一种变频压缩机启动方法与流程

本发明涉及控制领域，尤其是一种变频压缩机启动方法。

背景技术：

压缩机主要包括直接启动、星角启动、软启动和变频启动这四种启动方式，其中变频启动方式是目前最常用的启动方式。

压缩机的变频启动方式主要包括如下三个过程：转子定位过程、开环启动过程和闭环运行过程，压缩机先在转子定位过程中将转子固定到一个预定位置从而对转子位置进行定位，然后以开环控制模式启动运行，当转速达到预设的开环切闭环转速时，切换至闭环控制模式运行。在目前的变频启动方式中，转子定位过程会给压缩机造成严重的抖动，容易影响压缩机的运行，同时压缩机在以开环控制模式运行时，启动电流仍然较大，容易导致压缩机的启动失败。

技术实现要素：

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种变频压缩机启动方法，使用本方法可以解决压缩机启动过程中的抖动问题，同时可以有效降低启动电流。

本发明的技术方案如下：

一种变频压缩机启动方法，该方法包括：

确定第一pid参数和初始启动参数，初始启动参数小于压缩机的额定启动参数，第一pid参数小于压缩机的匹配pid参数；

按照第一pid参数和初始启动参数以开环控制模式启动；

在压缩机以开环控制模式运行过程中进行转子定位；

确定第二pid参数，第二pid参数是压缩机的匹配pid参数；

在以开环控制模式启动成功时，切换至按照第二pid参数以闭环控制模式运行。

其进一步的技术方案为，初始启动参数包括第一转速；切换至按照第二pid参数以闭环控制模式运行，包括：

按照第二pid参数以闭环控制模式运行至转速达到第一转速时，按照第一转速运行第一预定时长；

按照第二pid参数以闭环控制模式运行至转速达到第二转速时，按照第二转速运行第二预定时长；

按照第二pid参数以闭环控制模式运行至转速达到上油转速时，按照上油转速运行第三预定时长，并切换至按照第二pid参数以正常频转模式运行。

其中，第一转速小于第二转速，第二转速小于上油转速。

其进一步的技术方案为，启动参数包括启动力矩和第一转速，第一转速与启动力矩对应，启动力矩为额定力矩的40％-60％，第一转速为上油转速的40％-60％。

其进一步的技术方案为，第二转速为上油转速的80％-90％。

其进一步的技术方案为，按照第二pid参数以闭环控制模式运行至转速达到第二转速时之前，还包括：

确定启动电流阈值和压缩机电流阈值；

在检测到启动电流达到启动电流阈值，按照第二pid参数以闭环控制模式运行至启动电流小于启动电流阈值；和/或，在检测到压缩机电流达到压缩机电流阈值时，按照第二pid参数以闭环控制模式运行至压缩机电流小于压缩机电流阈值。

其进一步的技术方案为，该方法还包括：

在压缩机以开环控制模式启动失败时，重新执行确定第一pid参数和初始启动参数的步骤。

本发明的有益技术效果是：

1、压缩机在使用本发明公开的变频压缩机启动方法启动过程中，由于开环时的启动力矩和转速都较小，因此可以取消开环之前的park定位过程，直接在开环过程中进行位置定位并切入闭环控制，可以解决初始定位带来的压缩机抖动的问题。

2、本发明公开的变频压缩机启动方法是一种基于智能pid调节的柔性启动方法，不仅可以在需要的平衡压和差压下启动，还能有效地降低启动电流，避免过大的冲击电流对元器件的损伤，同时减小启动失败率，提高启动性能。

3、通用性强，一套参数可以适合所有冰箱压缩机，包括bldc(brushlessdirectcurrentmotor，无刷直流电机)和pmsm(permanentmagnetsynchronousmotor，永磁同步电机)均可。

附图说明

图1是本发明公开的变频压缩机启动方法的流程图。

图2是压缩机采用现有的启动方法启动时的启动波形图。

图3是压缩机采用本发明公开的启动方法启动时的启动波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

请参考图1，其示出了本发明公开的变频压缩机启动方法的流程图，该方法包括如下几个步骤，如图1所示：

步骤101，确定第一pid参数和初始启动参数，该第一pid参数和初始启动参数通常是由用户手动设置的，第一pid参数小于压缩机的匹配pid参数，通常是用户在经过调试后得到的经验值，压缩机的匹配pid参数指的是达到额定值的pid参数，该pid参数包括直轴(d轴)和交轴(q轴)电流调节器的比例(p)参数、积分(i)参数和微分(d)参数中的至少一种，在本发明中的pid参数通常包括d轴和q轴电流调节器的比例(p)参数和积分(i)参数，微分(d)参数可以设为0。初始启动参数小于压缩机的额定启动参数，压缩机的额定启动参数为压缩机的固有属性，可以直接从压缩机的铭牌读取，可选的，启动参数包括启动力矩和第一转速，该第一转速是与该启动力矩所对应的转速，启动力矩为额定力矩的40％-60％，第一转速为上油转速的40％-60％。

步骤102，压缩机确定启动方向，并按照第一pid参数和初始启动参数向该启动方向以开环控制模式启动，启动方向可以由系统预设或用户设置，当启动方向由用户设置时，压缩机读取用户设定的启动方向。需要说明的是，在本发明中，压缩机直接进入开环启动过程，而不存在定子定位过程，但在某些情况下，若压缩机的启动性能要求较高，则用户还可以设置定位时间，则压缩机确定定位时间，并在该定位时间内进行初步的转子定位以提高启动性能，若启动性能测试没问题，则用户可以将该定位时间设为0，此时压缩机直接进入开环启动过程。

步骤103，在本发明提供的方法中，压缩机在以初始启动参数开环启动时，由于初始启动参数包括启动力矩及其对应的第一转速都较小，因此压缩机在以开环控制模式运行过程中进行转子定位。

步骤104，确定第二pid参数，第二pid参数是压缩机的匹配pid参数，该第二pid参数通常是由用户手动设置的，用户通过调节d轴和q轴电流调节器的比例(p)参数和积分(i)参数至额定值来设置第二pid参数。

步骤105，在以开环控制模式启动成功时，当压缩机运行至转速达到开环切闭环转速时，压缩机切换至按照第二pid参数以闭环控制模式运行，该开环切闭环转速为预设转速。压缩机按照第二pid参数以闭环控制模式运行的过程包括如下几个步骤：

1、按照第二pid参数以闭环控制模式运行至转速达到第一转速时，按照第一转速运行第一预定时长，第一预定时长为系统预设或用户设定的时间长度，比如1s，第一转速为上油转速的40％-60％，以压缩机的上油转速为2700r/min，则第一转速可以为1500r/min。需要说明的是，在一些情况下，当第一转速设置的较小时，压缩机在以开环控制模式运行时即达到第一转速，则该步骤可以替代实现为：按照第一pid参数以闭环控制模式运行至转速达到第一转速。

2、确定启动电流阈值和压缩机电流阈值；在检测到启动电流达到启动电流阈值，按照第二pid参数以闭环控制模式运行至启动电流小于启动电流阈值；和/或，在检测到压缩机电流达到压缩机电流阈值时，按照第二pid参数以闭环控制模式运行至压缩机电流小于压缩机电流阈值，该启动电流阈值和压缩机电流阈值通常为压缩机的固有属性值。

3、适当提高转速，按照第二pid参数以闭环控制模式运行至转速达到第二转速时，按照第二转速运行第二预定时长，第二预定时长为系统预设或用户设定的时间长度，比如1s，第二转速为上油转速的80％-90％，以压缩机的上油转速为2700r/min，则第一转速可以为2200r/min。

3、再次提高转速，按照第二pid参数以闭环控制模式运行至转速达到上油转速时，按照上油转速运行第三预定时长，并切换至按照第二pid参数以正常频转模式运行，第二预定时长为系统预设或用户设定的时间长度，比如15s。

步骤106，在压缩机以开环控制模式启动失败时，重新执行确定第一pid参数和初始启动参数的步骤。

在一个例子中，假设用户设定的压缩机的转速为5000r/min，在现有的压缩机变频启动方式中，压缩机先进行转子定位，然后启动至转速达到上油转速2700r/min，并按照2700r/min运行15s，然后按照正常频转模式运行至转速达到用户设定的5000r/min，申请人对压缩机的启动电流进行了实测，压缩机的启动波形如图2所示，可以看出使用该方法启动时，压缩机的启动电流峰值大于2a。

而在使用本发明公开的变频压缩机启动方法时，压缩机直接进行开环启动至转速达到第一转速1500r/min，按照第一转速1500r/min运行第一预定时长1s后，适当提高转速至第二转速2200r/min，按照第二转速2200r/min运行第二预定时长1s后，提高至上油转速2700r/min，按照上油转速2700r/min运行15s，然后按照正常频转模式运行至转速达到用户设定的5000r/min，申请人同样对压缩机的启动电流进行了实测，压缩机的启动波形如图3所示，可以看出使用该方法启动时，压缩机的启动电流峰值为1a，启动电流仅有使用现有方法启动时的启动电流的50％，从实测数据可以看出，本发明公开的变频压缩机启动方法大大减小了压缩机的启动电流。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。