CN109995274A - 一种电机及其启动方法、装置、存储介质和电器 - Google Patents

一种电机及其启动方法、装置、存储介质和电器 Download PDF

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    • H02P1/26—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor

Abstract

本发明提供一种电机及其启动方法、装置、存储介质和电器，所述方法包括：在电机启动的定位阶段，在至少一个给定转子位置角处拖动所述电机；在电机启动的开环阶段，在给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，以对所述给定的Q轴电流进行补偿；在满足切入闭环阶段的条件时，从所述开环阶段切入所述闭环阶段。本发明提供的方案能够实现根据负载大小实时调整启动转矩，提高转子稳定的速度，减小启动时的震荡。

Description

一种电机及其启动方法、装置、存储介质和电器
技术领域
本发明涉及控制领域，尤其涉及一种电机及其启动方法、装置、存储介质和电器。
背景技术
压缩机电机的三段式启动方式包括定位-开环-闭环三个阶段，其中，定位，即给绕组施加一直流电，将转子位置拉到D轴或者Q轴上；开环，即给定目标转速和目标电流，使电机运行在固定转速固定电流；当观测器观测到的转子位置与给定的转子位置相等或在一定误差范围内时，切换到闭环。这种传统的三段式启动方法可靠性低，负载的适应能力差，很难找到合适的启动电流和启动加速度以适应各种负载情况，且为了克服转子的震荡，启动过程较慢，而冰箱活塞压缩机的电机机械周期内负载变化较大，启动过程很容易失步，导致启动失败，这就需要找到一种增强启动能力的方法，提高启动的可靠性。
发明内容
本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种电机及其启动方法、装置、存储介质和电器，以解决现有技术中电机机械周期内负载变化大，启动震荡大的问题。
本发明一方面提供了一种电机启动方法，包括：在电机启动的定位阶段，在至少一个给定转子位置角处拖动所述电机；在电机启动的开环阶段，在给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，以对所述给定的Q轴电流进行补偿；在满足切入闭环阶段的条件时，从所述开环阶段切入所述闭环阶段。
可选地，在电机启动的开环阶段，在给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，包括：将所述开环阶段分为两个以上子阶段，在每个所述子阶段在给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，以对每个所述子阶段的所述给定的Q轴电流进行补偿。
可选地，将所述开环阶段分为第一加速子阶段、第二加速子阶段、维持子阶段和电流衰减子阶段。
可选地，在给定的Q轴电流上增加的所述相应的阻尼电流根据预设系数以及给定转速与估算转速之间的误差确定。
可选地，在电机启动的定位阶段，在至少一个给定转子位置角处拖动所述电机，包括：在第一转子位置角处和第二转子位置角处拖动所述电机一次；和/或，在满足切入闭环阶段的条件时，从所述开环阶段切入所述闭环阶段，包括：当实际的Q轴电流小于等于给定的最大Q轴电流，或者给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差在第三转子位置角和第四转子位置角之间时，从所述开环阶段切入闭环阶段。
可选地，还包括：根据给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差，判断电机启动是否成功；若判断电机启动不成功，则重新启动所述电机。
可选地，根据给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差，判断电机启动是否成功，包括：在所述定位阶段和/或开环阶段，当给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差小于小于第五转子位置角或者大于第六转子位置角时，确定启动不成功；和/或，从所述开环阶段切入电机启动的闭环阶段时，当给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差大于第七转子位置角时，确定启动不成功。
本发明另一方面提供了一种电机启动装置，包括：定位单元，用于在电机启动的定位阶段，在至少一个给定转子位置角处拖动所述电机；补偿单元，用于在电机启动的开环阶段，在给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，以对所述给定的Q轴电流进行补偿；切入单元，用于在满足切入闭环阶段的条件时，从所述开环阶段切入所述闭环阶段。
可选地，所述补偿单元，进一步用于：将所述开环阶段分为两个以上子阶段，在每个所述子阶段在给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，以对每个所述子阶段的所述给定的Q轴电流进行补偿。
可选地，将所述开环阶段分为第一加速子阶段、第二加速子阶段、维持子阶段和电流衰减子阶段。
可选地，在给定的Q轴电流上增加的所述相应的阻尼电流根据预设系数以及给定转速与估算转速之间的误差确定。
可选地，所述定位单元，进一步用于：在第一转子位置角处和第二转子位置角处拖动所述电机一次；和/或，所述切入单元，进一步用于：当实际的Q轴电流小于等于给定的最大Q轴电流，或者给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差在第三转子位置角和第四转子位置角之间时，从所述开环阶段切入闭环阶段。
可选地，还包括：判断单元，用于根据给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差，判断电机启动是否成功；若判断电机启动不成功，则重新启动所述电机。
可选地，所述判断单元，进一步用于：在所述定位阶段和/或开环阶段，当给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差小于小于第五转子位置角或者大于第六转子位置角时，确定启动不成功；和/或，从所述开环阶段切入电机启动的闭环阶段时，当给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差大于第七转子位置角时，确定启动不成功。
本发明又一方面提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。
本发明再一方面提供了一种电机，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。
本发明再一方面提供了一种电机，包括前述任一所述的电机启动装置。
本发明再一方面提供了一种电器，包括前述任一所述的电机。
可选地，所述电机包括：冰箱和/或空调。
根据本发明的技术方案，通过在Q轴电流的基础上增加阻尼电流，阻尼电流随实际负载的变化而变化，这样就可实现根据负载大小实时调整启动转矩，提高转子稳定的速度，减小启动时的震荡；并且，本发明技术方案提前检测本次启动是否会成功，若判定不会成功，则重新启动，防止了过电流和震动的发生，提高了启动的可靠性，加快了启动速度，减小了启动时的震荡。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，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是本发明提供的电机启动方法的一实施例的方法示意图；
图2是采用本发明之前的启动电流波形与采用本发明后的启动电流波形对比图；
图3是根据本发明实施例的启动电流波形的各个阶段的示意图；
图4是本发明提供的电机启动方法的一具体实施例的方法示意图；
图5是本发明提供的电机启动装置的一实施例的结构示意图。
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，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明提供一种电机启动方法，该方法包括在电机启动的开环阶段，在给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，以对所述给定的Q轴电流进行补偿。所述方法可以用于具有电机或压缩机的电器，例如冰箱、空调的压缩机、风机等。
图1是本发明提供的电机启动方法的一实施例的方法示意图。
如图1所示，根据本发明的一个实施例，所述电机启动方法包括步骤S110、步骤S120和步骤S130。
步骤S110，在电机启动的定位阶段，在至少一个给定转子位置角处拖动所述电机。
在一种具体实施方式中，在电机启动的定位阶段，分别在第一给定转子位置角处和第二给定转子位置角处拖动所述电机一次。具体地，在电流上升阶段(可参考图3所示的启动电流波形图中的1阶段)，即电机三段式启动的定位阶段，进行两次定位，即分别在给定的第一给定转子位置角θ1处和第二给定转子位置角θ2处各拖动电机一次，其中，θ1、θ2可根据实际情况设定：Q轴(交轴)电流在T时间内上升至设定电流I(启动电流)，在t＝t1时给定转子位置角为θ1度，在t＝t2时给定转子位置角为θ2度，(给定转子位置角是启动阶段估算出来的角度)，这样做的目的是在θ1度和θ2度各拖动电机一次，以提高电机启动成功率。
步骤S120，在电机启动的开环阶段，在给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，以对所述给定的Q轴电流进行补偿。
具体地，将所述开环阶段分为两个以上子阶段，在每个所述子阶段在给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，以对每个所述子阶段的所述给定的Q轴电流进行补偿。其中，在给定的Q轴电流上增加的所述相应的阻尼电流，根据预设系数以及给定转速与估算转速之间的误差确定。在开环阶段会直接给定一个启动电流和转子位置角，这些称之为给定的Q轴电流与给定的转子位置角，可以理解为我们人为定的最终要达到的目标电流和转子位置角，估算的是通过无位置传感器算法计算出来的，无位置传感器算法，比如全阶状态观测器、高频注入法、锁相环等，估算的量要逐步接近并等于给定的量。
在一种具体实施方式中，电机启动的开环阶段可以分为四个子阶段，所述四个子阶段包括第一加速子阶段、第二加速子阶段、维持子阶段和电流衰减子阶段；在每个所述子阶段给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，以对每个所述子阶段的所述给定的Q轴电流进行补偿。在每个所述子阶段，根据预设系数以及给定转速与估算转速之间的误差确定给定的Q轴电流上增加的所述相应的阻尼电流。其中，计算阻尼电流及增加阻尼电流可利用下述式(1)、式(2)和式(3)：
Δω＝ωref-ωest (1)
Iq(阻尼)＝K*Δω (2)
Iq_Next＝Iq_final+Iq(阻尼) (3)
每个阶段给定的Q轴电流都是相同的，不同的是施加的阻尼电流，给定转速每个阶段均不同，因为刚启动时转速是逐步在上升，估算转速时通过估算算法逐步逼近给定转速。
(1)第一加速子阶段:此阶段转速以第一预定加速度上升至ω1，即此阶段的给定转速，根据式(1)、式(2)计算相应的阻尼电流，并根据式(3)将计算出来的阻尼电流直接加到给定的Q轴电流上，可参考图3所示的启动电流波形图中的2阶段，当转速上升至第一预设转速ω1时，进入第二加速子阶段。
在此阶段，利用式(1)计算出给定转速ωref与估算转速ωest之差后，利用式(2)计算出阻尼电流Iq(阻尼)，可看出阻尼电流与系数K及转速误差有关，一方面系数K为与摩擦系数与黏膜系数有关的量，这样可将外界摩擦及转动惯量的因素考虑在内，降低其对启动的影响，提高启动的可靠性；另一方面根据转速误差的大小实时调整阻尼电流，可使转子更快的稳定下来，降低启动时的震荡。
利用式(3)对原给定的Q轴电流进行修正补偿，这样就实现了根据负载的大小实时调整阻尼电流的大小，即启动转矩，转矩即拖动电机运行的力，而这个力是由Q轴电流提供的，通过在原有Q轴电流的基础上增加阻尼电流来增大Q轴电流即可增加转矩，即增大拖动电机的力，负载可以理解为阻止电机运行的力，负载越大，电机越难启动，因此根据电机运行中主要受到的摩擦阻力计算出一个电流，即阻尼电流，加到原有Q轴电流上来增强拖动电机的力，另外当实际运行的转速达不到要求电机运行的转速时，也需要增大给电机的力来提高转速，故阻尼电流也要考虑给定转速与实际转速的误差的大小，一旦实现了提供的启动转矩与负载所需转矩相符时，不仅可以降低启动时的震荡，更能极大的提高启动时的可靠性。
(2)第二加速子阶段:在此阶段转速以第二预定加速度上升至ω2，即，此阶段的给定转速，根据式(1)、式(2)计算相应的阻尼电流，并根据式(3)将计算出来的阻尼电流直接加到给定的Q轴电流上，可参考图3所示的启动电流波形图中的3阶段，具体计算过程与第一加速子阶段相同，请参考前述描述。当转速上升至第一预设转速ω2时，进入维持子阶段。
(3)维持子阶段：此阶段只计算阻尼电流不升速，即维持转速ω2，计算方法与前述第一加速子阶段和第二加速子阶段相同，在原有的Q轴电流的基础上增加阻尼电流，以进行转矩补偿，此阶段的主要作用是提供足够的时间使得转矩将电机拖动起来，可参考图3所示的启动电流波形图中的4阶段；在此阶段保持预设的保持时间后，进入电流衰减阶段。
(4)电流衰减阶段：进入此阶段后，Q轴电流以第三预定加速度加速度衰减，衰减后的Q轴电流仍需进行阻尼电流补偿，按照前述第一加速子阶段和第二加速子阶段中同样的方法计算出阻尼电流，此阶段可参考图3所示的启动电流波形图中的5阶段。当Q轴电流小于等于给定的最大电流，或者转子位置角误差(即给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差)在预设范围(即第三转子位置角和第四转子位置角之间)内时，例如，转子位置角误差在(θ3，θ4)范围时进入下一阶段，即电机启动的闭环阶段。
步骤S130，在满足切入闭环阶段的条件时，从所述开环阶段切入所述闭环阶段。
具体地，切入闭环阶段的条件具体可以包括实际的Q轴电流小于等于给定的最大Q轴电流和/或给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差在第三转子位置角和第四转子位置角之间，即当实际的Q轴电流小于等于给定的最大Q轴电流或者给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差在第三转子位置角和第四转子位置角之间时，从所述开环阶段切入电机启动的闭环阶段。也就是说，在前述电流衰减阶段，当实际的Q轴电流小于等于给定的最大Q轴电流或者给定转子位置角与估算转子位置角的误差在第三转子位置角和第四转子位置角之间时，从开环阶段切入闭环阶段，可参考图3所示的启动电流波形图中的6阶段，切入闭环阶段后，电机启动过程结束。
例如，当满足启动阶段计算的角度与锁相环计算出的角度误差在[-10°，0°]范围内时满足切入闭环阶段的条件。启动阶段计算的角度是通过启动阶段的转速积分得到，可以理解为实际转子角度。
可选地，基于上述实施例，所述电机启动方法还包括：根据给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差，判断电机启动是否成功，若判断电机启动不成功，则重新启动所述电机。
具体地，在所述定位阶段和/或开环阶段，当给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差小于第五转子位置角或者大于第六转子位置角时，确定启动不成功；和/或从所述开环阶段切入电机启动的闭环阶段时，当给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差大于第七转子位置角时，确定启动不成功。其中，第五转子位置角、第六转子位置角和/或第七转子位置角可以为预先设定的值。
也就是说，在启动过程中，预先判断本次启动是否成功，当处于前述的电流上升阶段、开环阶段(例如，包括上述第一加速子阶段、第二加速子阶段、维持子阶段和电流衰减阶段)时，当转子位置角误差(给定转子位置角度与估算的转子位置角度之差)Δθ<θ5或者Δθ>θ6时，则重新启动。在切入闭环阶段，当转子位置角误差Δθ>θ7时，则重新启动，因为如果转子位置角超出上述范围，则启动的成功率几乎为零，还会增加启动时的震荡。
为清楚说明本发明技术方案，下面再以一个具体实施例对本发明提供的电机启动方法的执行流程进行描述。
图4是本发明提供的电机启动方法的一具体实施例的方法示意图。如图4所示实施例中包括步骤S201～步骤S211。
步骤S201，在电流上升阶段，进行定位。
步骤S202，判断启动电流是否达到设定电流，若是，则执行步骤S203若否，则返回继续判断。
步骤S203，若启动电流等于设定电流，则进入第一加速阶段(即加速0阶段)，并接下来执行步骤S204。
步骤S204，在加速0阶段，判断启动转速是否达到第一设定转速，若是，则执行步骤S205，若否，则返回继续判断。
步骤S205，若启动转速达到第一设定转速，则进入第二加速阶段(即加速1阶段)，并在接下来执行步骤S206。
步骤S206，在加速1阶段，判断启动转速是否达到第二设定转速。若是，则执行步骤S207，若否，则返回继续判断。
步骤S207，若启动转速达到第二设定转速，则进入维持阶段，并在接下来执行步骤S208。
步骤S208，判断在维持阶段的时间是否达到预设的保持时间，若是则执行步骤S209，若否，则返回继续判断。
步骤S209，若达到预设的保持时间，则进入电流衰减阶段，并接下来执行步骤S210。
步骤S210，判断给定转子位置角度与估算转子位置角度之间的角度偏差是否在预设范围内，若是，则执行步骤S211，若否，则返回继续判断。
步骤S211，若给定转子位置角度与估算转子位置角度之间的角度偏差在预设范围内，则切入闭环阶段，启动过程结束。
下面再给出一具体实施案例：
1、电流上升阶段(Current Rampup)：Q轴电流在0.7s内上升至2A(启动电流)，在t＝0时给定转子位置角为0度，在t＝0.5s时给定转子位置角为90度；
2、第一加速阶段(Accelerate 0):转速以一定的加速度上升至300RPM，然后计算出阻尼电流；
3、第二加速阶段(Accelerate 1):转速以一定的加速度上升至1000RPM，然后计算出阻尼电流；
4、维持阶段(Hold)：此阶段只计算阻尼电流；
5、电流衰减阶段(Current Rampdown):当Q轴电流小于等于给定的最大电流，或者转子位置角误差在[-10°，0°]范围时进入下一阶段；
6、切入闭环阶段(Transition):当5中的条件满足时则切入闭环，启动过程结束。
图2是采用本发明之前的启动电流波形与采用本发明后的启动电流波形对比图。如图2所示，最上面的波形为Q轴电流波形，中间有一条波动较小、较粗的线表示给定的Q轴电流值，围绕给定Q轴电流值上下波动的为增加阻尼电流后的Q轴电流；中间波形为转速波形，中间一条波动较小、较粗的线代表给定的转速，围绕给定转速上下波动的线代表估算的转速(即，加入阻尼电流后的转速)，可看出采用本发明技术方案，加入阻尼电流后的转速波动很小，有明显改善；最下面的波形中表示的为转子位置角误差波形与转子启动状态的各个阶段，很明显可看出转子位置角误差逐渐减小，最后趋近于零。
图5是本发明提供的电机启动装置的一实施例的结构示意图。如图5所示，所述电机启动装置100包括：定位单元110、补充单元120和切入单元130。
定位单元110用于在电机启动的定位阶段，在至少一个给定转子位置角处拖动所述电机；补偿单元120用于在电机启动的开环阶段，在给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，以对所述给定的Q轴电流进行补偿；切入单元130用于在满足切入闭环阶段的条件时，从所述开环阶段切入所述闭环阶段。
定位单元110在电机启动的定位阶段，在至少一个给定转子位置角处拖动所述电机。在一种具体实施方式中，定位单元110在电机启动的定位阶段，分别在第一给定转子位置角处和第二给定转子位置角处拖动所述电机一次。具体地，在电流上升阶段(可参考图3所示的启动电流波形图中的1阶段)，即电机三段式启动的定位阶段，进行两次定位，即分别在给定的第一给定转子位置角θ1处和第二给定转子位置角θ2处各拖动电机一次，其中，θ1、θ2可根据实际情况设定：Q轴(交轴)电流在T时间内上升至设定电流I(启动电流)，在t＝t1时给定转子位置角为θ1度，在t＝t2时给定转子位置角为θ2度，(给定转子位置角是启动阶段估算出来的角度)，这样做的目的是在θ1度和θ2度各拖动电机一次，以提高电机启动成功率。
补偿单元120在电机启动的开环阶段，在给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，以对所述给定的Q轴电流进行补偿。具体地，将所述开环阶段分为两个以上子阶段，在每个所述子阶段在给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，以对每个所述子阶段的所述给定的Q轴电流进行补偿。其中，在给定的Q轴电流上增加的所述相应的阻尼电流，根据预设系数以及给定转速与估算转速之间的误差确定。
优选地，将所述开环阶段分为两个以上子阶段，补偿单元120在每个所述子阶段在给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，以对每个所述子阶段的所述给定的Q轴电流进行补偿。在开环阶段会直接给定一个启动电流和转子位置角，这些称之为给定的Q轴电流与给定的转子位置角，可以理解为我们人为定的最终要达到的目标电流和转子位置角，估算的是通过无位置传感器算法计算出来的，无位置传感器算法，比如全阶状态观测器、高频注入法、锁相环等，估算的量要逐步接近并等于给定的量。
在一种具体实施方式中，将所述开环阶段分为第一加速子阶段、第二加速子阶段、维持子阶段和电流衰减子阶段。补偿单元120在每个所述子阶段给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，以对每个所述子阶段的所述给定的Q轴电流进行补偿。在每个所述子阶段，根据预设系数以及给定转速与估算转速之间的误差确定给定的Q轴电流上增加的所述相应的阻尼电流。其中，计算阻尼电流及增加阻尼电流可利用下述式(1)、式(2)和式(3)：
Δω＝ωref-ωest (1)
Iq(阻尼)＝K*Δω (2)
Iq_Next＝Iq_final+Iq(阻尼) (3)
每个阶段给定的Q轴电流都是相同的，不同的是施加的阻尼电流，给定转速每个阶段均不同，因为刚启动时转速是逐步在上升，估算转速时通过估算算法逐步逼近给定转速。
(1)第一加速子阶段:此阶段转速以第一预定加速度上升至ω1，即，此阶段的给定转速，根据式(1)、式(2)计算相应的阻尼电流，并根据式(3)将计算出来的阻尼电流直接加到给定的Q轴电流上，可参考图3所示的启动电流波形图中的2阶段，当转速上升至第一预设转速ω1时，进入第二加速子阶段。
在此阶段，利用式(1)计算出给定转速ωref与估算转速ωest之差后，利用式(2)计算出阻尼电流Iq(阻尼)，可看出阻尼电流与系数K及转速误差有关，一方面系数K为与摩擦系数与黏膜系数有关的量，这样可将外界摩擦及转动惯量的因素考虑在内，降低其对启动的影响，提高启动的可靠性；另一方面根据转速误差的大小实时调整阻尼电流，可使转子更快的稳定下来，降低启动时的震荡。
利用式(3)对原给定的Q轴电流进行修正补偿，这样就实现了根据负载的大小实时调整阻尼电流的大小，即启动转矩，转矩即拖动电机运行的力，而这个力是由Q轴电流提供的，通过在原有Q轴电流的基础上增加阻尼电流来增大Q轴电流即可增加转矩，即增大拖动电机的力，负载可以理解为阻止电机运行的力，负载越大，电机越难启动，因此根据电机运行中主要受到的摩擦阻力计算出一个电流，即阻尼电流，加到原有Q轴电流上来增强拖动电机的力，另外当实际运行的转速达不到要求电机运行的转速时，也需要增大给电机的力来提高转速，故阻尼电流也要考虑给定转速与实际转速的误差的大小，一旦实现了提供的启动转矩与负载所需转矩相符时，不仅可以降低启动时的震荡，更能极大的提高启动时的可靠性。
(2)第二加速子阶段:在此阶段转速以第二预定加速度上升至ω2，即，此阶段的给定转速，根据式(1)、式(2)计算相应的阻尼电流，并根据式(3)将计算出来的阻尼电流直接加到给定的Q轴电流上，可参考图3所示的启动电流波形图中的3阶段，具体计算过程与第一加速子阶段相同，请参考前述描述。当转速上升至第一预设转速ω2时，进入维持子阶段。
(3)维持子阶段：此阶段只计算阻尼电流不升速，即维持转速ω2，计算方法与前述第一加速子阶段和第二加速子阶段相同，在原有的Q轴电流的基础上增加阻尼电流，以进行转矩补偿，此阶段的主要作用是提供足够的时间使得转矩将电机拖动起来，可参考图3所示的启动电流波形图中的4阶段；在此阶段保持预设的保持时间后，进入电流衰减阶段。
(4)电流衰减阶段：进入此阶段后，Q轴电流以第三预定加速度加速度衰减，衰减后的Q轴电流仍需进行阻尼电流补偿，按照前述第一加速子阶段和第二加速子阶段中同样的方法计算出阻尼电流，此阶段可参考图3所示的启动电流波形图中的5阶段。当Q轴电流小于等于给定的最大电流，或者转子位置角误差(即给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差)在预设范围(即第三转子位置角和第四转子位置角之间)内时，例如，转子位置角误差在(θ3，θ4)范围时进入下一阶段，即电机启动的闭环阶段。
切入单元130在满足切入闭环阶段的条件时，从所述开环阶段切入所述闭环阶段。具体地，切入闭环阶段的条件具体可以包括实际的Q轴电流小于等于给定的最大Q轴电流和/或给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差在第三转子位置角和第四转子位置角之间，即当实际的Q轴电流小于等于给定的最大Q轴电流或者给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差在第三转子位置角和第四转子位置角之间时，切入单元130从所述开环阶段切入电机启动的闭环阶段。
也就是说，在前述电流衰减阶段，当实际的Q轴电流小于等于给定的最大Q轴电流或者给定转子位置角与估算转子位置角的误差在第三转子位置角和第四转子位置角之间时，从开环阶段切入闭环阶段，可参考图3所示的启动电流波形图中的6阶段，切入闭环阶段后，电机启动过程结束。
可选地，基于上述实施例，所述电机启动装置还包括判断单元(图未示)。
具体地，在所述定位阶段和/或开环阶段，当给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差小于第五转子位置角或者大于第六转子位置角时，确定启动不成功；和/或从所述开环阶段切入电机启动的闭环阶段时，当给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差大于第七转子位置角时，确定启动不成功。其中，第五转子位置角、第六转子位置角和/或第七转子位置角可以为预先设定的值。
也就是说，在启动过程中，预先判断本次启动是否成功，当处于前述的电流上升阶段、开环阶段(例如，包括上述第一加速子阶段、第二加速子阶段、维持子阶段和电流衰减阶段)时，当转子位置角误差(给定转子位置角度与估算的转子位置角度之差)Δθ<θ5或者Δθ>θ6时，则重新启动。在切入闭环阶段，当转子位置角误差Δθ>θ7时，则重新启动，因为如果转子位置角超出上述范围，则启动的成功率几乎为零，还会增加启动时的震荡。
本发明还提供对应于所述电机启动方法的一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。
本发明还提供对应于所述电机启动方法的一种电机，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。
本发明还提供对应于所述电机启动装置的一种电机，包括前述任一所述的电机启动装置。
本发明还提供一种电器，包括前述任一所述的电机。可选地，所述电器包括冰箱和/或空调。
据此，本发明提供的方案，通过在Q轴电流的基础上增加阻尼电流，阻尼电流随实际负载的变化而变化，这样就可实现根据负载大小实时调整启动转矩，提高转子稳定的速度，减小启动时的震荡；并且，本发明技术方案提前检测本次启动是否会成功，若判定不会成功，则重新启动，防止了过电流和震动的发生，提高了启动的可靠性，加快了启动速度，减小了启动时的震荡。
本文中所描述的功能可在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实施。如果在由处理器执行的软件中实施，那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体予以传输。其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。举例来说，归因于软件的性质，上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任何者的组合执行的软件实施。此外，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。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，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，可以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，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
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，作为控制装置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。
所述集成的单元如果以软件功能单元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全部或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(可为个人计算机、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、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、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权利要求范围之内。

Claims (19)

1.一种电机启动方法，其特征在于，包括：
在电机启动的定位阶段，在至少一个给定转子位置角处拖动所述电机；
在电机启动的开环阶段，在给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，以对所述给定的Q轴电流进行补偿；
在满足切入闭环阶段的条件时，从所述开环阶段切入所述闭环阶段。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在电机启动的开环阶段，在给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，包括：
将所述开环阶段分为两个以上子阶段，在每个所述子阶段在给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，以对每个所述子阶段的所述给定的Q轴电流进行补偿。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
将所述开环阶段分为第一加速子阶段、第二加速子阶段、维持子阶段和电流衰减子阶段。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，
在给定的Q轴电流上增加的所述相应的阻尼电流根据预设系数以及给定转速与估算转速之间的误差确定。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，
在电机启动的定位阶段，在至少一个给定转子位置角处拖动所述电机，包括：
在第一转子位置角处和第二转子位置角处拖动所述电机一次；
和/或，
在满足切入闭环阶段的条件时，从所述开环阶段切入所述闭环阶段，包括：
当实际的Q轴电流小于等于给定的最大Q轴电流，或者给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差在第三转子位置角和第四转子位置角之间时，从所述开环阶段切入闭环阶段。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
根据给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差，判断电机启动是否成功；
若判断电机启动不成功，则重新启动所述电机。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差，判断电机启动是否成功，包括：
在所述定位阶段和/或开环阶段，当给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差小于小于第五转子位置角或者大于第六转子位置角时，确定启动不成功；
和/或，
从所述开环阶段切入电机启动的闭环阶段时，当给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差大于第七转子位置角时，确定启动不成功。
8.一种电机启动装置，其特征在于，包括：
定位单元，用于在电机启动的定位阶段，在至少一个给定转子位置角处拖动所述电机；
补偿单元，用于在电机启动的开环阶段，在给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，以对所述给定的Q轴电流进行补偿；
切入单元，用于在满足切入闭环阶段的条件时，从所述开环阶段切入所述闭环阶段。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述补偿单元，进一步用于：
将所述开环阶段分为两个以上子阶段，在每个所述子阶段在给定的Q轴电流上增加相应的阻尼电流，以对每个所述子阶段的所述给定的Q轴电流进行补偿。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
将所述开环阶段分为第一加速子阶段、第二加速子阶段、维持子阶段和电流衰减子阶段。
11.根据权利要求8-10任一项所述的装置，其特征在于，
在给定的Q轴电流上增加的所述相应的阻尼电流根据预设系数以及给定转速与估算转速之间的误差确定。
12.根据权利要求8-11任一项所述的装置，其特征在于，
所述定位单元，进一步用于：在第一转子位置角处和第二转子位置角处拖动所述电机一次；
和/或，
所述切入单元，进一步用于：当实际的Q轴电流小于等于给定的最大Q轴电流，或者给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差在第三转子位置角和第四转子位置角之间时，从所述开环阶段切入闭环阶段。
13.根据权利要求8-12任一项所述的装置，其特征在于，还包括：
判断单元，用于根据给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差，判断电机启动是否成功；
若判断电机启动不成功，则重新启动所述电机。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述判断单元，进一步用于：
在所述定位阶段和/或开环阶段，当给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差小于小于第五转子位置角或者大于第六转子位置角时，确定启动不成功；
和/或，
从所述开环阶段切入电机启动的闭环阶段时，当给定转子位置角与估算转子位置角之间的误差大于第七转子位置角时，确定启动不成功。
15.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一所述方法的步骤。
16.一种电机，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-7任一所述方法的步骤。
17.一种电机，其特征在于，包括如权利要求8-14任一所述的电机启动装置。
18.一种电器，其特征在于，包括：如权利要求16或17所述的电机。
19.根据权利要求18所述的电器，其特征在于，包括：冰箱和/或空调。
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