CN117559845B - 一种水泵电机的启动控制方法及其控制*** - Google Patents
一种水泵电机的启动控制方法及其控制*** Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供一种水泵电机的启动控制方法及其控制***，涉及电机控制技术领域。其中本申请提供的技术方案通过设置较低的第一驱动电流，以及较大的第一驱动电流，使得水泵电机能够在启动阶段开始时产生较大的扭矩，以克服静摩擦力使得水泵电机开始运行。同时在启动阶段持续监测第一工作电流，由于第一工作电流与水泵电机的实际转速相关，能够避免摩擦力较大导致水泵电机实际转速与同步转速之间的转差超出正常工作范围。能够在整个启动阶段减小水泵电机受到的摩擦力的影响，保证水泵电机能够进入到正常工作阶段。
Description
技术领域
本申请涉及电机控制技术领域，具体涉及一种水泵电机的启动控制方法及其控制***。
背景技术
随着社会发展，各类水泵电机的应用越来越广泛。但是水泵电机在实际运行中，常因环境因素而造成摩擦力的变化，导致水泵电机的启动电流产生较大差异，当摩擦力过大时，会导致水泵电机运行电流过大，甚至损坏。
针对这个问题，相关技术多采用变频调速控制技术，通过改变电机的运行频率来调节水泵电机的运行状态。但是变频调速控制技术无论是低频启动还是高频启动，由于水泵电机的摩擦力较大，仍会导致水泵电机无法进入到正常工作阶段。
发明内容
本申请提供一种水泵电机的启动控制方法及其控制***，能够在整个启动阶段减小水泵电机受到的摩擦力的影响，保证水泵电机能够进入到正常工作阶段。
第一方面，本申请提供了一种水泵电机的启动控制方法，所述方法包括：
获取水泵电机的额定电流、额定电压以及额定频率，设置大于所述额定电流的第一驱动电流，设置小于所述额定频率的第一驱动频率；
控制所述水泵电机按照所述第一驱动电流以及所述第一驱动频率进入启动阶段，并获取所述水泵电机处于所述启动阶段的第一工作电流；
根据所述第一工作电流以及所述第一驱动电流，计算电机驱动电压；
根据所述第一驱动频率、所述额定频率以及所述额定电压，计算正常工作电压；
当监测到所述水泵电机处于所述启动阶段的时长未超出第一预设时长时，判断所述第一工作电流是否小于所述额定电流；
若所述第一工作电流小于所述额定电流，则判断所述电机驱动电压与所述正常工作电压的第一绝对差值是否小于预设电压差值；
若所述第一绝对差值小于预设电压差值，则确定所述水泵电机进入正常工作阶段。
通过采用上述技术方案，通过设置较低的第一驱动电流，以及较大的第一驱动电流，使得水泵电机能够在启动阶段开始时产生较大的扭矩，以克服静摩擦力使得水泵电机开始运行。同时在启动阶段持续监测第一工作电流，由于第一工作电流与水泵电机的实际转速相关，能够避免摩擦力较大导致水泵电机实际转速与同步转速之间的转差超出正常工作范围。能够在整个启动阶段减小水泵电机受到的摩擦力的影响，保证水泵电机能够进入到正常工作阶段。
可选的，若所述第一工作电流不小于所述额定电流，或，所述第一绝对差值不小于预设电压差值，则间隔固定时长再次重新获取所述水泵电机处于所述启动阶段时的第二工作电流。
通过采用上述技术方案，在水泵电机的启动控制过程中，需要检测第一工作电流和计算第一绝对差值，以判断电机是否达到正常工作阶段。若第一工作电流仍大于额定电流，或，第一绝对差值大于预设差值，说明水泵电机还未完全实现平稳启动。通过固定间隔重新获取第二工作电流，可以监测电机的整个启动过程，判断什么时刻能够达到正常工作阶段。
可选的，所述若所述电机驱动电压与所述正常工作电压的第一绝对差值小于预设电压差值，则确定所述水泵电机进入正常工作阶段之后，还包括：
确定所述水泵电机处于所述启动阶段时获取所述第二工作电流的次数；
确定所述电机驱动电压与所述正常工作电压的第一绝对差值与预设电压差值的第二绝对差值；
根据获取所述第二工作电流的次数以及所述第二绝对差值，对所述第一驱动电流以及所述第一驱动频率进行调整。
通过采用上述技术方案，在水泵电机的启动控制中，统计获取第二工作电流的次数，次数越多表示启动时间越长；同时计算第一绝对差值与预设差值的第二绝对差值，第二绝对差值过大表示启动效果差。通过获取次数和第二绝对差值，可以评估启动时间长短和启动效果好坏这两个指标，作为调节第一驱动电流和频率的参数依据。基于启动时长和效果的反馈调节，以自动优化水泵电机的启动控制参数，从而能够提高水泵电机的启动控制效果，缩短水泵电机的启动时间。
可选的，所述确定所述水泵电机处于所述启动阶段时获取所述第二工作电流的次数，包括：
记录出现所述第一工作电流不小于所述额定电流时的第一次数；
记录出现所述第一绝对差值不小于预设电压差值时的第二次数；
对所述第一次数以及所述第二次数进行求和，得到所述水泵电机处于所述启动阶段时获取所述第二工作电流的次数。
通过采用上述技术方案，通过记录出现问题的次数，实现了对水泵电机启动过程中存在的问题进行量化分析，以便进行针对性调整，从而提高启动控制的精确性。
可选的，所述方法还包括：
当监测到所述水泵电机处于所述启动阶段的时长超出第一预设时长时，暂停所述水泵电机运行；
生成启动故障信息，并记录启动故障次数；
若所述启动故障次数大于预设次数，则停止所述水泵电机运行；
若所述启动故障次数不大于预设次数，则在第二预设时长后，设置大于所述第一驱动电流的第二驱动电流，设置小于所述第一驱动频率的第二驱动频率；将所述第二驱动电流作为第一驱动电流，将所述第二驱动频率作为第一驱动频率，并重新执行上述控制所述水泵电机按照所述第一驱动电流以及所述第一驱动频率进入启动阶段，并获取所述水泵电机处于所述启动阶段的第一工作电流；根据所述第一工作电流以及所述第一驱动电流，计算电机驱动电压；根据所述第一驱动频率、所述额定频率以及所述额定电压，计算正常工作电压的步骤。
通过采用上述技术方案，在水泵电机启动控制过程中，如果检测到启动时长异常，可能是由于负载过大或参数设置不当导致启动失败。为防止电机损坏，需要及时暂停电机运行。同时记录启动故障次数，如果累计故障次数过多，则直接停机。这可以避免电机因重复故障启动而损坏。对启动故障的处理，通过故障次数判断是否重启，或直接停机以防损坏。同时采用闭环控制机制，动态调整参数，保证电机能够顺利启动。
可选的，所述根据所述第一工作电流以及所述第一驱动电流，计算电机驱动电压，包括：
获取所述水泵电机的内部设置参数；
将所述第一工作电流、第一驱动电流以及所述内部设置参数代入电机驱动电压计算公式，得到电机驱动电压；
所述电机驱动电压计算公式为：
；
其中，为所述第一驱动电流与第k次获取的所述第一工作电流的差值，为根据第k次获取的所述第一工作电流计算得到的所述电机驱动电压，、以及为所述内部设置参数。
通过采用上述技术方案，根据工作电流计算驱动电压，可以获得水泵电机准确的实际驱动电压值，为后续判断提供依据。
可选的，所述根据所述第一驱动频率、所述额定频率以及所述额定电压，计算正常工作电压，包括：
将所述第一驱动频率、所述额定频率以及所述额定电压代入正常工作电压计算公式，得到正常工作电压；
所述正常工作电压计算公式为：
；
其中，为所述正常工作电压，为所述第一驱动频率，为所述额定频
率，为所述额定电压。
通过采用上述技术方案，根据驱动频率和额定频率计算正常工作电压，可以快速准确得到水泵电机的理论正常工作电压值。
第二方面，本申请提供了一种水泵电机的启动控制***，所述***包括：
额定参数获取模块，用于获取水泵电机的额定电流、额定电压以及额定频率，设置大于所述额定电流的第一驱动电流，设置小于所述额定频率的第一驱动频率；
工作电流获取模块，用于控制所述水泵电机按照所述第一驱动电流以及所述第一驱动频率进入启动阶段，并获取所述水泵电机处于所述启动阶段的第一工作电流；
驱动电压计算模块，用于根据所述第一工作电流以及所述第一驱动电流，计算电机驱动电压；
正常工作电压计算模块，用于根据所述第一驱动频率、所述额定频率以及所述额定电压，计算正常工作电压；
电流判断模块，用于当监测到所述水泵电机处于所述启动阶段的时长未超出第一预设时长时，判断所述第一工作电流是否小于所述额定电流；
电压判断模块，用于若所述第一工作电流小于所述额定电流，则判断所述电机驱动电压与所述正常工作电压的第一绝对差值是否小于预设电压差值；
正常工作阶段确定模块，用于若所述第一绝对差值小于预设电压差值，则确定所述水泵电机进入正常工作阶段。
第三方面，本申请提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述任意一项方法。
第四方面，本申请提供了一种电子设备，包括处理器、存储器和收发器，所述存储器用于存储指令，所述收发器用于和其他设备通信，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述电子设备执行如上述任意一项方法。
综上所述，本申请技术方案所带来的有益效果包括：
1．通过设置较低的第一驱动电流，以及较大的第一驱动电流，使得水泵电机能够在启动阶段开始时产生较大的扭矩，以克服静摩擦力使得水泵电机开始运行。同时在启动阶段持续监测第一工作电流，由于第一工作电流与水泵电机的实际转速相关，能够避免摩擦力较大导致水泵电机实际转速与同步转速之间的转差超出正常工作范围。因而能够减小水泵电机受到的摩擦力的影响，保证水泵电机能够进入到正常工作阶段。
2．在水泵电机的启动控制中，统计获取第二工作电流的次数，次数越多表示启动时间越长；同时计算第一绝对差值与预设差值的第二绝对差值，第二绝对差值过大表示启动效果差。通过获取次数和第二绝对差值，可以评估启动时间长短和启动效果好坏这两个指标，作为调节第一驱动电流和频率的参数依据。基于启动时长和效果的反馈调节，以自动优化水泵电机的启动控制参数，从而能够提高水泵电机的启动控制效果，缩短水泵电机的启动时间。
附图说明
图1是本申请实施例的一种水泵电机的启动控制方法的流程示意图；
图2是本申请实施例的一种水泵电机的启动控制***的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
附图标记说明：201、额定参数获取模块；202、工作电流获取模块；203、驱动电压计算模块；204、正常工作电压计算模块；205、电流判断模块；206、电压判断模块；207、正常工作阶段确定模块；300、电子设备；301、处理器；302、通信总线；303、用户接口；304、网络接口；305、存储器。
实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本申请实施例的描述中，“示性的”、“例如”或者“举例来说”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示性的”、“例如”或者“举例来说”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示性的”、“例如”或者“举例来说”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个***是指两个或两个以上的***，多个屏幕终端是指两个或两个以上的屏幕终端。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
请参见图1，为本申请实施例提供的一种水泵电机的启动控制方法的流程示意图，该方法可依赖于计算机程序实现，可依赖于单片机实现，也可运行于基于冯诺依曼体系的水泵电机的启动控制***上。该计算机程序可集成在应用中，也可作为独立的工具类应用运行。下面对水泵电机的启动控制方法的具体步骤做详细说明。
S101：获取水泵电机的额定电流、额定电压以及额定频率，设置大于额定电流的第一驱动电流，设置小于额定频率的第一驱动频率。
首先调用额定参数获取组件，获取水泵电机的额定电流、额定电压以及额定频率。其中，额定电流是水泵电机的一个固有参数，代表其正常工作时的电流大小。额定电压是指水泵电机正常工作时的供电电压。额定频率是指水泵电机在正常工作阶段下的供电频率。
第一驱动电流是指水泵电机在启动阶段所需要的驱动电流值，它大于水泵电机的额定电流。第一驱动电流是根据水泵电机的额定电流来具体设置的，其目的是为了在水泵电机启动时提供足够大的起动转矩，以实现水泵电机的启动。第一驱动频率是指水泵电机在启动阶段所需要的驱动频率值，它小于水泵电机的额定频率。第一驱动频率是根据水泵电机的额定频率来具体设置的，其目的是在启动阶段让水泵电机以一个较低的频率运行，以实现软启动。
第一驱动频率与第一驱动电流一起，控制水泵电机按照这两个参数的值进入软启动过程，在这一过程中，控制器根据电机的实际工作状态逐步调整频率，将电机的工作带到正常的额定频率。
设置大于额定电流的第一驱动电流是为了提供足够大的起动转矩，满足水泵电机启动时的转速和输出功率需要。设置小于额定频率的第一驱动频率是为了降低水泵电机的旋转速度，实现软启动，防止水泵电机在启动初期因摩擦力造成的机械故障。
在一种可选的实施方式中，第一驱动电流可以设置为额定电流的1.3倍，第一驱动频率可以设置为额定频率的0.5倍。
S102：控制水泵电机按照第一驱动电流以及第一驱动频率进入启动阶段，并获取水泵电机处于启动阶段的第一工作电流。
启动阶段指的是水泵电机从静止状态开始启动运行，到达正常工作阶段之间的一个过渡阶段。在这个阶段里，水泵电机按照预先设置的低于额定值的第一驱动电流和第一驱动频率运行。
具体的，生成对应第一驱动电流和第一驱动频率的控制信号，通过数字到模拟转换后以模拟量方式发送给水泵电机的变频驱动器，以控制驱动器按照设置的第一驱动电流和第一驱动频率输出相应的驱动电压和频率，从而驱动水泵电机按照设定的驱动参数进入启动阶段。
通过采集水泵电机运行时的电流，并将模拟电流信号通过模数转换取得水泵电机在第一驱动参数下的第一工作电流的数字量，以监测电机在预设的第一驱动参数下的实际运行状态，作为后续闭环控制算法的反馈输入。第一工作电流是指水泵电机在第一驱动电流和第一驱动频率下的实际运行电流。检测和获取第一工作电流可以反映出水泵电机在设置的第一驱动参数下的实际运行状态。由于水泵电机自身的机械和电气特性会影响其在预设参数下的实际运行情况，因此有必要检测其实际的第一工作电流。
S103：根据第一工作电流以及第一驱动电流，计算电机驱动电压。
第一工作电流反映了水泵电机在设定的第一驱动参数下的实际运行状况和负载大小。第一驱动电流是根据水泵电机的额定参数预先设置的所需驱动电流。根据这两个电流的参数，通过电机的电磁关系计算，可以得到该水泵电机的电枢绕组在这种情况下实际的驱动电压大小。
电机驱动电压可以理解为用来驱动水泵电机旋转的电压。该驱动电压根据电机的实际运行状态和负载大小计算得出，用于精确控制水泵电机的转速和输出功率。通过对驱动电压的闭环控制，可以保证在水泵电机启动过程中，提供足以驱动电机转动的电压。
在一种具体的实现方式中，获取水泵电机的内部设置参数；
将第一工作电流、第一驱动电流以及内部设置参数代入电机驱动电压计算公式，得到电机驱动电压；
电机驱动电压计算公式为：
；
其中，为第一驱动电流与第k次获取的第一工作电流的差值，为根据
第k次获取的第一工作电流计算得到的电机驱动电压，、以及为内部设置参数。
为进一步精确计算水泵电机的驱动电压，需要获取水泵电机的内部设置参数，并将第一工作电流、第一驱动电流以及内部设置参数代入电机驱动电压的计算公式中进行计算。
检测并获取水泵电机的第一工作电流之后，获取水泵电机的内部设置参数，包括比例系数、积分系数以及微分系数。在电机控制中，比例系数决定了输出响应与误差之间的直接关系。增大会增加控制器对误差的敏感性，使得输出更快地响应误差。然而，过大的可能导致***振荡或不稳定。积分系数考虑过去误差的累积，并通过积分来消除***的稳态误差。增大会增加积分作用，有助于消除稳态误差，但过大的可能导致***响应过度，引起振荡或不稳定。微分系数根据误差的变化率来预测未来的误差变化，并通过减小响应速度来抑制***振荡。增大可以提高***的稳定性和响应速度，但过大的可能导致***对噪声和干扰更敏感。
这些内部设置参数反映了本台具体水泵电机的电气特性。最后，将获取的第一工作电流、设置的第一驱动电流以及内部设置参数代入电机驱动电压计算公式中进行计算，通过比例、积分、微分调节来获取精确的电机驱动电压。根据水泵电机的实际电气特性和实时状态，采用PID闭环控制算法计算出驱动电压。相比简单设置一个预置电压，PID控制可以更好地适应电机的需求，实现平稳启动
S104：根据第一驱动频率、额定频率以及额定电压，计算正常工作电压。
正常工作电压指的是水泵电机在额定频率和额定电压条件下的正常供电电压，是水泵电机正常工作时的稳定状态下的电压值。正常工作电压是根据水泵电机的额定频率和额定电压预先计算得出的参考值。其作用是为了判断水泵电机是否已经从启动阶段顺利进入到正常工作阶段。
具体的，在水泵电机启动过程中，会实时检测电机的第一工作电流，并根据工作电流计算出驱动电压。当驱动电压与预先计算得到的正常工作电压之差小于设置阈值时，则可以确定水泵电机已经进入到正常工作阶段，此时可以切换水泵电机到额定频率和额定电压进行正常工作。
在一种可选的实施方式中，将第一驱动频率、额定频率以及额定电压代入正常工作电压计算公式，得到正常工作电压；
正常工作电压计算公式为：
；
其中，为正常工作电压，为第一驱动频率，为额定频率，为额定
电压。
电机的工作电压与供电频率成正比；在电机正常工作时，供电频率为额定频率，供电电压为额定电压。而在启动阶段，供电频率为第一驱动频率，低于额定频率。因此，通过第一驱动频率与额定频率的比值，可以估算出正常工作电压的数值。
这样计算正常工作电压的好处是为后续判断电机是否进入正常工作阶段提供参考依据。在启动过程中，将监测到的实际驱动电压与预先计算得到的正常工作电压进行比较，如果差值在允许范围内，则可判定电机已经从启动过程转入正常工作阶段。
S105：当监测到水泵电机处于启动阶段的时长未超出第一预设时长时，判断第一工作电流是否小于额定电流。
在控制水泵电机启动的过程中，需要实时监测电机在预设的第一驱动参数下的启动时长。启动时长需要控制在一个合理的范围内，既要保证启动过程顺利完成，又要避免启动时间过长而造成电机损坏。
因此，设置一个第一预设时长作为启动阶段的时长阈值。通过调用时长监测模块，可以实时检测水泵电机处于启动阶段的经过时长。将监测到的启动时长与预设的第一预设时长进行比较。如果监测到的启动时长未超过第一预设时长，则说明水泵电机还在正常的启动过程中，尚未超过允许的最大启动时长。
接下来需要检测水泵电机在第一驱动参数下的第一工作电流，并将其与水泵电机的额定电流进行比较。这是因为，第一工作电流可以反映水泵电机在启动参数下的实际工作状况和负载大小。将第一工作电流与额定电流比较，可以判断电机是否已经接近正常工作阶段。
具体的，调用电流检测模块获取水泵电机在启动过程中某一时刻的第一工作电流；并将检测到的第一工作电流与存储的额定电流数值进行比较。如果第一工作电流小于额定电流，则说明水泵电机在启动参数下的工作电流已经接近了其额定工作状态，启动过程即将结束。
监测到水泵电机处于启动阶段的时长超出第一预设时长的具体步骤，可以是间隔固定时长采集第一工作电流，每次采集记录采集次数，当间隔固定时长采集一定次数时，也就对应了一定的采集时长，因此可以判断水泵电机处于启动阶段的时长是否超出第一预设时长。举例来说，间隔的固定时长可以设置为0.5秒，即0.5秒采集一次第一工作电流，2.5秒为第一预设时长，因此当第5次采集时，即可判断水泵电机处于启动阶段的时长超出第一预设时长。
在一种可选的实施方式中，当监测到水泵电机处于启动阶段的时长超出第一预设时长时，暂停水泵电机运行；
生成启动故障信息，并记录启动故障次数；
若启动故障次数大于预设次数，则停止水泵电机运行；
若启动故障次数不大于预设次数，则在第二预设时长后，设置大于第一驱动电流的第二驱动电流，设置小于第一驱动频率的第二驱动频率；将第二驱动电流作为第一驱动电流，将第二驱动频率作为第一驱动频率，并重新执行上述控制水泵电机按照第一驱动电流以及第一驱动频率进入启动阶段，并获取水泵电机处于启动阶段的第一工作电流；根据第一工作电流以及第一驱动电流，计算电机驱动电压；根据第一驱动频率、额定频率以及额定电压，计算正常工作电压的步骤。
在水泵电机启动控制过程中，如果检测到水泵电机处于启动阶段的时长已经超出了预先设置的第一预设时长，则说明启动过程异常，需要采取相应的控制措施。一种可选的具体设置为，预设次数为5次，第二预设时长为10秒。
出现这种情况的原因可能是水泵电机的摩擦力过大，使得在预设的第一驱动参数下无法正常启动。为了防止电机因长时间高负载运转而发生故障，需要立即调用启动暂停模块，将水泵电机运行暂停，使其脱离可能的机械过载状态。
接下来，通过启动故障处理模块记录这次启动故障事件。将启动故障次数与预设的允许故障次数限值进行对比。如果启动故障次数已经超过预设限值，则说明该水泵电机出现了严重、持续的启动故障，有可能存在机械故障或参数设置错误。此时调用停机模块，将水泵电机完全停止运行。
另一方面，如果记录的启动故障次数仍在允许范围内，则判断这次启动故障可能是由参数设置不当造成的。在等待一预设的时长后，调用参数调整模块，设定第二驱动电流和第二驱动频率，使其相对第一驱动参数更适合水泵电机的实际工作状态。并用第二驱动参数取代第一驱动参数，重新执行启动过程。
在新的启动循环中，依然需要定期检测水泵电机的第一工作电流。并根据实际电流、驱动电流、内部参数计算驱动电压；根据驱动频率、额定频率、额定电压计算正常工作电压。通过不断调整驱动参数，直到水泵电机能够顺利启动，进入正常工作阶段。
S106：若第一工作电流小于额定电流，则判断电机驱动电压与正常工作电压的第一绝对差值是否小于预设电压差值。
在控制水泵电机的启动过程中，如果检测到第一工作电流已经小于额定电流，说明水泵电机在预设的第一驱动参数下，已经接近正常工作阶段。但是仅从电流值判断还不够，还需检测电压信息，以确定是否可以退出启动过程。
在控制水泵电机启动的过程中，为了充分确保电机能够平稳过渡到正常工作阶段，需要对电机的工作电流和工作电压这两个关键参数进行监测判断。
具体的，首先，当控制器检测到水泵电机在预设的第一驱动参数下运行时，其工作电流值即第一工作电流已经低于该电机的额定电流时，这表示电机运行电流已经接近了额定工作状态，启动初期的大电流情况已经得到缓解。
但是，仅凭电流下降这一条件还不足以断定电机已经完全实现平稳启动。因此，在电流判断之后，控制器还需要调用电压计算单元，根据已知的第一驱动频率、水泵电机的额定频率以及额定电压，计算出该电机在正常工作条件下的理论电压值，即为正常工作电压。
然后，测量水泵电机在当前第一驱动参数下的实际运行电压，即为电机驱动电压。将该驱动电压值与之前计算得到的正常工作电压进行比较，如果两者的绝对差值小于控制器预先设置的允许电压差值，则可以确定在当前驱动参数下，水泵电机的工作电压已经接近了额定状态下的正常电压。
此时，控制器即可以判定水泵电机已经实现平稳启动，可直接驱动电机切换到额定电压和额定频率，运行在稳定的正常工作阶段中。如果两电压差值过大，则还需要继续调整驱动参数，重新进入启动过程，直至电压差值变得足够小。预设电压差值可以设置为水泵电机的额定电压的10%。
在一种可选的实施方式中，若第一工作电流不小于额定电流，或，第一绝对差值不小于预设电压差值，则间隔固定时长再次重新获取水泵电机处于启动阶段时的第二工作电流。
当出现第一工作电流不小于额定电流，或，第一绝对差值不小于预设电压差值中的任意一种情况，说明还不能进入下一步骤，需要重新间隔固定时长去采集水泵电机在启动参数下的第二工作电流，用第二工作电流继续进行判断，目的是为了得到进入正常工作阶段的时长。
当出现第一工作电流不小于额定电流，或第一绝对差值不小于预设电压差值的两种情况中的任意一种时，说明水泵电机还未达到可以进入正常工作阶段的状态。这时不能直接进行下一步是否进入正常工作的判断，而要重新等待一个固定的时长，再次采集水泵电机在启动参数下的第二工作电流。
获取第二工作电流的目的是为了继续监测水泵电机的实际运行状态，判断它是否满足进入正常工作的条件。通过重新获取工作电流，可以知道水泵电机在启动参数作用一段时间后是否有改善。
在一种可选的实施方式中，确定水泵电机处于启动阶段时获取第二工作电流的次数；
确定电机驱动电压与正常工作电压的第一绝对差值与预设电压差值的第二绝对差值；
根据获取第二工作电流的次数以及第二绝对差值，对第一驱动电流以及第一驱动频率进行调整。
具体的，在水泵电机启动控制过程中，每次获取第二工作电流都是在固定时长间隔后进行的。所以，第二工作电流的获取次数实际上代表了水泵电机从开始启动到最终成功的正常工作阶段所经历的时长。获取次数越多，说明水泵电机实现平稳启动所需的时间就越长。反之，如果获取次数很少，则说明水泵电机能够在较短时间内完成启动过程进入正常工作阶段。确定获取第二工作电流的次数，实际上就是在统计水泵电机启动所需的时间长短。获取次数多表示启动时间长，这可能是由于驱动参数设置不当所导致。统计获取次数后，可以作为评判水泵电机启动效果的一个重要依据。
在水泵电机的启动控制过程中，对电机实际的驱动电压和理论上的正常工作电压进行测算，并计算出两者的数值差即第一绝对差值，这可以判断当前的驱动参数是否能使电机工作电压接近理想状态。
此外，还需要测量第一绝对差值和预设的允许电压差值这两个阈值数值之间的距离，即第二绝对差值。第二绝对差值能评估预设阈值的合理精确程度。
根据两次测量结果，如果第一绝对差值过大，则需要调整驱动电流或频率的参数；如果第二绝对差值过大，则需要重新设置更合理的电压阈值。
在一种可选的实施方式中，记录出现第一工作电流不小于额定电流时的第一次数；
记录出现第一绝对差值不小于预设电压差值时的第二次数；
对第一次数以及第二次数进行求和，得到水泵电机处于启动阶段时获取第二工作电流的次数。
在水泵电机的启动控制过程中，为了统计分析获取第二工作电流的总次数，可以设置两个记录模块，分别记录以下情况:
首先，当检测到第一工作电流不小于额定电流时，第一记录模块会记录此时的出现次数，得到一个第一次数。其次，如果检测到电机驱动电压与正常工作电压之间的第一绝对差值不小于预设的允许电压差值时，第二记录模块会记录此时出现的次数，得到一个第二次数。
两种记录方式都可以反映出水泵电机启动过程中存在的问题，电流过大和电压匹配不准确。记录次数越多，表示问题出现越频繁，需要改进驱动参数。
最后，将两种记录情况的次数送入统计模块进行求和运算。求和结果就可以得到水泵电机在整个启动阶段中，获取第二工作电流的总次数。
S107：若第一绝对差值小于预设电压差值，则确定水泵电机进入正常工作阶段。
在对水泵电机进行启动控制过程中，最终需要实现电机从启动阶段平稳转入正常工作阶段。为判断转入时机，需要计算电机当前的驱动电压和正常工作电压这两个电压值，并比较其数值大小差距。
当前驱动电压可以通过检测电流等参数测算获得。正常工作电压可以根据电机的额定电压与频率参数预先计算。这两者的数值差距能直接反映电机实际工作电压与理想电压的接近程度。
在此启动控制阶段，每完成一次驱动参数调整，就可以重新计算电压差值。当测算结果小于预先设置的可允许电压差范围时，就可以断定电机工作电压已经足够接近了正常状态，实现了平稳的转变。
此时，控制器即可以根据电压差值的判断结果，确认电机已经进入到了正常的工作阶段，启动过程获得成功完成。接下来控制器将直接输出控制信号，按照额定电压和频率要求运行电机，使其稳定工作。
下述为本申请***实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请***实施例中未披露的细节，请参照申请方法实施例。
请参见图2，其示出了本申请一个示例性实施例提供的水泵电机的启动控制***的结构示意图。该***可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为***的全部或一部分。该***包括额定参数获取模块201、工作电流获取模块202、驱动电压计算模块203、正常工作电压计算模块204、电流判断模块205、电压判断模块206以及正常工作阶段确定模块207。
额定参数获取模块201，用于获取水泵电机的额定电流、额定电压以及额定频率，设置大于额定电流的第一驱动电流，设置小于额定频率的第一驱动频率；
工作电流获取模块202，用于控制水泵电机按照第一驱动电流以及第一驱动频率进入启动阶段，并获取水泵电机处于启动阶段的第一工作电流；
驱动电压计算模块203，用于根据第一工作电流以及第一驱动电流，计算电机驱动电压；
正常工作电压计算模块204，用于根据第一驱动频率、额定频率以及额定电压，计算正常工作电压；
电流判断模块205，用于当监测到水泵电机处于启动阶段的时长未超出第一预设时长时，判断第一工作电流是否小于额定电流；
电压判断模块206，用于若第一工作电流小于额定电流，则判断电机驱动电压与正常工作电压的第一绝对差值是否小于预设电压差值；
正常工作阶段确定模块207，用于若第一绝对差值小于预设电压差值，则确定水泵电机进入正常工作阶段。
可选的，水泵电机的启动控制***还包括第二工作电流获取单元，调整单元以及第二工作电流记录单元。
第二工作电流获取单元，用于若第一工作电流不小于额定电流，或，第一绝对差值不小于预设电压差值，则间隔固定时长再次重新获取水泵电机处于启动阶段时的第二工作电流。
调整单元，用于确定水泵电机处于启动阶段时获取第二工作电流的次数；确定电机驱动电压与正常工作电压的第一绝对差值与预设电压差值的第二绝对差值；根据获取第二工作电流的次数以及第二绝对差值，对第一驱动电流以及第一驱动频率进行调整。
第二工作电流记录单元，用于记录出现第一工作电流不小于额定电流时的第一次数；记录出现第一绝对差值不小于预设电压差值时的第二次数；对第一次数以及第二次数进行求和，得到水泵电机处于启动阶段时获取第二工作电流的次数。
可选的，水泵电机的启动控制***还包括故障处理单元。
故障处理单元，用于当监测到水泵电机处于启动阶段的时长超出第一预设时长时，暂停水泵电机运行；生成启动故障信息，并记录启动故障次数；若启动故障次数大于预设次数，则停止水泵电机运行；若启动故障次数不大于预设次数，则在第二预设时长后，设置大于第一驱动电流的第二驱动电流，设置小于第一驱动频率的第二驱动频率；将第二驱动电流作为第一驱动电流，将第二驱动频率作为第一驱动频率，并重新执行上述控制所述水泵电机按照所述第一驱动电流以及所述第一驱动频率进入启动阶段，并获取所述水泵电机处于所述启动阶段的第一工作电流；根据所述第一工作电流以及所述第一驱动电流，计算电机驱动电压；根据所述第一驱动频率、所述额定频率以及所述额定电压，计算正常工作电压的步骤。
可选的，驱动电压计算模块203还包括第一公式计算单元。
第一公式计算单元，用于获取水泵电机的内部设置参数；将第一工作电流、第一驱动电流以及内部设置参数代入电机驱动电压计算公式，得到电机驱动电压；电机驱动电压计算公式为：
；
其中，为第一驱动电流与第k次获取的第一工作电流的差值，为根据
第k次获取的第一工作电流计算得到的电机驱动电压，、以及为内部设置参数。
可选的，正常工作电压计算模块204还包括第二公式计算单元。
第二公式计算单元，用于将第一驱动频率、额定频率以及额定电压代入正常工作电压计算公式，得到正常工作电压；正常工作电压计算公式为：
；
其中，为正常工作电压，为第一驱动频率，为额定频率，为额定
电压。
本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质可以存储有多条指令，指令适于由处理器加载并执行如上述图1所示实施例的水泵电机的启动控制方法，具体执行过程可以参加图1所示实施例的具体说明，在此不进行赘述。
请参见图3，为本申请实施例提供了一种电子设备的结构示意图。如图3所示，电子设备300可以包括：至少一个处理器301，至少一个网络接口304，用户接口303，存储器305，至少一个通信总线302。
其中，通信总线302用于实现这些组件之间的连接通信。
其中，用户接口303可以包括标准的有线接口、无线接口。
其中，网络接口304可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如WI-FI接口）。
其中，处理器301可以包括一个或者多个处理核心。处理器301利用各种接口和线路连接整个服务器内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器305内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器305内的数据，执行服务器的各种功能和处理数据。可选的，处理器301可以采用数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）、现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）、可编程逻辑阵列（Programmable LogicArray，PLA）中的至少一种硬件形式来实现。处理器301可集成中央处理器（CentralProcessing Unit，CPU）、图像处理器（Graphics Processing Unit，GPU）和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作***、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器301中，单独通过一块芯片进行实现。
其中，存储器305可以包括随机存储器（Random Access Memory，RAM），也可以包括只读存储器（Read-Only Memory）。可选的，该存储器305包括非瞬时性计算机可读介质（non-transitory computer-readable storage medium）。存储器305可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器305可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作***的指令、用于至少一个功能的指令（比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等）、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及的数据等。存储器305可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器301的存储装置。如图3所示，作为一种计算机存储介质的存储器305中可以包括操作***、网络通信模块、用户接口模块以及一种水泵电机的启动控制方法的应用程序。
在图3所示的电子设备300中，用户接口303主要用于为用户提供输入的接口，获取用户输入的数据；而处理器301可以用于调用存储器305中存储一种水泵电机的启动控制方法的应用程序，当由一个或多个处理器执行时，使得电子设备执行如上述实施例中一个或多个的方法。
一种电子设备可读存储介质，电子设备可读存储介质存储有指令。当由一个或多个处理器执行时，使得电子设备执行如上述实施例中一个或多个的方法。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必需的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所披露的装置，可通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其他的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践真理的公开后，将容易想到本公开的其他实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
Claims (9)
1.一种水泵电机的启动控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取水泵电机的额定电流、额定电压以及额定频率，设置大于所述额定电流的第一驱动电流，设置小于所述额定频率的第一驱动频率；
控制所述水泵电机按照所述第一驱动电流以及所述第一驱动频率进入启动阶段，并获取所述水泵电机处于所述启动阶段的第一工作电流；
根据所述第一工作电流以及所述第一驱动电流，计算电机驱动电压；
根据所述第一驱动频率、所述额定频率以及所述额定电压，计算正常工作电压；
所述根据所述第一驱动频率、所述额定频率以及所述额定电压，计算正常工作电压，包括：将所述第一驱动频率、所述额定频率以及所述额定电压代入正常工作电压计算公式，得到正常工作电压；
所述正常工作电压计算公式为：
；
其中，为所述正常工作电压，/>为所述第一驱动频率，/>为所述额定频率，为所述额定电压；
当监测到所述水泵电机处于所述启动阶段的时长未超出第一预设时长时，判断所述第一工作电流是否小于所述额定电流；
若所述第一工作电流小于所述额定电流，则判断所述电机驱动电压与所述正常工作电压的第一绝对差值是否小于预设电压差值；
若所述第一绝对差值小于预设电压差值，则确定所述水泵电机进入正常工作阶段。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述第一工作电流不小于所述额定电流，或，所述第一绝对差值不小于预设电压差值，则间隔固定时长重新获取所述水泵电机处于所述启动阶段时的第二工作电流。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述若所述第一绝对差值小于预设电压差值，则确定所述水泵电机进入正常工作阶段之后，还包括：
确定所述水泵电机处于所述启动阶段时获取所述第二工作电流的次数；
确定所述电机驱动电压与所述正常工作电压的第一绝对差值与预设电压差值的第二绝对差值；
根据获取所述第二工作电流的次数以及所述第二绝对差值，对所述第一驱动电流以及所述第一驱动频率进行调整。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述水泵电机处于所述启动阶段时获取所述第二工作电流的次数，包括：
记录出现所述第一工作电流不小于所述额定电流时的第一次数；
记录出现所述第一绝对差值不小于预设电压差值时的第二次数；
对所述第一次数以及所述第二次数进行求和，得到所述水泵电机处于所述启动阶段时获取所述第二工作电流的次数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当监测到所述水泵电机处于所述启动阶段的时长超出第一预设时长时，暂停所述水泵电机运行；
生成启动故障信息，并记录启动故障次数；
若所述启动故障次数大于预设次数，则停止所述水泵电机运行；
若所述启动故障次数不大于预设次数，则在第二预设时长后，设置大于所述第一驱动电流的第二驱动电流，设置小于所述第一驱动频率的第二驱动频率；将所述第二驱动电流作为第一驱动电流，将所述第二驱动频率作为第一驱动频率，并重新执行上述控制所述水泵电机按照所述第一驱动电流以及所述第一驱动频率进入启动阶段，并获取所述水泵电机处于所述启动阶段的第一工作电流；根据所述第一工作电流以及所述第一驱动电流，计算电机驱动电压；根据所述第一驱动频率、所述额定频率以及所述额定电压，计算正常工作电压的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一工作电流以及所述第一驱动电流，计算电机驱动电压，包括：
获取所述水泵电机的内部设置参数；
将所述第一工作电流、第一驱动电流以及所述内部设置参数代入电机驱动电压计算公式，得到电机驱动电压；
所述电机驱动电压计算公式为：
；
其中，为所述第一驱动电流与第k次获取的所述第一工作电流的差值，/>为根据第k次获取的所述第一工作电流计算得到的所述电机驱动电压，/>、/>以及/>为所述内部设置参数。
7.一种水泵电机的启动控制***，其特征在于，所述***包括：
额定参数获取模块，用于获取水泵电机的额定电流、额定电压以及额定频率，设置大于所述额定电流的第一驱动电流，设置小于所述额定频率的第一驱动频率；
工作电流获取模块，用于控制所述水泵电机按照所述第一驱动电流以及所述第一驱动频率进入启动阶段，并获取所述水泵电机处于所述启动阶段的第一工作电流；
驱动电压计算模块，用于根据所述第一工作电流以及所述第一驱动电流，计算电机驱动电压；
正常工作电压计算模块，用于根据所述第一驱动频率、所述额定频率以及所述额定电压，计算正常工作电压；所述根据所述第一驱动频率、所述额定频率以及所述额定电压，计算正常工作电压，包括：将所述第一驱动频率、所述额定频率以及所述额定电压代入正常工作电压计算公式，得到正常工作电压；所述正常工作电压计算公式为：；其中，/>为所述正常工作电压，/>为所述第一驱动频率，/>为所述额定频率，/>为所述额定电压；
电流判断模块，用于当监测到所述水泵电机处于所述启动阶段的时长未超出第一预设时长时，判断所述第一工作电流是否小于所述额定电流；
电压判断模块，用于若所述第一工作电流小于所述额定电流，则判断所述电机驱动电压与所述正常工作电压的第一绝对差值是否小于预设电压差值；
正常工作阶段确定模块，用于若所述第一绝对差值小于预设电压差值，则确定所述水泵电机进入正常工作阶段。
8.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如权利要求1~6任意一项所述的方法。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器和收发器，所述存储器用于存储指令，所述收发器用于和其他设备通信，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述电子设备执行如权利要求1~6任意一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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