[发明专利]空调用永磁同步风扇电机的启动方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及空调技术领域，更具体地说，涉及一种空调用永磁同步风扇电机的启动方法和系统。

背景技术

现有全直流变频空调散热用风扇电机大都采用直流变频同步电机，包括直流无刷电机和永磁同步电机，其启动方法及启动成功概率至关重要，关系到空调机组能否快速进入制冷、制热运行状态。

风扇电机与变频压缩机电机不一样，其主要负载为风叶，风叶有以下2个特点：①具有较大的惯性②容易受到外界的影响，比如风。因此，在某些时候风扇电机启动时，风扇电机的转子是转动的，转子位置容易检测不准，导致启动失败。

针对上述难点，现有的风扇电机的启动方法只要有如下：

第一、风扇电机内部放置位置传感器，通过位置传感器检测转子的准确位置用于控制电机的启动。该方法中，由于转子位置检测准确，可以解决因转子位置容易检测不准导致启动失败的问题；但是，在风扇电机内部放置位置传感器，与风扇电机配合工作的变频器增加位置信号反馈电路，会增加风扇电机与变频器成本。

第二、采用开环启动，利用定子的旋转磁场拖动转子转动，当转子磁场与定子磁场达到同步时切入闭环控制。该方法中，不需要检测转子位置，启动简单；但是，无法根据实际负载情况进行调整，缺乏良好的动态性能，风扇电机难以产生最大转矩，在需要大启动转矩时，易启动失败。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种空调用永磁同步风扇电机的启动方法和系统，以实现对风扇电机的启动控制，满足启动高可靠性、低成本的要求。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种空调用永磁同步风扇电机的启动方法，包括：

检测得到风扇电机的直流母线电压V_DC；

根据公式Istartup＝Istart+K×V_DC获得风扇电机启动电流Istartup，其中：Istart为常数，K∈(0.015，0.03)；

在风扇电机以所述Istartup运行预设时间后，分别检测得到风扇电机的三绕组电流Iu、Iv和Iw；

根据Iu、Iv或Iw估算得到风扇电机运行速度Wrest；

当判断所述Wrest不小于预设启动速度时，控制风扇电机加速运行到预设速度Wrref；

检测所述风扇电机加速运行过程中的运行速度，当判断所述加速运行过程中的运行速度不小于预设速度Wrref时，将所述Wrref与Wrest的差值经过PI运算得出风扇电机在加速运行过程中电流在DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和Q轴电流参考值Iqref；

分别将电流在DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和检测值Idest的差值，电流在DQ坐标系上的Q轴电流参考值Iqref和检测值Iqest的差值经过PI运算得出风扇电机的运转电压，其中，所述检测值Idest和检测值Iqest为风扇电机在当前运行速度下的电流在DQ坐标系上的分量。

优选地，估算得到风扇电机运行速度Wrest之前，还包括：

将所述Iu、Iv和Iw分别与启动电流最大值Istartupmax对比；

若所述Istartupmax小于Iu、Iv和Iw中的一个或多个时，停止风扇电机运转，按照公式Istartup＝Istartup-K1×K×V_DC调整风扇电机启动电流Istartup，直至重新检测风扇电机的三绕组电流Iu、Iv和Iw均大于所述Istartupmax为止，其中，K∈(0.015，0.03)、K1＝0.05。

优选地，所述根据Iu、Iv或Iw估算得到风扇电机运行速度Wrest，包括：

根据公式I=1.414*abs(Iu)_峰值、公式I=1.414*abs(Iv)_峰值或者公式I=1.414*abs(Iw)_峰值计算得到I；

根据公式U=I×R+L×di/dt+e计算得到风扇电机定子反电动势e，其中：U为风扇电机端电压，R为风扇电机定子电阻，L为风扇电机定子电感；

根据公式e=Ke×Wrest计算得到风扇电机运行速度Wrest，其中：Ke为反电动势常数。

优选地，所述将Wrref与Wrest的差值经过PI运算得出风扇电机电流在DQ坐标系上的D轴电流参考值Idref和Q轴电流参考值Iqref，包括：

根据公式I=[Kp(Wrref-Wrest)+Ki∫(Wrref-Wrest)dt]/Kt计算得到电机电流I，其中：Kt转矩常数；