一種直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制方法和裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于電機(jī)的控制領(lǐng)域，尤其涉及一種直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制方法和裝置。本發(fā)明提供的直流風(fēng)機(jī)的控制方法和裝置，適用于所有無(wú)位置傳感器的直流風(fēng)扇電機(jī)的啟動(dòng)和控制，尤其適用于空調(diào)器室外機(jī)的直流風(fēng)扇電機(jī)的啟動(dòng)控制。特別地，在直流風(fēng)機(jī)的逆向啟動(dòng)時(shí)，使用先逆向閉環(huán)運(yùn)行再切換到正向閉環(huán)運(yùn)行的方式，使得啟動(dòng)過(guò)程中直流風(fēng)機(jī)一直處于閉環(huán)控制狀態(tài)，整個(gè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)都是確定的，避免了開(kāi)環(huán)制動(dòng)過(guò)程中風(fēng)機(jī)狀態(tài)的不確定性所帶來(lái)的啟動(dòng)不可靠、容易啟動(dòng)失敗的缺點(diǎn)，有效提高直流風(fēng)機(jī)逆風(fēng)條件下運(yùn)行的可靠性，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和創(chuàng)新性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機(jī)的控制領(lǐng)域，尤其涉及一種直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制方法和控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前空調(diào)用的直流風(fēng)扇電機(jī)，即永磁同步風(fēng)扇電機(jī)，主要有兩種，一種為內(nèi)置位置傳感器的電機(jī)，另一種為無(wú)位置傳感器的電機(jī)。其中，無(wú)位置傳感器的直流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高并且成本低，得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。由于空調(diào)用的風(fēng)扇，特別是空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)扇，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，在復(fù)雜的外界環(huán)境下常常受到各種擾動(dòng)；而無(wú)位置傳感器直流電機(jī)由于不能直接獲得位置信號(hào)，控制難度較高，在各種外界擾動(dòng)下往往會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)失敗的情況。例如，在自然風(fēng)的作用下，室外風(fēng)扇在啟動(dòng)時(shí)可能是逆向旋轉(zhuǎn)的，這個(gè)時(shí)候就需要直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器使用恰當(dāng)?shù)闹苿?dòng)方法以及啟動(dòng)方法，來(lái)保證風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定啟動(dòng)。
[0003]針對(duì)逆風(fēng)條件下的直流風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)，現(xiàn)有的啟動(dòng)控制方法主要有以下幾種:
[0004]一是向轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈注入固定幅值的正弦波電流，產(chǎn)生固定幅值的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其旋轉(zhuǎn)方向與正在逆風(fēng)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)方向相反，從而產(chǎn)生制動(dòng)力矩，克服轉(zhuǎn)子的逆向旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，直到風(fēng)扇停止下來(lái)，再進(jìn)行正向的開(kāi)環(huán)啟動(dòng)，繼而進(jìn)入轉(zhuǎn)速閉環(huán)運(yùn)行。該方法由于制動(dòng)過(guò)程是轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子之間的相位差是隨機(jī)的，并且轉(zhuǎn)子逆向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速也是未知的，其制動(dòng)效果往往不能滿(mǎn)足要求，在轉(zhuǎn)子不能完全制動(dòng)下來(lái)的時(shí)候，即容易導(dǎo)致啟動(dòng)失敗。
[0005]二是向直流電機(jī)三相繞組輸入零矢量，即等效于將三相繞組短路的效果，從而在繞組中產(chǎn)生制動(dòng)電流，使風(fēng)扇減速后再進(jìn)行開(kāi)環(huán)啟動(dòng)。這種方法的制動(dòng)力矩是依靠風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的，其啟動(dòng)過(guò)程的電機(jī)電流波形如圖1所示，一般可分為tl到t4四個(gè)階段:
[0006]第一階段tl:檢測(cè)直流電機(jī)三相電流和電壓，電機(jī)相電流峰峰值為0.5?I安培，判斷直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向；
[0007]第二階段t2:若檢測(cè)到風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)，則對(duì)電機(jī)進(jìn)行零矢量制動(dòng)，電機(jī)相電流峰峰值為0.5?I安培；
[0008]第三階段t3:注入固定幅值的正弦波電流，產(chǎn)生固定幅值的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其旋轉(zhuǎn)方向與正在逆風(fēng)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)方向相反，轉(zhuǎn)速可為50rpm，電機(jī)相電流峰值為1.5?2安培;
[0009]第四階段t4:切換到正向速度閉環(huán)運(yùn)行，目標(biāo)轉(zhuǎn)速為400rpm，電機(jī)相電流峰峰值為0.5?I安培，啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束。
[0010]由圖1可知，從啟動(dòng)控制原理上不可能使風(fēng)扇完全制動(dòng)到停止?fàn)顟B(tài)，因此也容易導(dǎo)致啟動(dòng)失敗。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]有鑒于此，本發(fā)明的目的首先在于提供一種直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制方法，以解決現(xiàn)有直流風(fēng)機(jī)的逆風(fēng)啟動(dòng)不可靠、容易失敗的技術(shù)問(wèn)題。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制方法包括以下步驟:
[0013]通過(guò)檢測(cè)直流風(fēng)機(jī)的三相電流和電壓判斷直流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向；
[0014]當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟嫦蛐D(zhuǎn)時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)逆向閉環(huán)減速運(yùn)行；
[0015]當(dāng)轉(zhuǎn)速降低到逆向轉(zhuǎn)速閾值Fn以下時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)切換到正向運(yùn)行，并且其目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置為Fz ；
[0016]控制所述直流風(fēng)機(jī)正向閉環(huán)運(yùn)行，啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束。
[0017]與此相應(yīng)的，本發(fā)明的目的還在于提供一種直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制裝置，所述裝置包括:
[0018]方向獲取模塊，用于通過(guò)檢測(cè)直流風(fēng)機(jī)的三相電流和電壓判斷直流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向；
[0019]逆向閉環(huán)控制模塊，用于當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟嫦蛐D(zhuǎn)時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)逆向閉環(huán)減速運(yùn)行；
[0020]方向切換模塊，用于當(dāng)轉(zhuǎn)速降低到逆向轉(zhuǎn)速閾值Fn以下時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)切換到正向運(yùn)行，并且其目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置為Fz ;
[0021]正向閉環(huán)控制模塊，用于控制所述直流風(fēng)機(jī)正向閉環(huán)運(yùn)行，直到啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束。
[0022]本發(fā)明提供的直流風(fēng)機(jī)的控制方法和裝置，可以適用于所有無(wú)位置傳感器的直流風(fēng)扇電機(jī)的啟動(dòng)和控制，尤其適用于空調(diào)器室外機(jī)的風(fēng)扇電機(jī)啟動(dòng)控制。特別地，在直流風(fēng)機(jī)的逆向啟動(dòng)時(shí)，使用先逆向閉環(huán)運(yùn)行再切換到正向閉環(huán)運(yùn)行的方式，使得啟動(dòng)過(guò)程中直流風(fēng)機(jī)一直處于閉環(huán)控制狀態(tài)，整個(gè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)都是確定的，避免了開(kāi)環(huán)制動(dòng)過(guò)程中風(fēng)機(jī)狀態(tài)的不確定性所帶來(lái)的啟動(dòng)不可靠、容易啟動(dòng)失敗的缺點(diǎn)，有效提高直流風(fēng)機(jī)逆風(fēng)條件下運(yùn)行的可靠性，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和通用性。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中直流風(fēng)機(jī)逆風(fēng)啟動(dòng)過(guò)程中的電機(jī)電流波形圖；
[0024]圖2是本發(fā)明提供的直流風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0025]圖3是本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例提供的直流風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0026]圖4是本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例提供的直流風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0027]圖5是本發(fā)明一實(shí)施例提供的直流風(fēng)機(jī)逆風(fēng)啟動(dòng)過(guò)程中電機(jī)電流波形圖；
[0028]圖6是本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例提供的直流風(fēng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下的啟動(dòng)流程圖；
[0029]圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的直流風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0030]圖8是本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例提供的直流風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0031]圖9是圖8提供的靜止啟動(dòng)模塊的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0033]圖2是本發(fā)明提供的直流風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；為了便于說(shuō)明，僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分，如圖所示:
[0034]一種直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制方法，在“開(kāi)始”步驟之后，包括:
[0035]步驟Sll:通過(guò)檢測(cè)直流風(fēng)機(jī)的三相電流和電壓判斷直流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。
[0036]步驟S12:當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟嫦蛐D(zhuǎn)時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)逆向閉環(huán)減速運(yùn)行。
[0037]步驟S13:當(dāng)轉(zhuǎn)速降低到逆向轉(zhuǎn)速閾值Fn以下時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)切換到正向運(yùn)行，并且其目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置為Fz。
[0038]步驟S14:控制所述直流風(fēng)機(jī)正向閉環(huán)運(yùn)行，啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束。
[0039]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的直流風(fēng)機(jī)的控制方法，在直流風(fēng)機(jī)的逆向啟動(dòng)時(shí)，使用先逆向閉環(huán)減速運(yùn)行再切換到正向閉環(huán)運(yùn)行的方式，避免了現(xiàn)有技術(shù)中開(kāi)環(huán)制動(dòng)過(guò)程中風(fēng)機(jī)狀態(tài)的不確定性所帶來(lái)的啟動(dòng)不可靠、容易啟動(dòng)失敗的缺點(diǎn)，有效提高了直流風(fēng)機(jī)逆向條件下啟動(dòng)運(yùn)行的可靠性，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和通用性。與現(xiàn)有技術(shù)中的注入固定幅值的正弦波電流以控制正在逆風(fēng)旋轉(zhuǎn)的的風(fēng)機(jī)反向相比，本發(fā)明實(shí)施例提供的直流風(fēng)機(jī)的控制方法為控制直流風(fēng)機(jī)逆向閉環(huán)減速到閾值以下。即逆向減速時(shí)輸出給電機(jī)的控制電流是動(dòng)態(tài)變化的，而不是如現(xiàn)有技術(shù)是一個(gè)固定幅值的正弦波電流。具體而言，是根據(jù)檢測(cè)到的三相電流和電壓，動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出給直流電機(jī)的控制電流，實(shí)現(xiàn)逆向閉環(huán)運(yùn)行，并且進(jìn)行勻速減速。其可以適用于所有無(wú)位置傳感器的直流風(fēng)扇電機(jī)的啟動(dòng)和控制，尤其適用于空調(diào)器室外機(jī)的風(fēng)扇電機(jī)啟動(dòng)控制。
[0040]圖3是本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例提供的直流風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；主要是對(duì)上述步驟Sll的優(yōu)化。同樣的，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)施例相關(guān)的部分，如圖所示:
[0041]步驟Slll:通過(guò)檢測(cè)直流風(fēng)機(jī)的三相電流和電壓，計(jì)算獲取直流風(fēng)機(jī)的磁通和轉(zhuǎn)速。
[0042]步驟S112:比較判斷所述磁通是否大于預(yù)設(shè)磁通閾值FL。
[0043]步驟S113:當(dāng)所述磁通大于預(yù)設(shè)磁通閾值FL時(shí)，判斷直流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎蛐D(zhuǎn)還是逆向旋轉(zhuǎn)。
[0044]步驟S22:當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟嫦蛐D(zhuǎn)時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)逆向閉環(huán)減速運(yùn)行。
[0045]步驟S23:當(dāng)轉(zhuǎn)速降低到逆向轉(zhuǎn)速閾值Fn以下時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)切換到正向運(yùn)行，并且其目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置為Fz。
[0046]步驟S24:控制所述直流風(fēng)機(jī)正向閉環(huán)運(yùn)行，啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束。
[0047]其中，磁通閾值FL的取值可以是0.01韋伯至I韋伯之間的任一值；逆向轉(zhuǎn)速閾值Fn的取值范圍為Orpm至lOOrpm、目標(biāo)轉(zhuǎn)速Fz的取值范圍為1rpm至lOOOrpm。在具體實(shí)施過(guò)程中，可以根據(jù)不同的使用環(huán)境作具體限定。
[0048]實(shí)際上，在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程中還可能碰到風(fēng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)或者靜止的狀態(tài)。圖4即是本發(fā)明又一優(yōu)選實(shí)施例提供的直流風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；為了便于說(shuō)明，也僅示出了與本優(yōu)選實(shí)施例相關(guān)的部分。如圖4所示，在“開(kāi)始”之后:
[0049]步驟S31:通過(guò)檢測(cè)直流風(fēng)機(jī)的三相電流和電壓，計(jì)算獲取直流風(fēng)機(jī)的磁通和轉(zhuǎn)速。
[0050]在本步驟中，需要通過(guò)設(shè)置逆變器的目標(biāo)相電流為零，檢測(cè)直流風(fēng)機(jī)的三相電流和電壓，繼而根據(jù)檢測(cè)所得的電流和電壓值計(jì)算出該直流風(fēng)機(jī)的磁通、旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速等參量。因根據(jù)電流和電壓等參數(shù)獲取直流風(fēng)機(jī)的磁通和/或轉(zhuǎn)速等狀態(tài)量，是本領(lǐng)域技術(shù)人員的常用技術(shù)手段，故在此就不再贅述。實(shí)際上，根據(jù)本發(fā)明提供的啟動(dòng)控制方法，在啟動(dòng)之前對(duì)該直流風(fēng)機(jī)的狀態(tài)獲取可以有多種方法，此處只示范性地列出了一種，并不用于限定或排除其他判斷方法。
[0051]步驟S32:計(jì)時(shí)，直到經(jīng)過(guò)預(yù)設(shè)的時(shí)長(zhǎng)Tl。
[0052]本步驟S32為非必要的、優(yōu)選的步驟。作為一優(yōu)選實(shí)施例，在此執(zhí)行“計(jì)時(shí)，直到經(jīng)過(guò)預(yù)設(shè)的時(shí)長(zhǎng)Tl”的步驟，是為了獲取相對(duì)穩(wěn)定的直流電機(jī)的狀態(tài)，進(jìn)一步提高可靠性。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，Tl的取值范圍優(yōu)選為0.1秒至10秒中的任意數(shù)值。
[0053]步驟S33:比較判斷所述磁通是否大于預(yù)設(shè)磁通閾值FL，是則執(zhí)行步驟S35 ;否則執(zhí)行步驟S34。
[0054]本步驟中“比較判斷所述磁通是否大于預(yù)設(shè)磁通閾值FL”為實(shí)現(xiàn)該直流電機(jī)的啟動(dòng)控制方法的必要步驟。在這里，磁通閾值FL的取值可以是0.01韋伯至I韋伯之間的任一值，在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)根據(jù)不同電機(jī)的類(lèi)型和使用環(huán)境來(lái)設(shè)定。
[0055]步驟S34:執(zhí)行直流風(fēng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下的正常啟動(dòng)流程。
[0056]在本步驟中，當(dāng)磁通小于或等于預(yù)設(shè)磁通閾值FL時(shí)，就推定該直流風(fēng)機(jī)為靜止?fàn)顟B(tài)。在此情形下，可以執(zhí)行直流風(fēng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下的正常啟動(dòng)流程。風(fēng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下的啟動(dòng)存在各種不同的方式方法，本實(shí)施例就不再一一闡述，后文中會(huì)例舉一例進(jìn)行說(shuō)明。
[0057]步驟S35:判斷所述旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎蛐D(zhuǎn)還是逆向旋轉(zhuǎn)。若為正向旋轉(zhuǎn)，執(zhí)行步驟S36 ;若為逆向旋轉(zhuǎn)，執(zhí)行步驟S37。
[0058]在本步驟中，根據(jù)步驟S31獲取的“旋轉(zhuǎn)方向”，要進(jìn)一步判斷旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎蛐D(zhuǎn)還是逆向旋轉(zhuǎn)。若為正向旋轉(zhuǎn)，執(zhí)行步驟S36 ;若為逆向旋轉(zhuǎn)，執(zhí)行步驟S37。
[0059]步驟S36:控制所述直流風(fēng)機(jī)切換到正向閉環(huán)運(yùn)行，并且其目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置為Fz ;然后進(jìn)入步驟S39。
[0060]在本步驟中，當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎蛐D(zhuǎn)時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)直接切換到正向閉環(huán)運(yùn)行的方式，并且其目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置為Fz。同樣的，正向閉環(huán)運(yùn)行即是根據(jù)檢測(cè)到的三相電流和電壓，動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出給直流電機(jī)的控制電流，實(shí)現(xiàn)正向閉環(huán)運(yùn)行。進(jìn)一步地，目標(biāo)轉(zhuǎn)速Fz的取值范圍優(yōu)選為1rpm至lOOOrpm，例如Fz = 400rpm。在直流風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速Fz后，進(jìn)入步驟S39。
[0061]步驟S37:控制所述直流風(fēng)機(jī)逆向閉環(huán)減速運(yùn)行。
[0062]步驟S38:當(dāng)轉(zhuǎn)速降低到逆向轉(zhuǎn)速閾值Fn以下時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)切換到正向運(yùn)行，并且其目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置為Fz。
[0063]在步驟S37和S38中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向判定為逆向旋轉(zhuǎn)時(shí)，就控制所述直流風(fēng)機(jī)逆向閉環(huán)運(yùn)行，并逐漸減小其轉(zhuǎn)速。例如，可以1rpm每秒的速度進(jìn)行勻速降速。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低到逆向轉(zhuǎn)速閾值Fn以下時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)切換到正向運(yùn)行，并且其目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置為Fz。其中，轉(zhuǎn)速閾值Fn的取值范圍為Orpm至lOOrpm，例如Fn = 50rpm。
[0064]步驟S39:控制所述直流風(fēng)機(jī)正向閉環(huán)運(yùn)行，啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束。
[0065]在步驟S39中，當(dāng)直流風(fēng)機(jī)進(jìn)入正向閉環(huán)運(yùn)行后，啟動(dòng)過(guò)程至此就結(jié)束了。
[0066]為了進(jìn)一步說(shuō)明，圖5示出了直流風(fēng)機(jī)逆風(fēng)啟動(dòng)時(shí)電機(jī)電流的一種波形圖。參見(jiàn)圖5，逆風(fēng)啟動(dòng)的過(guò)程同樣可以分為四個(gè)階段:
[0067]第一階段tl:檢測(cè)直流電機(jī)三相電流和電壓，電機(jī)相電流峰峰值0.5?I安培，判斷直流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。
[0068]第二階段12:檢測(cè)到風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)榉聪?，假設(shè)轉(zhuǎn)速為400rpm，則先按反向閉環(huán)400rpm運(yùn)行，并且以1rpm每秒的速度降速，逆向目標(biāo)閾值為50rpm，電機(jī)相電流峰峰值0.5?I安培。
[0069]第三階段t3:逆向轉(zhuǎn)速降低到50rpm以下時(shí)，控制風(fēng)機(jī)運(yùn)行方向切換為正向，目標(biāo)運(yùn)行速度為400rpm，電機(jī)相電流峰峰值0.5?I安培。
[0070]第四階段t4:電機(jī)進(jìn)行正向速度閉環(huán)運(yùn)行，運(yùn)行速度400rpm，電機(jī)相電流峰峰值0.5?I安培，啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束。
[0071]具體而言，上述處理步驟最突出的體現(xiàn)了本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的差別，即在直流風(fēng)機(jī)的逆向啟動(dòng)時(shí)，使用先逆向閉環(huán)運(yùn)行、轉(zhuǎn)速降到閾值以下時(shí)，直接切換到正向閉環(huán)運(yùn)行的方式，使得啟動(dòng)過(guò)程中直流風(fēng)機(jī)一直處于閉環(huán)控制狀態(tài)，整個(gè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)都是確定的，避免了開(kāi)環(huán)制動(dòng)過(guò)程中風(fēng)機(jī)狀態(tài)的不確定性所帶來(lái)的啟動(dòng)不可靠、容易啟動(dòng)失敗的缺點(diǎn)，有效提高直流風(fēng)機(jī)逆風(fēng)條件下運(yùn)行的可靠性。
[0072]圖6示出了其中一種直流風(fēng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下的啟動(dòng)流程。為了方便，其也僅示出了與本優(yōu)選實(shí)施例相關(guān)的部分。
[0073]直流風(fēng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下的正常啟動(dòng)流程，包括以下步驟:
[0074]步驟S341:向直流風(fēng)機(jī)施加矢量角度為Θ 1、幅值為Il的定位電流。
[0075]步驟S342:經(jīng)過(guò)第一時(shí)間tl后，繼續(xù)向直流風(fēng)機(jī)施加矢量角度為Θ 2、幅值為12的定位電流。
[0076]步驟S343:經(jīng)過(guò)第二時(shí)間t2后，向直流風(fēng)機(jī)施加正向的正弦波啟動(dòng)電流，使直流風(fēng)機(jī)以加速度ACCl向目標(biāo)轉(zhuǎn)速Fz加速；其中，所述正弦波啟動(dòng)電流的有效值為13、頻率從O開(kāi)始；
[0077]步驟S344:當(dāng)直流風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速Fz后，控制所述直流風(fēng)機(jī)正向閉環(huán)運(yùn)行。
[0078]其中，Θ1> Θ 2，tl彡t2，定位電流的幅值I1、12和13分別為0.1安培到10安培之間的任一值。作為一優(yōu)選實(shí)施方式，圖5所示的上述步驟中的各參數(shù)變量的取值范圍可以如下:
[0079]1、第一時(shí)間tl的取值范圍是:1秒至10秒。
[0080]2、第二時(shí)間t2的取值范圍是:1秒至20秒。
[0081]3、Il的取值范圍是:0.1安培至10安培。
[0082]4、12的取值范圍是:0.1安培至10安培。
[0083]5、13的取值范圍是:0.1安培至10安培。
[0084]6、Θ I的取值范圍是:0至360度。
[0085]7、Θ 2的取值范圍是:0至360度。
[0086]8、加速度ACCl的取值范圍是:0.lrpm/s至100rpm/s。
[0087]9、目標(biāo)轉(zhuǎn)速Fz的取值范圍是:1rpm至lOOOrpm。
[0088]同樣的，在具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，上述參數(shù)變量可以根據(jù)不同的使用環(huán)境作具體限定，在此就不再一一例舉。
[0089]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制裝置，其結(jié)構(gòu)框圖如圖7所示。
[0090]參見(jiàn)圖7，本發(fā)明實(shí)施例提供的直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制裝置包括:
[0091]方向獲取模塊41，用于通過(guò)檢測(cè)直流風(fēng)機(jī)的三相電流和電壓判斷直流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向；
[0092]逆向閉環(huán)控制模塊42，用于當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟嫦蛐D(zhuǎn)時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)逆向閉環(huán)減速運(yùn)行；
[0093]方向切換模塊43，用于當(dāng)轉(zhuǎn)速降低到逆向轉(zhuǎn)速閾值Fn以下時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)切換到正向運(yùn)行，并且其目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置為Fz ;
[0094]正向閉環(huán)控制模塊44，用于控制所述直流風(fēng)機(jī)正向閉環(huán)運(yùn)行，直到啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束。
[0095]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制裝置，方向獲取模塊41首先通過(guò)檢測(cè)直流風(fēng)機(jī)的三相電流和電壓判斷直流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，在判斷旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟嫦蛐D(zhuǎn)時(shí)，逆向閉環(huán)控制模塊42控制所述直流風(fēng)機(jī)逆向閉環(huán)減速運(yùn)行；當(dāng)直流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低到逆向轉(zhuǎn)速閾值Fn以下時(shí)，方向切換模塊43控制直流風(fēng)機(jī)切換到正向運(yùn)行，并且其目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置為Fz ;最后由正向閉環(huán)控制模塊44控制所述直流風(fēng)機(jī)正向閉環(huán)運(yùn)行，直到啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束。
[0096]確切的說(shuō)，使用該直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制裝置，在直流風(fēng)機(jī)逆風(fēng)啟動(dòng)時(shí)，使用先逆向閉環(huán)運(yùn)行再切換到正向閉環(huán)運(yùn)行的方式，避免了現(xiàn)有技術(shù)中開(kāi)環(huán)制動(dòng)過(guò)程中風(fēng)機(jī)狀態(tài)的不確定性所帶來(lái)的啟動(dòng)不可靠、容易啟動(dòng)失敗的缺點(diǎn)，有效提高了直流風(fēng)機(jī)逆向條件下啟動(dòng)運(yùn)行的可靠性。
[0097]圖7進(jìn)一步示出了方向獲取模塊41的組成結(jié)構(gòu)框圖。繼續(xù)參見(jiàn)圖7，方向獲取模塊41包括:
[0098]參數(shù)獲取單元411，用于通過(guò)檢測(cè)直流風(fēng)機(jī)的三相電流和電壓，計(jì)算獲取直流風(fēng)機(jī)的磁通和轉(zhuǎn)速；
[0099]磁通比較單元412，用于比較判斷所述磁通是否大于預(yù)設(shè)磁通閾值FL;
[0100]方向判斷單元413，用于當(dāng)所述磁通大于預(yù)設(shè)磁通閾值FL時(shí)，判斷直流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎蛐D(zhuǎn)還是逆向旋轉(zhuǎn)。
[0101]進(jìn)一步地，作為一優(yōu)選實(shí)施例，該直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制裝置還可以如圖8所示。參見(jiàn)圖8，該實(shí)施例提供的直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制裝置除了包括上述必要的方向獲取模塊41、逆向閉環(huán)控制模塊42、方向切換模塊43和正向閉環(huán)控制模塊44，還包括:
[0102]正向啟動(dòng)模塊45，用于當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎蛐D(zhuǎn)時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)切換到正向閉環(huán)運(yùn)行，并且其目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置為Fz ;以及
[0103]靜止啟動(dòng)控制模塊46，用于當(dāng)所述磁通不大于預(yù)設(shè)磁通閾值FL時(shí)，執(zhí)行直流風(fēng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下的正常啟動(dòng)流程；
[0104]根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例提供的直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制裝置，在方向獲取模塊41判斷旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎蛐D(zhuǎn)時(shí)，由正向啟動(dòng)模塊45控制直流風(fēng)機(jī)切換到正向閉環(huán)運(yùn)行，并且其目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置為Fz ;或者在所述磁通不大于預(yù)設(shè)磁通閾值FL時(shí)，由靜止啟動(dòng)控制模塊46執(zhí)行直流風(fēng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下的正常啟動(dòng)流程；并且，作為優(yōu)選的，還包括一計(jì)時(shí)器模塊，用于計(jì)時(shí)，直到經(jīng)過(guò)預(yù)設(shè)的時(shí)長(zhǎng)Tl，以便磁通比較單元412可以準(zhǔn)確可靠地比較判斷所述磁通是否大于預(yù)設(shè)磁通閾值FL。
[0105]進(jìn)一步地，圖9示出了圖8中靜止啟動(dòng)控制模塊46的其中一種的結(jié)構(gòu)示意圖。此處僅為示例，并不用于限定靜止啟動(dòng)控制模塊的組成。如圖6所示，靜止啟動(dòng)控制模塊46包括:
[0106]計(jì)時(shí)器單元461，用于統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間tl和第二時(shí)間t2 ;
[0107]定位電流施加單元462，用于向直流風(fēng)機(jī)施加矢量角度為Θ 1、幅值為Il的定位電流或者矢量角度為Θ 2、幅值為12的定位電流；
[0108]啟動(dòng)電流施加單元463，用于向直流風(fēng)機(jī)施加正向的正弦波啟動(dòng)電流，使直流風(fēng)機(jī)以加速度ACCl向目標(biāo)轉(zhuǎn)速Fz加速；其中，所述正弦波啟動(dòng)電流的有效值為13、頻率從O開(kāi)始；
[0109]正向啟動(dòng)單元464，用于當(dāng)直流風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速Fz后，控制所述直流風(fēng)機(jī)正向閉環(huán)運(yùn)行。
[0110]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明提供的直流風(fēng)機(jī)的控制方法和裝置，可以適用于所有無(wú)位置傳感器的直流風(fēng)扇電機(jī)的啟動(dòng)和控制。特別在直流風(fēng)機(jī)的逆向啟動(dòng)時(shí)，使用先逆向閉環(huán)運(yùn)行再切換到正向閉環(huán)運(yùn)行的方式，使得啟動(dòng)過(guò)程中直流風(fēng)機(jī)一直處于閉環(huán)控制狀態(tài)，整個(gè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)都是確定的，避免了開(kāi)環(huán)制動(dòng)過(guò)程中風(fēng)機(jī)狀態(tài)的不確定性所帶來(lái)的啟動(dòng)不可靠、容易啟動(dòng)失敗的缺點(diǎn)，有效提高直流風(fēng)機(jī)逆風(fēng)條件下運(yùn)行的可靠性，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和創(chuàng)新性。
[0111]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了較詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改、或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 通過(guò)檢測(cè)直流風(fēng)機(jī)的三相電流和電壓判斷直流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向； 當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟嫦蛐D(zhuǎn)時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)逆向閉環(huán)減速運(yùn)行； 當(dāng)轉(zhuǎn)速降低到逆向轉(zhuǎn)速閾值Fn以下時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)切換到正向運(yùn)行，并且其目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置為Fz ; 控制所述直流風(fēng)機(jī)正向閉環(huán)運(yùn)行，啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束。
2.如權(quán)利要求1所述的直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制方法，其特征在于，所述控制所述直流風(fēng)機(jī)逆向閉環(huán)減速運(yùn)行的步驟具體為: 根據(jù)檢測(cè)到的三相電流和電壓，動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出給所述直流電機(jī)的控制電流，實(shí)現(xiàn)逆向閉環(huán)運(yùn)行，并且進(jìn)行勻速減速。
3.如權(quán)利要求1所述的直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制方法，其特征在于，所述通過(guò)檢測(cè)直流風(fēng)機(jī)的三相電流和電壓判斷直流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向的步驟具體為: 通過(guò)檢測(cè)直流風(fēng)機(jī)的三相電流和電壓，計(jì)算獲取直流風(fēng)機(jī)的磁通和轉(zhuǎn)速； 比較判斷所述磁通是否大于預(yù)設(shè)磁通閾值FL ; 當(dāng)所述磁通大于預(yù)設(shè)磁通閾值FL時(shí)，判斷直流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎蛐D(zhuǎn)還是逆向旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制方法，其特征在于，在所述比較判斷所述磁通是否大于預(yù)設(shè)磁通閾值FL的步驟之后還包括: 當(dāng)所述磁通不大于預(yù)設(shè)磁通閾值FL時(shí)，執(zhí)行直流風(fēng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下的正常啟動(dòng)流程。
5.如權(quán)利要求3所述的直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制方法，其特征在于，在判斷直流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎蛐D(zhuǎn)還是逆向旋轉(zhuǎn)的步驟之后還包括: 當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎蛐D(zhuǎn)時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)切換到正向閉環(huán)運(yùn)行，并且其目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置為Fz。
6.如權(quán)利要求3所述的直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制方法，其特征在于，在所述比較判斷所述磁通是否大于預(yù)設(shè)磁通閾值FL的步驟之前，還包括: 計(jì)時(shí)，直到經(jīng)過(guò)預(yù)設(shè)的時(shí)長(zhǎng)Tl。
7.如權(quán)利要求4所述的直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制方法，其特征在于，所述執(zhí)行直流風(fēng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下的正常啟動(dòng)流程，包括以下步驟: 向直流風(fēng)機(jī)施加矢量角度為Θ 1、幅值為Il的定位電流； 經(jīng)過(guò)第一時(shí)間tl后，繼續(xù)向直流風(fēng)機(jī)施加矢量角度為0 2、幅值為12的定位電流；經(jīng)過(guò)第二時(shí)間t2后，向直流風(fēng)機(jī)施加正向的正弦波啟動(dòng)電流，使直流風(fēng)機(jī)以加速度ACCl向目標(biāo)轉(zhuǎn)速Fz加速；其中，所述正弦波啟動(dòng)電流的有效值為13、頻率從O開(kāi)始； 當(dāng)直流風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速Fz后，控制所述直流風(fēng)機(jī)正向閉環(huán)運(yùn)行； 其中，Θ1> Θ 2，tl < t2，定位電流的幅值I1、12和13分別為0.1安培到10安培之間的任一值。
8.—種直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述裝置包括: 方向獲取模塊，用于通過(guò)檢測(cè)直流風(fēng)機(jī)的三相電流和電壓判斷直流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向；逆向閉環(huán)控制模塊，用于當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟嫦蛐D(zhuǎn)時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)逆向閉環(huán)減速運(yùn)行； 方向切換模塊，用于當(dāng)轉(zhuǎn)速降低到逆向轉(zhuǎn)速閾值Fn以下時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)切換到正向運(yùn)行，并且其目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置為Fz ; 正向閉環(huán)控制模塊，用于控制所述直流風(fēng)機(jī)正向閉環(huán)運(yùn)行，直到啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束。
9.如權(quán)利要求8所述的直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述方向獲取模塊包括: 參數(shù)獲取單元，用于通過(guò)檢測(cè)直流風(fēng)機(jī)的三相電流和電壓，計(jì)算獲取直流風(fēng)機(jī)的磁通和轉(zhuǎn)速； 磁通比較單元，用于比較判斷所述磁通是否大于預(yù)設(shè)磁通閾值FL ; 方向判斷單元，用于當(dāng)所述磁通大于預(yù)設(shè)磁通閾值FL時(shí)，判斷直流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎蛐D(zhuǎn)還是逆向旋轉(zhuǎn)。
10.如權(quán)利要求9所述的直流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 正向啟動(dòng)模塊，用于當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎蛐D(zhuǎn)時(shí)，控制所述直流風(fēng)機(jī)切換到正向閉環(huán)運(yùn)行，并且其目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置為Fz ; 靜止啟動(dòng)控制模塊，用于當(dāng)所述磁通不大于預(yù)設(shè)磁通閾值FL時(shí)，執(zhí)行直流風(fēng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下的正常啟動(dòng)流程。
【文檔編號(hào)】F04D27/00GK104481907SQ201410737950
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】梁國(guó)強(qiáng), 張國(guó)柱 申請(qǐng)人:廣東美的制冷設(shè)備有限公司