具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种自起动同步电机的控制方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的自起动同步电机的控制方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S101，控制自起动同步电机上电并检测自起动同步电机的转速，其中，自起动同步电机的转速逐渐上升；

步骤S102，当自起动同步电机的转速达到第一转速时，控制自起动同步电机的输入电压开始上升，并当自起动同步电机的转速达到第二转速时，输入电压上升至预设电压，其中，第一转速小于第二转速，第二转速小于自起动同步电机的额定转速，预设电压大于自起动同步电机的额定电压；

步骤S103，控制输入电压保持为预设电压，直至自起动同步电机的转速第一次达到额定转速。

上述自起动同步电机具有自起动的能力，包括但不限于自起动永磁同步电机、自起动永磁辅助同步磁阻电机、自起动同步磁阻电机，以及其他通过异步转矩实现自起动而同步运行的电机。

步骤S101中，自起动同步电机的上电可以由设置于自起动同步电机供电电路中的调压装置实现。

自起动同步电机的起动能力受自起动同步电机输入电压的影响，输入电压越大，自起动同步电机起动转矩越大，自起动同步电机可带起动负载越大，自起动同步电机转速上升越快，起动电流越大；同时，自起动同步电机输入端电压越大，其牵入转矩也越大，自起动同步电机成功牵入同步的可能性越大。由于自起动同步电机的起动转矩和牵入转矩与电机输入端电压成正相关，在步骤S102中，设置大于自起动同步电机额定电压的预设电压，通过增加自起动同步电机牵入同步时的输入电压来增加牵入转矩，增强自起动同步电机的牵入同步能力。

上述为预设电压为自起动同步电机在起动过程中可达到的最大值，可根据自起动同步电机的实际起动负载和负载惯量情况进行设置，预设电压大于自起动同步电机的额定电压，使得自起动同步电机工作于预设电压下具有较高的牵入转矩。可选的，根据自起动同步电机的起动惯量，预设电压的设置应具有一定的裕量，例如，预设电压可选为自起动同步电机上电时的初始电压的1.3倍。

上述第一转速应小于自起动同步电机的额定转速，第一转速可根据实际的检测到的转速信号传输和输入电压调整动作的延迟进行设置。步骤S102和步骤S103，可以理解为，自起动同步电机的转速在第一转速至额定转速的范围内(即大于第一转速且小于额定转速的范围)，其输入电压上升并保持预设电压值运行，直至自起动同步电机转速上升至额定转速，使得自起动同步电机在较低转速下具有较高的输入电压值，保证自起动同步电机能够顺利牵入同步。例如，上述第一转速可为0.46倍的额定转速，当自起动同步电机转速为0.46倍的额定转速时，输入电压开始上升，转速达到0.5倍的额定转速时，自起动同步电机的输入电压达到预设电压，并保持预设电压运行，直至自起动同步电机的转速达到额定转速。

步骤S103中，将输入电压保持为预设电压运行直至自起动同步电机转速上升至额定转速，保持预设电压运行一段时间，可使自起动同步电机穿过起动过程中最容易失步的转速段，保证自起动同步电机能够顺利牵入同步。

通过上述步骤，根据自起动同步电机的转速检测结果，通过对不同转速段的电压值进行控制，控制自起动同步电机在低转速下具有较高的输入电压值，使得电机能够穿过起动最薄弱转速段牵入同步，增强电机的起动能力和牵入同步能力。

可选地，控制自起动同步电机上电，包括：获取初始电压，其中，初始电压小于自起动同步电机的额定电压；以初始电压控制自起动同步电机上电。

具体的，在自起动同步电机起动前，根据实际起动负载的大小，对自起动同步电机的起动初期阶段的输入电压进行控制，为自起动同步电机设置小于额定电压的初始电压值，以降低自起动同步电机在起动初期较大的起动电流。

上述初始电压应留有一定的裕量。

可选地，获取初始电压，包括：获取当前起动负载与额定电压下自起动同步电机的最大负载的比值；确定比值与额定电压的乘积为初始电压。

上述初始电压值U可根据如下公式进行计算获得：

其中，T_load为当前起动负载，T_max为额定电压下自起动同步电机的最大负载，U_N为自起动同步电机的额定电压。

可选地，自起动同步电机的转速在第一次达到额定转速后上下波动，在控制输入电压保持为预设电压，直至自起动同步电机的转速第一次达到额定转速之后，上述方法还包括：控制输入电压下降；记录自起动同步电机的转速在输入电压下降的过程中，到达额定转速的次数；当自起动同步电机第N次到达额定转速时，控制输入电压下降至额定电压并保持，其中，N为大于2的整数。

保持自起动同步电机的输入电压为上述预设电压直至自起动同步电机转速上升至额定转速，一方面通过使自起动同步电机在较低转速下输入较大电压值，以保证自起动同步电机能够顺利牵入同步，另一方面在自起动同步电机达到了额定转速时降低输入电压值，在第N次(例如，第三次)达到额定转速时，输入电压下降至额定电压且保持额定电压运行，可以保证自起动同步电机转速不会因输入电压突降而产生大的波动，且可防止自起动同步电机转速波动的时间过长，避免对负载和电网造成损坏。需要说明的是，自起动同步电机牵入同步后的运行电压为额定电压，因此需要同时限定输入电压停止下降的转速点以及对应的输入电压值。

上述自起动同步电机的转速到达额定转速的次数N，可以理解为自起动同步电机的输入电压由预设电压下降至额定电压所需要经历的自起动同步电机转速波动至额定转速的最少次数，即自起动同步电机的转速在额定转速值附近的范围内波动，当自起动同步电机的转速第N次等于额定转速时，输入电压停止下降，可选的，输入电压保持在额定电压值。限制自起动同步电机的输入电压由预设电压下降至额定电压时所对应的转速波动至额定转速的最少次数，可以避免自起动同步电机在牵入同步过程中转速出现较大的下凹点，次数N的设置考虑了自起动同步电机转速自起动开始上升过程中的超调量以及自起动同步电机牵入同步后转速的波动时间，可根据自起动同步电机的实际运行环境和起动负载的情况进行调节。

可选地，在当自起动同步电机第N次到达额定转速时，控制输入电压下降至额定电压并保持之后，上述方法还包括：检测预设时间内自起动同步电机的转速是否处于预设范围内；如果自起动同步电机的转速处于预设范围内，停止调节自起动同步电机的输入电压。

上述自起动同步电机的转速处于预设范围内，可理解为自起动同步电机的转速稳定于同步速且转速的波动范围处于预设范围内，自起动同步电机自起动成功。自起动同步电机的转速的预设范围根据自起动同步电机实际运行环境和起动负载情况进行设置，同时需考虑电网电压的波动因素，以尽量减少因自起动同步电机起动不成功导致的自起动同步电机的开启和停止的次数，进而减小用于控制自起动同步电机开启和停止的可控开关磨损。

可选地，第二转速为半速额定转速。

半速额定转速理解为额定转速的一半，即0.5倍的额定转速，是自起动同步电机起动过程中最薄弱的转速。当自起动同步电机的转速小于半速额定转速时，输入电压开始上升，当自起动同步电机的转速达到半速额定转速时，输入电压上升至预设电压，可增强自起动同步电机迁入同步的能力，提高自起动同步电机起动的成功率。

根据上述步骤，通过根据自起动同步电机转速检测结果，对不同转速段的电压进行控制，使得自起动同步电机在较低转速下具有较高的输入电压值，增强了自起动同步电机的起动能力和牵入同步能力，解决了自起动同步电机在起动过程中由于起动转矩和牵入转矩成负相关原因导致的无法牵入同步的技术问题。另一方面，通过根据起动负载的大小对自起动同步电机的起动初期阶段的电压进行控制，减小了自起动同步电机起动阶段的起动电流，解决了自起动同步电机在起动阶段起动电流大的问题。

图2为根据本发明实施例的一种可选的自起动同步电机的控制系统的示意图，自起动同步电机的控制系统包括自起动同步电机20，调压装置21，转速检测装置22，以及可控开关S1。自起动同步电机20连接有转速检测装置22，实时检测自起动同步电机20的转速值，同时自起动同步电机20连接调压装置21，并接收调压装置21的信号输入。

具体的，在自起动同步电机的起动阶段，可控开关S1闭合，自起动同步电机20、转速检测装置22以及调压装置21组成自起动同步电机起动电压的闭环控制回路，控制自起动同步电机20在起动阶段的电压输入值；起动结束后，断开可控开关S1，自起动同步电机20输入端电压退出闭环控制。

转速检测装置22接收自起动同步电机20的转速信号，并将该转速信号传入调压装置21，控制调压装置21的动作，根据自起动同步电机20的转速变化进行输入电压的调节，在起动初期阶段设置较低的初始电压可避免出现大的起动电流，在起动后期阶段设置较大的输入电压，有助于自起动同步电机20牵入同步。

可选的，转速检测装置22内置有计数器，用来记录转速检测装置22检测到的自起动同步电机20同步速nN(即额定转速)的个数(即自起动同步电机20的转速波动至额定转速nN的次数)，计数器的触发信号为自起动同步电机20的同步转速nN，计数器的输出信号传入调压装置21，控制调压装置21的动作，在自起动同步电机20转速达到同步转速后，计数器的输出信号控制调压装置21的动作，可使自起动同步电机20在达到同步转速后快速稳定，减少转速的波动幅度。

调压装置21为可用于自起动同步电机20的电压调节装置，包括但不限于自耦变压器、感应调压器、电动-发电机组。调压装置21根据接收到的转速检测装置22的输出信号，进行电压调节，控制自起动同步电机20的起动过程。

上述转速检测装置和调压装置也可采用开环控制，根据转速检测装置的转速值，手动控制调压装置的动作，但需留有足够的手动调节时间；上述实施方式中，转速检测装置控制调压装置动作的控制方式不作限制。

图3是根据本发明实施例的一种可选的自起动同步电机的控制方法的流程图；上述控制方法包括：

步骤S301，在自起动同步电机起动前，根据起动负载大小，设置起动初始电压值U；

初始电压值U可根据如下公式进行计算获得：

其中，T_load为当前起动负载，T_max为额定电压下自起动同步电机的最大负载，U_N为自起动同步电机的额定电压。

步骤S302，可控开关S1闭合，接通自起动同步电机起动电压控制回路，起动自起动同步电机；保持自起动同步电机端电压为起动初始电压U，检测自起动同步电机转速变化；

步骤S303，自起动同步电机转速上升为0.46nN时，调压装置动作，起动电压上升；待转速上升至0.5nN时，起动电压上升至1.3U，调压装置保持，转速继续上升。

上述调压装置动作点对应的转速值0.46nN考虑了转速检测装置和调压装置动作的延迟性，可根据实际使用的转速检测装置和调压装置的延迟特性进行设置。根据自起动同步电机的起动惯量，预设电压U的设置应具有一定的裕量，可根据自起动同步电机的实际起动负载和负载惯量情况进行设置。可选的，预设电压值的设置范围为1.05U～1.58U。在一种可选的实施例中，预设电压为1.3倍的初始电压值，可保证自起动同步电机顺利通过起动最薄弱转速段，增强自起动同步电机的起动能力和牵入同步的能力。

上述nN为自起动同步电机的额定转速。

步骤S304，当转速检测装置检测到自起动同步电机转速第一次为nN时，调压装置动作，起动电压开始下降；当转速检测装置检测到自起动同步电机转速出现至少第三次nN时，起动电压下降至U_N，调压装置保持，转速进入同步速附近的转速波动阶段。

在步骤S304中，保持1.3倍的起动初始电压值至电机转速上升至nN，一方面可以保证电机能够顺利牵入同步，另一方面可以保证电机转速不会因电压突降而产生大的波动，对负载和电网造成损坏；限制起动电压下降至额定电压U_N时所对应的转速检测模块检测到的转速为nN的最少次数，可以避免电机在牵入同步过程中转速出现较大的下凹点，该设置考虑了电机转速上升过程中的超调量以及电机牵入同步速后转速的波动时间，可根据电机的实际运行环境和起动负载的情况进行调节。

步骤S305，当转速检测装置在一定时间内检测到自起动同步电机的转速波动在一定范围内时，可控开关S1断开，自起动同步电机起动阶段结束，进入同步运行状态。

可控开关S1断开对应的一定时间内转速检测模块检测到的转速波动范围根据电机实际运行环境和起动负载情况进行设置，同时需考虑电网电压的波动因素，以尽量减少因电机起动不成功导致的可控开关S1的开闭次数，减小开关的磨损。

图4是根据本发明实施例的控制方法获得的自起动同步电机电压值变化规律曲线图，如图4所示，横坐标为自起动同步电机的转速，纵坐标为自起动同步电机的输入电压。自起动同步电机自上电后，转速开始增大。自起动同步电机的转速在0-0.46nN之间时，输入电压保持起动初始电压U不变，直到转速达到0.46nN时，输入电压开始上升；自起动同步电机的转速在0.46nN-0.5nN之间时，输入电压由初始电压U持续上升至1.3U，并保持1.3U运行；在自起动同步电机的转速第一次达到nN时，输入电压开始下降，当转速第三次达到nN时，输入电压下降至额定电压U_N，自起动同步电机起动阶段结束，进入同步运行状态，其中，nN为自起动同步电机的额定转速。不同电压值之间的变换采用渐变式变换方式，避免电机转速因电压突变而产生大的波动。

图5是本发明实施例的控制方法与现有技术在电机起动过程中的转速-时间曲线对比图，横坐标自起动同步电机自上电开始后的运行时间，纵坐标为检测到的转速。如图5所示，现有技术中(图5中虚线所示)，自起动同步电机在起动的初期阶段，自起动同步电机的起动转矩大，其转速上升较快，同时起动电流较大，容易对负载和电网造成损坏；自起动同步电机在起动后期阶段，因牵入转矩小，其转速在低于同步速下波动，导致牵入同步失败。图5中实线曲线为根据本发明实施例的控制方法获得的转速-时间曲线，在起动初期阶段，自起动同步电机的转速平稳上升，可限制起动电流(避免产生较大的起动电流)；转速到达0.5倍的额定转速后，自起动同步电机的转速上升速度加快，自起动同步电机成功牵入同步；牵入同步后，转速波动时间较短，在短时间内稳定于同步速。由此可以看出，本发明实施例增强了自起动同步电机的牵入同步能力，解决了自起动同步电机在起动过程中由于起动转矩和牵入转矩成负相关原因导致的无法牵入同步的技术问题。

实施例2

根据本发明实施例，提供了一种自起动同步电机的控制系统的实施例，如图6所示，包括：自起动同步电机60；转速检测装置61，检测自起动同步电机60的转速，其中，自起动同步电机60的转速在上电后逐渐上升；调压装置62，与转速检测装置61相连，用于控制自起动同步电机60上电，并当自起动同步电机60的转速达到第一转速时，控制自起动同步电机60的输入电压开始上升，当自起动同步电机的转速达到第二转速时，输入电压上升至预设电压，其中，第一转速小于第二转速，第二转速小于自起动同步电机的额定转速，上述预设电压大于自起动同步电机的额定电压；调压装置62还用于控制输入电压保持为预设电压，直至自起动同步电机60的转速第一次达到额定转速。

可选地，上述调压装置62还用于以初始电压控制自起动同步电机上电，其中，初始电压小于所述自起动同步电机的额定电压。

可选地，自起动同步电机的转速在第一次达到额定转速后上下波动，调压装置62还用于在自起动同步电机的转速第一次达到额定转速之后控制输入电压下降，当自起动同步电机第N次到达额定转速时，控制输入电压下降至额定电压并保持，其中，N为大于2的整数。

可选地，上述系统还包括：开关，设置于转速检测装置与调压装置之间，开关用于在自起动同步电机上电后闭合，其中，在控制输入电压下降至额定电压并保持之后，如果自起动同步电机的转速处于预设范围内，开关断开。

根据本发明实施例，提供了一种存储介质，包括存储的程序，其中，在程序运行时控制上述存储介质所在设备执行上述自起动同步电机的控制方法。

根据本发明实施例，提供了一种处理器，用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述自起动同步电机的控制方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，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，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以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系统，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接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述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，在本发明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。

所述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介质中。基于这样的理解，本发明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介质中，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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。