CN109510566B - 电机加速方法、电机控制方法、电机及工业吊扇 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机加速方法，涉及电机技术，包括获取预置的、适于该电机型号及负载大小的加速模式集，加速模式集含有由弱至强的加速方式P1、P2、……、Pn，以初始的加速方式P1加速该电机；每间隔预设时间t1，获取电机加速Tn时刻的即时角速度ωn；若即时角速度ωn大于标准角速度ωr，电机停止加速以标准角速度ωr运行；若即时角速度ωn小于标准角速度ω0，计算此时的角加速度βn；若角加速度βn小于标准角加速度βr，增强加速强度由加速方式Pn至加速方式Pn+1；若角加速度βn大于标准角加速度βr，减弱加速强度由加速方式Pn至加速方式Pn‑1。未达到目标速度时，随着速度的不断增大，角加速度维持在避免机械损坏的范围，加速迅速且安全。

Description

电机加速方法、电机控制方法、电机及工业吊扇

技术领域

本发明涉及电机技术，更具体地说，它涉及一种电机加速方法、电机控制方法、电机及工业吊扇。

背景技术

工业吊扇（在北方也被称为“工业大风扇”），最大直径7.3米，覆盖面积150平方米，功率可达1.5KW。可以做到自然通风、超大覆盖面积，是夏季开放式空间降温纳凉的解决之道。

目前，申请号为201120266738.4的中国专利公开了一种用于工业吊扇的控制装置，它包括设有柜门的控制柜，控制柜内装设有变频器、空气开关，控制柜下端设有两个PG电缆接头，控制柜内右侧设有电源开关，电源开关的控制按钮位于控制柜右侧外部，柜门中部装设有变频器显示器、转换开关和频率调节电位器。

这种控制装置虽然能够实现工业吊扇的变频控制，但是工业吊扇的扇叶一般较长，并且质量较重，在启动时，由于扇叶自身的惯性，吊扇启动所需的扭矩一般也较大，而若冒然的快速启动，对固定装置以及扇叶的机械强度要求很高，并且对二者的机械寿命有严重损耗，因此现有吊扇的启动方式仍需改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种电机加速方法，在进行加速调节时，具有速度改变快且对机械结构损害小的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种电机加速方法，包括

基于电机加速信号，获取预置的、适于该电机型号及负载大小的加速模式集，所述加速模式集含有由弱至强的加速方式P1、P2、……、Pn，并以初始的加速方式P1加速该电机；

每间隔预设时间t1，获取电机加速Tn时刻的即时角速度ωn，并比较即时角速度ωn与标准角速度ωr的大小，所述标准角速度ωr为电机加速的目标值；

若即时角速度ωn大于标准角速度ωr，电机停止加速以标准角速度ωr运行；

若即时角速度ωn小于标准角速度ω0，计算此时的角加速度βn，并比较角加速度βn与标准角加速度βr的大小，所述标准角加速度βr为引起机械损坏的第一阈值；

若此时的角加速度βn小于标准角加速度βr，增强加速强度由加速方式Pn至加速方式Pn+1；

若此时的角加速度βn大于标准角加速度βr，减弱加速强度由加速方式Pn至加速方式Pn-1。

采用上述技术方案，在进行加速时，首先针对电机型号以及负载大小，匹配到最适宜的加速模式集，避免胡乱加速引起机械损坏或者其他不良后果，之后进行更精确的控制，每间隔t1的时间，获取一次即时角速度ωn，若即时角速度ωn已经达到或者超过标准角速度ωr，则停止加速并以标准角速度ωr继续运行，若即时角速度ωn未达到标准角速度ωr，则继续加速，并且计算此时的角加速度βn，由于角加速度与扭矩大小呈线性关系，从而可以通过监控角加速度的大小来监控扭矩大小，具体通过比较角加速度βn与标准角加速度βr的大小，若角加速度βn小于标准角加速度βr，增强加速强度，若角加速度βn大于标准角加速度βr，减弱加速强度，从而实现在未达到目标速度时，随着速度的不断增大，角加速度也一直维持在避免机械损坏的最大动态范围内，加速迅速且安全。

针对现有技术存在的不足，本发明的第二目的在于提供一种电机控制方法，在进行加速调节时，具有速度改变快且对机械结构损害小的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种电机控制方法，包括如上所述的电机加速方法。

采用上述技术方案，在未达到目标速度时，随着速度的不断增大，角加速度也一直维持在避免机械损坏的最大动态范围内，加速迅速且安全。

进一步，还包括电机减速方法，所述电机减速方法包括：

基于电机减速信号，获取预置的、适于该电机型号及负载大小的减速模式集，所述减速模式集含有由弱至强的减速方式Q1、Q2、……、Qn，并以初始的减速方式Q1减速该电机；

每间隔预设时间t2，获取电机减速Tm时刻的即时角速度ωm，并比较即时角速度ωm与角速度阈值ωs的大小，所述角速度阈值ωs为电机减速的目标值；

若即时角速度ωm小于角速度阈值ωs，电机停止减速以角速度阈值ωs运行；

若即时角速度ωm大于角速度阈值ωs，计算此时的角加速度βm，并比较角加速度βm与角加速度阈值βs的大小；

若此时的角加速度βm小于角加速度阈值βs，增强减速强度由减速方式Qm至减速方式Qm+1；

若此时的角加速度βm大于角加速度阈值βs，减弱减速强度由减速方式Qm至减速方式Qm-1。

采用上述技术方案，在进行减速时，首先针对电机型号以及负载大小，匹配到最适宜的减速模式集，避免胡乱减速引起机械损坏或者其他不良后果，之后进行更精确的控制，每间隔t2的时间，获取一次即时角速度ωm，若即时角速度ωm已经达到或者超过角速度阈值ωs，则停止减速并以角速度阈值ωs继续运行，若即时角速度ωm未达到角速度阈值ωs，则继续减速，并且计算此时的角加速度βm，由于角加速度与扭矩大小呈线性关系，从而可以通过监控角加速度的大小来监控扭矩大小，具体通过比较角加速度βm与标准角加速度βs的大小，若角加速度βm小于标准角加速度βs，增强减速强度，若角加速度βm大于标准角加速度βs，减弱减速强度，从而实现在未达到目标速度时，随着速度的不断减小，角加速度也一直维持在避免机械损坏的最大动态范围内，减速迅速且安全。

进一步，还包括电机加速/减速判断方法，所述电机加速/减速判断方法包括：

获取转速调节信号与速度检测信号，并比较转速调节信号所对应的目标转速与转速检测信号所对应的即时转速的大小；

若目标转速大于即时转速，输出电机加速信号，并将转速调节信号转化为标准角加速度βr；

若目标转速小于即时转速，输出电机减速信号，并将转速调节信号转化为角加速度阈值βs。

采用上述技术方案，电机在运行时，获取与电机转速相对应的转速检测信号以及与目标转速对应的转速调节信号，比较电机的即时转速与目标转速的大小，若目标转速大于即时转速，输出电机加速信号，控制电机进行加速，若目标转速小于即时转速，输出电机减速信号，控制电机进行减速。

针对现有技术存在的不足，本发明的第三目的在于提供一种电机，在进行加速调节时，具有速度改变快且对机械结构损害小的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种电机，包括处理器与存储器，所述存储器存储指令集供所述处理器调用以实现如下功能：

基于电机加速信号，获取预置的、适于该电机型号及负载大小的加速模式集，所述加速模式集含有由弱至强的加速方式P1、P2、……、Pn，并以初始的加速方式P1加速该电机；

每间隔预设时间t1，获取电机加速Tn时刻的即时角速度ωn，并比较即时角速度ωn与标准角速度ωr的大小，所述标准角速度ωr为电机加速的目标值；

若即时角速度ωn大于标准角速度ωr，电机停止加速以标准角速度ωr运行；

若即时角速度ωn小于标准角速度ω0，计算此时的角加速度βn，并比较角加速度βn与标准角加速度βr的大小，所述标准角加速度βr为引起机械损坏的第一阈值；

若此时的角加速度βn小于标准角加速度βr，增强加速强度由加速方式Pn至加速方式Pn+1；

若此时的角加速度βn大于标准角加速度βr，减弱加速强度由加速方式Pn至加速方式Pn-1。

进一步，所述处理器还通过调用所述指令集实现如下功能：

基于电机减速信号，获取预置的、适于该电机型号及负载大小的减速模式集，所述减速模式集含有由弱至强的减速方式Q1、Q2、……、Qn，并以初始的减速方式Q1减速该电机；

每间隔预设时间t2，获取电机减速Tm时刻的即时角速度ωm，并比较即时角速度ωm与角速度阈值ωs的大小，所述角速度阈值ωs为电机减速的目标值；

若即时角速度ωm小于角速度阈值ωs，电机停止减速以角速度阈值ωs运行；

若即时角速度ωm大于角速度阈值ωs，计算此时的角加速度βm，并比较角加速度βm与角加速度阈值βs的大小；

若此时的角加速度βm小于角加速度阈值βs，增强减速强度由减速方式Qm至减速方式Qm+1；

若此时的角加速度βm大于角加速度阈值βs，减弱减速强度由减速方式Qm至减速方式Qm-1。

进一步，所述处理器还通过调用所述指令集实现如下功能：

获取转速调节信号与速度检测信号，并比较转速调节信号所对应的目标转速与转速检测信号所对应的即时转速的大小；

若目标转速大于即时转速，输出电机加速信号，并将转速调节信号转化为标准角加速度βr；

若目标转速小于即时转速，输出电机减速信号，并将转速调节信号转化为角加速度阈值βs。

针对现有技术存在的不足，本发明的第四目的在于提供一种工行业吊扇，在进行速度调节时，具有速度改变快且对机械结构损害小的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种工业吊扇，包括如上所述的电机。

采用上述技术方案，在未达到目标速度时，随着速度的不断增大，角加速度也一直维持在避免机械损坏的最大动态范围内，加速迅速且安全。

进一步，还包括

转速检测模块，输出与电机转速相对应的转速检测信号；

转速显示模块，将转速检测信号转化为数值进行显示；

转速调节模块，基于按键的触发输出转速调节信号。

采用上述技术方案，转速检测模块检测电机转速，转速显示模块将检测结果进行显示，若即时转速与所需转速不符，则可通过转速调节模块依据需要发出增速或者减速的转速调节信号进行速度调节，给使用带来便利，并且按键调节的方式相对于模糊控制更为精确。

针对现有技术存在的不足，本发明的第五目的在于提供一种工业吊扇降温系统，在进行速度调节时，具有速度改变快且对机械结构损害小的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种工业吊扇降温系统，包括若干如上所述的工业吊扇，还包括与各工业吊扇通信的无线集控装置。

采用上述技术方案，无线集控装置与各个工业吊扇通信，同时对每个工业吊扇进行集中的监控和控制，对吊扇的运行状况监控、调节简单便利。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.在进行速度调节时，在未达到目标速度前，随着速度的不断增大或减小，角加速度也一直维持在避免机械损坏的最大的动态范围内，加速迅速且安全；

2.实时监测电机的运行转速并进行显示，并可依据需要进行加速或减速调节，控制简单方便。

附图说明

图1为本发明中电机加速方法的流程示意图；

图2为本发明中电机减速方法的流程示意图；

图3为本发明中电机加速/减速判断方法的流程示意图；

图4为本发明中电机原理示意图；

图5为本发明中工业吊扇原理示意图；

图6为本发明中工业吊扇降温系统原理示意图。

图中：1、处理器；2、存储器；3、转速检测模块；4、转速显示模块；5、转速调节模块；6、无线集控装置。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1

一种电机加速方法，参照图1，在接收到电机加速信号时，电机开始加速，包括如下步骤：

步骤S101：获取预置的、适于该电机型号及负载大小的加速模式集，加速模式集含有由弱至强的加速方式P1、P2、……、Pn，并以初始的加速方式P1加速该电机；

步骤S102：间隔预设时间t1，获取电机加速Tn时刻的即时角速度ωn；

步骤S103：比较即时角速度ωn与标准角速度ωr的大小；

步骤S104：若即时角速度ωn大于标准角速度ωr，电机停止加速以标准角速度ωr运行；

步骤S105：若即时角速度ωn小于标准角速度ω0，计算此时的角加速度βn，比较角加速度βn与标准角加速度βr的大小；

步骤S106：若角加速度βn小于标准角加速度βr，增强加速强度由加速方式Pn至加速方式Pn+1，并返回步骤S102继续循环；

步骤S107：若此时的角加速度βn大于标准角加速度βr，减弱加速强度由加速方式Pn至加速方式Pn-1，并返回步骤S102继续循环。

实施例2

一种电机控制方法，参照图1至图3，包括实施例1中的电机加速方法，还包括电机减速方法以及电机加速/减速判断方法。

电机加速/减速判断方法包括：

步骤S201:获取转速调节信号与速度检测信号;

步骤S202:比较转速调节信号所对应的目标转速与转速检测信号所对应的即时转速的大小；

步骤S203:若目标转速大于即时转速，输出电机加速信号，并将转速调节信号转化为标准角加速度βr；

步骤S204:若目标转速小于即时转速，输出电机减速信号，并将转速调节信号转化为角加速度阈值βs。

电机减速方法应用在接收到电机加速信号时，此时电机开始加速，具体包括如下步骤：

步骤S301：获取预置的、适于该电机型号及负载大小的减速模式集，所述减速模式集含有由弱至强的减速方式Q1、Q2、……、Qn，并以初始的减速方式Q1减速该电机；

步骤S302：间隔预设时间t2，获取电机减速Tm时刻的即时角速度ωm；

步骤S303：比较即时角速度ωm与角速度阈值ωs的大小；

步骤S304：若即时角速度ωm小于角速度阈值ωs，电机停止减速以角速度阈值ωs运行；

步骤S305：若即时角速度ωm大于角速度阈值ωs，计算此时的角加速度βm，并比较角加速度βm与角加速度阈值βs的大小；

步骤S306：若此时的角加速度βm小于角加速度阈值βs，增强减速强度由减速方式Qm至减速方式Qm+1，并返回步骤S302继续循环；

步骤S307：若此时的角加速度βm大于角加速度阈值βs，减弱减速强度由减速方式Qm至减速方式Qm-1，并返回步骤S302继续循环。

通过上述方法，解决了现有变频器驱动感应电机工业吊扇，因没有用闭环速度检测的控制方法，由于不均匀加速，减速，或扇叶突然受外在气流影响带来的负载变化，使感应电机轴相连的减速机齿轮经常存在齿面磨损、断裂的问题。

实施例3

一种电机，参照图4，包括处理器1与存储器2，存储器2存储指令集供处理器1调用以实现如下功能：

首先判断电机加速运行或减速运行，具体的，获取转速调节信号与速度检测信号，并比较转速调节信号所对应的目标转速与转速检测信号所对应的即时转速的大小；

若目标转速大于即时转速，输出电机加速信号，并将转速调节信号转化为标准角加速度βr；

若目标转速小于即时转速，输出电机减速信号，并将转速调节信号转化为角加速度阈值βs。

在加速时，首先基于电机加速信号，获取预置的、适于该电机型号及负载大小的加速模式集，所述加速模式集含有由弱至强的加速方式P1、P2、……、Pn，并以初始的加速方式P1加速该电机；

每间隔预设时间t1，获取电机加速Tn时刻的即时角速度ωn，并比较即时角速度ωn与标准角速度ωr的大小，标准角速度ωr为电机加速的目标值；

若即时角速度ωn大于标准角速度ωr，电机停止加速以标准角速度ωr运行；

若即时角速度ωn小于标准角速度ω0，计算此时的角加速度βn，并比较角加速度βn与标准角加速度βr的大小，标准角加速度βr为引起机械损坏的第一阈值；

若此时的角加速度βn小于标准角加速度βr，增强加速强度由加速方式Pn至加速方式Pn+1；

若此时的角加速度βn大于标准角加速度βr，减弱加速强度由加速方式Pn至加速方式Pn-1。

在减速时，首先基于电机减速信号，获取预置的、适于该电机型号及负载大小的减速模式集，所述减速模式集含有由弱至强的减速方式Q1、Q2、……、Qn，并以初始的减速方式Q1减速该电机；

每间隔预设时间t2，获取电机减速Tm时刻的即时角速度ωm，并比较即时角速度ωm与角速度阈值ωs的大小，所述角速度阈值ωs为电机减速的目标值；

若即时角速度ωm小于角速度阈值ωs，电机停止减速以角速度阈值ωs运行；

若即时角速度ωm大于角速度阈值ωs，计算此时的角加速度βm，并比较角加速度βm与角加速度阈值βs的大小；

若此时的角加速度βm小于角加速度阈值βs，增强减速强度由减速方式Qm至减速方式Qm+1；

若此时的角加速度βm大于角加速度阈值βs，减弱减速强度由减速方式Qm至减速方式Qm-1。

实施例4

一种工业吊扇，参照图5，包括如实施例3中的电机，还包括：

转速检测模块3，输出与电机转速相对应的转速检测信号；

转速显示模块4，将转速检测信号转化为数值进行显示；

转速调节模块5，基于按键的触发输出转速调节信号。

实施例5

一种工业吊扇降温系统，参照图6，包括如实施例4中的工业吊扇，还包括与各工业吊扇通信的无线集控装置6。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种电机加速方法，其特征是：包括

基于电机加速信号，获取预置的、适于该电机型号及负载大小的加速模式集，所述加速模式集含有由弱至强的加速方式P1、P2、……、Pn，并以初始的加速方式P1加速该电机；

每间隔预设时间t1，获取电机加速Tn时刻的即时角速度ωn，并比较即时角速度ωn与标准角速度ωr的大小，所述标准角速度ωr为电机加速的目标值；

若即时角速度ωn大于标准角速度ωr，电机停止加速以标准角速度ωr运行；

若即时角速度ωn小于标准角速度ω0，计算此时的角加速度βn，并比较角加速度βn与标准角加速度βr的大小，所述标准角加速度βr为引起机械损坏的第一阈值；

若此时的角加速度βn小于标准角加速度βr，增强加速强度由加速方式Pn至加速方式Pn+1；

若此时的角加速度βn大于标准角加速度βr，减弱加速强度由加速方式Pn至加速方式Pn-1。

2.一种电机控制方法，其特征是：包括如权利要求1所述的电机加速方法。

3.根据权利要求2所述的电机控制方法，其特征是：还包括电机减速方法，所述电机减速方法包括：

基于电机减速信号，获取预置的、适于该电机型号及负载大小的减速模式集，所述减速模式集含有由弱至强的减速方式Q1、Q2、……、Qn，并以初始的减速方式Q1减速该电机；

每间隔预设时间t2，获取电机减速Tm时刻的即时角速度ωm，并比较即时角速度ωm与

角速度阈值ωs的大小，所述角速度阈值ωs为电机减速的目标值；

若即时角速度ωm小于角速度阈值ωs，电机停止减速以角速度阈值ωs运行；

若即时角速度ωm大于角速度阈值ωs，计算此时的角加速度βm，并比较角加速度βm与

角加速度阈值βs的大小；

若此时的角加速度βm小于角加速度阈值βs，增强减速强度由减速方式Qm至减速方式Qm+1；

若此时的角加速度βm大于角加速度阈值βs，减弱减速强度由减速方式Qm至减速方式Qm-1。

4.根据权利要求3所述的电机控制方法，其特征是：还包括电机加速/减速判断方法，所述电机加速/减速判断方法包括：

获取转速调节信号与速度检测信号，并比较转速调节信号所对应的目标转速与转速检测信号所对应的即时转速的大小；

若目标转速大于即时转速，输出电机加速信号，并将转速调节信号转化为标准角加速度βr；

若目标转速小于即时转速，输出电机减速信号，并将转速调节信号转化为角加速度阈值βs。