保证压缩机实际的转子相位与假想的控制相位之间的偏差可以自动调整，避免偏差过大，保证了系统的稳定性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种压缩机启动控制方法的流程示意图；
图2是根据一示例性实施例示出的压缩机启动控制方法的电流控制示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种压缩机启动控制装置的结构示意图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种计算机设备的结构框图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法、产品等而言，由于其与实施例公开的方法部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
如图1所示，本发明提供一种压缩机启动控制方法，包括：
S101、检测到压缩机的启动指令后，向所述压缩机输入直轴电流，直至满足进入开环控制的设定条件；
S102、当确定满足进入开环控制的设定条件时，向所述压缩机输入直轴电流及交轴电流，直至满足进入闭环控制的设定条件；
S103、当满足所述进入闭环控制的设定条件时，将所述直轴电流的电流值逐渐降为0，并持续对所述压缩机输入交轴电流。
实际应用中，S101对应压缩机启动的定位阶段，S102对应压缩机启动的开环控制阶段，S103对应压缩机启动的闭环控制阶段。
定位阶段输入的直轴电流，其电流值可以从0变化至设定电流值I1，压缩机逐渐满足进入开环控制的设定条件。
当满足进入开环控制的设定条件，输入的电流除了直轴电流外，还加入了交轴电流。直轴电流的电流值保持不变，即为定位阶段结束时，直轴电流的电流值I1，交轴电流的电流值为设定电流值。
在一种实施方式中，交轴电流的电流值设定为：
所述直轴电流和交轴电流的电流值矢量叠加，满足：
当所述压缩机的实际转子相位超前假想控制相位时，使实际转子的转矩电流分量减小以减小输出转矩，直至所述相位偏差缩小为0；
当所述实际转子相位滞后所述假想控制相位时，使实际转子的转矩电流分量增加以增大输出转矩，直至所述相位偏差缩小为0；
当实际转子相位等于假想控制相位时，维持当前实际转子的转矩电流分量。
在一种实施方式中，为满足上述条件，交轴电流的电流值设定为额定负载电流的1/5～1/2。
在满足进入闭环控制条件后，将直轴电流的电流值逐渐降为0，并持续对所述压缩机输入交轴电流，即可顺利实现压缩机的启动。
本发明通过适当的压缩机交直轴电流匹配，实现压缩机转子相位的自动调整，从而使转子的实际相位与假想的控制相位之间的偏差，在各种压缩机负荷状态下总是保持在一个较小值。这样，当压缩机控制切入闭环控制时，转矩可以平滑的过渡，压缩机转速和相电流不会产生突变，保证了系统的稳定运行。
开环控制阶段将交轴电流设定为额定负载电流的1/5～1/2，保证压缩机实际的转子相位与假想的控制相位之间的偏差可以自动调整，避免偏差过大，保证了系统的稳定性。
在一种实施方式中，本发明实施例提供的具体的控制方法如图2所示，该方法可通过控制单元执行。将压缩机的启动过程分成三个阶段：定位(t0～t1)、开环(t1～t2)、闭环(t2～t3)。
定位阶段：控制单元给定一个线性变化的直轴电流，0～I1。
开环阶段：控制单元一方面保持定位阶段达到的直轴电流I1，同时给定一个交轴电流I2。
I2的电流值，需要保证压缩机实际的转子相位与假想的控制相位之间的偏差实现自动调整。
其中，自动调整为：
当实际转子相位超前假想控制相位时，给定的直轴电流I1和交轴电流I2进行矢量叠加，使实际转子的转矩电流分量减小以减小输出转矩，从而假想控制相位逐步靠近实际转子相位，使相位偏差缩小，直至为0；
当实际转子相位滞后假想控制相位时，给定的直轴电流I1和交轴电流I2进行矢量叠加，使实际转子的转矩电流分量增加以增大输出转矩，从而实际转子相位逐步靠近假想控制相位，使相位偏差缩小，直至为0；
当实际转子相位等于假想控制相位时，给定的直轴电流I1和交轴电流I2进行矢量叠加，维持当前实际转子的转矩电流分量，此时相位偏差保持为0。
为了压缩机实际的转子相位与假想的控制相位之间的偏差实现自动调整，I2的电流值可以设定为额定负载电流的1/5～1/2。
闭环阶段：控制单元根据转子相位反馈信息进行交轴电流控制，同时使直轴电流逐渐降为0。
如图3所示，本发明提供一种压缩机启动控制装置，包括：
第一控制模块301，用于检测到压缩机的启动指令后，向所述压缩机输入直轴电流，直至满足进入开环控制的设定条件；
第二控制模块302，用于当确定满足进入开环控制的设定条件时，向所述压缩机输入直轴电流及交轴电流，直至满足进入闭环控制的设定条件；
第三控制模块303，用于当满足所述进入闭环控制的设定条件时，将所述直轴电流的电流值逐渐降为0，持续对所述压缩机输入交轴电流。
在一种实施方式中，所述第一控制模块301，用于：
控制向所述压缩机输入线性变化的直轴电流，所述线性变化的直轴电流的电流值从0变化至设定电流值I1。
在一种实施方式中，所述第二控制模块302，用于：
当确定满足进入开环控制的设定条件时，继续向所述压缩机输入直轴电流，保持所述直轴电流的电流值不变，并且输入设定电流值的交轴电流。
在一种实施方式中，所述输入设定电流值的交轴电流，其中，交轴电流的电流值设定为：
所述直轴电流和交轴电流的电流值矢量叠加，满足：
当所述压缩机的实际转子相位超前假想控制相位时，使实际转子的转矩电流分量减小以减小输出转矩，直至所述相位偏差缩小为0；
当所述实际转子相位滞后所述假想控制相位时，使实际转子的转矩电流分量增加以增大输出转矩，直至所述相位偏差缩小为0；
当实际转子相位等于假想控制相位时，维持当前实际转子的转矩电流分量。
在一种实施方式中，所述交轴电流的电流值设定为额定负载电流的1/5～1/2。
如图4所示，本发明实施例还提供一种计算机设备。
在一些可选实施例中，所述计算机设备包括存储器401、处理器402及存储在所述存储器401上并可被所述处理器402运行的程序，所述处理器402执行所述程序时实现上述的压缩机启动控制方法。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器，上述指令可由处理器执行以完成前文所述的方法。上述非临时性计算机可读存储介质可以是只读存储器(Read Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、磁带和光存储设备等。
本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所属技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本文所披露的实施例中，应该理解到，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
应当理解的是，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种压缩机启动控制方法，其特征在于，包括：
检测到压缩机的启动指令后，向所述压缩机输入直轴电流，直至满足进入开环控制的设定条件；
当确定满足进入开环控制的设定条件时，向所述压缩机输入直轴电流及交轴电流，直至满足进入闭环控制的设定条件；
当满足所述进入闭环控制的设定条件时，将所述直轴电流的电流值逐渐降为0，并持续对所述压缩机输入交轴电流。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向所述压缩机输入直轴电流，包括：
向所述压缩机输入线性变化的直轴电流，所述线性变化的直轴电流的电流值从0变化至设定电流值I1。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当确定满足进入开环控制的设定条件时，向所述压缩机输入直轴电流及交轴电流，包括：
当确定满足进入开环控制的设定条件时，继续向所述压缩机输入直轴电流，保持所述直轴电流的电流值不变，并且输入设定电流值的交轴电流。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述输入设定电流值的交轴电流，其中，交轴电流的电流值设定为：
所述直轴电流和交轴电流的电流值矢量叠加，满足：
当所述压缩机的实际转子相位超前假想控制相位时，使实际转子的转矩电流分量减小以减小输出转矩，直至相位偏差缩小为0；
当所述实际转子相位滞后所述假想控制相位时，使实际转子的转矩电流分量增加以增大输出转矩，直至所述相位偏差缩小为0；
当实际转子相位等于假想控制相位时，维持当前实际转子的转矩电流分量。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述交轴电流的电流值设定为额定负载电流的1/5～1/2。
6.一种压缩机启动控制装置，其特征在于，包括：
第一控制模块，用于检测到压缩机的启动指令后，向所述压缩机输入直轴电流，直至满足进入开环控制的设定条件；
第二控制模块，用于当确定满足进入开环控制的设定条件时，向所述压缩机输入直轴电流及交轴电流，直至满足进入闭环控制的设定条件；
第三控制模块，用于当满足所述进入闭环控制的设定条件时，将所述直轴电流的电流值逐渐降为0，持续对所述压缩机输入交轴电流。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一控制模块，用于：
控制向所述压缩机输入线性变化的直轴电流，所述线性变化的直轴电流的电流值从0变化至设定电流值I1。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二控制模块，用于：
当确定满足进入开环控制的设定条件时，继续向所述压缩机输入直轴电流，保持所述直轴电流的电流值不变，并且输入设定电流值的交轴电流。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述交轴电流的电流值设定为额定负载电流的1/5～1/2。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任意一项所述的压缩机启动控制方法。
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