一种无刷直流电机启动方法技术

本发明专利技术提供了一种无刷直流电机启动方法，包括a)将无刷直流电机启动电压在第一时间周期内升高到的第一VSP启动电压；b)以第一VSP启动电压为起点，将所述启动电压升高到第二VSP启动电压；c)监测所述无刷直流电机在所述第二VSP启动电压下的转速，若转速大于或等于启动阈值转速，则本方法结束；若小于启动阈值转速并持续第二时间周期，则进入步骤d；d)将所述无刷直流电机停机持续第三时间周期后，返回步骤a)。能够在降低电机启动失败率、缩短电机启动时间的情况下提高启动效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空调
，特别涉及一种用在空调中的无刷直流(BLDC)电机启动方法的改进。
技术介绍
随着当前能源的日益短缺，节能减排已经越来越受到全社会的重视。空调系统的节能在建筑节能中占有重要的地位，在建筑用电中空调用电占了很大比例，特别是在一些大型公共建筑里，空调系统的用电量占到了总用电量的40％～60％。为了达到更高的节能要求，越来越多的空调系统开始采用更容易控制、更稳定、效率更高的无刷直流电机来为空调系统提供动力。采用无刷直流电机的空调系统(包括压缩机、风机、水泵)调速更平稳、调速范围更大，效率更高。无刷直流电机可以实现平滑调速，在调速过程中，没有改变电机电路中负载的性质，对电网造成冲击小，更节能。而且，无刷直流电机调速系统可靠性高，动态性能好，系统更稳定。然而，在无刷直流电机的应用中，电机因生产过程中充磁设备老化或者设备更换等原因容易导致转子相位差角度偏大，加上启动时VSP(VoltageSpeed)电压上升速率不合适，就容易启动失败。并且电机本身也存在相位差(单极)角度偏大的缺陷。针对上述缺陷，现有技术一般采用的启动方式如图1中的启动电压VSP与时间T的关系曲线所示：如曲线A所示，VSP电压从0V开始启动，采用PID控制，VSP电压上升到电机启动区域(电压Va附近)时，快速通过，电压从Va快速跨到Vc。从试验观察发现，电机这种情况下容易出现一直抖动而不运行，然后报电机启动失败故障。现有技术中，电机在启动区域没有正常启动的情况下，VSP电压会持续上升，一直上升最高值，且还要持续维持一段时间才报警，其实在脱离电机启动区域后，电机起来的可能性非常低，也就是这部分时间是浪费的。现有技术中，电机如果初次无法启动，则整机会立即停机，需要继续等待3分钟后启动，且再次启动失败率很高。因此，需要一种有效的无刷直流电机启动方法来改进现有技术的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无刷直流电机启动的方法，能够在降低电机启动失败率、缩短电机启动时间的情况下提高启动效率。根据本专利技术的一种无刷直流电机启动方法，包括如下步骤：a)将无刷直流电机启动电压在第一时间周期内升高到的第一VSP启动电压；b)以第一VSP启动电压为起点，将所述VSP启动电压升高到第二VSP启动电压；c)监测所述无刷直流电机在所述第二VSP启动电压下的转速，若转速大于或等于启动阈值转速，则本方法结束；若实时转速小于启动阈值转速并经过第二时间周期后，实时转速等于或大于启动阈值转速，则本方法结束，若持续第二时间周期后，实时转速仍小于启动阈值转速，则进入步骤d；d)将所述无刷直流电机停机持续第三时间周期后，返回步骤a)。优选的，所述步骤a中的电压升高是以第一速率启动的。优选的，第一速率是0.1V/S-5V/S。优选的，所述步骤b中的电压升高是以第二速率启动的。优选的，所述第二速率为0.1V/S-2V/S。优选的，所述第一时间周期为0.1S-3.0S。优选的，所述第二时间周期为0.1S-5.0S。优选的，所述第三时间周期为1s-10s。优选的，所述步骤a和步骤b中的电压升高是通过PID调节的。优选的，所述第一电压值为P＝Vaa-Δp，其中Vaa为电机厂商推荐的启动电压最小值，Δp＝0.1-2V。应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本专利技术所要求保护内容的限制。附图说明参考随附的附图，本专利技术更多的目的、功能和优点将通过本专利技术实施方式的如下描述得以阐明，其中：图1示出了现有技术中无刷直流电机启动的工作原理示意图。图2a示出了本专利技术的无刷直流电机启动方法的步骤流程图。图2b示出了本专利技术的无刷直流电机启动电压与时间的关系图。图3示出了本专利技术的PID调节的原理图。具体实施方式通过参考示范性实施例，本专利技术的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本专利技术并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本专利技术的具体细节。在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。图2a示出了本专利技术的无刷直流电机启动方法的步骤流程图。图2b示出了对应于图2a方法的无刷直流电机启动电压与时间的关系图。如图2a所示，根据本专利技术的无刷直流电机启动方法，包括如下步骤：在步骤205，将无刷直流电机启动电压在第一时间周期内升高到第一VSP启动电压。具体地，如图2b所示，从电压VSP从0V经过第一时间周期T1升高到P点对应的第一VSP启动电压。机组接收到电机启动指令后，根据逻辑输出目标转速，同时控制器快速赋予VSP第一VSP启动电压P给电机，并实时反馈电机的实际转速。根据本专利技术的一个实施例，所述电压升高是以第一速率升高到第一VSP启动电压的。优选的，第一速率为1V/S，第一速率可选取的范围为0.1-5.0V/S。优选的，上述第一时间周期为1.8S。优选的，第一VSP启动电压的确定方法如下：第一VSP启动电压值P为：P＝Vaa-Δp(1)其中Vaa为电机厂商推荐的启动电压最小值，该电压值时启动电压的最小值，Δp＝0.1-2V。在步骤210，以第一VSP启动电压P为起点，将所述启动电压升高到第二VSP启动电压。优选地，如图2b所示，当启动电压到达P点后，开始以一定的第二速率K进行缓慢升压，以到达启动电压。优选的，第二速率的值为0.1V/S-2V/S。优选的，从第一VSP启动电压升高到第二VSP启动电压需要第二时间周期的时间。优选的，所述第二时间周期为3秒。可选的，除了以恒定速率启动外，也可以采用持续变化的速率达到第二VSP启动电压。在步骤215，监测所述无刷直流电机在所述第二VSP启动电压下的转速。在步骤220中，将监测到的实时转速与无刷直流电机的启动阈值转速进行比较，若转速大于或等于启动阈值转速，例如N＝25-300r/min，则进入步骤225，启动成功，本方法结束；若实时转速小于启动阈值转速，并经过第二时间周期后，实时转速等于或大于N＝25-300r/min，则本方法结束，若持续第二时间周期后，实时转速仍小于N＝25-300r/min，则说明此时的启动电压未达到足以使电机能够启动的阈值，启动失败，则判断电机启动不成功，则进入步骤230；其中，N＝25-300r/min，为一个取值范围，对于一个BLDC电机，其阈值转速N是固定值。在步骤230，将所述无刷直流电机停机持续第三时间周期后，返回步骤205，重新进行启动。优选的，第三时间周期为1s-10s。具体的，根据本专利技术的电机启动方法具有智能启动检测功能，当智能启动检测判断电机第一次启动失败后(即步骤215判断为否)，立即停机一段周期，重新按照上述步骤启动。根据上述本专利技术的重复启动方法，若上次电机如果无法启动，会出现电机抖动现象，通过停机一段时间周期再开机，利用上次电机抖动产生的惯性力推动电机进行运转，这样又再次大大提高了电机启动的成功率，从而能更好的降低电机启动失败率。优选的，根据本专利技术的电机启动方法，电压升高到第一VSP启动电压以及第二VSP启动电压的过程是通过比例-积分-微分方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无刷直流电机启动方法，包括如下步骤：a)将无刷直流电机VSP启动电压在第一时间周期内升高到的第一VSP启动电压；b)以第一VSP启动电压为起点，将所述VSP启动电压升高到第二VSP启动电压；c)监测所述无刷直流电机在所述第二VSP启动电压下的实时转速，若实时转速大于或等于启动阈值转速，则本方法结束；若实时转速小于启动阈值转速并经过第二时间周期后，实时转速等于或大于启动阈值转速，则本方法结束，若持续第二时间周期后，实时转速仍小于启动阈值转速，则进入步骤d；d)将所述无刷直流电机停机，持续第三时间周期后，返回步骤a)。

【技术特征摘要】
1.一种无刷直流电机启动方法，包括如下步骤：a)将无刷直流电机VSP启动电压在第一时间周期内升高到的第一VSP启动电压；b)以第一VSP启动电压为起点，将所述VSP启动电压升高到第二VSP启动电压；c)监测所述无刷直流电机在所述第二VSP启动电压下的实时转速，若实时转速大于或等于启动阈值转速，则本方法结束；若实时转速小于启动阈值转速并经过第二时间周期后，实时转速等于或大于启动阈值转速，则本方法结束，若持续第二时间周期后，实时转速仍小于启动阈值转速，则进入步骤d；d)将所述无刷直流电机停机，持续第三时间周期后，返回步骤a)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤a中的VSP启动电压升高是以第一速率启动的。3.根据权利要求2所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧木良，顾中华，徐竑晨，
申请(专利权)人：约克广州空调冷冻设备有限公司，江森自控科技公司，
类型：发明
国别省市：广东;44