CN104779855A - 室外风机反向无位置传感器控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及永磁同步直流电机室外风机反向无位置传感器控制技术，目的是为了解决现有技术无法实现风机处于反向无位置传感器时的逆风启动控制问题。本发明提供的室外风机反向无位置传感器控制方法的步骤如下：在反向无位置传感器运行条件下检测电机当前运行频率，并控制电机从当前运行频率到反向拖动起始频率运行；当电机达到反向拖动起始频率时刻，通过最大力矩控制获得电机d轴电流命令值及q轴电流命令值，进入反向拖动控制状态；在反向拖动运行时间内，使电机运行频率从反向拖动起始频率运行逐渐到停止状态，实现反向拖动；控制电机从停止状态拖动到正向拖动目标频率，在经历无位置传感器过渡时间，切换到无位置传感器控制。本发明适用于空调。

Description

室外风机反向无位置传感器控制方法

技术领域

本发明涉及空调控制技术，特别涉及永磁同步直流电机室外风机反向无位置传感器控制技术。

背景技术

目前，空调室外风机一般采用抽头电机控制，具有效率低，转速不可连续控制等缺点，行业内开始使用永磁同步直流无刷电机作为空调室外风机驱动部件。

但是，在室外机接收到内机发送来的开机命令时，由于海风等原因,空调在启动前,室外风扇电机可能正处于正方向或者反方向转动,特别是，当室外风机处于反向运转状态时，需要及时的进行室外风机逆风控制，将室外风机电机控制到正转状态，达到正确控制电机的启动运行目的。而目前还没有一种能够实现风机处于反向状态时逆风启动控制的方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术无法实现风机处于反向运转时的逆风启动控制问题。

为达到上述目的，本发明提供一种室外风机反向无位置传感器控制方法，该方法包括如下步骤：

A.在反向无位置传感器运行条件下，检测电机当前运行频率f₁，并控制电机从当前运行频率f₁到反向拖动起始频率f_d运行；

B.当电机达到反向拖动起始频率f_d时刻，通过最大力矩控制获得电机d轴电流命令值为I_{d_1} ^*，q轴电流命令值I_{q_1} ^*，进入反向拖动控制状态；

C.在反向拖动运行时间内，使电机运行频率从反向拖动起始频率f_d运行逐渐到停止状态，实现反向拖动；

D.控制电机从停止状态拖动到正向拖动目标频率，在经历无位置传感器过渡时间，切换到无位置传感器控制，实现电机的逆风启动控制。

具体地，步骤A的具体方法如下：利用比例积分调节，将控制频率命令值f₁ ^*与电机当前运行频率f₁之差作为比例积分调节的输入，比例积分调节的输出作为控制力矩τ，通过最大力矩控制计算电机d轴电流命令I_d ^*与q轴电流命令I_q ^*，并根据d轴电流命令I_d ^*与q轴电流命令I_q ^*控制电机从当前运行频率f₁到反向拖动起始频率f_d运行。

具体地，步骤C的具体方法如下：控制d轴拖动电流从I_{d_1} ^*开始，经过控制拖动角度从γ开始到0变化，控制拖动电流从I_{d_1} ^*开始逐渐到Icosγ最终到I变化，同时控制q轴拖动电流从I_{q_1} ^*开始逐渐到I sinγ最终到0变化，使电机运行频率从反向拖动起始频率f_d运行逐渐到停止状态，实现反向拖动，其中I为反向拖动目标电流，γ为反向拖动起始角度。

具体地，步骤D的具体方法如下：控制电机转数从停止运转开始，经历正向拖动时间，控制拖动角度从0到拖动角度γ₂变化，控制d轴拖动电流从I到I₂cosγ₂变化，同时控制q轴拖动电流从0到I₂sinγ₂变化，控制电机从停止状态拖动到正向拖动目标频率，其中I₂为正向拖动目标电流，γ₂为正向拖动目标角度。

具体地，步骤D中，正向拖动目标电流I₂与反向拖动目标电流I大小相同。

本发明的有益效果是：通过上述一种室外风机反向无位置传感器控制方法，能够控制电机从反向运转达到正向运转，最终达到正向无位置传感器运行状态，实现室外风机逆风启动控制。

附图说明

图1为实施例的d/q坐标系和随电机转子运转的旋转αβ坐标系变量示意图；

图2为实施例的反向无位置传感器控制控制结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步描述，应当注意的是，实施例仅仅是为了帮助读者更好地理解本发明是技术构思，并不用以限制本发明权利要求的保护范围。

本发明提供一种室外风机反向无位置传感器控制方法，其具体的步骤如下：首先，在反向无位置传感器运行条件下，检测电机当前运行频率f₁，并控制电机从当前运行频率f₁到反向拖动起始频率f_d运行；当电机达到反向拖动起始频率f_d时刻，通过最大力矩控制获得电机d轴电流命令值为I_{d_1} ^*，q轴电流命令值I_{q_1} ^*，进入反向拖动控制状态；在反向拖动运行时间内，使电机运行频率从反向拖动起始频率f_d运行逐渐到停止状态，实现反向拖动；控制电机从停止状态拖动到正向拖动目标频率，在经历无位置传感器过渡时间，切换到无位置传感器控制，实现电机的逆风启动控制。

实施例

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：单片机MCU获取电机三相反电动势U/V/W对其中心点N之间的相电数值，并进一步根据三相反电动势U/V/W之相电压数值获取电机转速f_r及其位置θ。如图1所示，当电机转速f_r小于反向拖动起始频率f_d时，需要经过从反向无位置传感器运行状态，控制频率从当前频率增加到反向拖动起始频率，再按照图2所示的控制结构示意图，一步一步控制电机运行，最终达到正向无位置传感器运行的目的。

在反向无位置传感器运行条件下，MCU检测电机当前运行频率f₁，利用PI调节，即比例积分调节，将控制频率命令值f₁ ^*与电机当前运行频率f₁之差作为PI调节的输入，PI调节的输出作为控制力矩τ，通过最大力矩控制计算电机d轴电流命令I_d ^*与q轴电流命令I_q ^*，控制电机从当前运行频率f₁到反向拖动起始频率f_d运行。当电机达到反向拖动频率f_d时刻，通过最大力矩控制获得电机d轴电流命令值为I_{d_1} ^*，q轴电流命令值I_{q_1} ^*，进入反向拖动控制状态。

在反向拖动运行时间内，控制d轴拖动电流从I_{d_1} ^*开始，经过控制拖动角度从γ开始到0变化，控制拖动电流从I_{d_1} ^*开始逐渐到Icosγ最终到I变化，同时控制q轴拖动电流从I_{q_1} ^*开始逐渐到Isinγ最终到0变化，其中I为反向拖动目标电流，γ为反向拖动起始角度，使电机运行频率从反向拖动起始频率f_d运行逐渐到停止状态，实现反向拖动。

随后，控制电机转数从停止运转开始，经历正向拖动时间，控制拖动角度从0到拖动角度γ₂变化，控制d轴拖动电流从I到I₂cosγ₂变化，同时控制q轴拖动电流从0到I₂sinγ₂变化，控制电机从停止状态拖动到正向拖动目标频率，其中I₂正向拖动目标电流，γ₂为正向拖动目标角度。之后，在经历无位置传感器过渡时间，切换到无位置传感器控制，实现电机的逆风启动控制。正向拖动目标电流I₂与反向拖动目标电流I大小相同，目的是防止电流突变。

Claims (5)

1.室外风机反向无位置传感器控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.在反向无位置传感器运行条件下，检测电机当前运行频率f₁，并控制电机从当前运行频率f₁到反向拖动起始频率f_d运行；

B.当电机达到反向拖动起始频率f_d时刻，通过最大力矩控制获得电机d轴电流命令值为I_{d_1} ^*，q轴电流命令值I_{q_1} ^*，进入反向拖动控制状态；

C.在反向拖动运行时间内，使电机运行频率从反向拖动起始频率f_d运行逐渐到停止状态，实现反向拖动；

D.控制电机从停止状态拖动到正向拖动目标频率，在经历无位置传感器过渡时间，切换到无位置传感器控制，实现电机的逆风启动控制。

2.如权利要求1所述的室外风机反向无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤A的具体方法如下：利用比例积分调节，将控制频率命令值f₁ ^*与电机当前运行频率f₁之差作为比例积分调节的输入，比例积分调节的输出作为控制力矩τ，通过最大力矩控制计算电机d轴电流命令I_d ^*与q轴电流命令I_q ^*，并根据d轴电流命令I_d ^*与q轴电流命令I_q ^*控制电机从当前运行频率f₁到反向拖动起始频率f_d运行。

3.如权利要求2所述的室外风机反向无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤C的具体方法如下：控制d轴拖动电流从I_{d_1} ^*开始，经过控制拖动角度从γ开始到0变化，控制拖动电流从I_{d_1} ^*开始逐渐到I cosγ最终到I变化，同时控制q轴拖动电流从I_{q_1} ^*开始逐渐到I sinγ最终到0变化，使电机运行频率从反向拖动起始频率f_d运行逐渐到停止状态，实现反向拖动，其中I为反向拖动目标电流，γ为反向拖动起始角度。

4.如权利要求3所述的室外风机反向无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤D的具体方法如下：控制电机转数从停止运转开始，经历正向拖动时间，控制拖动角度从0到拖动角度γ₂变化，控制d轴拖动电流从I到I₂cosγ₂变化，同时控制q轴拖动电流从0到I₂sinγ₂变化，控制电机从停止状态拖动到正向拖动目标频率，其中I₂为正向拖动目标电流，γ₂为正向拖动目标角度。

5.如权利要求3所述的室外风机反向无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤D中，正向拖动目标电流I₂与反向拖动目标电流I大小相同。