一种电机转子定位方法、装置、电机、压缩机及制冷设备与流程

1.本发明涉及电子电力技术领域，具体而言，涉及一种电机转子定位方法、装置、电机、压缩机及制冷设备。


背景技术：

2.目前一些制冷设备(例如变频冰箱)在启动时偶尔会出现振动声，振动声有大有小，影响用户体验。这种启动振动声主要是制冷设备的压缩机的电机直流定位逻辑不合理，导致启动过程中电流变化过快，导致转子拉动过快，出现振动声。
3.针对现有技术中制冷设备的压缩机的电机启动过程中电流变化过快，导致转子拉动过快，出现振动声的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本发明实施例中提供一种电机转子定位方法、装置、电机、压缩机及制冷设备，以解决现有技术中制冷设备的压缩机的电机启动过程中电流变化过快，导致转子拉动过快，出现振动声的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种电机转子定位方法，其中，所述方法包括：
6.在电机启动之前，获取预先设置的定位角度；
7.控制电机转子切换至所述定位角度，并且控制电机的电流逐渐上升至当前定位角度对应的定位电流。
8.进一步地，所述方法还包括：
9.在电机转子切换定位角度之前，控制所述电机的电流归零。
10.进一步地，所述控制电机的电流逐渐上升至当前定位角度对应的定位电流，包括：
11.判断所述定位角度对应的定位电流是否大于预设阈值；
12.如果是，则控制所述电机的电流由零分区段上升至当前定位角度对应的定位电流。
13.进一步地，控制所述电机的电流由零分区段上升至当前定位角度对应的定位电流，还包括：
14.根据当前定位角度对应的定位电流的大小，通过不同区段阈值将由零至所述定位电流的电流范围划分为多个区段；其中，所述定位电流越大，划分的区段越多；
15.根据所述区段控制所述电机的电流由零逐步上升至当前定位角度对应的定位电流。
16.进一步地，根据所述区段控制所述电机的电流由零逐步上升至当前定位角度对应的定位电流，包括：
17.控制所述电机的电流依次上升至不同的区段阈值；
18.在所述电机的电流每次上升至区段阈值后，控制所述电机的电流在预设时长内保
持不变，然后上升至下一区段阈值，直至上升至当前定位角度对应的定位电流。
19.进一步地，判断所述定位角度对应的定位电流是否大于预设阈值之后，所述方法还包括：
20.如果否，则控制所述电机的电流由零按照预设速度上升至当前定位角度对应的定位电流。
21.进一步地，在所述定位角度的数量为至少两个时，相邻两个定位角度之间的差值小于90
°
。
22.进一步地，所述控制电机转子切换至所述定位角度，并且控制电机的电流逐渐上升至当前定位角度对应的定位电流之后，所述方法还包括：
23.控制电机进入开环控制程序，在结束开环控制程序后，根据当前定位角度和当前定位角度对应的定位电流输出pwm脉宽调制波，以控制所述电机启动运行。
24.本发明还提供一种电机转子定位装置，用于实现上述方法，所述装置包括：
25.获取模块，用于在电机启动之前，获取预先设置的定位角度；
26.控制模块，用于控制电机转子切换至所述定位角度，并且控制电机的电流逐渐上升至当前定位角度对应的定位电流。
27.本发明还提供一种电机，包括上述电机转子定位装置。
28.本发明还提供一种压缩机，包括上述电机。
29.本发明还提供一种制冷设备，其特征在于，包括上述压缩机。
30.进一步地，所述制冷设备包括以下至少其中之一：冰箱、空调。
31.本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述电机转子定位方法。
32.应用本发明的技术方案，在电机启动之前，获取预先设置的定位角度；控制电机转子切换至所述定位角度，并且控制电机的电流逐渐上升至当前定位角度对应的定位电流。通过减缓电流上升速度，能够减小转子拉动过程中的速度，防止转子发生振荡，引起振动声，提升了用户体验。
附图说明
33.图1为根据本发明实施例的电机转子定位方法的流程图；
34.图2为根据本发明另一实施例的电机转子定位方法；
35.图3为根据本发明实施例的定位过程中的三相电流变化曲线图；
36.图4为根据本发明实施例的控制所述电机启动运行过程的流程图；
37.图5为根据本发明实施例的电机启动运行的控制框图；
38.图6为根据本发明实施例的电机转子定位装置的结构框图。
具体实施方式
39.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
40.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
41.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
42.应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述定位电流，但这些
……
不应限于这些术语。这些术语仅用来将不同定位电流区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一定位电流也可以被称为第二定位电流，类似地，第二定位电流也可以被称为第一定位电流。
43.取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
44.还需要说明的是，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商品或者装置不仅包括那些要素，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商品或者装置所固有的要素。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商品或者装置中还存在另外的相同要素。
45.下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。
46.实施例1
47.本实施例提供一种电机转子定位方法，图1为根据本发明实施例的电机转子定位方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：
48.s101，在电机启动之前，获取预先设置的定位角度。
49.s102，控制电机转子切换至上述定位角度，并且控制电机的电流逐渐上升至当前定位角度对应的定位电流。
50.本实施例的电机转子定位方法，在电机启动之前，获取预先设置的定位角度；控制电机转子切换至所述定位角度，并且控制电机的电流逐渐上升至当前定位角度对应的定位电流。通过减缓电流上升速度，能够减小转子拉动过程中的速度，防止转子发生振荡，引起振动声，提升了用户体验。
51.为了避免首次定位的定位角度不准确，还进行第二次，第三次甚至第n次定位，即控制定位角度切换至第二定位角度a2、第三定位角度a3、第n定位角度an，为了避免转子转动过大，导致转子产生较大振荡，相邻定位角度之间的差值小于90
°
。
52.在电机转子切换定位角度之前，均控制电机的电流归零。
53.为了进一步控制电流上升的速度，控制电机的电流逐渐上升至当前定位角度对应的定位电流，包括：判断所述定位角度对应的定位电流是否大于预设阈值；如果是，则会存在电流上升过快，引起电机的转子振荡的问题，为了避免上述问题，控制所述电机的电流由零分区段上升至当前定位角度对应的定位电流；如果否，则表明电流上升的幅度较小，不会导致电机的转子发生振荡，但是为了保证电机的电流匀速平稳上升，需控制所述电机的电
流由零按照预设速度上升至当前定位角度对应的定位电流。
54.具体地，控制所述电机的电流由零分区段上升至当前定位角度对应的定位电流，还包括：根据当前定位角度对应的定位电流的大小，通过不同区段阈值将由零至所述定位电流的电流范围划分为多个区段；其中，所述定位电流越大，划分的区段越多；根据所述区段控制所述电机的电流由零逐步上升至当前定位角度对应的定位电流。
55.其中，为了进一步减缓电流上升的速度，根据所述区段控制所述电机的电流由零逐步上升至当前定位角度对应的定位电流，包括：控制所述电机的电流依次上升至不同的区段阈值；在所述电机的电流每次上升至区段阈值后，控制所述电机的电流在预设时长内保持不变，然后上升至下一区段阈值，直至上升至当前定位角度对应的定位电流。
56.例如，假设定位角度包括第一定位角度和第二定位角度，第一定位角度对应的定位电流小于上述预设阈值，且第二定位角度对应的定位电流大于或等于上述预设阈值，则上述方法具体包括：
57.控制所述电机转子由任意角度转到所述第一定位角度，并控制所述电机的电流由零按照第一预设速度上升至所述第一定位电流i1并持续第一预设时长；控制所述电机转子的角度不变，控制所述电机的电流恢复为零，并持续第二预设时长；控制所述电机转子由第一定位角度a1转到所述第二定位角度a2，并控制所述电机的电流由零按照第二预设速度上升至所述电流阈值i2并持续第三预设时长；控制电机转子的角度不变，控制电机的电流由电流阈值i2按照第三预设速度上升至第二定位电流i3，并持续第四预设时长。
58.第二定位电流i3为第二定位角度a2对应的定位电流，第一定位电流i1为第一定位角度a1对应的定位电流，电流阈值i2为设置的一个区段阈值，在本发明的其他实施例中，上述区段阈值可以设置为多个。在实际应用中，如果至设置一个区段阈值，为了保证电流均匀上升，区段阈值为第二定位电流i3的1/2；如果设置多个区段阈值，为了保证电流均匀上升，则通过多个区段阈值将零到第二定位电流i3的电流区间平均分为几个子电流区间。
59.由上述步骤可见，每当电流上升至当前定位角度对应的定位电流后，都会保持当前电流一段时间，再切换定位角度，如此操作，是为了保证电流达到稳定后，再控制电流的变化以及进行定位角度的切换。
60.图2为根据本发明另一实施例的电机转子定位方法，如图2所示，该方法包括以下优选实施步骤：
61.s21，上电后，进入定位第一阶段，设定第一定位角度a1和第一定位电流i1，控制电机转子由任意角度切换到第一定位角度a1，并控制电机的电流由零按照第一预设速度上升至第一定位电流i1，并保持第一预设时长。
62.在本实施例中，第一定位角度a1＝-90
°
，第一定位电流i1＝0.52a,定位电流从0按一定速度升到第一定位电流i1，本实施例中，在0.15秒从0a升到0.52a，第一预设时长设置为0.25秒。
63.s22，进入定位第二阶段，控制电机转子保持第一定位角度a1不变，定位电流恢复为0，并保持第二预设时长。
64.在本实施例中，第二预设时长设置为0.1秒。
65.s23，进入定位第三阶段，设定第二定位角a2，控制电机转子由第一定位角度a1切换到第二定位角度a2，定位电流从0按一定速度升到电流阈值i2，并保持第三预设时长。
66.本实施例中，设置第二定位角a2＝-150度，电流阈值i2＝0.52a，电流在0.15秒内从0a升到电流阈值i2，第三预设时长设置为0.45秒。
67.s24，进入定位第四阶段，控制电机保持第二定位角a2不变，控制定位电流从电流阈值i2按一定速度升到第二定位电流i3，并持续第四预设时长。
68.在本实施例中，在0.15秒内，电机的电流由电流阈值i2上升到第二定位电流i3，第二定位电流i3＝1.04a，第四预设时长设置为0.25秒。
69.图3为根据本发明实施例的定位过程中的三相电流变化曲线图，如图3所示，定位第一阶段，电机的电流由零按照第一预设速度上升至第一定位电流i1；定位第二阶段，定位电流恢复为0，并保持第二预设时长；定位第三阶段，定位电流从0按第二预设速度升到电流阈值i2，并保持第三预设时长；定位第四阶段，定位电流从电流阈值i2按第三预设速度升到第二定位电流i3，并保持第四预设时长。
70.切换完定位角度，并控制电机的电流逐渐上升至当前定位角度对应的定位电流之后，所述方法还包括：控制电机进入开环控制程序，在结束开环控制程序后，根据当前定位角度和当前定位角度对应的定位电流输出pwm脉宽调制波，以控制电机启动运行。
71.图4为根据本发明实施例的控制所述电机启动运行过程的流程图，如图4所示，根据当前定位角度和当前定位角度对应的定位电流输出pwm脉宽调制波，以控制电机启动运行，包括：
72.s41，根据当前定位角度和当前定位角度对应的定位电流计算电机的三相电流。
73.根据定位角度和对应的定位电流计算三相电流，以定位角度为第一定位角度-90
°
为例，程序中的计算过程为计算两相静止坐标系下α轴和旋转坐标系下d轴夹角θ＝-90
°
；计算d、q轴电流：id＝0a，iq＝第一定位电流i1；根据id、iq计算静止坐标系下α轴电流iα、β轴电流iβ；根据iα、iβ计算三相电流ia、ib、ic。
74.s42，对电机的三相电流进行clarke变换，获得第一静止坐标系电流分量和电压分量。
75.图5为根据本发明实施例的电机启动运行的控制框图，如图5所示，将三相电流中的其中两相ia、ib变换为静止坐标α轴电流iα、β轴电流iβ。该变换将得到变量iα、iβ，iα、iβ是由上述ia、ib值变换而来。从定子角度来看，iα、iβ是相互正交的时变电流值。
76.s43，对第一静止坐标系电流分量进行park变换，获得交直轴电流分量。
77.按照控制环上一次迭代计算出的变换角，来旋转静止坐标系使之与转子磁通对齐。iα、iβ经过park变换可得到直轴电流id、交轴电流iq。id、iq为变换到旋转坐标系下的正交电流。
78.s44，根据第一静止坐标系电流分量和电压分量估算电机转子位置和转速。
79.采用滑膜控制器或者atpll控制器根据新的位置角度估算电机转子位置和转速，其中vα、vβ、iα和iβ是输入参数。新的转子位置可指示下个电压矢量在何处。
80.s45，对交直轴电流分量和转速进行pi运算。
81.误差信号由id、iq的实际值和各自的参考值(目标值)id*、iq*进行比较而获得。id的参考值控制转子磁通、iq的参考值控制电机的转矩、误差信号是pi控制器的输入、控制器的输出为vd和vq，即要施加到电机上的电压矢量。
82.s46，将pi运算后获得的交直轴电压分量进行park逆变换，获得第二静止坐标系电
压分量。
83.通过使用新的角度，可将pi控制器的vd和vq输出值逆变到静止参考坐标系，产生下一个正交电压值vα和vβ。
84.s47，对第二静止坐标系电压分量进行clarke逆变换，获得三相电压。
85.将vα和vβ值经过clarke逆变换得到三相电压va、vb和vc。该三相电压可用来计算新的pwm脉宽调制波的占空比值，以生成所期望的电压矢量。
86.s48，根据上述三相电压va、vb和vc生成pwm脉宽调制波，以控制所述电机启动运行。
87.实施例2
88.本实施例提供一种电机转子定位装置，用于实现上述电机转子定位方法，图6为根据本发明实施例的电机转子定位装置的结构框图，如图6所示，所述装置包括：
89.获取模块10，用于在电机启动之前，获取预先设置的定位角度。
90.控制模块20，用于控制电机转子切换至所述定位角度，并且控制电机的电流逐渐上升至当前定位角度对应的定位电流。
91.本实施例的电机转子定位装置，通过控制模块20控制电机转子切换至所述定位角度，并且控制电机的电流逐渐上升至当前定位角度对应的定位电流，通过减缓电流上升速度，能够减小转子拉动过程中的速度，防止转子发生振荡，引起振动声，提升了用户体验。
92.为了避免首次定位的定位角度不准确，还进行第二次，第三次甚至第n次定位，即控制定位角度切换至第二定位角度a2、第三定位角度a3、第n定位角度an，在定位角度的数量为至少两个时，为了避免转子转动过大，相邻定位角度之间的差值小于90
°
。
93.所述控制模块20还用于：在电机转子切换定位角度之前，均控制电机的电流归零。
94.为了进一步控制电流上升的速度，控制模块20还用于：判断所述定位角度对应的定位电流是否大于预设阈值；如果否，则控制所述电机的电流由零按照预设速度上升至当前定位角度对应的定位电流；如果是，则控制所述电机的电流由零分区段上升至当前定位角度对应的定位电流。具体地，控制所述电机的电流由零分区段上升至当前定位角度对应的定位电流，包括：控制所述电机的电流依次上升至不同的区段阈值；在所述电机的电流每次上升至区段阈值后，控制所述电机的电流在预设时长内保持不变，然后上升至下一区段阈值，直至上升至当前定位角度对应的定位电流。
95.在本实施例中，所述定位角度包括第一定位角度和第二定位角度，所述第一定位角度小于所述第二定位角度。如果第一定位角度对应的定位电流小于上述预设阈值，且第二定位角度对应的定位电流大于或等于上述预设阈值，则控制模块20具体用于：
96.控制所述电机转子由任意角度转到所述第一定位角度，并控制所述电机的电流由零按照第一预设速度上升至所述第一定位电流并持续第一预设时长；控制所述电机转子的角度不变，控制所述电机的电流恢复为零，并持续第二预设时长；控制所述电机转子由第一定位角度转到所述第二定位角度，并控制所述电机的电流由零按照第二预设速度上升至所述第二定位电流并持续第三预设时长；控制所述电机转子的角度不变，控制所述电机的电流由第二定位电流按照第三预设速度上升至所述第三定位电流，并持持续第四预设时长后。
97.第二定位电流i3为第二定位角度a2对应的定位电流，第一定位电流i1为第一定位
角度a1对应的定位电流，电流阈值i2为设置的一个区段阈值，在本发明的其他实施例中，上述区段阈值可以设置为多个。在实际应用中，如果至设置一个区段阈值，为了保证电流均匀上升，区段阈值为第二定位电流i3的1/2；如果设置多个区段阈值，为了保证电流均匀上升，则通过多个区段阈值将零到第二定位电流i3的电流区间平均分为几个子电流区间。
98.控制模块20还用于：在切换完定位角度，并控制电机的电流逐渐上升至当前定位角度对应的定位电流之后，控制电机进入开环控制程序，在结束开环控制程序后，根据当前定位角度和当前定位角度对应的定位电流输出pwm脉宽调制波，以控制电机启动运行。
99.实施例3
100.本实施例提供一种电机，包括上述实施例中的电机转子定位装置，用于控制切换定位角度及减缓电流上升速度，达到精确定位角度的目的，减小转子拉动过程中的速度，防止转子发生振荡，引起振动声，提升了用户体验。
101.实施例4
102.本实施例提供一种压缩机，包括上述实施例中的电机。
103.实施例5
104.本实施例提供一种制冷设备，包括上述实施例中的压缩机。在本发明的一些实施例中，所述制冷设备包括冰箱或者空调。
105.实施例6
106.本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述实施例中的电机转子定位方法。
107.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
108.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
109.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。