CN113328654B - 一种电机启动电路及参数确定方法、系统及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机启动电路及参数确定方法、系统及装置,包括电阻、电容及电感,电感和电容构成一个二阶电路,利用二阶电路的电流和电压不能突变的特性,在电机启动时,使电源通过二阶电路为电机供电,进而使电机的启动电流和启动电压缓慢增大,此外,电阻为此二阶电路提供阻尼,降低此二阶电路中的震荡,使启动电压和启动电流增长的相对平滑。可见,在电机启动时,通过本申请中的电阻、电容及电感可以使电机的启动电压及启动电流平滑增大,从而避免电机出现过电压或过电流,避免电机被损坏,且电阻、电容和电感的成本较低。本申请还提供了一种参数确定方法、系统及装置,与上述描述的电机启动电路具有相同的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及电机的启动控制领域,特别是涉及一种电机启动电路及参数确定方法、系统及装置。
背景技术
电源的输出端与电机的电源端连接,电机启动时,电源直接为电机供电时可能会产生过电流或过电压,过电流过大或过电压过大可能会使电机损坏。现有技术中常用的两种抑制电机的启动电流和启动电压的方式分别为:
第一种抑制电机的启动电流和启动电压的方式为:在电源的输出端和电机的电源端之间设置多级电阻,在电机启动初期使用级数较多的电阻,之后通过切除电阻以减少电阻的级数,进而使电机的启动电流和启动电压逐渐增大,每一级电阻的切除有一套对应的控制电路控制,其中,控制电路包括低压继电器、接触器及中间继电器,控制电路的中间环节较多,容易发生故障,且低压继电器的动作不可靠,容易造成电阻切除失败的情况,故障率较高。
第二种抑制电机启动电流的方式为:在电源的输出端和电机的电源端之间设置软启动器,具体地,软启动器主要通过脉宽调制技术控制自身内部的开关管的动作实现对电机的启动电流和启动电压的控制,避免出现过大的启动电流和启动电压,但是,软启动器的成本较高,回路较复杂,寿命较短。
发明内容
本发明的目的是提供一种电机启动电路及参数确定方法、系统及装置,通过本申请中的电阻、电容及电感可以使电机的启动电压及启动电流平滑增大,从而避免电机出现过电压或过电流,避免电机被损坏,且电阻、电容和电感的成本较低。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种电机启动电路,包括电阻、电感、电容及开关电路;
其中,所述电阻的第一端与电源的输出端连接,所述电阻的第二端与所述电感的第一端连接,所述电感的第二端与所述电容的第一端及所述开关电路的第一输入端连接,所述电容的第二端接地,所述开关电路的第二输入端与所述电源的输出端连接,所述开关电路的输出端与所述电机的电源端连接;
所述开关电路用于在所述电机启动时控制自身的第一输入端与输出端之间导通,并控制自身的第二输入端与输出端之间截止;在所述电机启动预设时间后控制自身的第一输入端与输出端之间截止,并控制自身的第二输入端与输出端之间导通。
优选地,所述开关电路包括第一开关和第二开关;
所述第一开关用于在所述电机启动时闭合,在所述电机启动所述预设时间后断开;
所述第二开关用于在所述电机启动时断开,在所述电机启动所述预设时间后闭合。
优选地,所述开关电路还包括输出端分别与所述第一开关及所述第二开关连接的开关控制模块,用于在所述电机启动时,控制所述第一开关闭合及所述第二开关断开;在所述电机启动所述预设时间后,控制所述第一开关断开及所述第二开关闭合。
优选地,所述第一开关为与继电器对应的常闭触点,所述第二开关为与所述继电器对应的常开触点;
所述开关控制模块包括第三开关及与所述继电器对应的线圈,所述线圈的一端与所述电源的输出端连接,所述线圈的另一端与所述第三开关的一端连接,所述第三开关的另一端接地;
所述第三开关用于在所述电机启动所述预设时间后闭合,以使所述线圈得电。
为解决上述技术问题,本发明还提供了一种参数确定方法,基于上述所述的电机启动电路,所述方法包括:
构建分别与电机启动最大电流的最小值及所述电机启动电路的成本的最小值相关的目标函数;
构建与所述目标函数相关的约束条件;
分别定义电阻、电感及电容三个粒子的初值及初始速度;
基于所述约束条件、所述初值及所述初始速度计算所述目标函数存在最优解时对应的所述电阻、所述电感及所述电容的三个参数值,以便用户基于所述参数值设置所述电机启动电路,以控制所述电机启动。
其中,min为取最小值函数,F为所述目标函数,C为所述电容的容值,Idc为所述电机的启动电流,max为取最大值函数,Idc_nom为所述电机的额定电流,所述电容的容值与所述电机启动电路的成本呈正相关。
优选地,所述约束条件包括电阻的取值范围、和/或电机的启动时间的范围、和/或电机启动最大电流的范围。
优选地,所述约束条件的表达式包括:
Rmin<R<Rmax、和/或tmin<t、和/或max(Imax)<2.5;
其中,R为所述电阻的取值,Rmin为所述电阻的取值范围中的最小值,Rmax为所述电阻的取值范围中的最大值,t为所述电机的实际启动时间,tmin为电机的最小启动时间,Imax为电机的启动电流值与电机的额定电流的比值。
为解决上述技术问题,本发明还提供了一种参数确定系统,包括:
第一构建单元,用于构建分别与电机启动最大电流的最小值及所述电机启动电路的成本的最小值相关的目标函数;
第二构建单元,用于构建与所述目标函数相关的约束条件;
定义单元,用于分别定义电阻、电感及电容三个粒子的初值及初始速度;
计算单元,用于基于所述约束条件、所述初值及所述初始速度计算所述目标函数存在最优解时对应的所述电阻、所述电感及所述电容的三个参数值,以便用户基于所述参数值设置所述电机启动电路,以控制所述电机启动。
为解决上述技术问题,本发明还提供了一种参数确定装置,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于在执行所述计算机程序时,实现上述所述的参数确定方法的步骤。
本申请提供了一种电机启动电路,包括电阻、电容及电感,电感和电容构成一个二阶电路,利用二阶电路的电流和电压不能突变的特性,在电机启动时,使电源通过二阶电路为电机供电,进而使电机的启动电流和启动电压缓慢增大,此外,电阻为此二阶电路提供阻尼,降低此二阶电路中的震荡,使启动电压和启动电流增长的相对平滑。可见,在电机启动时,通过本申请中的电阻、电容及电感可以使电机的启动电压及启动电流平滑增大,从而避免电机出现过电压或过电流,避免电机被损坏,且电阻、电容和电感的成本较低。
本申请还提供了一种参数确定方法、系统及装置,与上述描述的电机启动电路具有相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种电机启动电路的结构框图;
图2为本发明提供的一种电机启动电路的电路示意图;
图3为本发明提供的一种参数确定方法的流程示意图;
图4为本发明提供的一种参数确定系统的结构框图;
图5为本发明提供的一种参数确定装置的结构框图;
图6为本发明提供的一种实验结果对比示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种电机启动电路及参数确定方法、系统及装置,通过本申请中的电阻、电容及电感可以使电机的启动电压及启动电流平滑增大,从而避免电机出现过电压或过电流,避免电机被损坏,且电阻、电容和电感的成本较低。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,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。
请参照图1,图1为本发明提供的一种电机启动电路的结构框图,该电路包括电阻R、电感L、电容C及开关电路1;
其中,电阻R的第一端与电源的输出端连接,电阻R的第二端与电感L的第一端连接,电感L的第二端与电容C的第一端及开关电路1的第一输入端连接,电容C的第二端接地,开关电路1的第二输入端与电源的输出端连接,开关电路1的输出端与电机的电源端连接;
开关电路1用于在电机启动时控制自身的第一输入端与输出端之间导通,并控制自身的第二输入端与输出端之间截止;在电机启动预设时间后控制自身的第一输入端与输出端之间截止,并控制自身的第二输入端与输出端之间导通。
考虑到现有技术中通过设置多级电阻R的方式抑制电机的启动电流和启动电压的方式的控制环节较多,出错率较高;设置软启动器的方式虽然出错率较低,但是软启动器的成本较大,将二者结合虽然兼顾两种方式的优点,但是进一步增加了电机启动电路的成本。
为解决上述技术问题,本申请的设计思路为:使用具有抑制启动电流或启动电压且成本较低的元器件,将其设置在电源的输出端和电机的电源端之间,以实现抑制电机的启动电流和启动电压的功能。
基于此,本申请的电机启动电路设置了电感L、电容C、电阻R及开关电路1,其中,在电机启动时,通过控制开关电路1的第一输入端与输出端之间导通,使电源通过电感L、电容C及电阻R为电机供电,以抑制电机的启动电流,防止在电机启动的时候出现电流过大的情况;在电机启动预设时间之后,也即电机完成启动之后,控制电源通过开关电路1的第二输入端和输出端为电机直接供电,以使电机能够正常工作。其中,电感L和电容C构成二阶电路,利用二阶电路的电流和电压不能突变的特性,在电机启动时,使电源通过二阶电路为电机供电,进而使电机的启动电流和启动电压缓慢增大,此外,电阻R为此二阶电路提供阻尼,降低此二阶电路中的震荡,使启动电压和启动电流增长的相对平滑。
其中,通过改变本申请中的电感L、电容C及电阻R的取值可以改变电压及电流上升的速度,需要说明的是,电阻R是串联在电机启动回路中,电阻R的阻值过大时,切除后会导致电机切换电流过大,而电阻R过小则会削弱电机启动回路的阻尼,从而可能无法保障电机启动的稳定性。电容C的容值过大可能会导致启动时间过长,电容C的容值过小可能会导致电机启动的振荡周期过小,从而启动电流容易发生振荡,影响电机的启动性能,具体取值根据用户的需求及实际情况而定,本申请在此不做特别的限定。
此外,本申请中的电机可以但不限于为直流电机,本申请中的电源可以但不限于为电池,电池可以但不限于为可充电电池,在电池的电量被用完之后,可以为电池充电,提高电池的可利用率。此外,本申请中的开关电路1只要可以实现在电机启动预设时间之后切换电源为电机供电的通道即可,可以是单刀双掷开关或者其他的实现方式,本申请在此不做特别的限定。
综上,在电机启动时,通过本申请中的电阻R、电容C及电感L可以使电机的启动电压及启动电流平滑增大,从而避免电机出现过电压或过电流,避免电机被损坏,且电阻R、电容C和电感L的成本较低。
在上述实施例的基础上:
作为一种优选的实施例,开关电路1包括第一开关和第二开关;
第一开关用于在电机启动时闭合,在电机启动预设时间后断开;
第二开关用于在电机启动时断开,在电机启动预设时间后闭合。
本实施例旨在提供一种开关电路1的具体实现方式,具体地,在电机启动时,的,第一开关闭合,电源通过RLC及第一开关为电机供电,以使电机通过缓慢变化的电压和电流在预设时间内完成启动;在电机启动预设时间之后,第一开关断开,第二开关闭合,电源通过第二开关直接为电机供电,以使电机正常工作。
其中,对于第一开关和第二开关的具体实现方式,本申请在此不做具体的限定。
可见,本申请中的开关电路1包括第一开关和第二开关时可以实现对应的开关电路1的功能,且实现方式简单可靠。
作为一种优选的实施例,开关电路1还包括输出端分别与第一开关及第二开关连接的开关控制模块,用于在电机启动时,控制第一开关闭合及第二开关断开;在电机启动预设时间后,控制第一开关断开及第二开关闭合。
考虑到第一开关和第二开关为手动控制时,在控制时间上可能会存在误差,使电机的启动控制不准确。基于此,本申请提供了一种开关电路1中的第一开关和第二开关的自动控制的具体实现方式,具体地,本申请中的开关电路1中还包括开关控制模块,用于控制第一开关和第二开关的动作,以实现对第一开关和第二开关的精准控制。
其中,开关控制模块的具体实现方式可以但不限于为处理器或者时间继电器等,本申请在此不做特别的限定。
综上,本申请中的开关控制模块可以实现对第一开关及第二开关的控制,且控制的准确性较高,避免出现人工控制时出现的误差。
请参照图2,图2为本发明提供的一种电机启动电路的电路示意图。
作为一种优选的实施例,第一开关为与继电器对应的常闭触点KM11,第二开关为与继电器对应的常开触点KM12;
开关控制模块包括第三开关K12及与继电器对应的线圈KM1,线圈KM1的一端与电源的输出端连接,线圈KM1的另一端与第三开关K12的一端连接,第三开关K12的另一端接地;
第三开关K12用于在电机启动预设时间后闭合,以使线圈KM1得电。
本实施例旨在提供一种开关控制模块的具体实现方式,具体地,在电机启动时,第三开关K12断开,继电器不得电,对应的常闭触点KM11闭合,常开触点KM12断开,也即第一开关闭合,第二开关断开,电源通过RLC电路及第一开关为电机供电,以使电机完成启动;在电机启动预设时间之后,第三开关K12闭合,继电器得电,对应的常开触点KM12闭合,常闭触点KM11断开,也即,第一开关断开,第二开关闭合,电源通过第二开关为电机供电,以使电机正常工作。
综上,在开关电路1为继电器和第三开关K12时,可以完成对第一开关和第二开关的切换,且使用继电器,控制的准确度较高。
此外,对于本申请中的第三开关K12的具体实现方式,本申请在此不做特别的限定,第三开关K12的具体控制方式,本申请在此不做特别的限定。
请参照图3,图3为本发明提供的一种参数确定方法的流程示意图,该方法包括:
S11:构建分别与电机启动最大电流的最小值及电机启动电路的成本的最小值相关的目标函数;
S12:构建与目标函数相关的约束条件;
S13:分别定义电阻R、电感L及电容C三个粒子的初值及初始速度;
S14:基于约束条件、初值及初始速度计算目标函数存在最优解时对应的电阻R、电感L及电容C的三个参数值,以便用户基于参数值设置电机启动电路,以控制电机启动。
针对上述电机启动电路的实施例可知,电阻R、电感L及电容C的取值对电机的电压的上升速度及电机的启动时间相关。考虑到电机启动的过程中,通常会要求电机的启动时间维持在一个合适的范围内,电机的启动时间过小会导致电机的启动电流过大;在电机与其他的辅机有连接时,电机的启动时间过大会影响其他的辅机的正常运行。因此,电机启动电路中的电阻R、电容C及电感L的取值对电机的启动时间直接相关。
为了使电机启动电路中的电阻R、电容C和电感L的取值能使电机的启动电压和启动电流稳定上升,并尽可能的减小电机启动电路的成本,本申请还提供了一种参数确定方法,通过构建目标函数及约束条件的方式计算电机启动电路中的各个参数的全局最优解,考虑到本申请中主要解决的是防止电机的启动电流的过大以及减小电机启动电路的成本两个问题。因此,本申请构建的目标函数为基于电机的启动电流最大值的最小值和电机启动电路的成本构建的目标函数,约束条件为根据用户的需求设定的目标约束条件,具体根据实际情况而定,本申请在此不做特别的限定。然后根据三个粒子的初始值及初始速度使用但并不限于使用粒子群优化算法寻找目标函数的最优解,以使电机启动电路的成本较小,电机的启动电流较小,目标函数的最优解对应的电阻R、电容C及电感L三个参数值作为电机启动电路中的各电子器件的取值,以便用户基于参数值设置电机启动电路,以控制电机启动。综上,通过本申请中通过上述方法可以计算出电机启动电路中的电阻R、电容C及电感L的最优取值,以使电机启动电路在能减小电机的启动电流的同时,减小电机启动电路的成本。
其中,min为取最小值函数,F为目标函数,C为电容C的容值,Idc为电机的启动电流,max为取最大值函数,Idc_nom为电机的额定电流,电容C的容值与电机启动电路的成本呈正相关。
作为一种优选的实施例,约束条件包括电阻R的取值范围、和/或电机的启动时间的范围、和/或电机启动最大电流的范围。
作为一种优选的实施例,约束条件的表达式包括:
Rmin<R<Rmax、和/或tmin<t、和/或max(Imax)<2.5;
其中,R为电阻R的取值,Rmin为电阻R的取值范围中的最小值,Rmax为电阻R的取值范围中的最大值,t为电机的实际启动时间,tmin为电机的最小启动时间,Imax为电机的启动电流值与电机的额定电流的比值。
具体地,本实施例旨在一种目标函数和约束条件的具体实现方式,其中,与电机的启动电流最大值的最小取值相关的目标函数的定义为:max(Idc)/Idc_nom,与电机启动电路的成本相关的函数定义为:C/3,(因为,电容C的容值越大,对应的电容C的成本越大,也即,电容C的容值与电机启动电路的成本呈正相关)。
本实施例的约束条件考虑到电机可以允许的最大启动电流,将其作为一个约束条件,也即,电机的启动电流不得大于电机允许的最大启动电流;还考虑到电机的启动时间,在启动时间过小时,可能会引起电机的启动电流偏大的情况,因此,本申请将电机的启动时间不小于最小启动时间作为一个约束条件;另外的,电阻R的阻值过大,可能会在开关电路1切换通道时,引起切换前后的电流差过大,从而是电机的运行不稳定的情况;电阻R的阻值过小时,电机启动电路的阻尼过小,从而震荡明显,因此,本申请还将电阻R的取值范围作为一个月约束条件。
具体地,本申请中的电机启动时间的最小值(tmin)可以但不限于为1S;电阻R的阻值的取值范围可以但不限于为0.001欧姆-0.8欧姆,也即Rmin可以但不限于为0.001欧姆,Rmax可以但不限于为0.8欧姆;电机的最大启动电流不得大于电机额定电流的2.5倍。当然,具体实现方式不限于上述举例,也可以为其他的取值,具体根据实际情况而定,本申请在此不做特别的限定。
优化过程具体描述为:定义RLC的3个初值同时搜索,同时定义RLC矩阵的初值速度,对应表达式如下所示:
其中,上述表达式中的R1为电阻R的第一个粒子初值,R2为电阻R的第二个粒子初值,R3为电阻R的第三个粒子初值,L1为电阻R的第一个粒子初值,L2为电感L的第二个粒子初值,L3为电感L的第三个粒子初值,C1为电容C的第一个粒子初值,C2为电容C的第二个粒子初值,C3为电容C的第三个粒子初值。
对应定义每个初值的速度,对应表达式如下所示:
其中,VR1为电阻R的第一个粒子初始速度,VR2为电阻R的第二个粒子初始速度,VR3为电阻R的第三个粒子初始速度,VL1为电阻R的第一个粒子初始速度,VL2为电感L的第二个粒子初始速度,VL3为电感L的第三个粒子初始速度,VC1为电容C的第一个粒子初始速度,VC2为电容C的第二个粒子初始速度,VC3为电容C的第三个粒子初始速度。
粒子在迭代过程中不断寻优,每迭代一次,每个粒子取当前迭代值与上一次迭代的较优值,定义为个体最优值,对应表达式如下所示:
其中,PR1为电阻R的第一个粒子迭代过程中个体最优值,PR2为电阻R的第二个粒子迭代过程中个体最优值,PR3为电阻R的第三个粒子迭代过程中个体最优值,PL1为电阻R的第一个粒子迭代过程中个体最优值,PL2为电感L的第二个粒子迭代过程中个体最优值,PL3为电感L的第三个粒子迭代过程中个体最优值,PC1为电容C的第一个粒子迭代过程中个体最优值,PC2为电容C的第二个粒子迭代过程中个体最优值,PC3为电容CC的第三个粒子迭代过程中个体最优值。
同样的,在每次迭代中选取全局的最优值,对应表达式如下所示:
其中,GR为电阻R迭代过程中全局最优值,全局最优值GR为最小目标函数对应的个体最优值PR。
每次迭代中,速度V更新的表达式如下所示:
V(k+1)=V(k)/2+[P(k)-X(k)/2]+[G(k)-X(k)/2];
其中,V(k+1)为第k+1次迭代的速度,V(k)为k次迭代的速度,P(k)为k次迭代的局部最优值,G(k)为k次迭代的全局最优值。
位置更新的表达式如下所示:X(k+1)=X(k)+V(k+1);
其中:X(k+1)为第k+1次RLC矩阵值,V(k+1)为第k+1次迭代的速度R。
通过上述优化计算得出最优的优化结果为:R=0.08欧姆,L=5.9mH,C=3F。
为解决上述技术问题,本申请还提供了一种参数确定方法,对于参数确定方法的介绍请参照上述实施例,本申请在此不再赘述。
请参照图4,图4为本发明提供的一种参数确定系统的结构框图,该系统包括:
第一构建单元41,用于构建分别与电机启动最大电流的最小值及电机启动电路的成本的最小值相关的目标函数;
第二构建单元42,用于构建与目标函数相关的约束条件;
定义单元43,用于分别定义电阻R、电感L及电容C三个粒子的初值及初始速度;
计算单元44,用于基于约束条件、初值及初始速度计算目标函数存在最优解时对应的电阻R、电感L及电容C的三个参数值,以便用户基于参数值设置电机启动电路,以控制电机启动。
为解决上述技术问题,本申请还提供了一种参数确定系统,对于参数确定系统的介绍请参照上述实施例,本申请在此不再赘述。
请参照图5,图5为本发明提供的一种参数确定装置的结构框图,该装置包括:
存储器51,用于存储计算机程序;
处理器52,用于在执行计算机程序时,实现上述的参数确定方法的步骤。
为解决上述技术问题,本申请还提供了一种参数确定装置,对于参数确定装置的介绍请参照上述实施例,本申请在此不再赘述。
请参照图6,图6为本发明提供的一种实验结果对比示意图。具体地,为验证所提方法和装置有效性,选择将本申请中的电机启动电路的方案与串联多级电阻R的电机启动电的方案进行启动电流对比,对比结果如图6所示。从图6可以看出,RLC滤波方案启动时间小于要求的指标,最大电流倍数小于最大允许过电流。较串联多级电阻的启动方案,启动效果明显改善。
需要说明的是,在本说明书中,诸如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。
专业人员还可以进一步意识到,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、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。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。专业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。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种参数确定方法,其特征在于,用于确定电机启动电路中的电阻、电感及电容的三个参数值,所述电机启动电路包括所述电阻、所述电感、所述电容及开关电路;
其中,所述电阻的第一端与电源的输出端连接,所述电阻的第二端与所述电感的第一端连接,所述电感的第二端与所述电容的第一端及所述开关电路的第一输入端连接,所述电容的第二端接地,所述开关电路的第二输入端与所述电源的输出端连接,所述开关电路的输出端与所述电机的电源端连接;
所述开关电路用于在所述电机启动时控制自身的第一输入端与输出端之间导通,并控制自身的第二输入端与输出端之间截止;在所述电机启动预设时间后控制自身的第一输入端与输出端之间截止,并控制自身的第二输入端与输出端之间导通;
所述方法包括:
构建分别与电机启动最大电流及所述电机启动电路的成本相关的目标函数;
构建与所述目标函数相关的约束条件;
分别定义电阻、电感及电容三个粒子的初值及初始速度;
基于所述约束条件、所述初值及所述初始速度计算所述目标函数存在最优解时对应的所述电阻、所述电感及所述电容的三个参数值,以便用户基于所述参数值设置所述电机启动电路,以控制所述电机启动;
其中,min为取最小值函数,F为所述目标函数,C为所述电容的容值,Idc为所述电机的启动电流,max为取最大值函数,Idc_nom为所述电机的额定电流,所述电容的容值与所述电机启动电路的成本呈正相关。
2.如权利要求1所述的参数确定方法,其特征在于,所述约束条件包括电阻的取值范围、和/或电机的启动时间的范围、和/或电机启动最大电流的范围。
3.如权利要求2所述的参数确定方法,其特征在于,所述约束条件的表达式包括:
Rmin<R<Rmax、和/或tmin<t、和/或max(Imax)<2.5;
其中,R为所述电阻的取值,Rmin为所述电阻的取值范围中的最小值,Rmax为所述电阻的取值范围中的最大值,t为所述电机的实际启动时间,tmin为电机的最小启动时间,Imax为电机的启动电流值与电机的额定电流的比值。
4.如权利要求1所述的参数确定方法,其特征在于,所述开关电路包括第一开关和第二开关;
所述第一开关用于在所述电机启动时闭合,在所述电机启动所述预设时间后断开;
所述第二开关用于在所述电机启动时断开,在所述电机启动所述预设时间后闭合。
5.如权利要求4所述的参数确定方法,其特征在于,所述开关电路还包括输出端分别与所述第一开关及所述第二开关连接的开关控制模块,用于在所述电机启动时,控制所述第一开关闭合及所述第二开关断开;在所述电机启动所述预设时间后,控制所述第一开关断开及所述第二开关闭合。
6.如权利要求5所述的参数确定方法,其特征在于,所述第一开关为与继电器对应的常闭触点,所述第二开关为与所述继电器对应的常开触点;
所述开关控制模块包括第三开关及与所述继电器对应的线圈,所述线圈的一端与所述电源的输出端连接,所述线圈的另一端与所述第三开关的一端连接,所述第三开关的另一端接地;
所述第三开关用于在所述电机启动所述预设时间后闭合,以使所述线圈得电。
7.一种参数确定系统,其特征在于,用于确定电机启动电路中的电阻、电感及电容的三个参数值,所述电机启动电路包括所述电阻、所述电感、所述电容及开关电路;
其中,所述电阻的第一端与电源的输出端连接,所述电阻的第二端与所述电感的第一端连接,所述电感的第二端与所述电容的第一端及所述开关电路的第一输入端连接,所述电容的第二端接地,所述开关电路的第二输入端与所述电源的输出端连接,所述开关电路的输出端与所述电机的电源端连接;
所述开关电路用于在所述电机启动时控制自身的第一输入端与输出端之间导通,并控制自身的第二输入端与输出端之间截止;在所述电机启动预设时间后控制自身的第一输入端与输出端之间截止,并控制自身的第二输入端与输出端之间导通;
所述系统包括:
第一构建单元,用于构建分别与电机启动最大电流及所述电机启动电路的成本相关的目标函数;
第二构建单元,用于构建与所述目标函数相关的约束条件;
定义单元,用于分别定义电阻、电感及电容三个粒子的初值及初始速度;
计算单元,用于基于所述约束条件、所述初值及所述初始速度计算所述目标函数存在最优解时对应的所述电阻、所述电感及所述电容的三个参数值,以便用户基于所述参数值设置所述电机启动电路,以控制所述电机启动;
其中,min为取最小值函数,F为所述目标函数,C为所述电容的容值,Idc为所述电机的启动电流,max为取最大值函数,Idc_nom为所述电机的额定电流,所述电容的容值与所述电机启动电路的成本呈正相关。
8.一种参数确定装置,其特征在于,用于确定电机启动电路中的电阻、电感及电容的三个参数值,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于在执行所述计算机程序时,实现如权利要求1-6任一项所述的参数确定方法的步骤。
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