[发明专利]一种直流风机的启动控制方法和装置有效

专利信息
申请号: 201410737950.2 申请日: 2014-12-05
公开(公告)号: CN104481907A 公开(公告)日: 2015-04-01
发明(设计)人: 梁国强;张国柱 申请(专利权)人: 广东美的制冷设备有限公司
主分类号: F04D27/00 分类号: F04D27/00
代理公司: 深圳中一专利商标事务所 44237 代理人: 蒋芳霞
地址: 528311 广*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 直流 风机 启动 控制 方法 装置
【说明书】:

技术领域

发明属于电机的控制领域,尤其涉及一种直流风机的启动控制方法和控制装置。

背景技术

目前空调用的直流风扇电机,即永磁同步风扇电机,主要有两种,一种为内置位置传感器的电机,另一种为无位置传感器的电机。其中,无位置传感器的直流电机结构简单、可靠性高并且成本低,得到了越来越广泛的应用。由于空调用的风扇,特别是空调室外机的风扇,转动惯量大,在复杂的外界环境下常常受到各种扰动;而无位置传感器直流电机由于不能直接获得位置信号,控制难度较高,在各种外界扰动下往往会出现启动失败的情况。例如,在自然风的作用下,室外风扇在启动时可能是逆向旋转的,这个时候就需要直流电机驱动器使用恰当的制动方法以及启动方法,来保证风机的稳定启动。

针对逆风条件下的直流风扇电机驱动,现有的启动控制方法主要有以下几种:

一是向转子线圈注入固定幅值的正弦波电流,产生固定幅值的旋转磁场,其旋转方向与正在逆风旋转的风扇旋转方向相反,从而产生制动力矩,克服转子的逆向旋转动能,直到风扇停止下来,再进行正向的开环启动,继而进入转速闭环运行。该方法由于制动过程是转速开环状态,旋转磁场与转子之间的相位差是随机的,并且转子逆向旋转的转速也是未知的,其制动效果往往不能满足要求,在转子不能完全制动下来的时候,即容易导致启动失败。

二是向直流电机三相绕组输入零矢量,即等效于将三相绕组短路的效果,从而在绕组中产生制动电流,使风扇减速后再进行开环启动。这种方法的制动力矩是依靠风扇旋转产生的,其启动过程的电机电流波形如图1所示,一般可分为t1到t4四个阶段:

第一阶段t1:检测直流电机三相电流和电压,电机相电流峰峰值为0.5~1安培,判断直流电机的旋转方向;

第二阶段t2:若检测到风机反转,则对电机进行零矢量制动,电机相电流峰峰值为0.5~1安培;

第三阶段t3:注入固定幅值的正弦波电流,产生固定幅值的旋转磁场,其旋转方向与正在逆风旋转的风扇旋转方向相反,转速可为50rpm,电机相电流峰值为1.5~2安培;

第四阶段t4:切换到正向速度闭环运行,目标转速为400rpm,电机相电流峰峰值为0.5~1安培,启动过程结束。

由图1可知,从启动控制原理上不可能使风扇完全制动到停止状态,因此也容易导致启动失败。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的首先在于提供一种直流风机的启动控制方法,以解决现有直流风机的逆风启动不可靠、容易失败的技术问题。

为了实现上述目的,本发明提供的直流风机的启动控制方法包括以下步骤:

通过检测直流风机的三相电流和电压判断直流风机的旋转方向;

当所述旋转方向为逆向旋转时,控制所述直流风机逆向闭环减速运行;

当转速降低到逆向转速阈值Fn以下时,控制所述直流风机切换到正向运行,并且其目标转速设置为Fz;

控制所述直流风机正向闭环运行,启动过程结束。

与此相应的,本发明的目的还在于提供一种直流风机的启动控制装置,所述装置包括:

方向获取模块,用于通过检测直流风机的三相电流和电压判断直流风机的旋转方向;

逆向闭环控制模块,用于当所述旋转方向为逆向旋转时,控制所述直流风机逆向闭环减速运行;

方向切换模块,用于当转速降低到逆向转速阈值Fn以下时,控制所述直流风机切换到正向运行,并且其目标转速设置为Fz;

正向闭环控制模块,用于控制所述直流风机正向闭环运行,直到启动过程结束。

本发明提供的直流风机的控制方法和装置,可以适用于所有无位置传感器的直流风扇电机的启动和控制,尤其适用于空调器室外机的风扇电机启动控制。特别地,在直流风机的逆向启动时,使用先逆向闭环运行再切换到正向闭环运行的方式,使得启动过程中直流风机一直处于闭环控制状态,整个风机运行的状态都是确定的,避免了开环制动过程中风机状态的不确定性所带来的启动不可靠、容易启动失败的缺点,有效提高直流风机逆风条件下运行的可靠性,具有很强的实用性和通用性。

附图说明

图1是现有技术中直流风机逆风启动过程中的电机电流波形图;

图2是本发明提供的直流风机启动控制方法的实现流程图;

图3是本发明一优选实施例提供的直流风机启动控制方法的实现流程图;

图4是本发明另一优选实施例提供的直流风机启动控制方法的实现流程图;

图5是本发明一实施例提供的直流风机逆风启动过程中电机电流波形图;

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