CN109088578A - 一种电机控制方法、系统及空调 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机控制方法及系统，所述方法包括：获取外部输入的电机转速指令值VSP；根据所述电机转速指令值VSP和预先设置的VSP‑θadv曲线计算出相应的提前角θadv；控制所述电机根据所述提前角θadv运行。本发明的电机控制方法及系统能够使得电机稳定的工作在最大效率状态。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种电机控制方法、系统及空调。
背景技术
电机在工作时，当转动速度加快而电机电流增加时，电流相位延迟。因此，为了高效率地控制电机，需要进行提前角的调节控制。
现阶段绝大部分直流风机电机都是采用固定提前角控制方式对通入电机本体的电流-电压相位角进行调节。如图1所示，固定提前角的控制方式中，无论输入电机转速Vsp如何变化，保持保持提前角Qadv不变。
然而，固定提前角只能使得电机在特定的转速/力矩下工作在最大效率，在其它的转速/力矩下无法工作在最大效率。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中因电机固定提前角导致只能在某个工作点效率点最优的问题，提供一种能够使得电机稳定工作在最大效率状态的电机控制方法及系统。
本发明实施例中，提供了一种电机控制方法，其包括:
获取外部输入的电机转速指令值VSP；
根据所述电机转速指令值VSP和预先设置的VSP-θadv曲线计算出相应的提前角θadv；
控制所述电机根据所述提前角θadv运行。
本发明实施例中，所述VSP-θadv曲线为根据电机的参数形成的曲线，且在所述VSP-θadv曲线下，电机在不同的工作点都保持最高效率运行。
本发明实施例中，所述VSP-θadv曲线由N段不同函数的曲线连接而成，其中，第n段曲线对应的曲线函数为yn= F（x）, 当x等于分段临界值时， y（n-1）=yn，N 为正整数，且N>1,n为正整数。
本发明实施例中，所述VSP-θadv曲线中，yn=anx+bn其中，an、bn为第n段曲线对应的系数。
本发明实施例中，所述VSP-θadv曲线中，，其中，x为VSP实时值，y为该VSP值下对应的θadv值，a为根据电机的参数得到的系数。
本发明实施例中，还提供了一种电机控制系统，其包括电机和与所述电机相连接的电机控制器，所述电机控制器用于获取外部输入的电机转速指令值VSP，并根据所述电机转速指令值VSP和预先设置的VSP-θadv曲线计算出相应的提前角θadv。
本发明实施例中，所述VSP-θadv曲线为根据电机的参数形成的曲线，且在所述VSP-θadv曲线下，电机在不同的工作点都保持最高效率运行。
本发明实施例中，所述VSP-θadv曲线由N段不同函数的曲线连接而成，其中，第n段曲线对应的曲线函数为yn= F（x）, 当x等于分段临界值时， y（n-1）=yn，N 为正整数，且N>1,n为正整数。
本发明实施例中，所述VSP-θadv曲线中，yn=anx+bn其中，an、bn为第n段曲线对应的系数。
本发明实施例中，所述VSP-θadv曲线中，，其中，x为VSP实时值，y为该VSP值下对应的θadv值，a为根据电机的参数得到的系数。
本发明实施例中，所述电机控制器包括控制芯片、驱动电路和驱动模块，所述控制芯片用于产生驱动信号给所述驱动电路，所述驱动电路用于将所述驱动信号进行放大并驱动所述电机驱动模块。
本发明实施例中，还提供了一种空调，其采用上述的电机控制系统。
本发明实施例中，所述电机控制器包括转子位置检测模块，所述转子位置检测模块用于检测所述电机的转子位置，并将转子位置发送给所述控制芯片与现有技术相比较，本发明的电机控制系统和方法，本发明通过预先根据电机特性设置的VSP-θadv曲线对提前角θadv的针对性控制，通过采集电机实时VSP状态，计算出当前最优工作提前角θadv，使电机始终保持在高能效运行状态，解决了因电机固定提前角，导致其只能在某个工作点效率最优，在其他工作状态始终无法达到最高能效的问题，延长了电机使用寿命。
附图说明
图1是现有技术的固定提前角控制方式的示意图；
图2是本发明实施例提供的电机控制方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的一种VSP-θadv曲线的示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种VSP-θadv曲线的示意图；
图5是本发明实施例提供的电机控制系统的结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，本发明实施例中，提供了一种电机控制方法，其包括步骤S1-步骤S3。下面分别进行说明。
步骤S1：获取外部输入的电机转速指令值VSP。
需要说明的是，电机转速指令值VSP是电机要运行的目标转速，通常由外部控制端进行设定，电机根据外部控制端的转速大小，由0到目标转速逐步调整。随着负载转速提高，外部控制端相应的调整转速指令VSP的实时值，当负载稳定并且达到目标转速时，VSP基本稳定。
步骤S2：根据所述电机转速指令值VSP和预先设置的VSP-θadv曲线计算出相应的提前角θadv，其中，所述VSP-θadv曲线为根据电机的参数形成的连续曲线。
需要说明的是，所述VSP-θadv曲线预先设置在电机控制器中，根据电机的参数性能的不同，所述VSP-θadv曲线也不同，从而保证在所述VSP-θadv曲线下，电机在不同的工作点都保持最高效率运行。所述VSP-θadv曲线为连续的曲线，从而保证在电机转速指令值VSP变化时，电机提前角θadv的变化比较平缓，使得电机的状态保持稳定。
步骤S3：控制所述电机根据所述提前角θadv运行。
如图3所示，在本发明实施例的一种VSP-θadv曲线中，所述VSP-θadv曲线由N段不同函数的曲线连接而成，每一段都对应不同的曲线（VSP1，VSP2，VSP3，……,VSPn），N>1，其中,第n（n为正整数）段对应的曲线公式为y=F（x）=an*x+bn,式中，x为VSP实时值，y为该VSP值下对应的θadv值，an、bn为设定的系数，且当x等于分段临界值时， y（n-1）=yn。具体地， 0~VSP1段对应的曲线公式为y1=a1x+b1,式中y=θadv，x=VSP；VSP1~VSP2段对应的曲线公式为y2=a2x+b2,式中y=θadv，x=VSP；第n段对应的曲线公式为y=an*x+bn。其中，当x等于分段临界值时（即两个斜率不同的曲线相交处）θadv值必须相同，即当x等于上述分段值VSP（n-1），VSPn时，y（n-1）=yn。需要说明的是，每一段的曲线y=F（x）不仅仅限于上述线性关系的曲线，也可以为其它的曲线，具体根据电机的特性而定。
如图4所示，在本发明实施例的另一种VSP-θadv曲线中，，其中，x为VSP实时值，y为该VSP值下对应的θadv值，a为根据电机的参数得到的系数。
通过上述方式，采集电机实时速度控制指令VSP状态，通过所述VSP-θadv曲线进行计算，使用合适的对应提前角θadv，使电机始终保持高效运行，可以让电机在所有的工作区间内均保持高效运行。
如图5所示，本发明实施例中，还提供了一种电机控制系统，其包括电机10和与所述电机相连接的电机控制器20，所述电机控制器20用于获取外部输入的电机转速指令值VSP，根据所述电机转速指令值VSP和预先设置的VSP-θadv曲线计算出相应的提前角θadv，并控制所述电机根据所述提前角θadv运行。其中，所述VSP-θadv曲线为根据电机的参数形成的曲线，且在所述VSP-θadv曲线下，电机在不同的工作点都保持最高效率运行。
所述电机控制器20包括控制芯片21、驱动电路22、驱动模块23和转子位置检测模块24，所述控制芯片21用于产生驱动信号给所述驱动电路22，所述驱动电路22用于将所述驱动信号进行放大并驱动所述电机驱动模块23。所述转子位置检测模块24用于检测所述电机10的转子位置，并将转子位置发送给所述控制芯片21。
需要说明的是，所述电机控制系统采用图2所示的电机控制方法来实现对电机提前角的调整，其具体实现方式和带来的技术效果已在上面对电机控制方法中的描述中进行了详细说明，此处不在赘述。
进一步地，本发明实施例中，还提供了一种空调，其采用上述的电机控制系统。
综上所述，本发明的电机控制系统和方法，本发明通过预先根据电机特性设置的VSP-θadv曲线对提前角θadv的针对性控制，通过采集电机实时VSP状态，计算出当前最优工作提前角θadv，使电机始终保持在高能效运行状态，解决了因电机固定提前角或者分段提前角的控制方式导致其只能在某个或者某些工作点效率最优，在其他工作状态始终无法达到最高能效的问题，延长了电机使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种电机控制方法，其特征在于，包括:
获取外部输入的电机转速指令值VSP；
根据所述电机转速指令值VSP和预先设置的VSP-θadv曲线计算出相应的提前角θadv；
控制所述电机根据所述提前角θadv运行。
2.如权利要求1所述的电机控制方法，其特征在于，所述VSP-θadv曲线为根据电机的参数形成的曲线，且在所述VSP-θadv曲线下，电机在不同的工作点都保持最高效率运行。
3.如权利要求1所述的电机控制方法，其特征在于，所述VSP-θadv曲线由N段不同函数的曲线连接而成，其中，第n段曲线对应的曲线函数为yn= F（x）, 当x等于分段临界值时，y（n-1）=yn， N 为正整数，且N>1,n为正整数。
4.如权利要求3所述的电机控制方法，其特征在于，所述VSP-θadv曲线中，yn=anx+bn其中，an、bn为第n段曲线对应的系数。
5.如权利要求1所述的电机控制方法，其特征在于，所述VSP-θadv曲线中，，其中，x为VSP实时值，y为该VSP值下对应的θadv值，a为根据电机的参数得到的系数。
6.一种电机控制系统，其特征在于，包括电机和与所述电机相连接的电机控制器，所述电机控制器用于获取外部输入的电机转速指令值VSP，根据所述电机转速指令值VSP和预先设置的VSP-θadv曲线计算出相应的提前角θadv，并控制所述电机根据所述提前角θadv运行。
7.如权利要求6所述的电机控制系统，其特征在于，所述VSP-θadv曲线为根据电机的参数形成的曲线，且在所述VSP-θadv曲线下，电机在不同的工作点都保持最高效率运行。
8.如权利要求6所述的电机控制系统，其特征在于，
所述VSP-θadv曲线由N段不同函数的曲线连接而成，其中，第n段曲线对应的曲线函数为yn= F（x）, 当x等于分段临界值时， y（n-1）=yn， N 为正整数，且N>1,n为正整数。
9.如权利要求8所述的电机控制系统，其特征在于，所述VSP-θadv曲线中，yn=anx+bn其中，an、bn为第n段曲线对应的系数。
10.如权利要求6所述的电机控制系统，其特征在于，所述VSP-θadv曲线中，，其中，x为VSP实时值，y为该VSP值下对应的θadv值，a为根据电机的参数得到的系数。
11.如权利要求6所述的电机控制系统，其特征在于，所述电机控制器包括控制芯片、驱动电路和驱动模块，所述控制芯片用于产生驱动信号给所述驱动电路，所述驱动电路用于将所述驱动信号进行放大并驱动所述电机驱动模块。
12.如权利要求6所述的电机控制系统，其特征在于，所述电机控制器包括转子位置检测模块，所述转子位置检测模块用于检测所述电机的转子位置，并将转子位置发送给所述控制芯片。
13.一种空调，其特征在于，采用如权利要求6-12任一项所述的电机控制系统。
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