CN104964388B - 空调器、空调器的室内机及其功率估算控制方法、装置 - Google Patents
空调器、空调器的室内机及其功率估算控制方法、装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种空调器中室内风机的功率估算控制方法，包括以下步骤：建立功率估计模型函数P＝F(n，Angle，T2)；获取室内风机的转速指令，并根据转速指令控制室内风机运行以使室内风机的运行转速达到转速指令对应的转速值；获取室内机的导风角度，并实时检测室内换热器的温度；根据室内风机的运行转速、室内机的导风角度、检测的室内换热器的温度以及功率估计模型函数计算室内风机的功率。该功率估算控制方法在不增加硬件成本的基础上，通过功率估计模型函数实时获取室内风机功率。本发明还公开了一种空调器中室内风机的功率估算控制装置、一种空调器的室内机以及一种空调器。
Description
技术领域
本发明涉及空调器技术领域，特别涉及一种空调器中室内风机的功率估算控制方法、一种空调器中室内风机的功率估算控制装置、一种空调器的室内机以及一种空调器。
背景技术
随着空调器的普及和用户节能减排意识的日益增强，用户在使用空调器的过程中对空调器的功率和耗电量越来越关心，因此，准确有效地将空调器的用电情况反馈给用户成为空调器发展的方向。
目前，空调器中室内风机多数采用PG电机，结构简单、成本低，利用一个霍尔传感器反馈转速脉冲，利用电压斩波方式提高/降低转速，控制电路简单、可靠。不足之处在于，在PG电机控制***中只有一个速度环，因此不能像直流电机控制***一样，通过准确获取电机的电压、电流信号来计算电机的功率。而如果通过增加的***电流和电压检测电路计算PG电机的功率，将会增加控制***成本。
发明内容
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。为此，本发明的一个目的在于提出一种通过功率估计模型函数来实时获取室内风机功率的空调器中室内风机的功率估算控制方法。
本发明的另一个目的在于提出一种空调器中室内风机的功率估算控制装置。本发明的又一个目的在于提出一种空调器的室内机。本发明的还一个目的在于提出一种空调器。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种空调器中室内风机的功率估算控制方法，包括以下步骤：建立与室内风机转速、室内机的导风角度和室内换热器的温度相关联的功率估计模型函数P＝F(n，Angle，T2)，其中，P为所述室内风机的功率，n为所述室内风机转速，Angle为所述室内机的导风角度，T2为所述室内换热器的温度；获取所述室内风机的转速指令，并根据所述转速指令控制所述室内风机运行以使所述室内风机的运行转速达到所述转速指令对应的转速值；获取所述室内机的导风角度，并实时检测所述室内换热器的温度；根据所述室内风机的运行转速、所述室内机的导风角度、检测的所述室内换热器的温度以及所述功率估计模型函数计算所述室内风机的功率。
根据本发明实施例的空调器中室内风机的功率估算控制方法，首先建立与室内风机转速、室内机的导风角度和室内换热器的温度相关联的功率估计模型函数P＝F(n，Angle，T2)，然后获取室内风机的转速指令，并根据转速指令控制室内风机运行以使室内风机的运行转速达到转速指令对应的转速值，获取室内机的导风角度，并实时检测室内换热器的温度，最后根据室内风机的运行转速、室内机的导风角度、检测的室内换热器的温度以及功率估计模型函数计算室内风机的功率。因此，本发明实施例的空调器中室内风机的功率估算控制方法在不增加硬件成本的基础上，通过建模方法能够估算出室内风机的功率，满足用户的实际需求。
根据本发明的一个实施例，所述F(n，Angle，T2)的函数表达式为：
其中，f1(x)＝a*x2+b*x+c，S2、S1、d1为矩阵系数，d2、a、b、c均为常数系数，u为矩阵[n，Angle，T2]。
根据本发明的一个实施例，所述室内风机中的电机为PG电机，所述根据所述转速指令控制所述室内风机运行以使所述室内风机的运行转速达到所述转速指令对应的转速值，具体包括：根据所述转速指令控制所述PG电机运行，并通过检测所述PG电机的脉冲反馈信号以获得所述PG电机的转速；根据所述PG电机的转速调节所述PG电机的斩波时间以将所述室内风机的运行转速调节为所述转速指令对应的转速值。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种空调器中室内风机的功率估算控制装置，包括：温度检测模块，用于实时检测室内换热器的温度；控制模块，所述控制模块中预设有功率估计模型函数，所述控制模块用于获取所述室内风机的转速指令，并根据所述转速指令控制所述室内风机运行以使所述室内风机的运行转速达到所述转速指令对应的转速值并且，所述控制模块获取所述室内机的导风角度，以及根据所述室内风机的运行转速、所述室内机的导风角度、检测的所述室内换热器的温度以及所述功率估计模型函数计算所述室内风机的功率，其中，所述功率估计模型函数是建立的与室内风机转速、室内机的导风角度和室内换热器的温度相关联的模型函数，所述功率估计模型函数P＝F(n，Angle，T2)，其中，P为所述室内风机的功率，n为所述室内风机转速，Angle为所述室内机的导风角度，T2为所述室内换热器的温度。
根据本发明实施例的空调器中室内风机的功率估算控制装置，通过温度检测模块实时检测室内换热器的温度，控制模块中预设有功率估计模型函数，控制模块用于获取室内风机的转速指令，并根据转速指令控制室内风机运行以使室内风机的运行转速达到转速指令对应的转速值，并且，控制模块获取室内机的导风角度，以及根据室内风机的运行转速、室内机的导风角度、检测的室内换热器的温度以及功率估计模型函数计算室内风机的功率，其中，功率估计模型函数P＝F(n，Angle，T2)是建立的与室内风机转速、室内机的导风角度和室内换热器的温度相关联的模型函数。因此，本发明实施例的空调器中室内风机的功率估算控制装置在不增加硬件成本的基础上，通过预设在控制模块中的功率估计模型函数能够估算出室内风机的功率，满足用户的实际需求。
根据本发明的一个实施例，所述F(n，Angle，T2)的函数表达式为：
其中，f1(x)＝a*x2+b*x+c，S2、S1、d1为矩阵系数，d2、a、b、c均为常数系数，u为矩阵[n，Angle，T2]。
根据本发明的一个实施例，所述室内风机中的电机为PG电机，其中，所述控制模块根据所述转速指令控制所述PG电机运行，并通过检测所述PG电机的脉冲反馈信号以获得所述PG电机的转速，以及根据所述PG电机的转速调节所述PG电机的斩波时间以将所述室内风机的运行转速调节为所述转速指令对应的转速值。
另外，本发明的实施例提出了一种空调器的室内机，其包括上述的功率估算控制装置。
该空调器的室内机通过上述的功率估算控制装置，在不增加硬件成本的基础上，通过预设的功率估计模型函数能够估算出室内风机的功率，满足用户的实际需求。
此外，本发明的实施例还提出了一种空调器，其包括上述的室内机。
该空调器通过上述的室内机，在不增加硬件成本的基础上，通过预设的功率估计模型函数能够估算出室内风机的功率，满足用户的实际需求。
附图说明
图1是根据本发明实施例的空调器中室内风机的功率估算控制方法的流程图。
图2是根据本发明实施例的空调器中室内风机的功率估算控制装置的方框示意图。
附图标记：温度检测模块10、导风条控制模块20、控制模块30和室内风机M。
具体实施方式
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。
下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的空调器中室内风机的功率估算控制方法、空调器中室内风机的功率估算控制装置、空调器的室内机以及空调器。
图1是根据本发明实施例的空调器中室内风机的功率估算控制方法的流程图。如图1所示，该空调器中室内风机的功率估算控制方法包括以下步骤：
S1，建立与室内风机转速、室内机的导风角度和室内换热器的温度相关联的功率估计模型函数P＝F(n，Angle，T2)，其中，P为室内风机的功率，n为室内风机转速，Angle为室内机的导风角度，T2为室内换热器的温度。
可以理解的是，室内风机的功率主要由室内风机转速n、室内机的导风角度Angle和室内换热器的温度T2决定，因此，可以通过建立室内风机的功率与室内风机转速n、室内机的导风角度Angle和室内换热器的温度T2之间的函数关系来获得室内风机的功率。
根据本发明的一个实施例，F(n，Angle，T2)的函数表达式如公式(1)所示：
其中，f1(x)＝a*x2+b*x+c，S2、S1、d1为矩阵系数，d2、a、b、c均为常数系数，u为矩阵[n，Angle，T2]。
具体地，在建立功率估计模型函数P＝F(n，Angle，T2)之前，先通过实验方法获取相关数据信息，例如，可以采用下述方法进行获取：首先控制室内风机转速n为500rpm，并在室内机的导风角度Angle增加2°的时刻，或者室内换热器的温度T2增加2℃的时刻，记录室内风机的功率以及对应的室内风机转速n、室内机的导风角度Angle和室内换热器的温度T2。然后控制室内风机转速n增加5rpm，并在室内机的导风角度Angle增加2°的时刻，或者室内换热器的温度T2增加2℃的时刻，记录室内风机的功率以及对应的室内风机转速n、室内机的导风角度Angle和室内换热器的温度T2。依次按照上述方法不断增加室内风机转速n以获取相关数据信息。其中，测试的室内风机转速n的范围为[500rpm，1300rpm]，室内机的导风角度Angle的范围为[0°，80°]，室内换热器的温度T2范围为[-10℃，60℃]。然后将获取的数据进行分析处理以建立功率估计模型函数P＝F(n，Angle，T2)。
S2，获取室内风机的转速指令，并根据转速指令控制室内风机运行以使室内风机的运行转速达到转速指令对应的转速值。
根据本发明的一个实施例，室内风机中的电机为PG电机，根据转速指令控制室内风机运行以使室内风机的运行转速达到转速指令对应的转速值，具体包括：根据转速指令控制PG电机运行，并通过检测PG电机的脉冲反馈信号以获得PG电机的转速；根据PG电机的转速调节PG电机的斩波时间以将室内风机的运行转速调节为转速指令对应的转速值。
S3，获取室内机的导风角度，并实时检测室内换热器的温度。
S4，根据室内风机的运行转速、室内机的导风角度、检测的室内换热器的温度以及功率估计模型函数计算室内风机的功率。
根据本发明的一个具体示例，首先通过实验的方法获取不同室内风机转速n、不同室内机的导风角度Angle和不同室内换热器的温度T2条件下的室内风机的功率，然后对获取的相关数据信息进行分析处理以建立功率估计模型函数P＝F(n，Angle，T2)，如上述公式(1)所示，并将该功率估计模型函数预设在室内风机的微处理器中。当空调器上电工作后，室内风机中的微处理器接收空调器中控制程序输入的室内风机中电机如PG电机的转速指令，并根据转速指令控制PG电机运行，PG电机带动风轮旋转，同时，微处理器通过检测PG电机的脉冲反馈信号以计算PG电机的当前转速，并根据PG电机的当前转速调节PG电机的斩波时间以将PG电机的运行转速调节为转速指令对应的转速值。另外，在控制PG电机运行过程中，微处理器还控制室内机的导风角度按照预设的角度或摇摆状态运行，并实时检测室内换热器的温度T2，最后通过预设在室内风机中的功率估计模型函数计算PG电机的实时功率。
综上所述，根据本发明实施例的空调器中室内风机的功率估算控制方法，首先建立与室内风机转速、室内机的导风角度和室内换热器的温度相关联的功率估计模型函数P＝F(n，Angle，T2)，然后获取室内风机的转速指令，并根据转速指令控制室内风机运行以使室内风机的运行转速达到转速指令对应的转速值，获取室内机的导风角度，并实时检测室内换热器的温度，最后根据室内风机的运行转速、室内机的导风角度、检测的室内换热器的温度以及功率估计模型函数计算室内风机的功率。因此，本发明实施例的空调器中室内风机的功率估算控制方法在不增加硬件成本的基础上，通过建模方法能够估算出室内风机的功率，满足用户的实际需求。
图2是根据本发明实施例的空调器中室内风机的功率估算控制装置的方框示意图。如图2所示，该空调器中室内风机M的功率估算控制装置包括：温度检测模块10和控制模块30。
其中，温度检测模块10用于实时检测室内换热器的温度，控制模块30中预设有功率估计模型函数，控制模块30用于获取室内风机M的转速指令，并根据转速指令控制室内风机M运行以使室内风机M的运行转速达到转速指令对应的转速值，并且，控制模块30获取室内机的导风角度，以及根据室内风机M的运行转速、室内机的导风角度、检测的室内换热器的温度以及功率估计模型函数计算室内风机M的功率，其中，功率估计模型函数是建立的与室内风机转速、室内机的导风角度和室内换热器的温度相关联的模型函数，功率估计模型函数P＝F(n，Angle，T2)，其中，P为室内风机的功率，n为室内风机转速，Angle为室内机的导风角度，T2为室内换热器的温度。
可以理解的是，室内风机M的功率主要由室内风机转速n、室内机的导风角度Angle和室内换热器的温度T2决定，因此，可以通过建立室内风机M的功率与室内风机转速n、室内机的导风角度Angle和室内换热器的温度T2之间的函数关系以获得室内风机M的功率。
根据本发明的一个实施例，F(n，Angle，T2)的函数表达式如上述公式(1)所示。
具体地，在建立功率估计模型函数P＝F(n，Angle，T2)之前，先通过实验方法获取相关数据信息，例如，可以采用下述方法进行获取：首先控制室内风机转速n为500rpm，并在室内机的导风角度Angle增加2°的时刻，或者室内换热器的温度T2增加2℃的时刻，记录室内风机M的功率以及对应的室内风机转速n、室内机的导风角度Angle和室内换热器的温度T2。然后控制室内风机转速n增加5rpm，并在室内机的导风角度Angle增加2°的时刻，或者室内换热器的温度T2增加2℃的时刻，记录室内风机M的功率以及对应的室内风机转速n、室内机的导风角度Angle和室内换热器的温度T2。依次按照上述方法不断增加室内风机转速n以获取相关数据信息。其中，测试的室内风机转速n的范围为[500rpm，1300rpm]，室内机的导风角度Angle的范围为[0°，80°]，室内换热器的温度T2范围为[-10℃，60℃]。然后将获取的数据进行分析处理以建立功率估计模型函数P＝F(n，Angle，T2)。
根据本发明的一个实施例，如图2所示，室内风机M中的电机为PG电机，其中，控制模块30根据转速指令控制PG电机运行，并通过检测PG电机的脉冲反馈信号以获得PG电机的转速，以及根据PG电机的转速调节PG电机的斩波时间以将室内风机M的运行转速调节为转速指令对应的转速值。
具体地，首先通过实验的方法获取不同室内风机转速n、不同室内机的导风角度Angle和不同室内换热器的温度T2条件下的室内风机M的功率，然后对获取的相关数据信息进行分析处理以建立功率估计模型函数P＝F(n，Angle，T2)，如上述公式(1)所示，并将该功率估计模型函数预设在控制模块30如微处理器中。当空调器上电工作后，控制模块30接收空调器中控制程序输入的室内风机M中的电机如PG电机的转速指令，并根据转速指令控制PG电机运行，PG电机带动风轮旋转，同时，控制模块30通过检测PG电机的脉冲反馈信号以计算PG电机的当前转速，并根据PG电机的当前转速调节PG电机的斩波时间以将PG电机的运行转速调节为转速指令对应的转速值。另外，在控制PG电机运行过程中，控制模块30通过控制导风条控制模块20以使室内机的导风角度按照预设的角度或摇摆状态运行，并实时检测室内换热器的温度T2，最后通过预设在室内风机M中的功率估计模型函数计算PG电机的实时功率。
根据本发明实施例的空调器中室内风机的功率估算控制装置，通过温度检测模块实时检测室内换热器的温度，控制模块中预设有功率估计模型函数，控制模块用于获取室内风机的转速指令，并根据转速指令控制室内风机运行以使室内风机的运行转速达到转速指令对应的转速值，并且，控制模块获取室内机的导风角度，以及根据室内风机的运行转速、室内机的导风角度、检测的室内换热器的温度以及功率估计模型函数计算室内风机的功率，其中，功率估计模型函数P＝F(n，Angle，T2)是建立的与室内风机转速、室内机的导风角度和室内换热器的温度相关联的模型函数。因此，本发明实施例的空调器中室内风机的功率估算控制装置在不增加硬件成本的基础上，通过预设在控制模块中的功率估计模型函数能够估算出室内风机的功率，满足用户的实际需求。
另外，本发明的实施例提出了一种空调器的室内机，其包括上述的功率估算控制装置。
该空调器的室内机通过上述的功率估算控制装置，在不增加硬件成本的基础上，通过预设的功率估计模型函数能够估算出室内风机的功率，满足用户的实际需求。
此外，本发明的实施例还提出了一种空调器，其包括上述的室内机。
该空调器通过上述的室内机，在不增加硬件成本的基础上，通过预设的功率估计模型函数能够估算出室内风机的功率，满足用户的实际需求。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
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。
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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
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。
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。
Claims (8)
1.一种空调器中室内风机的功率估算控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
建立与室内风机转速、室内机的导风角度和室内换热器的温度相关联的功率估计模型函数P＝F(n，Angle，T2)，其中，P为所述室内风机的功率，n为所述室内风机转速，Angle为所述室内机的导风角度，T2为所述室内换热器的温度；
获取所述室内风机的转速指令，并根据所述转速指令控制所述室内风机运行以使所述室内风机的运行转速达到所述转速指令对应的转速值；
获取所述室内机的导风角度，并实时检测所述室内换热器的温度；
根据所述室内风机的运行转速、所述室内机的导风角度、检测的所述室内换热器的温度以及所述功率估计模型函数计算所述室内风机的功率。
2.根据权利要求1所述的空调器中室内风机的功率估算控制方法，其特征在于，所述F(n，Angle，T2)的函数表达式为：
<mrow>
<mi>F</mi>
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<mo>,</mo>
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<mo>+</mo>
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<mo>)</mo>
</mrow>
其中，f1(x)＝a*x2+b*x+c，S2、S1、d1为矩阵系数，d2、a、b、c均为常数系数，u为矩阵[n，Angle，T2]。
3.根据权利要求1所述的空调器中室内风机的功率估算控制方法，其特征在于，所述室内风机中的电机为PG电机，所述根据所述转速指令控制所述室内风机运行以使所述室内风机的运行转速达到所述转速指令对应的转速值，具体包括：
根据所述转速指令控制所述PG电机运行，并通过检测所述PG电机的脉冲反馈信号以获得所述PG电机的转速；
根据所述PG电机的转速调节所述PG电机的斩波时间以将所述室内风机的运行转速调节为所述转速指令对应的转速值。
4.一种空调器中室内风机的功率估算控制装置，其特征在于，包括：
温度检测模块，用于实时检测室内换热器的温度；
控制模块，所述控制模块中预设有功率估计模型函数，所述控制模块用于获取所述室内风机的转速指令，并根据所述转速指令控制所述室内风机运行以使所述室内风机的运行转速达到所述转速指令对应的转速值，并且，所述控制模块获取所述室内机的导风角度，以及根据所述室内风机的运行转速、所述室内机的导风角度、检测的所述室内换热器的温度以及所述功率估计模型函数计算所述室内风机的功率，其中，所述功率估计模型函数是建立的与室内风机转速、室内机的导风角度和室内换热器的温度相关联的模型函数，所述功率估计模型函数P＝F(n，Angle，T2)，其中，P为所述室内风机的功率，n为所述室内风机转速，Angle为所述室内机的导风角度，T2为所述室内换热器的温度。
5.根据权利要求4所述的功率估算控制装置，其特征在于，所述F(n，Angle，T2)的函数表达式为：
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<mi>F</mi>
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<mo>&prime;</mo>
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<mn>1</mn>
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</mrow>
<mo>+</mo>
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<mn>2</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
其中，f1(x)＝a*x2+b*x+c，S2、S1、d1为矩阵系数，d2、a、b、c均为常数系数，u为矩阵[n，Angle，T2]。
6.根据权利要求4所述的功率估算控制装置，其特征在于，所述室内风机中的电机为PG电机，其中，所述控制模块根据所述转速指令控制所述PG电机运行，并通过检测所述PG电机的脉冲反馈信号以获得所述PG电机的转速，以及根据所述PG电机的转速调节所述PG电机的斩波时间以将所述室内风机的运行转速调节为所述转速指令对应的转速值。
7.一种空调器的室内机，其特征在于，包括根据权利要求4-6中任一项所述的功率估算控制装置。
8.一种空调器，其特征在于，包括根据权利要求7所述的室内机。
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