CN109489207A - 一种电机启动控制方法、装置及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机启动控制方法、装置及空调器，涉及空调器技术领域。该方法及装置用于当接收到启动指令时，按照预设定的占空比变化率对占空比进行给定，并实时获取PG电机的转速实际值，当转速实际值大于或等于预设定的第一电机转速阈值时，获取当前占空比，然后以当前占空比为初始值，并基于第一电机转速阈值、预设定的目标转速变化率以及转速实际值对占空比进行给定，最后当转速实际值大于或等于预设定的目标转速值时，基于转速实际值以及目标转速值对占空比进行给定。该方法及装置将PG电机的启动过程分为3个阶段，并且在切换阶段时，保证PI调节器输出的占空比平稳变化，从而使得电机转速平稳变化不突变，使得风机运行平稳。

Description

一种电机启动控制方法、装置及空调器

技术领域

本发明涉及空调器技术领域，特别涉及一种电机启动控制方法、装置及空调器。

背景技术

随着经济的不断进步，空调器的应用也越来越广泛，由于空调器可通过调节室内环境温度来为用户带来舒适的体验，空调器成为了最为常见的家用电器之一。

现有技术中，空调内机使用PG电机作为风机驱动电机，PG电机采用闭环控制方法，PG电机在启动过程中，因启动过程中转速较低，闭环后占空比迅速增大导致PG电机转速过冲，导致出现使用过程中表现出开机时风机速度较大，噪音较大的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种电机启动控制方法、装置及空调器，以解决上述问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明提供了一种电机启动控制方法，所述电机启动控制方法包括：

当接收到启动指令时，按照预设定的占空比变化率对占空比进行给定；

实时获取PG电机的转速实际值；

当所述转速实际值大于或等于预设定的第一电机转速阈值时，获取当前占空比；

以所述当前占空比为初始值，并基于所述第一电机转速阈值、预设定的目标转速变化率以及所述转速实际值对所述占空比进行给定；

当所述转速实际值大于或等于预设定的目标转速值时，基于所述转速实际值以及所述目标转速值对所述占空比进行给定。

进一步地，所述以所述当前占空比为初始值，并基于所述第一电机转速阈值、预设定的目标转速变化率以及所述转速实际值对所述占空比进行给定的步骤包括：

基于所述第一电机转速阈值及所述预设定的目标转速变化率确定转速参考值；

以所述当前占空比为初始值，并基于所述转速参考值以及所述转速实际值对所述占空比进行给定。

进一步地，所述基于所述第一电机转速阈值及所述预设定的目标转速变化率确定转速参考值的步骤包括：

基于算式W_{r_ref}＝k₂*t+W_startup确定所述转速参考值，其中，W_{r_ref}为转速参考值，k₂为预设定的目标转速变化率，W_startup为预设定的第一电机转速阈值。

进一步地，所述以所述当前占空比为初始值，并基于所述转速参考值以及所述转速实际值对所述占空比进行给定的步骤包括：

基于算式θ＝k_p*(W_{r_ref}-W_r)+k_i*∫(W_{r_ref}-W_r)dt+θ₀对所述占空比进行给定，其中，θ为占空比，W_{r_ref}为转速参考值，W_r为速实际值，θ₀为当前占空比，k_p为预设定的比例系数，k_i为预设定的积分系数。

进一步地，所述按照预设定的占空比变化率对占空比进行给定的步骤包括：

基于算式θ＝k₁*t对所述占空比进行给定，其中，θ为占空比，k₁为预设定的占空比变化率。

第二方面，本发明提供了一种电机启动控制装置，所述电机启动控制装置包括：

占空比给定单元，用于当接收到启动指令时，按照预设定的占空比变化率对占空比进行给定；

参数获取单元，用于实时获取PG电机的转速实际值；

所述参数获取单元还用于当所述转速实际值大于或等于预设定的第一电机转速阈值时，获取当前占空比；

所述占空比给定单元还用于以所述当前占空比为初始值，并基于所述第一电机转速阈值、预设定的目标转速变化率以及所述转速实际值对所述占空比进行给定；

所述占空比给定单元还用于当所述转速实际值大于或等于预设定的目标转速值时，基于所述转速实际值以及所述目标转速值对所述占空比进行给定。

进一步地，所述占空比给定单元用于基于所述第一电机转速阈值及所述预设定的目标转速变化率确定转速参考值；

所述占空比给定单元用于以所述当前占空比为初始值，并基于所述转速参考值以及所述转速实际值对所述占空比进行给定。

进一步地，所述占空比给定单元用于基于算式W_{r_ref}＝k₂*t+W_startup确定所述转速参考值，其中，W_{r_ref}为转速参考值，k₂为预设定的目标转速变化率，W_startup为预设定的第一电机转速阈值。

进一步地，所述占空比给定单元用于基于算式θ＝k_p*(W_{r_ref}-W_r)+k_i*∫(W_{r_ref}-W_r)dt+θ₀对所述占空比进行给定，其中，θ为占空比，W_{r_ref}为转速参考值，W_r为速实际值，θ₀为当前占空比，k_p为预设定的比例系数，k_i为预设定的积分系数。

第三方面，本发明还提供了一种空调器，所述空调器包括：

存储器；

控制器；及

电机启动控制装置，所述电机启动控制装置安装于所述存储器并包括一个或多个由所述控制器执行的软件功能模块，所述电机启动控制装置包括：

占空比给定单元，用于当接收到启动指令时，按照预设定的占空比变化率对占空比进行给定；

参数获取单元，用于实时获取PG电机的转速实际值；

所述参数获取单元还用于当所述转速实际值大于或等于预设定的第一电机转速阈值时，获取当前占空比；

所述占空比给定单元还用于基于所述当前占空比、所述第一电机转速阈值、预设定的目标转速变化率对所述占空比进行给定；

所述占空比给定单元还用于当所述转速实际值大于或等于预设定的目标转速值时，基于所述转速实际值以及所述目标转速值对所述占空比进行给定。

相对于现有技术，本发明所述的电机启动控制方法及装置具有以下优势：

当接收到启动指令时，按照预设定的占空比变化率对占空比进行给定，并实时获取PG电机的转速实际值，当转速实际值大于或等于预设定的第一电机转速阈值时，获取当前占空比，然后以当前占空比为初始值，并基于第一电机转速阈值、预设定的目标转速变化率以及转速实际值对占空比进行给定，最后当转速实际值大于或等于预设定的目标转速值时，基于转速实际值以及目标转速值对占空比进行给定。可以理解地，本发明提供的电机启动控制方法及装置将PG电机的启动过程分为3个阶段，并且在切换阶段时，保证PI调节器输出的占空比平稳变化，从而使得电机转速平稳变化不突变，使得风机运行平稳。

所述电机启动控制方法及装置与上述空调器相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明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为本发明实施例提供的空调器的系统结构框图。

图2为本发明实施例提供的电机启动控制方法的流程图。

图3为图2中步骤S206的具体流程图。

图4为电机启动过程中各参数的变化曲线。

图5为本发明实施例提供的电机启动控制装置的功能模块图。

图标：1-空调器；2-控制器；3-存储器；4-参数采集模块；5-PG电机；6-风机；7-电机启动控制装置；8-判断单元；9-占空比给定单元；10-参数获取单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种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、物品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、物品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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明实施例提供了一种空调器1，用于调节室内环境温度，同时其包含的风机6能够在开启时平稳启动。请参阅图1，为本发明实施例提供的空调器1的系统结构框图。该空调器1包括控制器2、存储器3、参数采集模块4、风机6、PG电机5及电机启动控制装置7。其中，控制器2分别与存储器3、参数采集模块4、PG电机5电连接，PG电机5与风机6电连接。

而存储器3可用于存储软件程序以及单元，如本发明实施例中的电机启动控制装置及方法所对应的程序指令/单元，控制器2通过运行存储在存储器3内的软件程序以及单元，从而执行各种功能应用以及数据处理，如本发明实施例提供的电机启动控制方法。

存储器3可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。

此外，需要说明的是，电机启动控制装置7包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器3中或固化在所述空调器1的操作系统(operatingsystem，OS)中的软件功能单元。

参数采集模块4与控制器2电连接，用于采集PG电机5的转速实际值。

风机6与PG电机5电连接，用于在PG电机5的驱动下运行。

可以理解，图1所示的结构仅为示意，空调器1还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

第一实施例

本发明实施例提供了一种电机启动控制方法，用于保证PG电机5能够平稳启动。请参阅图2，为本发明实施例提供的电机启动控制方法的流程图。该电机启动控制方法包括：

步骤S201，判断是否接收到启动指令，如果是，则执行步骤S202；如果否，则重新执行步骤S201。

可以理解地，当用户需求风机6运行时，会通过输入启动指令以使PG电机5运行，以驱动风机6运行。

步骤S202，按照预设定的占空比变化率对占空比进行给定。

具体地，基于以下算式对所述占空比进行给定：

θ＝k₁*t

其中，θ为占空比，k₁为预设定的占空比变化率。

可以理解地，在接收到开启指令后，PG电机5处于第一阶段。具体地，在第一阶段内需要按照预设定的占空比变化率对占空比进行给定，使得占空比随着时间的推移，以预设定的占空比变化率逐渐增大。

需要说明的是，随着占空比的增加，PG电机5的转速也越来越大。

步骤S203，实时获取PG电机5的转速实际值。

可以理解地，通过上述参数获取模块可采集PG电机5的转速实际值。

步骤S204，判断转速实际值是否大于或等于预设定的第一电机转速阈值，如果是，则执行步骤S205；如果否，则继续执行步骤S202。

可以理解地，当转速实际值小于预设定的第一电机转速阈值时，表明转速实际值还未达到切换到第二阶段的条件，因此此时继续执行步骤S202，使得占空比继续随着时间的增大而增大，直至转速实际值大于或等于预设定的第一电机转速阈值为止。

步骤S205，获取当前占空比。

当转速实际值大于或等于预设定的第一电机转速阈值时，表明转速实际值还已经达到切换到第二阶段的条件，因此此时获取下一开启运行状态所需要的参数，即占空比。

此外，当前占空比即为转速实际值大于或等于预设定的第一电机转速阈值这一时刻的占空比。

步骤S206，以当前占空比为初始值，并基于第一电机转速阈值、预设定的目标转速变化率以及转速实际值对占空比进行给定。

可以理解地，以当前占空比作为第二阶段的占空比初始值，可以使得第一阶段最后一时刻的占空比等于第二阶段初始时刻的占空比，从而避免了PG电机5从第一阶段切换到第二阶段占空比突变导致的电机转速突变，使得PG电机5能够平稳运行。

请参阅图3，为步骤S206的具体流程图。该步骤S206包括：

子步骤S2061，基于第一电机转速阈值及预设定的目标转速变化率确定转速参考值。

具体地，基于算式W_{r_ref}＝k₂*t+W_startup确定转速参考值，其中，W_{r_ref}为转速参考值，k₂为预设定的目标转速变化率，W_startup为预设定的第一电机转速阈值。

可以理解地，PG电机5进入第二阶段后，其转速参考值的初始值即为第一阶段最后一时刻的转速实际值，即为预设定的第一电机转速阈值。

同时，转速参考值与电机运行时间成正比关系，即电机运行时间越长，转速参考值越大。

子步骤S2062，以当前占空比为初始值，并基于转速参考值以及转速实际值对占空比进行给定。

具体地，基于算式θ＝k_p*(W_{r_ref}-W_r)+k_i*∫(W_{r_ref}-W_r)dt+θ₀对占空比进行给定，其中，θ为占空比，W_{r_ref}为转速参考值，W_r为速实际值，θ₀为当前占空比，k_p为预设定的比例系数，k_i为预设定的积分系数。

可以理解地，由于PG电机5进入第二阶段的初始时刻的转速参考值以及转速实际值均为预设定的第一电机转速阈值，此时上述算式的积分部分以及比例部分均为0，从而初始时刻的占空比即为当前占空比，与第一阶段最后一时刻的占空比相同。

步骤S207，判断转速实际值是否大于或等于预设定的目标转速值，如果是，则执行步骤S208，如果否，则重新执行步骤S206。

可以理解地，当转速实际值小于预设定的目标转速值时，表明转速实际值还未达到切换到第三阶段的条件，因此此时继续执行步骤S206，使得占空比继续随着时间的增大而增大，直至转速实际值大于或等于预设定的目标转速值为止。

步骤S208，基于转速实际值以及目标转速值对占空比进行给定。

当转速实际值小于预设定的目标转速值时，PG电机5进入第三阶段，此时进入闭环运行状态，从而基于转速实际值以及目标转速值对占空比进行给定。

请参阅图4，为电机启动过程中各参数的变化曲线。如图4所述，在第一阶段，占空比以占空比变化率k1随着时间的增加而增长，直至转速实际值等于预设定的第一电机转速阈值时，切换至第二阶段；在第二阶段内，在以第一阶段最后时刻对应的占空比为初始值，重新对占空比进行给定，直至转速实际值等于预设定的目标转速值时，切换至第三阶段；在第三阶段内，便依照闭环控制方法对占空比进行给定。

第二实施例

请参阅图5，图5为本发明较佳实施例提供的一种电机启动控制装置7的功能模块图。需要说明的是，本实施例所提供的电机启动控制装置7，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。该电机启动控制装置7包括判断单元8、占空比给定单元9以及参数获取单元10。

其中，判断单元8用于判断是否接收到启动指令。

可以理解地，在一种可选的实施例中，判断单元8可用于执行步骤S201。

占空比给定单元9用于当PG电机5接收到启动指令时，按照预设定的占空比变化率对占空比进行给定。

可以理解地，在一种可选的实施例中，占空比给定单元9可用于执行步骤S202。

参数获取单元10用于实时获取PG电机5的转速实际值。

可以理解地，在一种可选的实施例中，参数获取单元10可用于执行步骤S203。

判断单元8还用于判断转速实际值是否大于或等于预设定的第一电机转速阈值。

可以理解地，在一种可选的实施例中，判断单元8可用于执行步骤S204。

参数获取单元10还用于当转速实际值大于或等于预设定的第一电机转速阈值时，获取当前占空比。

可以理解地，在一种可选的实施例中，参数获取单元10可用于执行步骤S205。

占空比给定单元9用于以当前占空比为初始值，并基于第一电机转速阈值、预设定的目标转速变化率以及转速实际值对占空比进行给定。

具体地，占空比给定单元9用于基于第一电机转速阈值及预设定的目标转速变化率确定转速参考值，并以当前占空比为初始值，并基于转速参考值以及转速实际值对占空比进行给定。

可以理解地，在一种可选的实施例中，占空比给定单元9可用于执行步骤S206、子步骤S2061以及子步骤S2062。

判断单元8还用于判断转速实际值是否大于或等于预设定的目标转速值。

可以理解地，在一种可选的实施例中，判断单元8可用于执行步骤S207。

占空比给定单元9还用于当转速实际值大于或等于预设定的目标转速值时，基于转速实际值以及目标转速值对占空比进行给定。

可以理解地，在一种可选的实施例中，占空比给定单元9可用于执行步骤S208。

综上所述，本发明实施例提供的电机启动控制方法、装置及空调器，当接收到启动指令时，按照预设定的占空比变化率对占空比进行给定，并实时获取PG电机的转速实际值，当转速实际值大于或等于预设定的第一电机转速阈值时，获取当前占空比，然后以当前占空比为初始值，并基于第一电机转速阈值、预设定的目标转速变化率以及转速实际值对占空比进行给定，最后当转速实际值大于或等于预设定的目标转速值时，基于转速实际值以及目标转速值对占空比进行给定。可以理解地，本发明提供的电机启动控制方法及装置将PG电机的启动过程分为3个阶段，并且在切换阶段时，保证PI调节器输出的占空比平稳变化，从而使得电机转速平稳变化不突变，使得风机运行平稳。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，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装置、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方式中，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。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机启动控制方法，其特征在于，所述电机启动控制方法包括：

当接收到启动指令时，按照预设定的占空比变化率对占空比进行给定；

实时获取PG电机(5)的转速实际值；

当所述转速实际值大于或等于预设定的第一电机转速阈值时，获取当前占空比；

以所述当前占空比为初始值，并基于所述第一电机转速阈值、预设定的目标转速变化率以及所述转速实际值对所述占空比进行给定；

当所述转速实际值大于或等于预设定的目标转速值时，基于所述转速实际值以及所述目标转速值对所述占空比进行给定。

2.根据权利要求1所述的电机启动控制方法，其特征在于，所述以所述当前占空比为初始值，并基于所述第一电机转速阈值、预设定的目标转速变化率以及所述转速实际值对所述占空比进行给定的步骤包括：

基于所述第一电机转速阈值及所述预设定的目标转速变化率确定转速参考值；

以所述当前占空比为初始值，并基于所述转速参考值以及所述转速实际值对所述占空比进行给定。

3.根据权利要求2所述的电机启动控制方法，其特征在于，所述基于所述第一电机转速阈值及所述预设定的目标转速变化率确定转速参考值的步骤包括：

基于算式W_{r_ref}＝k₂*t+W_startup确定所述转速参考值，其中，W_{r_ref}为转速参考值，k₂为预设定的目标转速变化率，W_startup为预设定的第一电机转速阈值。

4.根据权利要求2所述的电机启动控制方法，其特征在于，所述以所述当前占空比为初始值，并基于所述转速参考值以及所述转速实际值对所述占空比进行给定的步骤包括：

基于算式θ＝k_p*(W_{r_ref}-W_r)+k_i*∫(W_{r_ref}-W_r)dt+θ₀对所述占空比进行给定，其中，θ为占空比，W_{r_ref}为转速参考值，W_r为速实际值，θ₀为当前占空比，k_p为预设定的比例系数，k_i为预设定的积分系数。

5.根据权利要求1所述的电机启动控制方法，其特征在于，所述按照预设定的占空比变化率对占空比进行给定的步骤包括：

基于算式θ＝k₁*t对所述占空比进行给定，其中，θ为占空比，k₁为预设定的占空比变化率。

6.一种电机启动控制装置，其特征在于，所述电机启动控制装置(7)包括：

占空比给定单元(9)，用于当接收到启动指令时，按照预设定的占空比变化率对占空比进行给定；

参数获取单元(10)，用于实时获取PG电机(5)的转速实际值；

所述参数获取单元(10)还用于当所述转速实际值大于或等于预设定的第一电机转速阈值时，获取当前占空比；

所述占空比给定单元(9)还用于以所述当前占空比为初始值，并基于所述第一电机转速阈值、预设定的目标转速变化率以及所述转速实际值对所述占空比进行给定；

所述占空比给定单元(9)还用于当所述转速实际值大于或等于预设定的目标转速值时，基于所述转速实际值以及所述目标转速值对所述占空比进行给定。

7.根据权利要求6所述的电机启动控制装置，其特征在于，所述占空比给定单元(9)用于基于所述第一电机转速阈值及所述预设定的目标转速变化率确定转速参考值；

所述占空比给定单元(9)用于以所述当前占空比为初始值，并基于所述转速参考值以及所述转速实际值对所述占空比进行给定。

8.根据权利要求7所述的电机启动控制装置，其特征在于，所述占空比给定单元(9)用于基于算式W_{r_ref}＝k₂*t+W_startup确定所述转速参考值，其中，W_{r_ref}为转速参考值，k₂为预设定的目标转速变化率，W_startup为预设定的第一电机转速阈值。

9.根据权利要求7所述的电机启动控制装置，其特征在于，所述占空比给定单元(9)用于基于算式θ＝k_p*(W_{r_ref}-W_r)+k_i*∫(W_{r_ref}-W_r)dt+θ₀对所述占空比进行给定，其中，θ为占空比，W_{r_ref}为转速参考值，W_r为速实际值，θ₀为当前占空比，k_p为预设定的比例系数，k_i为预设定的积分系数。

10.一种空调器，其特征在于，所述空调器(1)包括：

存储器(3)；

控制器(2)；及

电机启动控制装置(7)，所述电机启动控制装置(7)安装于所述存储器(3)并包括一个或多个由所述控制器(2)执行的软件功能模块，所述电机启动控制装置(7)包括：

占空比给定单元(9)，用于当PG电机(5)接收到启动指令时，按照预设定的占空比变化率对占空比进行给定；

参数获取单元(10)，用于实时获取PG电机(5)的转速实际值；

所述参数获取单元(10)还用于当所述转速实际值大于或等于预设定的第一电机转速阈值时，获取当前占空比；

所述占空比给定单元(9)还用于基于所述当前占空比、所述第一电机转速阈值、预设定的目标转速变化率对所述占空比进行给定；

所述占空比给定单元(9)还用于当所述转速实际值大于或等于预设定的目标转速值时，基于所述转速实际值以及所述目标转速值对所述占空比进行给定。