本發(fā)明涉及空調(diào)設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法、一種空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制方法、一種空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制裝置及一種空調(diào)室外機(jī)。

背景技術(shù)：

中央空調(diào)室外機(jī)的變頻風(fēng)機(jī)廣泛采用高功率密度、低振動(dòng)和低噪音的表貼式永磁同步電機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的寬范圍和高精度控制，業(yè)界通常采用基于矢量控制的正弦波驅(qū)動(dòng)控制方式。表貼式永磁同步電機(jī)矢量控制的核心思想是采用電機(jī)轉(zhuǎn)子位置角對電壓和電流分量進(jìn)行坐標(biāo)變換，從而實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)矩和磁通的單獨(dú)控制。矢量控制中電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的獲取是關(guān)鍵，依據(jù)轉(zhuǎn)子位置的獲取方式可分為帶霍爾傳感器的控制和無位置傳感器控制兩種，其中無位置傳感器控制成本更低，在對低速控制性能要求不高的中央空調(diào)室外風(fēng)機(jī)控制上獲得了廣泛應(yīng)用。

通常的風(fēng)機(jī)無位置傳感器控制中獲取轉(zhuǎn)子位置的方法是依據(jù)電機(jī)反電動(dòng)勢或磁通進(jìn)行估算，然而在風(fēng)機(jī)靜止啟動(dòng)或者短時(shí)間零速穿越控制時(shí)由于電機(jī)反電動(dòng)勢接近零，此時(shí)這一轉(zhuǎn)子位置獲取方式會失效。鑒于此，風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制大多采用位置開環(huán)電流閉環(huán)的驅(qū)動(dòng)方式，將風(fēng)機(jī)開環(huán)拖動(dòng)到一定轉(zhuǎn)速再切入轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。但是，室外風(fēng)機(jī)工作條件復(fù)雜，有時(shí)會存在有風(fēng)啟動(dòng)工況，這種啟動(dòng)條件下直接開環(huán)啟動(dòng)電機(jī)容易失步，無法成功切入到轉(zhuǎn)速閉環(huán)運(yùn)行狀態(tài)。所以，為了保證高的啟動(dòng)成功率，室外風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前首先需要判斷風(fēng)機(jī)啟動(dòng)狀態(tài)，即區(qū)分風(fēng)機(jī)是靜止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)、順風(fēng)啟動(dòng)還是逆風(fēng)啟動(dòng)；然后根據(jù)不同的啟動(dòng)狀態(tài)確定相應(yīng)的啟動(dòng)控制方案。需要指出的是，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前逆風(fēng)運(yùn)行時(shí)還需要獲得逆風(fēng)轉(zhuǎn)速的大小，來確定逆風(fēng)啟動(dòng)的剎車時(shí)間或者采用其他的啟動(dòng)方式。

為了解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)方案中，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前轉(zhuǎn)速方向和大小的判斷方法主要分為兩種：第一種方法是通過控制電機(jī)的電流為零來追蹤室外風(fēng)機(jī)磁通，根據(jù)磁通的大小來判斷風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向；第二種方法是通過給風(fēng)機(jī)施加零矢量來獲取三相電流，根據(jù)三相電流信號的周期和幅值換相順序來獲得風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。第一種方法計(jì)算量較大，而且計(jì)算模型依賴于準(zhǔn)確的電機(jī)參數(shù)，所以轉(zhuǎn)速估計(jì)存在誤差；第二種方法計(jì)算量小，但是所需的計(jì)算時(shí)間長，而且計(jì)算時(shí)間依賴于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，較難實(shí)時(shí)跟蹤風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

因此，如何提供一種風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向判斷方法，根據(jù)啟動(dòng)狀態(tài)不同而采用不同的啟動(dòng)控制策略，以實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)室外風(fēng)機(jī)的可靠啟動(dòng)，成為亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出了一種空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出了一種空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制方法。

本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提出了一種空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制裝置。

本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提出了一種空調(diào)室外機(jī)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面的技術(shù)方案，提出了一種空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法，包括：在第k個(gè)采樣周期內(nèi)，執(zhí)行以下步驟，其中，k＝N,N+1,…N+8,N+9，N為大于0的整數(shù)；檢測電機(jī)的三相線電壓u_sa(k)、u_sb(k)、u_sc(k)和母線電壓U_bus(k)；根據(jù)三相線電壓u_sa(k)、u_sb(k)、u_sc(k)和母線電壓U_bus(k)，計(jì)算三相相電壓u_a(k)、u_b(k)和u_c(k)；對三相相電壓u_a(k)、u_b(k)和u_c(k)進(jìn)行CLARK坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到兩相靜止坐標(biāo)系下的分量u_α(k)和u_β(k)；根據(jù)當(dāng)前電壓相位角θ對兩相靜止坐標(biāo)系下的分量u_α(k)和u_β(k)進(jìn)行PARK坐標(biāo)變換，得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的分量u_d(k)和u_q(k)；將分量u_q(k)與給定值相減，并將比較后的差值作為PI調(diào)節(jié)器的輸入；將PI調(diào)節(jié)器的輸出ω₀與2πf求和，獲得電壓的角頻率ω，其中f為常量；對角頻率ω進(jìn)行積分運(yùn)算得到第一角度θ₀；將第一角度θ₀經(jīng)過低通濾波處理得到下一個(gè)采樣周期的下一周期電壓相位角θ，作為下一周期的當(dāng)前電壓相位角θ；按周期執(zhí)行上述步驟，直到執(zhí)行時(shí)間超過預(yù)定時(shí)間；將第k個(gè)采樣周期得到的電壓相位角θ(k)與第k-10個(gè)采樣周期的電壓相位角θ(k-10)進(jìn)行比較，獲得第k個(gè)采樣周期的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω(k)；根據(jù)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω(k)是否大于零來確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面技術(shù)方案的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法，通過檢測得到電機(jī)三相線電壓和母線電壓值，利用電機(jī)的三相線電壓計(jì)算得到三相相電壓，對三相相電壓進(jìn)行CLARK坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到兩相靜止坐標(biāo)系下的分量，再根據(jù)當(dāng)前電壓相位角對得到的兩相靜止坐標(biāo)系下的分量進(jìn)行PARK坐標(biāo)變換，得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的分量，將得到的兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的分量與給定值的差值作為PI調(diào)節(jié)器的輸入值，將PI調(diào)節(jié)器的輸出值ω₀與2πf的和值作為電壓的角頻率ω，對ω進(jìn)行積分運(yùn)算得到第一角度，將得到的第一角度進(jìn)行低通濾波處理得到下一采樣周期的下一周期電壓相位角，作為下一周期的當(dāng)前電壓相位角，以采樣周期重復(fù)執(zhí)行上述處理，直到超過預(yù)定時(shí)間。將執(zhí)行過程中第k個(gè)采樣周期得到的電壓相位角與第k-10個(gè)采樣周期的電壓相位角進(jìn)行比較，得到第k個(gè)采樣周期的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，根據(jù)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的正負(fù)就能確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。通過對電機(jī)中各種參數(shù)的處理和運(yùn)算，在運(yùn)行預(yù)設(shè)時(shí)間后，就能得到風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，以便為有風(fēng)啟動(dòng)時(shí)選擇不同的啟動(dòng)策略，進(jìn)一步地提高風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的可靠性。

根據(jù)本發(fā)明的上述技術(shù)方案的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法，還可以具有以下技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案，在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，PI調(diào)節(jié)器的比例輸出為u_p(k)＝-k_pu_q(k)，k_p為比例系數(shù)；以及PI調(diào)節(jié)器的積分輸出為：u_i(k)＝u_i(k-1)+k_iTu_err(k)，其中k_i為積分系數(shù)，積分輸出的初始值u_i(0)＝0，T為采樣周期，等于PWM執(zhí)行周期；以及PI調(diào)節(jié)器的輸出ω₀(k)＝u_p(k)+u_i(k)。

在該技術(shù)方案中，對PI調(diào)節(jié)器的比例輸出和積分輸出的計(jì)算方式進(jìn)行了規(guī)范，以便在計(jì)算PI調(diào)節(jié)器的輸出時(shí)，減少誤差，使不同情況下得到的計(jì)算值更穩(wěn)定，進(jìn)一步地，可以對風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向進(jìn)行準(zhǔn)確地判斷。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案，在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，第k個(gè)采樣周期的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω(k)＝(θ(k)-θ(k-10))/10T，其中T為采樣周期，等于PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)執(zhí)行周期。

在該技術(shù)方案中，將第k個(gè)采樣周期的電壓相位角與第k-10個(gè)采樣周期的電壓相位角的差值，與采樣周期的10倍時(shí)間進(jìn)行求商，得到第k個(gè)采樣周期的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。對風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的計(jì)算方式的確定，可以使不同周期得到的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速依循同樣的規(guī)律，使計(jì)算得到的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速更穩(wěn)定、準(zhǔn)確，進(jìn)一步可以提高風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的可靠性。

根據(jù)本發(fā)明第二方面的技術(shù)方案，還提出了一種空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制方法，包括：執(zhí)行根據(jù)第一方面技術(shù)方案的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法達(dá)預(yù)定時(shí)間；在第k個(gè)采樣周期的結(jié)束時(shí)刻，計(jì)算獲得綜合矢量的幅值u_s(k)，其中k＝N,N+1,…N+8,N+9，N為大于0的整數(shù)；將u_s(k)與電壓閾值ε進(jìn)行比較，如果不存在連續(xù)10個(gè)u_s(k)的值都大于ε，則確定實(shí)施靜止啟動(dòng)方式，否則，根據(jù)第一方面技術(shù)方案的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向；以及根據(jù)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向確定風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)方式。

根據(jù)本發(fā)明第二方面技術(shù)方案的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制方法，在執(zhí)行空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法達(dá)到預(yù)定時(shí)間后，在采樣周期結(jié)束時(shí)，計(jì)算綜合矢量的幅值，并將綜合矢量的幅值與電壓閾值進(jìn)行比較，如果連續(xù)10個(gè)綜合矢量的幅值都大于電壓閾值的情況不存在，則可以確定風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)采用靜止啟動(dòng)的方式，否則根據(jù)第一方面技術(shù)方案的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法，計(jì)算得到風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，根據(jù)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向確定風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)方式。這樣，在確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向之前，判斷風(fēng)機(jī)是否在有風(fēng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)，如果風(fēng)機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，就采用靜止啟動(dòng)，如果風(fēng)機(jī)在有風(fēng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)，則需要確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向來確定風(fēng)機(jī)采用何種方式啟動(dòng)。通過這種方式，可以提高風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)效率和啟動(dòng)的可靠性，使空調(diào)的啟動(dòng)成功率更高。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案，在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，根據(jù)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向確定風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)方式具體包括：如果風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向?yàn)檎较?，則執(zhí)行第一有風(fēng)啟動(dòng)方式，否則判斷風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是否大于轉(zhuǎn)速閾值δ；如果風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)速閾值δ，則執(zhí)行第二有風(fēng)啟動(dòng)方式，否則執(zhí)行第三有風(fēng)啟動(dòng)方式。

在該技術(shù)方案中，如果風(fēng)機(jī)在有風(fēng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)，則通過第一方面技術(shù)方案中的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法，得到風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，如果風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)檎较颍瑒t啟動(dòng)第一有風(fēng)啟動(dòng)方式，如果風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)榉捶较?，則判斷風(fēng)機(jī)的反向轉(zhuǎn)速是否大于轉(zhuǎn)速閾值，如果反向轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)速閾值，則啟動(dòng)第二有風(fēng)啟動(dòng)方式，如果反向轉(zhuǎn)速小于等于轉(zhuǎn)速閾值，則啟動(dòng)第三有風(fēng)啟動(dòng)方式。對風(fēng)機(jī)啟動(dòng)方式的選擇根據(jù)風(fēng)機(jī)在有風(fēng)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向來確定，能夠?qū)︼L(fēng)機(jī)的啟動(dòng)功率和啟動(dòng)方向進(jìn)行控制，從而提高風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)成功率，還能保護(hù)風(fēng)機(jī)，延長風(fēng)機(jī)的使用壽命，節(jié)省電能。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案，在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，綜合矢量的幅值其中u_α(k)和u_β(k)分別為對電機(jī)的三相相電壓u_a(k)、u_b(k)和u_c(k)進(jìn)行CLARK坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到兩相靜止坐標(biāo)系下的分量，

在該技術(shù)方案中，在對綜合矢量的幅值的計(jì)算過程中，首先通過對電機(jī)的三相相電壓進(jìn)行CLARK坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到兩相靜止坐標(biāo)系下的分量，利用得到的兩相靜止坐標(biāo)系下的分量的平方和的開平方值，作為綜合矢量的幅值。這樣，得到的幅值就是通過風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的三相相電壓轉(zhuǎn)換計(jì)算得到的，可以明確地反映風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以進(jìn)一步確定風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)方式，提高風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)成功率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案，在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，電壓閾值ε對應(yīng)于將風(fēng)機(jī)控制在額定轉(zhuǎn)速的3％至8％時(shí)所對應(yīng)的電壓綜合矢量的幅值。

在該技術(shù)方案中，在判斷風(fēng)機(jī)是否發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將綜合矢量的幅值與設(shè)置的電壓閾值進(jìn)行比較，可以減少電路中的干擾條件對風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的判斷造成的誤判斷。電壓閾值的設(shè)置示意風(fēng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速的一定比例時(shí)產(chǎn)生的對應(yīng)電壓綜合矢量幅值，其中，額定轉(zhuǎn)速比例的設(shè)定可以根據(jù)實(shí)際情況確定，優(yōu)選地為3％至8％。電壓閾值的設(shè)置可以保證對風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)與否的判定不會因?yàn)殡娐犯蓴_造成的誤判斷，影響風(fēng)機(jī)啟動(dòng)方式的選擇，進(jìn)而影響風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的可靠性。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案，在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，轉(zhuǎn)速閾值δ對應(yīng)于額定轉(zhuǎn)速的15％至20％。

在該技術(shù)方案中，在檢測到風(fēng)機(jī)在有風(fēng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，為了根據(jù)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速選擇不同的啟動(dòng)方式，因此設(shè)置轉(zhuǎn)速閾值。如果風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向?yàn)檎较?，則不用考慮風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，直接啟用第一有風(fēng)啟動(dòng)方式；如果風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向時(shí)反方向的，則如果反向轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)速閾值，則執(zhí)行第二有風(fēng)啟動(dòng)方式；如果反向轉(zhuǎn)速小于等于轉(zhuǎn)速閾值，執(zhí)行第三有風(fēng)啟動(dòng)方式。因此，轉(zhuǎn)速閾值的設(shè)置，直接關(guān)系到了風(fēng)機(jī)啟動(dòng)方式的確定。設(shè)置轉(zhuǎn)速閾值為額定功率下的轉(zhuǎn)速的相對比例，能夠使設(shè)定的轉(zhuǎn)速在比較時(shí)有較好的參照條件，優(yōu)選地，設(shè)置轉(zhuǎn)速閾值為額定轉(zhuǎn)速的15％至20％。

根據(jù)本發(fā)明第三方面的技術(shù)方案，還提出了一種空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制裝置，包括：反饋量檢測模塊，用于按照周期檢測電機(jī)的三相線電壓u_sa(k)、u_sb(k)、u_sc(k)和母線電壓U_bus(k)，其中，k＝N,N+1,…N+8,N+9，N為大于0的整數(shù)；有風(fēng)啟動(dòng)判斷模塊，用于將反饋量檢測模塊檢測到的三相線電壓u_sa(k)、u_sb(k)、u_sc(k)和母線電壓U_bus(k)進(jìn)行換算和坐標(biāo)變換，得到電壓綜合矢量，并將電壓綜合矢量與電壓閾值ε進(jìn)行比較，以及根據(jù)比較結(jié)果確定實(shí)施靜止啟動(dòng)方式或有風(fēng)啟動(dòng)方式；轉(zhuǎn)速追蹤模塊，用于在有風(fēng)啟動(dòng)判斷模塊確定實(shí)施有風(fēng)啟動(dòng)方式的情況下，根據(jù)相電壓的電壓相位角θ(k)，確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向；啟動(dòng)策略選擇模塊，用于根據(jù)轉(zhuǎn)速和方向，選擇實(shí)施不同的有風(fēng)啟動(dòng)方式。

根據(jù)本發(fā)明第三方面技術(shù)方案的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制裝置，通過反饋量檢測模塊檢測電機(jī)的三相線電壓和母線電壓，用以在采樣周期結(jié)束時(shí)，利用有風(fēng)啟動(dòng)判斷模塊根據(jù)檢測到的電壓，計(jì)算電壓綜合矢量的幅值，并將綜合矢量的幅值與電壓閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定采用靜止啟動(dòng)的方式還是有風(fēng)啟動(dòng)方式；如果風(fēng)機(jī)在有風(fēng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)，則通過轉(zhuǎn)速追蹤模塊根據(jù)檢測到的相電壓的電壓相位角，確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，再利用啟動(dòng)策略選擇模塊來根據(jù)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向確定采用何種方式啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。通過這種方式，可以提高風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)效率和啟動(dòng)的可靠性，使空調(diào)的啟動(dòng)成功率更高。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案，在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，有風(fēng)啟動(dòng)判斷模塊包括：計(jì)算子單元，用于在第k個(gè)采樣周期的結(jié)束時(shí)刻，計(jì)算獲得綜合矢量的幅值u_s(k)，其中k＝N,N+1,…N+8,N+9，N為大于0的整數(shù)；比較子單元，用于將u_s(k)與電壓閾值ε進(jìn)行比較，如果不存在連續(xù)10個(gè)u_s(k)的值都大于ε，則確定實(shí)施靜止啟動(dòng)方式，否則，確定實(shí)施有風(fēng)啟動(dòng)方式。

在該技術(shù)方案中，通過計(jì)算子單元，計(jì)算第k個(gè)采樣周期結(jié)束時(shí)得到的綜合矢量的幅值，比較子單元將綜合矢量的幅值與電壓閾值進(jìn)行比較，如果連續(xù)10個(gè)綜合矢量的幅值都大于電壓閾值的情況不存在，則可以確定風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)采用靜止啟動(dòng)的方式，否則根據(jù)第一方面技術(shù)方案的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法，計(jì)算得到風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，根據(jù)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向確定風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)方式。通過這種方式，可以提高風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)效率和啟動(dòng)的可靠性，使空調(diào)的啟動(dòng)成功率更高。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案，在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，轉(zhuǎn)速追蹤模塊包括：轉(zhuǎn)速計(jì)算子單元，用于將第k個(gè)采樣周期得到的電壓相位角θ(k)與第k-10個(gè)采樣周期的電壓相位角θ(k-10)進(jìn)行比較，獲得第k個(gè)采樣周期的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω(k)；轉(zhuǎn)向確定子單元，根據(jù)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω(k)是否大于零來確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。

在該技術(shù)方案中，轉(zhuǎn)速計(jì)算子單元通過將檢測得到的電壓相位角與10個(gè)周期前的電壓相位角進(jìn)行比較，得到該采樣周期的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向確定子單元再根據(jù)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否大于零來確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向是正方向還是反方向。如果轉(zhuǎn)速大于零，則風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為正，如果轉(zhuǎn)速小于零，則風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為負(fù)。通過對風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定，可以確定風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向，進(jìn)而確定的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)策略可以考慮到風(fēng)機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，采用合適的啟動(dòng)方式，保護(hù)風(fēng)機(jī)，同時(shí)提高風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)成功率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案，在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，啟動(dòng)策略選擇模塊用于：如果風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向?yàn)檎较?，則執(zhí)行第一有風(fēng)啟動(dòng)方式，否則判斷風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是否大于轉(zhuǎn)速閾值δ；如果風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)速閾值δ，則執(zhí)行第二有風(fēng)啟動(dòng)方式，否則執(zhí)行第三有風(fēng)啟動(dòng)方式。

在該技術(shù)方案中，如果風(fēng)機(jī)在有風(fēng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)，則通過第一方面技術(shù)方案中的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法，得到風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，如果風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)檎较?，則通過啟動(dòng)策略選擇模塊控制執(zhí)行第一有風(fēng)啟動(dòng)方式，如果風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)榉捶较?，則啟動(dòng)策略選擇模塊判斷風(fēng)機(jī)的反向轉(zhuǎn)速是否大于轉(zhuǎn)速閾值，如果反向轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)速閾值，則啟動(dòng)策略選擇模塊控制執(zhí)行第二有風(fēng)啟動(dòng)方式，如果反向轉(zhuǎn)速小于等于轉(zhuǎn)速閾值，則啟動(dòng)策略選擇模塊控制執(zhí)行第三有風(fēng)啟動(dòng)方式。啟動(dòng)策略選擇模塊對風(fēng)機(jī)啟動(dòng)方式的選擇根據(jù)風(fēng)機(jī)在有風(fēng)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向來確定，能夠?qū)︼L(fēng)機(jī)的啟動(dòng)功率和啟動(dòng)方向進(jìn)行控制，從而提高風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)成功率，還能保護(hù)風(fēng)機(jī)，延長風(fēng)機(jī)的使用壽命，節(jié)省電能。

根據(jù)本發(fā)明第四方面的技術(shù)方案，還提出了一種空調(diào)室外機(jī)，包括：如第三方面技術(shù)方案中任一項(xiàng)的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制裝置；SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation，空間矢量脈寬調(diào)制)發(fā)生器，接收風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制裝置發(fā)送的啟動(dòng)方式對應(yīng)的信號，并根據(jù)信號發(fā)送PWM信號至開關(guān)器件以對空調(diào)室外機(jī)的電機(jī)進(jìn)行控制。

根據(jù)本發(fā)明第四方面技術(shù)方案的空調(diào)室外機(jī)，通過風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制裝置向SVPWM發(fā)生器發(fā)送啟動(dòng)方式的控制信號，SVPWM發(fā)生器將控制信號調(diào)制后，將調(diào)制后的PWM信號發(fā)送到開關(guān)器件，以實(shí)現(xiàn)對空調(diào)室外機(jī)的電機(jī)的控制。該技術(shù)方案中的空調(diào)室外機(jī)，具有第三方面技術(shù)方案中的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制裝置的全部有益效果，在此不再贅述。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法的示意流程圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制方法的一個(gè)示意流程圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制方法的另一個(gè)示意流程圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制裝置的示意框圖；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的空調(diào)室外機(jī)的示意框圖；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的控制方法的示意流程圖；

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的示意圖；

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速追蹤控制算法的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

實(shí)施例一：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法的示意流程圖。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法，包括：步驟S102，在第k個(gè)采樣周期內(nèi)，執(zhí)行以下步驟，其中，k＝N,N+1,…N+8,N+9，N為大于0的整數(shù)；步驟S104，檢測電機(jī)的三相線電壓u_sa(k)、u_sb(k)、u_sc(k)和母線電壓U_bus(k)；步驟S106，根據(jù)三相線電壓u_sa(k)、u_sb(k)、u_sc(k)和母線電壓U_bus(k)，計(jì)算三相相電壓u_a(k)、u_b(k)和u_c(k)；步驟S108，對三相相電壓u_a(k)、u_b(k)和u_c(k)進(jìn)行CLARK坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到兩相靜止坐標(biāo)系下的分量u_α(k)和u_β(k)；步驟S110，根據(jù)當(dāng)前電壓相位角θ對兩相靜止坐標(biāo)系下的分量u_α(k)和u_β(k)進(jìn)行PARK坐標(biāo)變換，得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的分量u_d(k)和u_q(k)；步驟S112，將分量u_q(k)與給定值相減，并將比較后的差值作為PI調(diào)節(jié)器的輸入；步驟S114，將PI調(diào)節(jié)器的輸出ω₀與2πf求和，獲得電壓的角頻率ω，其中f為常量；步驟S116，對角頻率ω進(jìn)行積分運(yùn)算得到第一角度θ₀；步驟S118，將第一角度θ₀經(jīng)過低通濾波處理得到下一個(gè)采樣周期的下一周期電壓相位角θ，作為下一周期的當(dāng)前電壓相位角θ；步驟S120，按周期執(zhí)行上述步驟，直到執(zhí)行時(shí)間超過預(yù)定時(shí)間；步驟S122，將第k個(gè)采樣周期得到的電壓相位角θ(k)與第k-10個(gè)采樣周期的電壓相位角θ(k-10)進(jìn)行比較，獲得第k個(gè)采樣周期的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω(k)；步驟S124，根據(jù)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω(k)是否大于零來確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。

在該實(shí)施例中，通過步驟S104檢測到的電機(jī)三相線電壓和母線電壓值，在步驟S106中利用三相線電壓計(jì)算得到電壓的三相相電壓，步驟S108通過對三相相電壓進(jìn)行CLARK坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到兩相靜止坐標(biāo)系下的分量，在步驟S110中根據(jù)步驟S108中得到的兩相靜止坐標(biāo)系下的分量進(jìn)行PARK坐標(biāo)變換，得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的分量，步驟S112將得到的兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的分量與給定值的差值作為PI調(diào)節(jié)器的輸入值，在步驟S114中將PI調(diào)節(jié)器的輸出值ω₀與2πf的和值作為電壓的角頻率ω，步驟S116對角頻率ω進(jìn)行積分運(yùn)算得到第一角度，在步驟S118中將得到的第一角度進(jìn)行低通濾波處理得到下一采樣周期的下一周期電壓相位角，作為下一周期的當(dāng)前電壓相位角，在步驟S120中以采樣周期重復(fù)執(zhí)行上述處理，直到超過預(yù)定時(shí)間。步驟S122將執(zhí)行過程中第k個(gè)采樣周期得到的電壓相位角與第k-10個(gè)采樣周期的電壓相位角進(jìn)行比較，得到第k個(gè)采樣周期的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，步驟S124根據(jù)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的正負(fù)就能確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。以上步驟S104至步驟S124在步驟S102中，在第k個(gè)采樣周期執(zhí)行，也就是每個(gè)采樣周期都執(zhí)行步驟S104至步驟S124。通過上述方法對電機(jī)中各種參數(shù)的處理和運(yùn)算，在運(yùn)行預(yù)設(shè)時(shí)間后，就能得到風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，以便為有風(fēng)啟動(dòng)時(shí)選擇不同的啟動(dòng)策略，進(jìn)一步地提高風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的可靠性。

優(yōu)選地，在上述實(shí)施例中，PI調(diào)節(jié)器的比例輸出為u_p(k)＝-k_pu_q(k)，k_p為比例系數(shù)；以及PI調(diào)節(jié)器的積分輸出為：u_i(k)＝u_i(k-1)+k_iTu_err(k)，其中k_i為積分系數(shù)，積分輸出的初始值u_i(0)＝0，T為采樣周期，等于PWM執(zhí)行周期；以及PI調(diào)節(jié)器的輸出ω₀(k)＝u_p(k)+u_i(k)。通過對PI調(diào)節(jié)器的比例輸出和積分輸出的計(jì)算方式進(jìn)行的規(guī)范，能夠在計(jì)算PI調(diào)節(jié)器的輸出時(shí)，減少誤差，使不同情況下得到的計(jì)算值更穩(wěn)定，進(jìn)一步地，可以對風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向進(jìn)行準(zhǔn)確地判斷。

此外，在上述實(shí)施例中，在第k個(gè)采樣周期的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向進(jìn)行確定時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω(k)＝(θ(k)-θ(k-10))/10T，其中的T為采樣周期，等于PWM執(zhí)行周期。具體的，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定，是將第k個(gè)采樣周期的電壓相位角與第k-10個(gè)采樣周期的電壓相位角的差值，與采樣周期的10倍時(shí)間進(jìn)行求商，得到第k個(gè)采樣周期的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。對風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的計(jì)算方式的確定，可以使不同周期得到的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速依循同樣的規(guī)律，使計(jì)算得到的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速更穩(wěn)定、準(zhǔn)確，進(jìn)一步可以提高風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的可靠性。

實(shí)施例二：

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制方法的一個(gè)示意流程圖。

如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制方法，包括：步驟S202，執(zhí)行根據(jù)第一方面技術(shù)方案的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法達(dá)預(yù)定時(shí)間；步驟S204，在第k個(gè)采樣周期的結(jié)束時(shí)刻，計(jì)算獲得綜合矢量的幅值u_s(k)，其中k＝N,N+1,…N+8,N+9，N為大于0的整數(shù)；步驟S206，將u_s(k)與電壓閾值ε進(jìn)行比較，如果不存在連續(xù)10個(gè)u_s(k)的值都大于ε，則確定實(shí)施靜止啟動(dòng)方式，否則，根據(jù)第一方面技術(shù)方案的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向；步驟S208，以及根據(jù)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向確定風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)方式。

在該實(shí)施例中，在步驟S202中執(zhí)行空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法達(dá)到預(yù)定時(shí)間后，在步驟S204采樣周期結(jié)束時(shí)，計(jì)算綜合矢量的幅值，并在步驟S206中將綜合矢量的幅值與電壓閾值進(jìn)行比較，如果連續(xù)10個(gè)綜合矢量的幅值都大于電壓閾值的情況不存在，則可以確定風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)采用靜止啟動(dòng)的方式，否則根據(jù)第一方面技術(shù)方案的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法，計(jì)算得到風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，步驟S208根據(jù)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向確定風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)方式。

這樣，在確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向之前，判斷風(fēng)機(jī)是否在有風(fēng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)，如果風(fēng)機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，就采用靜止啟動(dòng)方式，如果風(fēng)機(jī)在有風(fēng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)，則需要確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向來確定風(fēng)機(jī)采用何種方式啟動(dòng)。通過這種方式，可以提高風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)效率和啟動(dòng)的可靠性，使空調(diào)的啟動(dòng)成功率更高。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制方法的另一個(gè)示意流程圖。

如圖3所示，步驟S208具體包括：步驟S210，如果風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向?yàn)檎较?，則執(zhí)行第一有風(fēng)啟動(dòng)方式，否則判斷風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是否大于轉(zhuǎn)速閾值δ；步驟S212，如果風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)速閾值δ，則執(zhí)行第二有風(fēng)啟動(dòng)方式，否則執(zhí)行第三有風(fēng)啟動(dòng)方式。

在該實(shí)施例中，如果風(fēng)機(jī)在有風(fēng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)，則通過實(shí)施例一中的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法，得到風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，如果在步驟S210中判斷風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)檎较颍瑒t啟動(dòng)第一有風(fēng)啟動(dòng)方式，如果風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)榉捶较?，則判斷風(fēng)機(jī)的反向轉(zhuǎn)速是否大于轉(zhuǎn)速閾值，如果在步驟S212中判斷風(fēng)機(jī)的反向轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)速閾值，則啟動(dòng)第二有風(fēng)啟動(dòng)方式，如果反向轉(zhuǎn)速小于等于轉(zhuǎn)速閾值，則啟動(dòng)第三有風(fēng)啟動(dòng)方式。對風(fēng)機(jī)啟動(dòng)方式的選擇根據(jù)風(fēng)機(jī)在有風(fēng)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向來確定，能夠?qū)︼L(fēng)機(jī)的啟動(dòng)功率和啟動(dòng)方向進(jìn)行控制，從而提高風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)成功率，還能保護(hù)風(fēng)機(jī)，延長風(fēng)機(jī)的使用壽命，節(jié)省電能。

值得提出的是，本實(shí)施例中提到的靜止啟動(dòng)方式、第一有風(fēng)啟動(dòng)方式、第二有風(fēng)啟動(dòng)方式及第三有風(fēng)啟動(dòng)方式是針對不同情況對風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)方式，具體的啟動(dòng)方法可以根據(jù)具體的實(shí)踐情況進(jìn)行設(shè)定，以提高風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)成功率。

優(yōu)選地，在該實(shí)施例中，綜合矢量的幅值為其中u_α(k)和u_β(k)分別為對電機(jī)的三相相電壓u_a(k)、u_b(k)和u_c(k)進(jìn)行CLARK坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到兩相靜止坐標(biāo)系下的分量，具體的，在對綜合矢量的幅值的計(jì)算過程中，首先通過對電機(jī)的三相相電壓進(jìn)行CLARK坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到兩相靜止坐標(biāo)系下的分量，利用得到的兩相靜止坐標(biāo)系下的分量的平方和的開平方值，作為綜合矢量的幅值。這樣，得到的幅值就是通過風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的三相相電壓轉(zhuǎn)換計(jì)算得到的，可以明確地反映風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以進(jìn)一步確定風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)方式，提高風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)成功率。

優(yōu)選地，電壓閾值ε對應(yīng)于將風(fēng)機(jī)控制在額定轉(zhuǎn)速的3％至8％時(shí)所對應(yīng)的電壓綜合矢量的幅值。在判斷風(fēng)機(jī)是否發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將綜合矢量的幅值與設(shè)置的電壓閾值進(jìn)行比較，可以減少電路中的干擾條件對風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的判斷造成的誤判斷。電壓閾值的設(shè)置示意風(fēng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速的一定比例時(shí)產(chǎn)生的對應(yīng)電壓綜合矢量幅值，其中，額定轉(zhuǎn)速比例的設(shè)定可以根據(jù)實(shí)際情況確定，優(yōu)選地為3％至8％。電壓閾值的設(shè)置可以保證對風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)與否的判定不會因?yàn)殡娐犯蓴_造成的誤判斷，影響風(fēng)機(jī)啟動(dòng)方式的選擇，進(jìn)而影響風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的可靠性。

優(yōu)選地，轉(zhuǎn)速閾值δ對應(yīng)于額定轉(zhuǎn)速的15％至20％。在檢測到風(fēng)機(jī)在有風(fēng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，為了根據(jù)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速選擇不同的啟動(dòng)方式，因此設(shè)置轉(zhuǎn)速閾值。如果風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向?yàn)檎较?，則不用考慮風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，直接啟用第一有風(fēng)啟動(dòng)方式；如果風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向時(shí)反方向的，則如果反向轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)速閾值，則執(zhí)行第二有風(fēng)啟動(dòng)方式；如果反向轉(zhuǎn)速小于等于轉(zhuǎn)速閾值，執(zhí)行第三有風(fēng)啟動(dòng)方式。因此，轉(zhuǎn)速閾值的設(shè)置，直接關(guān)系到了風(fēng)機(jī)啟動(dòng)方式的確定。設(shè)置轉(zhuǎn)速閾值為額定功率下的轉(zhuǎn)速的相對比例，能夠使設(shè)定的轉(zhuǎn)速在比較時(shí)有較好的參照條件，優(yōu)選地，設(shè)置轉(zhuǎn)速閾值為額定轉(zhuǎn)速的15％至20％。

實(shí)施例三：

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制裝置的示意框圖。

如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制裝置400，包括：反饋量檢測模塊402，用于按照周期檢測電機(jī)的三相線電壓u_sa(k)、u_sb(k)、u_sc(k)和母線電壓U_bus(k)，其中，k＝N,N+1,…N+8,N+9，N為大于0的整數(shù)；有風(fēng)啟動(dòng)判斷模塊404，用于將反饋量檢測模塊檢測到的三相線電壓u_sa(k)、u_sb(k)、u_sc(k)和母線電壓U_bus(k)進(jìn)行換算和坐標(biāo)變換，得到電壓綜合矢量，并將電壓綜合矢量與電壓閾值ε進(jìn)行比較，以及根據(jù)比較結(jié)果確定實(shí)施靜止啟動(dòng)方式或有風(fēng)啟動(dòng)方式；轉(zhuǎn)速追蹤模塊406，用于在有風(fēng)啟動(dòng)判斷模塊確定實(shí)施有風(fēng)啟動(dòng)方式的情況下，根據(jù)相電壓的電壓相位角θ(k)，確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向；啟動(dòng)策略選擇模塊408，用于根據(jù)轉(zhuǎn)速和方向，選擇實(shí)施不同的有風(fēng)啟動(dòng)方式。

在該實(shí)施例中，通過反饋量檢測模塊402檢測電機(jī)的三相線電壓和母線電壓，用以在采樣周期結(jié)束時(shí)，利用有風(fēng)啟動(dòng)判斷模塊404根據(jù)檢測到的電壓，計(jì)算電壓綜合矢量的幅值，并將綜合矢量的幅值與電壓閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定采用靜止啟動(dòng)的方式還是有風(fēng)啟動(dòng)方式；如果風(fēng)機(jī)在有風(fēng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)，則通過轉(zhuǎn)速追蹤模塊406根據(jù)檢測到的相電壓的電壓相位角，確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，再利用啟動(dòng)策略選擇模塊408來根據(jù)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向確定采用何種方式啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。通過這種方式，可以提高風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)效率和啟動(dòng)的可靠性，使空調(diào)的啟動(dòng)成功率更高。

具體的，反饋量檢測模塊402檢測風(fēng)機(jī)控制逆變單元的下橋臂電流i_b和i_c，以及電機(jī)的三相電壓u_sa、u_sb、u_sc和母線電壓U_bus?？刂蒲b置400將檢測獲得的電流值和電壓值送回MCU控制器的AD檢測單元。

在該實(shí)施例中，優(yōu)選地，有風(fēng)啟動(dòng)判斷模塊404包括：計(jì)算子單元4042，用于在第k個(gè)采樣周期的結(jié)束時(shí)刻，計(jì)算獲得綜合矢量的幅值u_s(k)，其中k＝N,N+1,…N+8,N+9，N為大于0的整數(shù)；比較子單元4044，用于將u_s(k)與電壓閾值ε進(jìn)行比較，如果不存在連續(xù)10個(gè)u_s(k)的值都大于ε，則確定實(shí)施靜止啟動(dòng)方式，否則，確定實(shí)施有風(fēng)啟動(dòng)方式。有風(fēng)啟動(dòng)判斷模塊404根據(jù)檢測獲得的4個(gè)電壓值經(jīng)過換算和坐標(biāo)變換獲得電壓綜合矢量的大小，再將其與有風(fēng)啟動(dòng)電壓閾值比較大小，然后決定是否實(shí)施有風(fēng)啟動(dòng)控制策略。具體地，通過計(jì)算子單元4042，計(jì)算第k個(gè)采樣周期結(jié)束時(shí)得到的綜合矢量的幅值，比較子單元4044將綜合矢量的幅值與電壓閾值進(jìn)行比較，如果連續(xù)10個(gè)綜合矢量的幅值都大于電壓閾值的情況不存在，則可以確定風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)采用靜止啟動(dòng)的方式，否則根據(jù)實(shí)施例一的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法，計(jì)算得到風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，根據(jù)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向確定風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)方式。通過這種方式，可以提高風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)效率和啟動(dòng)的可靠性，使空調(diào)的啟動(dòng)成功率更高。

優(yōu)選地，轉(zhuǎn)速追蹤模塊406包括：轉(zhuǎn)速計(jì)算子單元4062，用于將第k個(gè)采樣周期得到的電壓相位角θ(k)與第k-10個(gè)采樣周期的電壓相位角θ(k-10)進(jìn)行比較，獲得第k個(gè)采樣周期的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω(k)；轉(zhuǎn)向確定子單元4064，根據(jù)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω(k)是否大于零來確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速追蹤模塊406對相電壓相角進(jìn)行追蹤，然后根據(jù)相角變化獲得風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。具體的，轉(zhuǎn)速計(jì)算子單元4062通過將檢測得到的電壓相位角與10個(gè)周期前的電壓相位角進(jìn)行比較，得到該采樣周期的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向確定子單元4064再根據(jù)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否大于零來確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向是正方向還是反方向。如果轉(zhuǎn)速大于零，則風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為正，如果轉(zhuǎn)速小于零，則風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為負(fù)。通過對風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定，可以確定風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向，進(jìn)而確定的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)策略可以考慮到風(fēng)機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，采用合適的啟動(dòng)方式，保護(hù)風(fēng)機(jī)，同時(shí)提高風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)成功率。

優(yōu)選地，啟動(dòng)策略選擇模塊408用于：如果風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向?yàn)檎较?，則執(zhí)行第一有風(fēng)啟動(dòng)方式，否則判斷風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是否大于轉(zhuǎn)速閾值δ；如果風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)速閾值δ，則執(zhí)行第二有風(fēng)啟動(dòng)方式，否則執(zhí)行第三有風(fēng)啟動(dòng)方式。啟動(dòng)策略選擇模塊408根據(jù)轉(zhuǎn)速追蹤模塊406追蹤獲得的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定相應(yīng)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制策略。具體的，如果風(fēng)機(jī)在有風(fēng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)，則通過實(shí)施例一中的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的確定方法，得到風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，如果風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)檎较颍瑒t通過啟動(dòng)策略選擇模塊408控制執(zhí)行第一有風(fēng)啟動(dòng)方式，如果風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)榉捶较?，則啟動(dòng)策略選擇模塊408判斷風(fēng)機(jī)的反向轉(zhuǎn)速是否大于轉(zhuǎn)速閾值，如果反向轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)速閾值，則啟動(dòng)策略選擇模塊408控制執(zhí)行第二有風(fēng)啟動(dòng)方式，如果反向轉(zhuǎn)速小于等于轉(zhuǎn)速閾值，則啟動(dòng)策略選擇模塊408控制執(zhí)行第三有風(fēng)啟動(dòng)方式。啟動(dòng)策略選擇模塊408對風(fēng)機(jī)啟動(dòng)方式的選擇根據(jù)風(fēng)機(jī)在有風(fēng)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向來確定，能夠?qū)︼L(fēng)機(jī)的啟動(dòng)功率和啟動(dòng)方向進(jìn)行控制，從而提高風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)成功率，還能保護(hù)風(fēng)機(jī)，延長風(fēng)機(jī)的使用壽命，節(jié)省電能。

實(shí)施例四：

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的空調(diào)室外機(jī)的示意框圖。

如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的空調(diào)室外機(jī)500，包括如實(shí)施例三的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制裝置400；SVPWM發(fā)生器502，接收風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制裝置發(fā)送的啟動(dòng)方式對應(yīng)的信號，并根據(jù)信號發(fā)送PWM信號至開關(guān)器件以對空調(diào)室外機(jī)的電機(jī)進(jìn)行控制。

根據(jù)本實(shí)施例的空調(diào)室外機(jī)500，通過風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制裝置400向SVPWM發(fā)生器502發(fā)送啟動(dòng)方式的控制信號，SVPWM發(fā)生器502將控制信號調(diào)制后，將調(diào)制后的PWM信號發(fā)送到開關(guān)器件，以實(shí)現(xiàn)對空調(diào)室外機(jī)500的電機(jī)的控制。該技術(shù)方案中的空調(diào)室外機(jī)500，具有實(shí)施例三中的空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制裝置400的全部有益效果，在此不再贅述。

實(shí)施例五：

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的控制方法的示意流程圖。

如圖6所示，風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的控制過程中，在步驟S602中，使用轉(zhuǎn)速追蹤算法，對風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算，如果在步驟S604中達(dá)到預(yù)設(shè)的執(zhí)行時(shí)間，則計(jì)入步驟S606中，判斷電壓綜合矢量的幅值的大小是否大于預(yù)設(shè)的電壓閾值，如果不大于，則進(jìn)入步驟S608中，采用啟動(dòng)方式1對風(fēng)機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)，如果綜合矢量的幅值的大小大于預(yù)設(shè)的電壓閾值，則在步驟S610中判斷風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向是否為正方向，如果風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)檎较颍瑒t在步驟S612中采用啟動(dòng)方式2啟動(dòng)風(fēng)機(jī)；如果風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)榉捶较颍瑒t在步驟S614中判斷風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速大小是否大于預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速閾值，如果風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速小于等于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速閾值，則在步驟S616中采用啟動(dòng)方式3啟動(dòng)風(fēng)機(jī)；如果風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速閾值，則在步驟S618中采用啟動(dòng)方式4啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，則進(jìn)入步驟S620中完成對風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)。

其中，在步驟S602中，對風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算的步驟具體包括：

步驟一：根據(jù)檢測獲得的電壓u_sa、u_sb、u_sc和母線電壓U_bus去計(jì)算電機(jī)的三相相電壓u_a、u_b和u_c。其中

步驟二：對電機(jī)三相相電壓u_a、u_b、u_c進(jìn)行CLARK坐標(biāo)變換獲得兩相靜止坐標(biāo)系下的分量u_α和u_β。其中

步驟三：利用兩相靜止坐標(biāo)系下的分量u_α和u_β計(jì)算獲得綜合矢量的幅值u_s，其中分別對兩相靜止坐標(biāo)系下的分量u_α和u_β進(jìn)行歸一化處理獲得和其中

步驟四：對兩相靜止坐標(biāo)系下的分量u_α和u_β進(jìn)行PARK坐標(biāo)變換獲得兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的分量u_d和u_q。其中u_d＝u_αcosθ+u_βsinθ，u_q＝-u_αsinθ+u_βcosθ，θ為追蹤獲得的電壓相位角。

步驟五：將步驟四獲得的u_q與給定值作差，并將將差值作為PI調(diào)節(jié)器的輸入，PI調(diào)節(jié)器的輸出ω₀與2πf作和獲得電壓的角頻率ω，f為常量，取值為2Hz，可以加速調(diào)節(jié)器收斂。

步驟六：對電壓的角頻率ω做積分運(yùn)算獲得θ₀，θ₀經(jīng)過低通濾波器處理獲得電壓相位角θ。角度θ作為步驟四PARK變換的輸入。步驟一至步驟五每經(jīng)采樣周期T執(zhí)行一次。將第k個(gè)采樣周期的電壓相位角θ(k)與第k-10個(gè)采樣周期的電壓相位角θ(k-10)進(jìn)行比較，獲得第k個(gè)采樣周期的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω(k)＝(θ(k)-θ(k-10))/10T。若ω(k)大于零，則風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為正，若ω(k)小于零，則風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為負(fù)。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的示意圖；

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速追蹤控制算法的示意圖。

如圖7所示，MCU(微控制單元，Microcontroller Unit)710包括ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)704、電機(jī)控制策略706、SVPWM發(fā)生器502、以及其他外設(shè)控制單元712。在該實(shí)施例中，ADC 704相當(dāng)于反饋量檢測模塊，檢測室外機(jī)的電機(jī)702控制逆變單元的下橋臂電流i_b和i_c，以及電機(jī)702的三相電壓u_sa、u_sb、u_sc和母線電壓U_bus，這些反饋量作為電機(jī)控制策略706的輸入量。電機(jī)控制策略706可以包括有風(fēng)啟動(dòng)判斷模塊404、轉(zhuǎn)速追蹤模塊406、啟動(dòng)策略選擇模塊408。通過有風(fēng)啟動(dòng)判斷模塊404判斷風(fēng)機(jī)是否在有風(fēng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)，如果發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，則通過轉(zhuǎn)速追蹤模塊406計(jì)算出風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，之后，啟動(dòng)策略選擇模塊408選擇合適的啟動(dòng)方式啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，向SVPWM發(fā)生器502發(fā)送啟動(dòng)方式的控制信號，SVPWM 502將控制信號調(diào)制后，將調(diào)制后的PWM信號發(fā)送到驅(qū)動(dòng)電路708，通過驅(qū)動(dòng)電路708來驅(qū)動(dòng)開關(guān)器件，以實(shí)現(xiàn)對空調(diào)室外機(jī)的電機(jī)702的控制，此外，MCU 710中的其他外設(shè)控制單元712可以執(zhí)行控制裝置的其他處理。

具體的，對風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速追蹤算法的具體實(shí)現(xiàn)方式如圖8所示，首先通過三相線電壓和母線電壓計(jì)算出三相相電壓，將三相相電壓進(jìn)行CLARK變換802得到兩相靜止坐標(biāo)系下的分量，再根據(jù)當(dāng)前電壓相位角對得到的兩相靜止坐標(biāo)系下的分量進(jìn)行PARK變換804，得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的分量，將得到的兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的分量與給定值的差值作為PI調(diào)節(jié)器806的輸入值，將PI調(diào)節(jié)器806的輸出值ω₀與2πf的和值作為電壓的角頻率ω，通過積分器808對ω進(jìn)行積分運(yùn)算得到第一角度，將得到的第一角度通過低通濾波器810進(jìn)行低通濾波處理，就可以得到下一采樣周期的下一周期電壓相位角。對該轉(zhuǎn)速追蹤算法進(jìn)行周期重復(fù)執(zhí)行，直到超過預(yù)定時(shí)間，就能得到風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而確定風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向，以便為有風(fēng)啟動(dòng)時(shí)選擇不同的啟動(dòng)策略，進(jìn)一步地提高風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的可靠性。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明提出的技術(shù)方案，通過對電機(jī)三相電壓和母線電壓的檢測，通過對電壓值的運(yùn)算處理，可以判斷出風(fēng)機(jī)在啟動(dòng)前的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，根據(jù)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，針對性地選擇不同的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)策略，可以提高風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的可靠性和成功率。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。