一种单相自起动永磁同步电动机的定向起动控制方法技术

一种单相自起动永磁同步电动机的定向起动控制方法，该电动机包括定子和永磁转子，定、转子间气隙的宽度于每一极下沿设定圆周方向收窄；定子绕组具有规定绕向，经开关接往交流电源；控制电路包括检测电路和内置程序；内置程序含按检测到的信号驱动开关以控制交流电源输入绕组的电流的起动控制步骤：a)接通开关，使所交流电源1个半波电压按规定导通角施加于绕组，并检测因此在绕组产生的电流；b)若电流符合规定，开关随即持续按交流电源周期和规定导通角接通，电动机进入同步运行；否则，经一足以使转子可靠停止的时间后，从步骤a)开始重复上述过程。该设计降低控制程序的复杂性和对元器件及电路的要求，成本降低且产品性能更稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种单相自起动永磁同步电动机的定向起动控制方法，尤其涉及无单独的转子位置检测元件的电子控制的该电动机的定向起动控制方法，在国际专利分类表中，分类可属于H02P6/18。
技术介绍
现有技术无单独转子位置检测元件的电子控制的单相自起动永磁同步电动机通过检测绕组电流为零时的反电动势进行预定转向的起动控制，可见在先申请CN102904510A等。实验表明，该方法对元器件的快速响应及其布置的抗干扰能力要求较高，因而成本较高且产品质量欠稳定。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提出一种单相自起动永磁同步电动机的定向起动控制方法，其可避免
技术介绍
所述问题，检测控制比较简单，因而更稳定可靠而降低成本。本专利技术解决技术问题的技术方案是一种单相自起动永磁同步电动机的定向起动控制方法，所述电动机包括：——同样极数的定子和永磁转子；所述定子与转子间气隙的宽度于每一极下沿设定的圆周方向收窄，因而在自由状态下，转子各极轴线以最靠近的定子一极的轴线为参照，沿设定的圆周方向偏转一锐角角度；——开关；所述定子的绕组具有规定绕向，经该开关接往交流电源；——控制电路；包括检测电路和内置程序，该内置程序含按检测到的信号驱动所述开关以控制所述交流电源输入所述绕组的电流的起动控制方法；其特征在于，所述起动控制方法包括以下步骤：a)接通所述开关，使所述交流电源1个半波电压按规定导通角施加于所述绕组，并检测因此在所述绕组产生的电流；b)若所述电流符合规定，所述开关随即持续按所述交流电源周期和规定导通角接通，电动机进入同步运行；否则，经一足以使所述转子可靠停止的时间后，从步骤a)开始重复上述过程。所述电子控制定向旋转单相自起动永磁同步电动机的起动，可设计在主磁通轴线的相反方向与永磁磁通轴线相交为所述锐角角度时接通此时的交流电源半波，转子磁极即被与其最靠近的定子磁极沿设定旋转方向推斥，因而使电动机按设定的旋转方向起动，这正是产品所需要的。若此时改为接通相反极性的交流电源半波，主磁通轴线的方向即调反，直接与永磁磁通轴线相交为所述锐角角度，转子磁极即改为被与其最靠近的定子磁极沿设定旋转方向的相反方向吸引，因而使电动机按设定的旋转方向的相反方向起动，这是产品所不希望的。对上述情况，本技术方案基于铁磁饱和原理，巧妙地发现和利用永磁磁通与主磁通方向相同时对铁磁路增磁使电动机电感下降以至电流增加和反之则电流减少该现象，以此电流差异判断、调整该电动机牵入同步运行的准备状态，达到定向起动。本技术方案无需使用现有技术的反电动势检测法，降低了起动控制程序的复杂性和对元器件的快速响应性能及电路布置的电磁兼容要求，因而成本降低且产品性能更稳定。本技术方案“所述电流符合规定”即以所述“电流差异”为基础，通过在线检测判定或以实验统计确定的规定值判定。对于在线检测，所述步骤具体为：接通所述开关使所述交流电源至少2个半波电压按规定导通角施加于所述绕组，所述各个半波电压间隔一足以使所述转子可靠停止的时间；检测因此在所述绕组产生的各个电流，若出现如下情况之一：a)在各个电流的数值呈现明显的大小之分后；b)在各个电流的数值呈现明显的大小之分和再次出现较小的电流后；c)在各个电流的数值呈现明显的大小之分和最末那个电流呈现为较小的数值时；即所述电流符合规定，所述开关随即持续按所述交流电源周期和规定导通角接通，电动机进入同步运行。所述步骤进一步具体为：接通所述开关，使所述交流电源第1个半波电压按规定导通角施加于所述绕组，并检测因此在所述绕组产生的第1电流，经一足以使所述转子可靠停止的时间后，所述交流电源另1个半波电压按规定导通角施加于所述绕组，并检测因此在所述绕组产生的第2电流；——若第2电流明显小于第1电流，即所述电流符合规定，所述开关随即持续按所述交流电源周期和规定导通角接通，电动机进入同步运行；——否则，经一足以使所述转子可靠停止的时间后，使所述交流电源再1个半波电压按规定导通角施加于所述绕组，并检测因此在所述绕组产生的第3电流；——若第3电流明显小于之前各电流或接近之前各电流中的较小者，即所述电流符合规定，所述开关随即持续按所述交流电源周期和规定导通角接通，电动机进入同步运行；——否则，经一足以使所述转子可靠停止的时间后，使所述交流电源再1个半波电压按规定导通角施加于所述绕组，并检测因此在所述绕组产生的第4电流；——若第4电流明显小于之前各电流或接近之前各电流中的较小者，即所述电流符合规定，所述开关随即持续按所述交流电源周期和规定导通角接通，电动机进入同步运行；……，如此重复，直至因此在所述绕组产生的电流明显小于之前各电流或接近之前各电流中的较小者，即所述电流符合规定，所述开关随即持续按所述交流电源周期和规定导通角接通，电动机进入同步运行。以在线检测进行控制，可降低对产品及其所带负载一致性的要求。上述技术方案的进一步设计之一是：所述电流为电源各周期中相同规定时刻的瞬时值，且该规定时刻最好不大于所述交流电源1/8周期。转子由于其惯性通常在所述开关接通后交流电源1/8周期周期该短时间内未明显改变位置，因而保持对铁磁路饱和以至电流差异的影响，且可以有更快的响应，更好地实施定向起动控制。上述技术方案的进一步设计之二是：所述各交流电源半波电压均为同极性。该设计有利于避免转子磁极一致性的影响。上述技术方案的进一步设计之三是：所述各交流电源半波电压包括极性相反的二种电压，并且其按规定导通角施加于所述绕组具体包括：——每个电压施加前，转子仍位于所述锐角位置；——所施加的每个电压的能量小至使转子转离所述锐角位置在规定的角度以内；——所施加的每个电压的波形相同。该设计有利于缩短起动时间，且所述二种电压若交替施加，还可进一步缩短起动时间。对于预定按照所述设定的圆周方向旋转的电动机，所述开关随即持续按所述交流电源周期和规定导通角接通的具体操作设计为：——若首先到来的电源半波极性与产生较小电流的电压极性相同时，对该电源半波以规定移相角导通；否则，对该电源半波的导通角为零，对接着到来的相反极性的电源半波以规定移相角导通；接着，使随后与产生较小电流的电压极性相同的电源半波导通，但移相角依次减少；——测量绕组电流为零时的电压，当该电压达到规定值后，对其后所有极性的电源半波均在符合如下条件的时刻立即开始导通：——所述电源电压的极性、绕组电流为零时的电压的极性和该电压对时间的变化率的极性相同；或者均在同时符合如下条件的时刻立即开始导通：a)所述电源电压的极性、绕组电流为零时的电压的极性和该电压对时间的变化率的极性相同；b)所述绕组电流为零时的电压在规定范围内；c)所述时刻在规定时间区间；累计符合上述条件的导通达到规定次数，电动机进入同步运行控制。对于预定按照所述设定的圆周方向的相反方向旋转的电动机，所述开关随即持续按所述交流电源周期和规定导通角接通的具体操作为：——若首先到来的电源半波极性与产生较大电流的电压极性相同时，对该电源半波以规定移相角导通；否则，对该电源半波的导通角为零，对接着到来的相反极性的电源半波以规定移相角导通；接着，使随后与产生较大电流的电压极性相同的电源半波导通，但移相角依次减少；——测量绕组电流为零时的电压，当该电压达到规定值后，对其后所有极性的电源半波均在符合如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相自起动永磁同步电动机的定向起动控制方法，所述电动机包括：——同样极数的定子和永磁转子；所述定子与转子间气隙的宽度于每一极下沿设定的圆周方向收窄，因而在自由状态下，转子各极轴线以最靠近的定子一极的轴线为参照，沿设定的圆周方向偏转一锐角角度；——开关；所述定子的绕组具有规定绕向，经该开关接往交流电源；——控制电路；包括检测电路和内置程序，该内置程序含按检测到的信号驱动所述开关以控制所述交流电源输入所述绕组的电流的起动控制方法；其特征在于，所述起动控制方法包括以下步骤：a)接通所述开关，使所述交流电源1个半波电压按规定导通角施加于所述绕组，并检测因此在所述绕组产生的电流；b)若所述电流符合规定，所述开关随即持续按所述交流电源周期和规定导通角接通，电动机进入同步运行；否则，经一足以使所述转子可靠停止的时间后，从步骤a)开始重复上述过程。

【技术特征摘要】
2015.08.05 CN 20151047522041.一种单相自起动永磁同步电动机的定向起动控制方法，所述电动机包括：——同样极数的定子和永磁转子；所述定子与转子间气隙的宽度于每一极下沿设定的圆周方向收窄，因而在自由状态下，转子各极轴线以最靠近的定子一极的轴线为参照，沿设定的圆周方向偏转一锐角角度；——开关；所述定子的绕组具有规定绕向，经该开关接往交流电源；——控制电路；包括检测电路和内置程序，该内置程序含按检测到的信号驱动所述开关以控制所述交流电源输入所述绕组的电流的起动控制方法；其特征在于，所述起动控制方法包括以下步骤：a)接通所述开关，使所述交流电源1个半波电压按规定导通角施加于所述绕组，并检测因此在所述绕组产生的电流；b)若所述电流符合规定，所述开关随即持续按所述交流电源周期和规定导通角接通，电动机进入同步运行；否则，经一足以使所述转子可靠停止的时间后，从步骤a)开始重复上述过程。2.按照权利要求1所述定向起动控制方法，其特征在于，所述步骤具体为：接通所述开关使所述交流电源至少2个半波电压按规定导通角施加于所述绕组，所述各个半波电压间隔一足以使所述转子可靠停止的时间；检测因此在所述绕组产生的各个电流，若出现如下情况之一：a)在各个电流的数值呈现明显的大小之分后；b)在各个电流的数值呈现明显的大小之分和再次出现较小的电流后；c)在各个电流的数值呈现明显的大小之分和最末那个电流呈现为较小的数值时；即所述电流符合规定，所述开关随即持续按所述交流电源周期和规定导通角接通，电动机进入同步运行。3.按照权利要求2所述定向起动控制方法，其特征在于，所述步骤进一步具体为：接通所述开关，使所述交流电源第1个半波电压按规定导通角施加于所述绕组，并检测因此在所述绕组产生的第1电流，经一足以使所述转子可靠停止的时间后，使所述交流电源另1个半波电压按规定导通角施加于所述绕组，并检测因此在所述绕组产生的第2电流；——若第2电流明显小于第1电流，即所述电流符合规定，所述开关随即持续按所述交流电源周期和规定导通角接通，电动机进入同步运行；——否则，经一足以使所述转子可靠停止的时间后，使所述交流电源再1个半波电压按规定导通角施加于所述绕组，并检测因此在所述绕组产生的第3电流；——若第3电流明显小于之前各电流或接近之前各电流中的较小者，即所述电流符合规定，所述开关随即持续按所述交流电源周期和规定导通角接通，电动机进入同步运行；——否则，经一足以使所述转子可靠停止的时间后，使所述交流电源再1个半波电压按规定导通角施加于所述绕组，并检测因此在所述绕组产生的第4电流；——若第4电流明显小于之前各电流或接近之前各电流中的较小者，即所述电流符合规定，所述开关随即持续按所述交流电源周期和规定导通角接通，电动机进入同步运行；……，如此重复，直至因此在所述绕组产生的电流明显小于之前各电流或接近之前各电流中的较小者，即所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：区长钊，刘群，李子宏，
申请(专利权)人：江门市地尔汉宇电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44