用于冰箱的直流电机的软启动控制方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于冰箱的直流电机的软启动控制方法和系统，其中，直流电机通过可控开关与供电电源相连，可控开关用于控制直流电机的输入电压，所述方法包括以下步骤：在直流电机进入第一启动阶段时，以第一预设占空比的PWM信号对可控开关进行控制以使第一电压输入至直流电机；在直流电机进入第二启动阶段时，按照预设规则对PWM信号的占空比进行调节，并根据调节后的PWM信号对可控开关进行控制，以调节直流电机的输入电压；在直流电机进入第三启动阶段时，以第二预设占空比的PWM信号对可控开关进行控制，以使直流电机完成软启动，使得直流电机启动时的电流较小，避免大电流对电源电路造成冲击，提高产品可靠性。
【专利说明】
用于冰箱的直流电机的软启动控制方法和系统
技术领域
[0001]本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种用于冰箱的直流电机的软启动控制方法和系统、直流电机和冰箱。
【背景技术】
[0002]通常，对直流电机的控制采用如下方法:
[0003]单片机输出开关信号控制电子开关的导通与关断，当电子开关导通时，电源通过电子开关给直流电机供电，以使直流电机启动并运转。但在刚开始给直流电机施加电源时，直流电机将产生较大的电流冲击，电源需要较大的设计裕量才能满足可靠性要求。
[0004]为此，相关技术中，通过单片机输出P丽(Pulse Width Modulat1n，脉冲宽度调制)信号控制电子开关的导通与关断，并且PWM信号的占空比以一定的斜率从零逐渐增加至I。但是，实际上，该设计施加的PWM信号的占空比从零逐渐增加至I，对于直流电机的启动是难以实现的。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0006]为此，本发明的第一个目的在于提出一种用于冰箱的直流电机的软启动控制方法，该方法通过在不同启动阶段输出不同占空比的PWM信号至可控开关，以对直流电机的输入电压进行调节，使得直流电机实现软启动，保证直流电机启动时的电流较小，避免大电流对电源电路造成冲击，提高产品可靠性，同时可以降低供电电源的额定负载值要求，降低成本。
[0007]本发明的第二个目的在于提出一种用于冰箱的直流电机的软启动控制系统。
[0008]本发明的第三个目的在于提出一种直流电机。
[0009]本发明的第四个目的在于提出一种冰箱。
[0010]为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种用于冰箱的直流电机的软启动控制方法，所述直流电机通过可控开关与供电电源相连，所述可控开关用于控制所述直流电机的输入电压，所述方法包括以下步骤:在所述直流电机进入第一启动阶段时，以第一预设占空比的PWM信号对所述可控开关进行控制以使第一电压输入至所述直流电机;在所述直流电机进入第二启动阶段时，按照预设规则对所述PWM信号的占空比进行调节，并根据调节后的PWM信号对所述可控开关进行控制，以调节所述直流电机的输入电压；以及在所述直流电机进入第三启动阶段时，以第二预设占空比的PWM信号对所述可控开关进行控制，以使所述直流电机完成软启动。
[0011]根据本发明实施例的用于冰箱的直流电机的软启动控制方法，在直流电机进入第一启动阶段时，以第一预设占空比的PWM信号对可控开关进行控制以使第一电压输入至直流电机，在直流电机进入第二启动阶段时，按照预设规则对P丽信号的占空比进行调节，并根据调节后的PWM信号对可控开关进行控制，以调节直流电机的输入电压，在直流电机进入第三启动阶段时，以第二预设占空比的PffM信号对可控开关进行控制，以使直流电机完成软启动，保证直流电机启动时的电流较小，避免大电流对电源电路造成冲击，提高产品可靠性，同时可以降低供电电源的额定负载值要求，降低成本。
[0012]根据本发明的一个实施例，当所述直流电机的启动时间小于第一预设时间时，所述直流电机进入所述第一启动阶段；当所述直流电机的启动时间大于等于所述第一预设时间且小于第二预设时间时，所述直流电机进入所述第二启动阶段；当所述直流电机的启动时间大于等于所述第二预设时间时，所述直流电机进入所述第三启动阶段。
[0013]根据本发明的一个实施例，在所述直流电机进入所述第二启动阶段时，所述PffM信号的占空比从所述第一预设占空比线性增大或者阶梯状增大至所述第二预设占空比；或者，所述PWM信号的占空比从所述第一预设占空比线性减小或阶梯状减小至所述第二预设占空比。
[0014]为实现上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种用于冰箱的直流电机的软启动控制系统，包括:供电电源;可控开关，所述可控开关的第一端与所述供电电源相连，所述可控开关的第二端与所述直流电机相连，所述可控开关用于控制所述直流电机的输入电压;控制器，所述控制器与所述可控开关的控制端相连，所述控制器用于在所述直流电机进入第一启动阶段时，以第一预设占空比的PWM信号对所述可控开关进行控制以使第一电压输入至所述直流电机，并在所述直流电机进入第二启动阶段时，按照预设规则对所述PWM信号的占空比进行调节，并根据调节后的PWM信号对所述可控开关进行控制，以调节所述直流电机的输入电压，以及在所述直流电机进入第三启动阶段时，输出第二预设占空比的PWM信号对所述可控开关进行控制，以使所述直流电机完成软启动。
[0015]根据本发明实施例的用于冰箱的直流电机的软启动控制系统，控制器在直流电机进入第一启动阶段时，以第一预设占空比的PWM信号对可控开关进行控制以使第一电压输入至直流电机，在直流电机进入第二启动阶段时，按照预设规则对PWM信号的占空比进行调节，并根据调节后的PWM信号对可控开关进行控制，以调节直流电机的输入电压，以及在直流电机进入第三启动阶段时，以第二预设占空比的PWM信号对可控开关进行控制，以使直流电机完成软启动，保证直流电机启动时的电流较小，避免大电流对电源电路造成冲击，提高产品可靠性，同时可以降低供电电源的额定负载值要求，降低成本。
[0016]根据本发明的一个实施例，当所述直流电机的启动时间小于第一预设时间时，所述直流电机进入所述第一启动阶段；当所述直流电机的启动时间大于等于所述第一预设时间且小于第二预设时间时，所述直流电机进入所述第二启动阶段；当所述直流电机的启动时间大于等于所述第二预设时间时，所述直流电机进入所述第三启动阶段。
[0017]根据本发明的一个实施例，在所述直流电机进入所述第二启动阶段时，所述控制器控制所述PWM信号的占空比从所述第一预设占空比线性增大或者阶梯状增大至所述第二预设占空比;或者，所述控制器控制所述PWM信号的占空比从所述第一预设占空比线性减小或阶梯状减小至所述第二预设占空比。
[0018]根据本发明的一个实施例，上述的软启动控制系统，还包括:滤波电路，所述滤波电路的一端与所述可控开关的第二端相连，所述滤波电路的另一端与所述直流电机相连，所述滤波电路用于对所述直流电机的输入电压进行滤波处理。
[0019]为实现上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种直流电机，其包括上述的软启动控制系统。
[0020]本发明实施例的直流电机，通过上述的软启动控制系统，在不同启动阶段输出不同占空比的PWM信号至可控开关，以对直流电机的输入电压进行调节，使得直流电机实现软启动，保证直流电机启动时的电流较小，避免大电流对电源电路造成冲击，提高产品可靠性，同时可以降低供电电源的额定负载值要求，降低成本。
[0021]为实现上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种冰箱，其包括上述的直流电机。
[0022]本发明实施例的冰箱，通过上述的直流电机，能够有效避免大电流对电源电路造成冲击，提高产品可靠性，同时可以降低供电电源的额定负载值要求，降低成本。
【附图说明】
[0023]图1是根据本发明实施例的用于冰箱的直流电机的软启动控制方法的流程图；
[0024]图2a是根据本发明第一个实施例的直流电机的输入电压示意图；
[0025]图2b是根据本发明第二个实施例的直流电机的输入电压示意图；
[0026]图3a是根据本发明第三个实施例的直流电机的输入电压示意图；
[0027]图3b是根据本发明第四个实施例的直流电机的输入电压示意图；
[0028]图4是根据本发明一个实施例的用于冰箱的直流电机的软启动控制系统的框图；以及
[0029]图5是根据本发明另一个实施例的用于冰箱的直流电机的软启动控制系统的框图。
【具体实施方式】
[0030]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0031]下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的用于冰箱的直流电机的软启动控制方法和系统、直流电机和冰箱。
[0032]图1是根据本发明实施例的用于冰箱的直流电机的软启动控制方法的流程图。
[0033]在本发明的实施例中，直流电机通过可控开关与供电电源相连，可控开关用于控制直流电机的输入电压。
[0034]如图1所示，该用于冰箱的直流电机的软启动控制方法包括以下步骤:
[0035]SI，在直流电机进入第一启动阶段时，以第一预设占空比的PffM信号对可控开关进行控制以使第一电压输入至直流电机。其中，第一预设占空比可根据实际情况进行标定。
[0036]S2，在直流电机进入第二启动阶段时，按照预设规则对HVM信号的占空比进行调节，并根据调节后的PWM信号对可控开关进行控制，以调节直流电机的输入电压。
[0037]S3，在直流电机进入第三启动阶段时，以第二预设占空比的PffM信号对可控开关进行控制，以使直流电机完成软启动。其中，第二预设占空比可根据实际情况进行标定。
[0038]也就是说，在直流电机处于不同启动阶段时，按照规定的方式输出PffM信号来控制可控开关的导通与关断，使得供电电源按照规定的方式输出，达到对直流电机的输入电压的控制，实现直流电机的软启动，不仅可以有效解决直流电机难启动的问题，而且可以保证直流电机在启动时的电流比较小，有效避免了大电流对电源电路的影响，同时可以降低供电电源的额定负载值要求，降低供电电源成本。
[0039]根据本发明的一个实施例，当直流电机的启动时间小于第一预设时间时，直流电机进入第一启动阶段；当直流电机的启动时间大于等于第一预设时间且小于第二预设时间时，直流电机进入第二启动阶段;当直流电机的启动时间大于等于第二预设时间时，直流电机进入第三启动阶段。其中，第一至第三预设时间可根据实际情况进行标定。
[0040]也就是说，可以将直流电机的启动过程划分为三个阶段:在Ο-tl秒时间内，直流电机进入第一启动阶段;在tl_t2秒时间内，直流电机进入第二启动阶段;在t2秒时间后，直流电机进入第三启动阶段，并在直流电机启动完成后进入正常运转阶段。
[0041 ]根据本发明的一个实施例，在直流电机进入第二启动阶段时，PWM信号的占空比从第一预设占空比线性增大或者阶梯状增大至第二预设占空比；或者，PWM信号的占空比从第一预设占空比线性减小或阶梯状减小至第二预设占空比。
[0042]具体地，在0-tI秒时间内，直流电机处于第一启动阶段，此时输出的HVM信号的占空比为一固定值a% ;在tl_t2秒时间内，直流电机处于第二启动阶段，输出的PWM信号的占空比从该固定值￡1%线性上升或下降至另一固定值11%，其中，11为1-100之间的任意值;在t2秒时间后，直流电机处于第三启动阶段，输出的PWM信号的占空比保持另一固定值n%不变，完成直流电机的软启动。相应的，直流电机的输入电压如图2a和图2b所示，其中，横坐标t表示时间，纵坐标V表示直流电机的输入电压，Vl为PffM信号的占空比为固定值￡1 %时直流电机的输入电压，V2为PffM信号的占空比为固定值n%时直流电机的输入电压。
[0043]或者，在Ο-tl秒时间内，直流电机处于第一启动阶段，此时输出的HVM信号的占空比为一固定值a % ;在t l_t2秒时间内，直流电机处于第二启动阶段，输出的PWM信号的占空比从该固定值a%呈阶梯状上升或下降至另一固定值n%;在t2秒时间后，直流电机处于第三启动阶段，输出的PWM信号的占空比保持另一固定值η %不变，完成直流电机的软启动。相应的，直流电机的输入电压如图3a和图3b所不。
[0044]综上所述，根据本发明实施例的用于冰箱的直流电机的软启动控制方法，在直流电机进入第一启动阶段时，以第一预设占空比的PWM信号对可控开关进行控制以使第一电压输入至直流电机，在直流电机进入第二启动阶段时，按照预设规则对PWM信号的占空比进行调节，并根据调节后的PWM信号对可控开关进行控制，以调节直流电机的输入电压，在直流电机进入第三启动阶段时，以第二预设占空比的PWM信号对可控开关进行控制，以使直流电机完成软启动，保证直流电机启动时的电流较小，避免大电流对电源电路造成冲击，提高产品可靠性，同时可以降低供电电源的额定负载值要求，降低成本。
[0045]图4是根据本发明一个实施例的用于冰箱的直流电机的软启动控制系统的框图。如图4所示，该用于冰箱的直流电机的软启动控制系统包括:供电电源10、可控开关20和控制器30。
[0046]其中，可控开关20的第一端与供电电源10相连，可控开关20的第二端与直流电机M相连，可控开关20用于控制直流电机M的输入电压。控制器30与可控开关20的控制端相连，控制器20用于在直流电机M进入第一启动阶段时，以第一预设占空比的PWM信号对可控开关20进行控制以使第一电压输入至直流电机M，并在直流电机M进入第二启动阶段时，按照预设规则对P丽信号的占空比进行调节，并根据调节后的P丽信号对可控开关20进行控制，以调节直流电机M的输入电压，以及在直流电机M进入第三启动阶段时，输出第二预设占空比的PffM信号对可控开关20进行控制，以使直流电机M完成软启动。
[0047]也就是说，在直流电机M处于不同启动阶段时，控制器30按照规定的方式输出PWM信号来控制可控开关20的导通与关断，使得供电电源10按照规定的方式输出，达到对直流电机M的输入电压的控制，实现直流电机M的软启动，不仅可以有效解决直流电机难启动的问题，而且可以保证直流电机在启动时的电流比较小，有效避免了大电流对电源电路的影响，同时可以降低供电电源的额定负载值要求，降低供电电源成本。
[0048]需要说明的是，在实际应用中，可由电机驱动电路供给直流电机的工作电源，并由控制器30控制电机驱动电路，该电机驱动电路可由可控开关20构成。可控开关20可以为电子开关、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)或三极管等。
[0049]根据本发明的一个实施例，当直流电机M的启动时间小于第一预设时间时，直流电机M进入第一启动阶段；当直流电机M的启动时间大于等于第一预设时间且小于第二预设时间时，直流电机M进入第二启动阶段；当直流电机M的启动时间大于等于第二预设时间时，直流电机M进入第三启动阶段。
[0050]也就是说，可以将直流电机M的启动过程划分为三个阶段:在Ο-tl秒时间内，直流电机M进入第一启动阶段;在tl_t2秒时间内，直流电机M进入第二启动阶段;在12秒时间后，直流电机M进入第三启动阶段，并在直流电机M启动完成后进入正常运转阶段。
[0051 ]根据本发明的一个实施例，在直流电机M进入第二启动阶段时，控制器30控制PWM信号的占空比从第一预设占空比线性增大或者阶梯状增大至第二预设占空比；或者，控制器30控制PffM信号的占空比从第一预设占空比线性减小或阶梯状减小至第二预设占空比。
[0052]具体地，在0-tI秒时间内，直流电机M处于第一启动阶段，此时控制器30输出的PWM信号的占空比为一固定值a%;在tl-t2秒时间内，直流电机M处于第二启动阶段，控制器30输出的PffM信号的占空比从该固定值&%线性上升或下降至另一固定值n%，其中，η为1-100之间的任意值;在t2秒时间后，直流电机M处于第三启动阶段，控制器30输出的PffM信号的占空比保持另一固定值η %不变，完成直流电机M的软启动。相应的，直流电机M的输入电压如图2a和图2b所示。
[0053]或者，在0-tI秒时间内，直流电机M处于第一启动阶段，此时控制器30输出的PffM信号的占空比为一固定值a%;在tl-t2秒时间内，直流电机处于第二启动阶段，控制器30输出的PffM信号的占空比从该固定值a%呈阶梯状上升或下降至另一固定值n%;在t2秒时间后，直流电机M处于第三启动阶段，控制器30输出的PffM信号的占空比保持另一固定值η %不变，完成直流电机M的软启动。相应的，直流电机M的输入电压如图3a和图3b所示。
[0054]进一步地，为了提高直流电机的输入电压的稳定性，根据本发明的一个实施例，如图5所示，上述的软启动控制系统还包括:滤波电路40，滤波电路40的一端与可控开关20的第二端相连，滤波电路40的另一端与直流电机M相连，滤波电路40用于对直流电机M的输入电压进行滤波处理。滤波电路40可以为LC滤波电路。
[0055]根据本发明实施例的用于冰箱的直流电机的软启动控制系统，控制器在直流电机进入第一启动阶段时，以第一预设占空比的PWM信号对可控开关进行控制以使第一电压输入至直流电机，在直流电机进入第二启动阶段时，按照预设规则对PWM信号的占空比进行调节，并根据调节后的PWM信号对可控开关进行控制，以调节直流电机的输入电压，以及在直流电机进入第三启动阶段时，以第二预设占空比的PWM信号对可控开关进行控制，以使直流电机完成软启动，保证直流电机启动时的电流较小，避免大电流对电源电路造成冲击，提高产品可靠性，同时可以降低供电电源的额定负载值要求，降低成本。
[0056]另外，本发明的实施例还提出了一种直流电机，其包括上述的软启动控制系统。
[0057]本发明实施例的直流电机，通过上述的软启动控制系统，在不同启动阶段输出不同占空比的PWM信号至可控开关，以对直流电机的输入电压进行调节，使得直流电机实现软启动，保证直流电机启动时的电流较小，避免大电流对电源电路造成冲击，提高产品可靠性，同时可以降低供电电源的额定负载值要求，降低成本。
[0058]此外，本发明的实施例还提出了一种冰箱，其包括上述的直流电机。
[0059]本发明实施例的冰箱，通过上述的直流电机，能够有效避免大电流对电源电路造成冲击，提高产品可靠性，同时可以降低供电电源的额定负载值要求，降低成本。
[0060]在本发明的描述中，需要理解的是，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的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0061]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0062]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0063]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种用于冰箱的直流电机的软启动控制方法，其特征在于，所述直流电机通过可控开关与供电电源相连，所述可控开关用于控制所述直流电机的输入电压，所述方法包括以下步骤: 在所述直流电机进入第一启动阶段时，以第一预设占空比的PWM信号对所述可控开关进行控制以使第一电压输入至所述直流电机； 在所述直流电机进入第二启动阶段时，按照预设规则对所述PWM信号的占空比进行调节，并根据调节后的PWM信号对所述可控开关进行控制，以调节所述直流电机的输入电压；以及 在所述直流电机进入第三启动阶段时，以第二预设占空比的PWM信号对所述可控开关进行控制，以使所述直流电机完成软启动。2.根据权利要求1所述的软启动控制方法，其特征在于，其中， 当所述直流电机的启动时间小于第一预设时间时，所述直流电机进入所述第一启动阶段； 当所述直流电机的启动时间大于等于所述第一预设时间且小于第二预设时间时，所述直流电机进入所述第二启动阶段； 当所述直流电机的启动时间大于等于所述第二预设时间时，所述直流电机进入所述第三启动阶段。3.根据权利要求1或2所述的软启动控制方法，其特征在于，在所述直流电机进入所述第二启动阶段时， 所述PWM信号的占空比从所述第一预设占空比线性增大或者阶梯状增大至所述第二预设占空比；或者， 所述PWM信号的占空比从所述第一预设占空比线性减小或阶梯状减小至所述第二预设占空比。4.一种用于冰箱的直流电机的软启动控制系统，其特征在于，包括: 供电电源； 可控开关，所述可控开关的第一端与所述供电电源相连，所述可控开关的第二端与所述直流电机相连，所述可控开关用于控制所述直流电机的输入电压； 控制器，所述控制器与所述可控开关的控制端相连，所述控制器用于在所述直流电机进入第一启动阶段时，以第一预设占空比的PWM信号对所述可控开关进行控制以使第一电压输入至所述直流电机，并在所述直流电机进入第二启动阶段时，按照预设规则对所述PWM信号的占空比进行调节，并根据调节后的PWM信号对所述可控开关进行控制，以调节所述直流电机的输入电压，以及在所述直流电机进入第三启动阶段时，输出第二预设占空比的PWM信号对所述可控开关进行控制，以使所述直流电机完成软启动。5.根据权利要求4所述的软启动控制系统，其特征在于，其中， 当所述直流电机的启动时间小于第一预设时间时，所述直流电机进入所述第一启动阶段； 当所述直流电机的启动时间大于等于所述第一预设时间且小于第二预设时间时，所述直流电机进入所述第二启动阶段； 当所述直流电机的启动时间大于等于所述第二预设时间时，所述直流电机进入所述第三启动阶段。6.根据权利要求4或5所述的软启动控制系统，其特征在于，在所述直流电机进入所述第二启动阶段时， 所述控制器控制所述PWM信号的占空比从所述第一预设占空比线性增大或者阶梯状增大至所述第二预设占空比；或者， 所述控制器控制所述PWM信号的占空比从所述第一预设占空比线性减小或阶梯状减小至所述第二预设占空比。7.根据权利要求4所述的软启动控制系统，其特征在于，还包括: 滤波电路，所述滤波电路的一端与所述可控开关的第二端相连，所述滤波电路的另一端与所述直流电机相连，所述滤波电路用于对所述直流电机的输入电压进行滤波处理。8.—种直流电机，其特征在于，包括根据权利要求4-7中任一项所述的软启动控制系统。9.一种冰箱，其特征在于，包括根据权利要求8所述的直流电机。
【文档编号】H02P1/18GK105915119SQ201610377488
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】季涛, 符秀亮
【申请人】合肥华凌股份有限公司, 美的集团股份有限公司