一种变频压缩机的启动方法及装置与流程

1.本发明涉及电机启动的技术领域，特别是涉及一种变频压缩机的启动方法及装置。


背景技术：

2.泳池行业使用热泵系统制冷或制热控制水温，其所使用的压缩机电机启动时由于永磁同步电机反电动势太小，导致电磁转矩存在波动，输出不稳定，且转子位置转速估计不准确，导致在启动过程不够平稳快速，启动时间过长，而且在启动过程中，电流调节器的参数，反电动势、电流调节器零点漂移等各参数的选择也会对启动过程造成影响，因此开发过程需要较多的实验和较多的人为参数调整，过程较为复杂。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是：提供一种变频压缩机的启动方法及装置，简化启动调试过程，减少对人的依赖性。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种变频压缩机的启动方法及装置，包括：
5.获取给定转子位置角和估计转子位置角，当电机转子的转速达到预设转速时，控制电机进入第一过渡状态，所述第一过渡状态为提供给所述电机转子的电流不断减少；
6.计算所述给定转子位置角与所述估计转子位置角的差值，当所述差值小于预设阈值时，进入第二过渡状态，所述第二过渡状态为所述给定转子位置角和所述估计转子位置角之间的差值逐渐减少；
7.对所述估计转子位置角和所述给定转子位置角进行乘权迭代处理，直到乘权迭代处理后得到的值与所述估计转子位置角的值相等，控制所述电机启动。
8.进一步地，获取给定转子位置角和估计转子位置角，具体为：
9.获取给定转子位置角度确定的旋转坐标系的横纵坐标为第一横坐标和第一纵坐标，设定估计转子位置角度坐标系的横纵坐标为第二横坐标和第二纵坐标；
10.设定所述第二横坐标和所述第二纵坐标的初始位置相对于所述第一横坐标和所述第一纵坐标初始位置滞后预设角度。
11.进一步地，在所述计算所述给定转子位置角与所述估计转子位置角的差值之后，还包括：
12.判断所述差值是否小于预设阈值；
13.当所述差值小于预设阈值时，进入第二过渡状态；
14.当所述差值大于等于预设阈值时，根据第一预设公式进行计算，获得计算后得到的相应的第一差值，并将所述第一差值作为当前差值，返回步骤：判断所述差值是否小于预设阈值。
15.进一步地，对所述估计转子位置角和所述给定转子位置角进行乘权迭代处理，直到乘权迭代处理后得到的值与所述估计转子位置角的值相等，具体为：
16.选取预设函数在特定区间的值作为过渡权值；
17.将所述过渡权值代入第二预设公式中进行计算，获取乘权迭代处理后得到的值；
18.判断所述乘权迭代处理后得到的值与所述估计转子位置角是否相等；
19.当所述乘权迭代处理后得到的值与所述估计转子位置角相等时，控制所述电机启动；
20.当所述乘权迭代处理后得到的值与所述估计转子位置角不相等时，将所述乘权迭代处理后得到的值作为新的给定转子位置角，返回步骤：将所述过渡权值代入第二预设公式中进行计算，获取乘权迭代处理后得到的值。
21.进一步地，本发明还提供了一种变频压缩机的启动装置，包括：第一过渡模块、第二过渡模块和启动模块，具体为：
22.所述第一过渡模块用于获取给定转子位置角和估计转子位置角，当电机转子的转速达到预设转速时，控制电机进入第一过渡状态，所述第一过渡状态为提供给所述电机转子的电流不断减少；
23.所述第二过渡模块用于计算所述给定转子位置角与所述估计转子位置角的差值，当所述差值小于预设阈值时，进入第二过渡状态，所述第二过渡状态为所述给定转子位置角和所述估计转子位置角之间的差值逐渐减少；
24.所述启动模块用于对所述估计转子位置角和所述给定转子位置角进行乘权迭代处理，直到乘权迭代处理后得到的值与所述估计转子位置角的值相等，控制所述电机启动。
25.进一步地，所述第一过渡阶段用于获取给定转子位置角和估计转子位置角，具体为：
26.获取给定转子位置角度确定的旋转坐标系的横纵坐标为第一横坐标和第一纵坐标，设定估计转子位置角度坐标系的横纵坐标为第二横坐标和第二纵坐标；
27.设定所述第二横坐标和所述第二纵坐标的初始位置相对于所述第一横坐标和所述第一纵坐标初始位置滞后预设角度；
28.所述给定转子位置角由给定速度积分获得，并以一个缓慢的角加速度开始增加。
29.进一步地，所述第二过渡模块当所述差值小于预设阈值外，还存在当所述差值大于预设阈值，具体为：
30.判断所述差值是否小于预设阈值；
31.当所述差值小于预设阈值时，进入第二过渡状态；
32.当所述差值大于等于预设阈值时，根据第一预设公式进行计算，获得计算后得到的相应的第一差值，并将所述第一差值作为当前差值，返回步骤：判断所述差值是否小于预设阈值。
33.进一步地，所述启动模块将所述估计转子位置角和所述给定转子位置角做乘权处理，直到乘权迭代处理后得到的值与所述估计转子位置角的值相等，具体为：
34.选取预设函数在特定区间的值作为过渡权值；
35.将所述过渡权值代入第二预设公式中进行计算，获取乘权迭代处理后得到的值；
36.判断所述乘权迭代处理后得到的值与所述估计转子位置角是否相等；
37.当所述乘权迭代处理后得到的值与所述估计转子位置角相等时，控制所述电机启动；
38.当所述乘权迭代处理后得到的值与所述估计转子位置角不相等时，将所述乘权迭代处理后得到的值作为新的给定转子位置角，返回步骤：将所述过渡权值代入第二预设公式中进行计算，获取乘权迭代处理后得到的值。
39.本发明实施例一种变频压缩机的启动方法及装置，与现有技术相比，具有如下有益效果：
40.通过获取给定转子位置角和估计转子位置角，当电机转子的转速达到预设转速时，控制电机进入第一过渡状态，所述第一过渡状态为提供给所述电机转子的电流不断减少；计算所述给定转子位置角与所述估计转子位置角的差值，当所述差值小于预设阈值时，进入第二过渡状态，所述第二过渡状态为所述给定转子位置角和所述估计转子位置角之间的差值逐渐减少；对所述估计转子位置角和所述给定转子位置角进行乘权迭代处理，直到乘权迭代处理后得到的值与所述估计转子位置角的值相等，控制所述电机启动，相比于现有技术，简化启动调试过程，减少对人的依赖性。
附图说明
41.图1是本发明提供的一种变频压缩机的启动方法的一种实施例的流程示意图；
42.图2是本发明提供的一种变频压缩机的启动装置的一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
43.下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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作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。
44.实施例1
45.参见图1，图1是本发明提供的一种变频压缩机的启动方法的一种实施例的流程示意图，如图1所示，该方法包括步骤101到步骤103，具体如下：
46.步骤101：获取给定转子位置角和估计转子位置角，当电机转子的转速达到预设转速时，控制电机进入第一过渡状态，所述第一过渡状态为提供给所述电机转子的电流不断减少。
47.本实施例中，获取给定转子位置角度确定的旋转坐标系的横纵坐标为第一横坐标和第一纵坐标，设定估计转子位置角度坐标系的横纵坐标为第二横坐标和第二纵坐标，为了使电机尽早进入加速状态，设定所述第二横坐标和所述第二纵坐标的初始位置相对于所述第一横坐标和所述第一纵坐标初始位置滞后预设角度；其中，预设角度可以为80－100
°
中任一角度。本实施例中，预设转速为10％额定转速，又称为点火转速，当电机转子的转速达到10％额定转速时，进入第一过渡阶段，在第一过渡阶段，电机中的电枢绕组会给出一个旋转的电流矢量，给定转子的第一横坐标的电流为0，给定转子第一纵坐标的电流为一个常数，并对给出的电流矢量不断减少。
48.步骤102：计算所述给定转子位置角与所述估计转子位置角的差值，当所述差值小于预设阈值时，进入第二过渡状态，所述第二过渡状态为所述给定转子位置角和所述估计转子位置角之间的差值逐渐减少。
49.本实施例中，对给定转子位置角施加一个角加速度，使给定转子位置角从初始位置以一个缓慢的角加速度开始增加，计算增加角加速度后的当前的给定转子位置角与所述估计转子位置角的差值，判断所述差值是否小于预设阈值，当所述差值小于预设阈值时，进入第二过渡状态，当所述差值大于等于预设阈值时，根据第一预设公式进行计算，所述第一预设公式为：i
q
(n 1)＝i
q
(n)
‑
kθ
l
(n)，其中，k为经验值，i
q
(n)为原始给定转子第一纵坐标的电流量，i
q
(n 1)为减少后的给定转子第一纵坐标的电流量，θ
l
(n)为原始所述给定转子位置角与所述估计转子位置角的差值；根据计算结果得到减少后的给定转子第一纵坐标的电流量，又因为i－f的自稳定性，给定转子第一纵坐标的电流量减少时，所述给定转子位置角与所述估计转子位置角的差值也会相应的减少，将减少后的差值作为当前差值和减少后的给定转子第一纵坐标的电流量作为当前给定转子第一纵坐标的电流量代入公式中进行迭代计算，直至计算出的差值小于设定阈值时，进入第二过渡状态，在第二过渡状态中，所述给定转子位置角和所述估计转子位置角之间的差值逐渐减少。
50.步骤103：对所述估计转子位置角和所述给定转子位置角进行乘权迭代处理，直到乘权迭代处理后得到的值与所述估计转子位置角的值相等，控制所述电机启动。
51.本实施例中，选取预设函数w＝1/(1 e
‑
x)在特定区间[－10，10]的值作为过渡权值，将所述过渡权值代入第二预设公式中进行计算，获取乘权迭代处理后得到的值，本实施例中，第二预设公式为：
[0052][0053]
其中，θ为乘权处理后得到转子位置角的值，w为预设函数，θ
*
为给定转子位置角，为估计转子位置；
[0054]
判断所述乘权迭代处理后得到的转子位置角的值与所述估计转子位置角是否相等，当所述乘权处理后得到的转子位置角的值与所述估计转子位置角相等时，控制所述电机启动，当所述乘权处理后得到的转子位置角的值与所述估计转子位置角不相等时，将所述乘权处理后得到的转子位置角的值作为新的给定转子位置角，代入第二预设公式中进行迭代计算，获取乘权迭代处理后得到的转子位置角的值，直至所述乘权迭代处理后得到的值与所述估计转子位置角的值相等，控制所述电机启动。
[0055]
参见图2，图2是本发明提供的一种变频压缩机的启动装置的一种实施例的结构示意图，如图2所示，该方法包括第一过渡模块201、第二过渡模块202和启动模块203，具体如下：
[0056]
第一过渡模块201用于获取给定转子位置角和估计转子位置角，当电机转子的转速达到预设转速时，控制电机进入第一过渡状态，所述第一过渡状态为提供给所述电机转子的电流不断减少。
[0057]
本实施例中，获取给定转子位置角度确定的旋转坐标系的横纵坐标为第一横坐标和第一纵坐标，设定估计转子位置角度坐标系的横纵坐标为第二横坐标和第二纵坐标，为了使电机尽早进入加速状态，设定所述第二横坐标和所述第二纵坐标的初始位置相对于所述第一横坐标和所述第一纵坐标初始位置滞后预设角度；其中预设角度为80－100
°
中任一角度。本实施例中，预设转速为10％额定转速，又称为点火转速，当电机转子的转速达到10％额定转速时，进入第一过渡阶段，在第一过渡阶段，电机中的电枢绕组会给出一个旋转
的电流矢量，给定转子的第一横坐标的电流为0，给定转子第一纵坐标的电流为一个常数，并对给出的电流矢量不断减少。
[0058]
第二过渡模块202用于计算所述给定转子位置角与所述估计转子位置角的差值，当所述差值小于预设阈值时，进入第二过渡状态，所述第二过渡状态为所述给定转子位置角和所述估计转子位置角之间的差值逐渐减少。
[0059]
本实施例中，对给定转子位置角施加一个角加速度，使给定转子位置角从初始位置以一个缓慢的角加速度开始增加，计算增加角加速度后的当前的给定转子位置角与所述估计转子位置角的差值，判断所述差值是否小于预设阈值，当所述差值小于预设阈值时，进入第二过渡状态，当所述差值大于等于预设阈值时，根据第一预设公式进行计算，所述第一预设公式为：i
q
(n 1)＝i
q
(n)
‑
kθ
l
(n)，其中，k为经验值，i
q
(n)为原始给定转子第一纵坐标的电流量，i
q
(n 1)为减少后的给定转子第一纵坐标的电流量，θ
l
(n)为原始所述给定转子位置角与所述估计转子位置角的差值；根据计算结果得到减少后的给定转子第一纵坐标的电流量，又因为i－f的自稳定性，给定转子第一纵坐标的电流量减少时，所述给定转子位置角与所述估计转子位置角的差值也会相应的减少，将减少后的差值作为当前差值和减少后的给定转子第一纵坐标的电流量作为当前给定转子第一纵坐标的电流量代入公式中进行迭代计算，直至计算出的差值小于设定阈值时，进入第二过渡状态，在第二过渡状态中，所述给定转子位置角和所述估计转子位置角之间的差值逐渐减少。
[0060]
启动模块203用于对所述估计转子位置角和所述给定转子位置角进行乘权迭代处理，直到乘权迭代处理后得到的值与所述估计转子位置角的值相等，控制所述电机启动。
[0061]
本实施例中，选取预设函数w＝1/(1 e
‑
x)在特定区间[－10，10]的值作为过渡权值，将所述过渡权值代入第二预设公式中进行计算，获取乘权迭代处理后得到的值，本实施例中，第二预设公式为：
[0062][0063]
其中，θ为乘权处理后得到转子位置角的值，w为预设函数，θ
*
为给定转子位置角，为估计转子位置；
[0064]
判断所述乘权迭代处理后得到的转子位置角的值与所述估计转子位置角是否相等，当所述乘权处理后得到的转子位置角的值与所述估计转子位置角相等时，控制所述电机启动，当所述乘权处理后得到的转子位置角的值与所述估计转子位置角不相等时，将所述乘权处理后得到的转子位置角的值作为新的给定转子位置角，代入第二预设公式中进行迭代计算，获取乘权迭代处理后得到的转子位置角的值，直至所述乘权迭代处理后得到的值与所述估计转子位置角的值相等，控制所述电机启动。
[0065]
综上，本发明提供的一种变频压缩机的启动方法及装置，通过获取给定转子位置角和估计转子位置角，当电机转子的转速达到预设转速时，控制电机进入第一过渡状态，所述第一过渡状态为提供给所述电机转子的电流不断减少；计算所述给定转子位置角与所述估计转子位置角的差值，当所述差值小于预设阈值时，进入第二过渡状态，所述第二过渡状态为所述给定转子位置角和所述估计转子位置角之间的差值逐渐减少；对所述估计转子位置角和所述给定转子位置角进行乘权迭代处理，直到乘权迭代处理后得到的值与所述估计转子位置角的值相等，控制所述电机启动，相比于现有技术，将电流调节与转子角度平滑切
换相结合，简化启动调试过程，减少对人的依赖性。
[0066]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。