CN105180353A - 一种电机及空调风机***的恒风量控制方法 - Google Patents

一种电机及空调风机***的恒风量控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105180353A
CN105180353A CN201510503900.2A CN201510503900A CN105180353A CN 105180353 A CN105180353 A CN 105180353A CN 201510503900 A CN201510503900 A CN 201510503900A CN 105180353 A CN105180353 A CN 105180353A
Authority
CN
China
Prior art keywords
moment
motor
air quantity
ref
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510503900.2A
Other languages
English (en)
Inventor
胡戈
张先胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongshan Broad Ocean Motor Co Ltd
Original Assignee
Zhongshan Broad Ocean Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhongshan Broad Ocean Motor Co Ltd filed Critical Zhongshan Broad Ocean Motor Co Ltd
Publication of CN105180353A publication Critical patent/CN105180353A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0094Indicators of rotational movement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0066Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by changing the speed, e.g. of the driving engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/004Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids by varying driving speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/007Conjoint control of two or more different functions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/0001Control or safety arrangements for ventilation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F24F11/75Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity for maintaining constant air flow rate or air velocity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F24F11/77Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity by controlling the speed of ventilators
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37371Flow
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

一种电机及空调风机***的恒风量控制方法,步骤1)先建立任意力矩和转速下计算风量的函数关系Q=F(T,n,V);步骤2)接受外部输入的目标风量Qref;步骤3)启动电机,使电机进入稳态;步骤4)记录这时候的稳态转速n,并计算出该稳态下的风量Qc;步骤5)比较目标风量Qref与计算风量Qc,若两者相等或相当,则电机维持力矩进入稳态,若两者不相等或不相当,则电机提升或减少输出力矩;步骤6)电机经调整力矩进入稳态后,重新记录该调整力矩下的稳态转速n,并计算风量Qc;步骤7)重复步骤5和6,直到计算风量Qc与目标风量Qref相等或相当,电机进入稳态。它控制精度高、风量计算数学模型简单便捷,实施成本低,可以自动适应在广泛的静压范围。

Description

一种电机及空调风机***的恒风量控制方法
技术领域
本发明涉及一种电机及空调风机***的恒风量控制方法。
背景技术
在家用空调的室内通风管道里,静压往往随着时间的流逝而变化,比如因为管道积灰或者过滤器堵塞。静压也因为管道的安装不同而往往高于厂商实验室的标称***时的标准静压。恒风量控制可以在这些情况下给用户带来恒定的风量,从而在广泛的静压条件下维持舒适的通风,制冷或制热的效果。
为了实现恒风量控制,一些技术方案采用直接安装风量计,不仅提高成本,还带来潜在的因为风量计失效导致控制失败的风险。当前空调厂商大多采用无风量计的恒风量控制方法。
另外,一些技术方案要监视静压的变化来调速,如:美国专利US4806833,通过检测静压来调整转速,达到恒风量的目的。美国专利US201000298993A1,通过直接测量外部静压来决定风量,这需要事先把静压与风量的关系测量出来,电机力矩然后通过在指定风量下对应的静压来计算,监视静压的变化来调速。有的计算公式设计到对数计算或者高阶多项式,这需要电机控制器的微处理器MCU具有较强大的计算能力,进一步提高了成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种电机的恒风量控制方法,该方法效率高、速度快、控制精度高、风量计算数学模型简单便捷,实施成本低,可以自动适应在广泛的静压范围。
本发明的电机的恒风量控制方法的技术方案如下:
一种电机的恒风量控制方法,其特征在于,它包括如下步骤过程:
步骤1)电机控制器的微处理器接受外部输入的目标风量Qref
步骤2)电机控制器控制电机在一定的力矩T下启动电机,使电机进入稳态;
步骤3)记录这时候的稳态转速n,并通过查表法获得该力矩T下的调整系数V,然后根据计算风量的函数关系Q=F(T,n,V)计算出该稳态下的风量Qc,其中Q是风量,T是力矩,n是转速,V是调整系数,多个力矩段都有一个对应的调整系数V;
步骤4)电机控制器的微处理器比较目标风量Qref与计算风量Qc,若目标风量Qref与计算风量Qc相等或相当,则电机维持当前力矩进入稳态工作并记录该稳态下的转速n;若目标风量Qref大于计算风量Qc,电机控制器提升输出力矩T,若目标风量Qref少于计算风量Qc,电机控制器的微处理器减少输出力矩T;
步骤5)电机经调整力矩进入稳态后,重新记录提升或者减少力矩下的稳态转速n,并再次查表获取新力矩下的V值,然后重新计算风量Qc
步骤6)重复步骤4和步骤5,直到计算风量Qc与目标风量Qref相等或相当,停止调整力矩,电机进入稳态,同时记录该稳态下的转速n。
上述所述的步骤6)后面还有步骤7),如果外部***发生改变,导致转速和输出风量变化,这时电机控制器通过比较新的稳态转速和步骤4)或步骤6)里的转速可以知道输出风量已经发生了变化,重复步骤3、步骤4、步骤5和步骤6。
上述计算风量的函数关系Q=F(T,n,V),
Q = c 0 × T × V T b a s e + c 1 × n
或者采用
Q - c 0 × ← Γγ + c 1 × n + c 2 × rt 2 × r r ←
系数c0,c1和c2是通过在基准力矩Tbase,不同外部静压情况下根据转速和风量参数的原始数据通过曲线拟合的方法来获得,
上述所述的基准力矩Tbase的范围为30%T0至80%T0,T0是电机额定力矩。
上述所述的函数关系Q=F(T,n,V)中调整系数V值在0.1到2之间变化。
上述所述的步骤4和步骤6)所述的计算风量Qc与目标风量Qref相等或相当,指计算风量Qc在目标风量Qref±误差窗口之内,目标风量Qref的误差窗口一般在1%到2%范围内。
上述所述的步骤4)所述的电机控制器提升或减少输出力矩T,主要指在步骤4)所述当前力矩下按每次至少1%T0的步长顺序提升或减少,或者可以让新力矩=当前力矩x(目标风量Qref/当前计算风量Qc)2
上述所述的函数关系Q=F(T,n,V)是利用基准力矩和其他力矩下的不同外部静压情况下转速和风量参数的原始数据来获得的,将电机安装在风轮上放在一个空调设备里面,设置好电机在恒力矩工作状态,在不大于额定力矩的范围内,选择包括基准力矩在内的多个力矩的值,使电机在每个力矩下工作,并依次改变***的外部静压,来采集包括转速,风量参数的原始数据。
本发明的空调风机***的恒风量控制方法的技术方案如下:
一种空调风机***的恒风量控制方法,所述的空调风机***包括电机和风轮,所述的电机包括电机控制器、定子组件和转子组件,其特征在于:它包括如下步骤过程:
步骤1)电机控制器接受外部输入的目标风量Qref
步骤2)在一定的力矩T下启动电机,使电机进入稳态;
步骤3)记录这时候的稳态转速n,并通过查表法获得该力矩T下的调整系数V,然后根据计算风量的函数关系Q=F(T,n,V)计算出该稳态下的风量Qc,其中Q是风量,T是力矩,n是转速,V是调整系数,多个力矩段都有一个对应的调整系数V;
步骤4)比较目标风量Qref与计算风量Qc,若目标风量Qref与计算风量Qc相等或相当,则电机维持当前力矩进入稳态工作并记录该稳态下的转速n;若目标风量Qref大于计算风量Qc,电机控制器提升输出力矩T,若目标风量Qref少于计算风量Qc,电机控制器的微处理器减少输出力矩T;
步骤5)电机经调整力矩进入稳态后,重新记录提升或者减少力矩下的稳态转速n,电机控制器通过查表法重新查找对应的调整系数V,重新计算新稳态下的风量Qc
步骤6)重复步骤4和步骤5,直到计算风量Qc与目标风量Qref相等或相当,停止调整力矩,电机进入稳态,同时记录该稳态下的转速n。
上上所述的步骤6)后面还有步骤7),如果外部***发生改变,导致转速和输出风量变化,这时电机控制器通过比较新的稳态转速和步骤4)或步骤6)里的转速可以知道输出风量已经发生了变化。重复步骤3、步骤4、步骤5和步骤6。
上述计算风量的函数关系Q=F(T,n,V)如下
Q = ω × r + c - × R
或者采用
Q = c 0 × T × V T b a s e + c 1 × n + c 2 × n 2 × T b a s e T × V
系数c0,c1和c2是通过在基准力矩Tbase,不同外部静压情况下根据转速和风量参数的原始数据通过曲线拟合的方法来获得。
上述所述的基准力矩Tbase的范围为30%T0至80%T0,T0是电机额定力矩。
上述所述的函数关系Q=F(T,n,V)中调整系数V值在0.1到2之间变化。
上述所述的步骤4和步骤6)所述的计算风量Qc与目标风量Qref相等或相当,指计算风量Qc在目标风量Qref±误差窗口之内,目标风量Qref的误差窗口一般在1%到2%范围内。
上述所述的步骤4)所述的电机控制器提升或减少输出力矩T,主要指在步骤4)所述当前力矩下按每次至少1%T0的步长顺序提升或减少,或者可以让新力矩=当前力矩x(目标风量Qref/当前计算风量Qc)2
本发明与现有技术相比具有如下优点:1)通过设置好电机在恒力矩工作状态,在不大于额定力矩的范围内,选择包括基准力矩在内的多个力矩的值,使电机在每个力矩工作,并依次改变***的外部静压,来采集包括转速,风量参数的原始数据,利用在不同力矩在不同外部静压情况下转速和风量参数的原始数据,得到计算风量的函数关系Q=F(T,n,V),计算风量的数学模型只有一阶或二阶的函数,非常简单,简化计算,效率高、响应速度快、控制精度高、实施成本低;经过大量试验测试,风量控制误差在0.5%-5%的范围,具有良好应用前景;2)本发明方法可以适应在广泛的静压范围,风量计算与***外部静压,从而简化产品结构,降低成本。
附图说明:
图1是传统的空调风机***的结构示意图;
图2是本发明的空调***的控制流程图;
图3是本发明的原理框图;
图4是本发明在某台负载上的测量数据的拟合直线图;
图5是本发明的部分的流程图。
具体实施方式:
如图1所示,在一个典型的空调通风管道里,安装了一个鼓风***(如燃气炉或空气处理机),图中以“电机+风轮”代替,管道里还有空气过滤器,电机启动时开始鼓风,由于出风口和入风口的数量与房间数有关,管道的设计也没有统一的标准,同时过滤器也可能有不同的压降,导致搭载传统的单相交流电机---PSC电机的鼓风***在不同的管道里,实际的风量会不同。
如图2所示,本发明采用一台ECM电机(电子换向电机)来带动风轮转动,ECM电机含有电机控制器,该电机控制器与空调***控制器进行连接通信,例如空调***控制器将目标风量发送到电机控制器,电机控制器控制电机带动风轮运转,输出目标风量,相当于恒风量控制。
如图3所示,空调***控制器向电机控制器的微处理器输入目标风量Qref,电机控制器包括传感器、微处理器和功率逆变模块,传感器将电机的转速信号RPM、电流信号Idc输入到微处理器,功率逆变模块输出的PWM信号也送到微处理器处理,函数关系Q=F(T,n,V)涉及到的各系数,包括不同工作力矩下对应的调整系数V的对照表,预先输入到电机控制器的微处理器里面,微处理器比较目标风量Qref与计算风量Qc,调整输出信号,以力矩为受控量来间接的控制风量。若目标风量Qref大于计算风量Qc,电机控制器提升输出力矩T,若目标风量Qref少于计算风量Qc,电机控制器的微处理器减少输出力矩T,电机进入稳态后,重新记录提升或者减少力矩下的稳态转速n,电机控制器通过查表法重新查找对应的调整系数V,重新计算计算风量Qc,直到计算风量Qc与目标风量Qref相等或相当,停止调整力矩电机进入稳态,即恒风量状态。目标风量Qref是一个固定值,只不过微处理器里面,当程序调节Qc到目标风量Qref±误差窗口之内,即认定达到要求而停止调节,这样做的好处是防止因为微小扰动带来的反复调节而无法达到稳定的风量。目标风量Qref的误差窗口一般在1%到2%范围内。
本发明的空调风机***的恒风量控制方法的技术方案如下:
一种空调风机***的恒风量控制方法,所述的空调风机***包括电机和风轮,所述的电机包括电机控制器、定子组件和转子组件,它包括如下步骤过程:
步骤1)电机控制器接受外部输入的目标风量Qref
步骤2)在一定的力矩T下启动电机,使电机进入稳态;
步骤3)记录这时候的稳态转速n,并通过查表法获得该力矩T下的调整系数V,然后根据计算风量的函数关系Q=F(T,n,V)里的方程计算出该稳态下的风量Qc,其中Q是风量,T是力矩,n是转速,V是调整系数,多个力矩段都有一个对应的调整系数V;
步骤4)比较目标风量Qref与计算风量Qc,若目标风量Qref与计算风量Qc相等或相当,则电机维持当前力矩进入稳态工作并记录该稳态下的转速n;若目标风量Qref大于计算风量Qc,电机控制器提升输出力矩T,若目标风量Qref少于计算风量Qc,电机控制器的微处理器减少输出力矩T;
步骤5)电机经调整力矩进入稳态后,重新记录提升或者减少力矩下的稳态转速n,电机控制器通过查表法重新查找对应的调整系数V,重新计算新稳态下的风量Qc
步骤6)重复步骤4和步骤5,直到计算风量Qc与目标风量Qref相等或相当,停止调整力矩,电机进入稳态,同时记录该稳态下的转速n。
上述所述的步骤6)后面还有步骤7),如果外部***发生改变,比如通风管道积灰或部分堵塞,导致转速和输出风量变化,这时电机控制器通过比较新的稳态转速和步骤4)或步骤6)里的转速可以知道输出风量已经发生了变化。重复步骤3、步骤4、步骤5和步骤6。
上述所述的风量的计算式如下:
Q = c 0 × T × V T b a s e + c 1 × n
或者采用
系数c0,c1和c2是通过在基准力矩Tbase,不同外部静压情况下根据转速和风量参数的原始数据通过曲线拟合的方法来获得。
上述所述的基准力矩Tbase的范围30%T0至80%T0,T0是电机额定力矩。
上述所述的函数关系Q=F(T,n,V)中调整系数V值在0.1到2之间变化。
上述所述的步骤3和步骤5)所述的计算风量Qc与目标风量Qref相等或相当,指计算风量Qc在目标风量Qref±误差窗口之内,目标风量Qref的误差窗口一般在1%到2%范围内。
上述所述的步骤4)所述的电机控制器提升或减少输出力矩T,主要指在步骤4)所述当前力矩下按每次至少1%T0的步长顺序提升或减少,或者可以让新力矩=当前力矩x(目标风量Qref/当前计算风量Qc)2
下面是函数关系Q=F(T,n,V)的推导过程,风扇定律指出,在一定条件下,
·风量与转速成正比;
·风扇外部气压与转速平方成正比;
·电机输出力矩(即风扇输入力矩)与转速平方成正比;
Q 1 Q 2 = n 1 n 2
P 1 P 2 = ( n 1 n 2 ) 2
T 1 T 2 = ( n 1 n 2 ) 2 = ( Q 1 Q 2 ) 2
其中:n是电机转速,Q是风量,P是风扇的外部气压升,T是电机的输出力矩,也就是风扇的输入力矩。
为了推导方便,把基准力矩下的风量-转速关系式记为:
或者(如果用二次多项式的话)
从上面的公式,结合风扇定律,我们可以进一步推导出在任意力矩下,转速和风量的关系。为了做到这一点,我们需要推导出在T=Tbase时的等效风量和等效转速是如何根据风扇定律折算到新的力矩下的:
如果用线性关系式,
如果用二次多项式:
从实验结果来看,测试风量的设备始终动态调节背压来控制外部静压,这导致风扇定理在整个风量范围内并非成立,需要在上述公式中增加一个调整系数V。调整后的公式如下:如果用线性关系式,
Q = c 0 × T × V T b a s e + c 1 × n
如果用二次多项式,
这个调整系数V值在0.1到2之间变化,选取的原则是让从上式计算出来的风量值与实际测试值相等或相近,如表1是某负载的V值表,表1中基准力矩Tbase设为50%T0,其它力矩为测试方便选为:10%T0、20%T0、30%T0、40%T0、60%T0、70%T0、80%T0、90%T0、100%T0,对应的调整系数V值也记录在表1中,其中T0为电机额定力矩,在其他未测量的力矩工况下,V值可由邻近的两个T所属的V值来线性插值计算获得。
T0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
V 1.68 1.25 1.09 1.05 1 0.98 0.94 0.92 0.89 0.87
表1某负载的V值表
上述的计算式是以选定一个基准力矩Tbase为前提,从而推导出一个该力矩下的风量与转速的函数关系式。从保证计算精度,并简化计算量的角度来看,这个函数既可以是线性的,
也可以是二次多项式
实验数据表明,如果用更高阶的函数来描述风量与转速的关系会产生“过度曲线拟合”的问题,即计算量远远增大而拟合精度并未提高的现象。有了这个函数,可以进一步推导在其他任意力矩和转速下,风量的计算函数Q=F(T,n,V)。在不同的力矩下,调整系数V值也不同。因此,需要设置好电机在恒力矩工作状态,在不大于额定力矩的范围内,选择包括基准力矩在内的多个力矩T的值,使电机在每个力矩T下工作,并依次改变***的外部静压,来采集包括转速,风量参数的原始数据测量。某负载的部分原始数据的测试结果如下表2所示,通过原始数据得到表1所示的不同力矩下对应的调整系数V,其选取的原则是让从上式计算出来的风量值与实际测试值相等或相近。
表2某负载的部分原始数据
下面举例说明恒风量的运作过程:
步骤1)获取以上表为例的原始数据后,选定基准力矩T=50%T0,利用转速n和实测风量Q的数据进行绘图拟合成直线,建立计算风量在基准力矩下的的函数关系Qbase=F(n),这里以基准力矩下的线性关系式为例:
绘制成图像如图4所示。于是可以按照曲线拟合的方法获得两个风量系数c0,c1。然后在原始数据的基础上,按照“选择V值使计算风量的结果与实测风量的结果相等或相近”为原则确定所有力矩下的V值,如表1所示。这时,任意转速与力矩下的风量函数关系式Q=F(T,n,V)可以确定如下:
Q = c 0 × T × V T b a s e + c 1 × n
其中Q是风量(CFM),T是力矩(oz-ft),n是转速(RPM),V是调整系数如表1所示,并预先输入到电机控制器的微处理器里面;
步骤2)空调***控制器向电机控制器的微处理器输入目标风量Qref;步骤3至步骤8的见图5所示,
步骤3)在一定的力矩T下启动电机,使电机进入稳态;
步骤4)记录这时候的稳态转速n,电机控制器通过查表法查找对应的调整系数V,并计算出计算风量Qc
步骤5)比较目标风量Qref与计算风量Qc,若目标风量Qref与计算风量Qc相等或相当,则电机维持当前力矩进入稳态工作并记录该稳态下的转速n;若目标风量Qref大于计算风量Qc,电机控制器提升输出力矩T,若目标风量Qref少于计算风量Qc,电机控制器的微处理器减少输出力矩T;
步骤6)电机经调整力矩进入稳态后,重新记录提升或者减少力矩下的稳态转速n,电机控制器通过查表法重新查找对应的调整系数V,重新计算新稳态下的风量Qc
步骤7)重复步骤5和步骤6,直到计算风量Qc与目标风量Qref相等或相当,停止调整力矩电机进入稳态,同时记录该稳态下的转速n。
上述所述的步骤7)后面还有步骤8),如果外部***发生改变(比如通风管道积灰或部分堵塞),导致转速和输出风量变化,这时电机控制器通过比较新的稳态转速和步骤5)或步骤7)里的转速可以知道输出风量已经发生了变化。重复步骤4、步骤5、步骤6和步骤7。

Claims (15)

1.一种电机的恒风量控制方法,其特征在于,它包括如下步骤过程:
步骤1)电机控制器的微处理器接受外部输入的目标风量Qref
步骤2)电机控制器控制电机在一定的力矩T下启动电机,使电机进入稳态;
步骤3)记录这时候的稳态转速n,并通过查表法获得该力矩T下的调整系数V,然后根据计算风量的函数关系Q=F(T,n,V)计算出该稳态下的风量Qc,其中Q是风量,T是力矩,n是转速,V是调整系数,多个力矩段都有一个对应的调整系数V;
步骤4)电机控制器的微处理器比较目标风量Qref与计算风量Qc,若目标风量Qref与计算风量Qc相等或相当,则电机维持当前力矩进入稳态工作并记录该稳态下的转速n;若目标风量Qref大于计算风量Qc,电机控制器提升输出力矩T,若目标风量Qref少于计算风量Qc,电机控制器的微处理器减少输出力矩T;
步骤5)电机经调整力矩进入稳态后,重新记录提升或者减少力矩下的稳态转速n,并再次查表获取新力矩下的V值,然后重新计算风量Qc
步骤6)重复步骤4和步骤5,直到计算风量Qc与目标风量Qref相等或相当,停止调整力矩,电机进入稳态,同时记录该稳态下的转速n。
2.根据权利要求1所述的一种电机的恒风量控制方法,其特征在于:步骤6)后面还有步骤7),如果外部***发生改变,导致转速和输出风量变化,这时电机控制器通过比较新的稳态转速和步骤4)或步骤6)里的转速可以知道输出风量已经发生了变化,重复步骤3、步骤4、步骤5和步骤6。
3.根据权利要求1所述的一种电机的恒风量控制方法,其特征在于:计算风量的函数关系Q=F(T,n,V)如下:
或者采用
系数c0,c1和c2是通过在基准力矩Tbase,不同外部静压情况下根据转速和风量参数的原始数据通过曲线拟合的方法来获得。
4.根据权利要求3所述的一种电机的恒风量控制方法,其特征在于:基准力矩Tbase的范围为30%T0至80%T0,T0是电机额定力矩。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种电机的恒风量控制方法,其特征在于:函数关系Q=F(T,n,V)中调整系数V值在0.1到2之间变化。
6.根据权利要求1、2或3所述的一种电机的恒风量控制方法,其特征在于:步骤4和步骤6)所述的计算风量Qc与目标风量Qref相等或相当,指计算风量Qc在目标风量Qref±误差窗口之内,目标风量Qref的误差窗口一般在1%到2%范围内。
7.根据权利要求1、2或3所述的一种电机的恒风量控制方法,其特征在于:步骤4)所述的电机控制器提升或减少输出力矩T,主要指在步骤4)所述当前力矩下按每次至少1%T0的步长顺序提升或减少,或者可以让新力矩=当前力矩x(目标风量Qref/当前计算风量Qc)2
8.根据权利要求1、2或3所述的一种电机的恒风量控制方法,其特征在于:函数关系Q=F(T,n,V)是利用基准力矩和其他力矩下的不同外部静压情况下转速和风量参数的原始数据来获得的,将电机安装在风轮上放在一个空调设备里面,设置好电机在恒力矩工作状态,在不大于额定力矩的范围内,选择包括基准力矩在内的多个力矩的值,使电机在每个力矩下工作,并依次改变***的外部静压,来采集包括转速,风量参数的原始数据。
9.一种空调风机***的恒风量控制方法,所述的空调风机***包括电机和风轮,所述的电机包括电机控制器、定子组件和转子组件,其特征在于:它包括如下步骤过程:
步骤1)电机控制器接受外部输入的目标风量Qref
步骤2)在一定的力矩T下启动电机,使电机进入稳态;
步骤3)记录这时候的稳态转速n,并通过查表法获得该力矩T下的调整系数V,然后根据计算风量的函数关系Q=F(T,n,V)计算出该稳态下的风量Qc,其中Q是风量,T是力矩,n是转速,V是调整系数,多个力矩段都有一个对应的调整系数V;
步骤4)比较目标风量Qref与计算风量Qc,若目标风量Qref与计算风量Qc相等或相当,则电机维持当前力矩进入稳态工作并记录该稳态下的转速n;若目标风量Qref大于计算风量Qc,电机控制器提升输出力矩T,若目标风量Qref少于计算风量Qc,电机控制器的微处理器减少输出力矩T;
步骤5)电机经调整力矩进入稳态后,重新记录提升或者减少力矩下的稳态转速n,电机控制器通过查表法重新查找对应的调整系数V,重新计算新稳态下的风量Qc
步骤6)重复步骤4和步骤5,直到计算风量Qc与目标风量Qref相等或相当,停止调整力矩,电机进入稳态,同时记录该稳态下的转速n。
10.根据权利要求9所述的一种空调风机***的恒风量控制方法,其特征在于:步骤6)后面还有步骤7),如果外部***发生改变,导致转速和输出风量变化,这时电机控制器通过比较新的稳态转速和步骤4)或步骤6)里的转速可以知道输出风量已经发生了变化。重复步骤3、步骤4、步骤5和步骤6。
11.根据权利要求9所述的一种空调风机***的恒风量控制方法,其特征在于:计算风量的函数关系Q=F(T,n,V)如下:
或者采用
系数c0,c1和c2是通过在基准力矩Tbase,不同外部静压情况下根据转速和风量参数的原始数据通过曲线拟合的方法来获得。
12.根据权利要求11所述的一种空调风机***的恒风量控制方法,其特征在于:基准力矩Tbase的范围为30%T0至80%T0,T0是电机额定力矩。
13.根据权利要求9、10或11所述的一种电机的恒风量控制方法,其特征在于:函数关系Q=F(T,n,V)中调整系数V值在0.1到2之间变化。
14.根据权利要求9、10或11所述的一种电机的恒风量控制方法,其特征在于:步骤4和步骤6)所述的计算风量Qc与目标风量Qref相等或相当,指计算风量Qc在目标风量Qref±误差窗口之内,目标风量Qref的误差窗口一般在1%到2%范围内。
15.根据权利要求9、10或11所述的一种电机的恒风量控制方法,其特征在于:步骤4所述的电机控制器提升或减少输出力矩T,主要指在步骤4所述当前力矩下按每次至少1%T0的步长顺序提升或减少,或者可以让新力矩=当前力矩x(目标风量Qref/当前计算风量Qc)2
CN201510503900.2A 2012-04-26 2012-04-26 一种电机及空调风机***的恒风量控制方法 Pending CN105180353A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210127123.2A CN103376743B (zh) 2012-04-26 2012-04-26 一种电机及空调风机***的恒风量控制方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210127123.2A Division CN103376743B (zh) 2012-04-26 2012-04-26 一种电机及空调风机***的恒风量控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105180353A true CN105180353A (zh) 2015-12-23

Family

ID=49462016

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210127123.2A Active CN103376743B (zh) 2012-04-26 2012-04-26 一种电机及空调风机***的恒风量控制方法
CN201510503900.2A Pending CN105180353A (zh) 2012-04-26 2012-04-26 一种电机及空调风机***的恒风量控制方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210127123.2A Active CN103376743B (zh) 2012-04-26 2012-04-26 一种电机及空调风机***的恒风量控制方法

Country Status (4)

Country Link
US (2) US20130288589A1 (zh)
CN (2) CN103376743B (zh)
CA (1) CA2804629C (zh)
MX (1) MX2013004767A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107762954A (zh) * 2016-08-23 2018-03-06 依必安-派特穆尔芬根股份有限两合公司 通风机的体积流量控制方法
CN111637616A (zh) * 2020-06-12 2020-09-08 广东美的暖通设备有限公司 风机组件的控制方法、装置和风机组件的驱动电路

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105135608A (zh) * 2012-04-26 2015-12-09 中山大洋电机股份有限公司 一种电机及空调风机***的恒风量控制方法
CN103836692B (zh) * 2014-02-28 2017-08-15 广东威灵电机制造有限公司 油烟机及其风量监测方法和***
CN103836691B (zh) * 2014-02-28 2018-03-30 广东威灵电机制造有限公司 油烟机及其恒定风量调节方法及***
WO2016011617A1 (zh) * 2014-07-23 2016-01-28 中山大洋电机股份有限公司 一种送风设备的滤网堵塞检测方法及其应用的送风设备
CA2934585C (en) 2014-07-23 2017-10-17 Zhongshan Broad-Ocean Motor Co., Ltd. Air volume measurement method for fan motor
JP6305309B2 (ja) * 2014-10-16 2018-04-04 リンナイ株式会社 換気装置
CN104266315B (zh) * 2014-10-17 2017-05-03 珠海格力电器股份有限公司 风管机档位设置方法、装置及风管机
CN104764160B (zh) * 2015-03-30 2017-06-16 广东美的制冷设备有限公司 空调器室内机的恒风量控制方法、装置及空调器室内机
CN106152392B (zh) * 2015-04-27 2019-04-19 广东美的制冷设备有限公司 空调器室内机的恒风量控制方法、装置及空调器室内机
CN106249683A (zh) * 2016-08-24 2016-12-21 苏州哈度软件有限公司 一种电气设备冷却控制***
US10527047B2 (en) * 2017-01-25 2020-01-07 Energy Labs, Inc. Active stall prevention in centrifugal fans
CN106839339B (zh) * 2017-03-16 2019-03-26 广东美的制冷设备有限公司 一种空调器实时送风量的检测方法及装置、空调器
WO2018226973A1 (en) * 2017-06-09 2018-12-13 Carrier Corporation Hvac indoor blower commissioning to match ducted application using a smart device
CN107327414B (zh) * 2017-08-30 2019-11-01 北京晶海科技有限公司 一种空调风机的调节方法
CN110763450B (zh) * 2019-11-12 2021-04-02 宁波奥克斯电气股份有限公司 一种恒风量功能测试方法
CN111157896B (zh) * 2020-03-26 2021-04-09 珠海格力电器股份有限公司 基于恒转矩控制的测试方法
CN112484249B (zh) * 2020-11-06 2021-11-23 珠海格力电器股份有限公司 空调控制方法、装置和空调
DE102021115471A1 (de) 2021-06-15 2022-12-15 Bma Braunschweigische Maschinenbauanstalt Ag Verfahren zur Regelung eines geförderten Fluidmengenstromes und fluiddurchströmte Anlage
CN114810649A (zh) * 2022-05-05 2022-07-29 雷勃电气(常州)有限公司 后倾离心风机恒风量控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040076163A (ko) * 2003-02-24 2004-08-31 엘지전자 주식회사 에어컨의 실내팬제어방법
CN1712839A (zh) * 2005-07-08 2005-12-28 广东科龙电器股份有限公司 一种节能型空调器及其控制方法
CN1892132A (zh) * 2005-07-07 2007-01-10 乐金电子(天津)电器有限公司 空调器及其控制方法
US20110053488A1 (en) * 2008-01-18 2011-03-03 Mpc Inc. Control system for exhaust gas fan system
CN102003754A (zh) * 2010-11-30 2011-04-06 江苏兆胜空调有限公司 舰船用低温送风空调装置及其控制方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4806833A (en) * 1986-09-22 1989-02-21 General Electric Company System for conditioning air, method of operating such, and circuit
US5847526A (en) * 1996-04-24 1998-12-08 Lasko; William E. Microprocessor controlled fan
EP0813032A3 (en) * 1996-06-10 2001-05-23 Thermovonics Co., Ltd Air-conditioning ventilator
US6356044B1 (en) * 1999-12-03 2002-03-12 General Electric Company Motor with programming module
US6994620B2 (en) * 2003-04-30 2006-02-07 Carrier Corporation Method of determining static pressure in a ducted air delivery system using a variable speed blower motor
US7225054B2 (en) * 2003-12-02 2007-05-29 Honeywell International Inc. Controller with programmable service event display mode
KR100595214B1 (ko) * 2004-05-21 2006-07-03 엘지전자 주식회사 공조 시스템의 공기 청정 제어장치 및 그 제어방법
US7573217B2 (en) * 2005-05-31 2009-08-11 Regal-Beloit Corporation Methods and systems for automatic rotation direction determination of electronically commutated motor
US20070084939A1 (en) * 2005-10-18 2007-04-19 Mingsheng Liu Systems and methods of controlling a fan coil unit
US7671555B2 (en) * 2005-12-21 2010-03-02 A. O. Smith Corporation Motor, a method of operating a motor, and a system including a motor
US8672733B2 (en) * 2007-02-06 2014-03-18 Nordyne Llc Ventilation airflow rate control
WO2008117515A1 (ja) * 2007-03-27 2008-10-02 Panasonic Corporation モータ制御装置とその制御方法、及びモータ装置
US9182141B2 (en) * 2007-08-03 2015-11-10 Honeywell International Inc. Fan coil thermostat with activity sensing
US10012403B2 (en) * 2009-05-21 2018-07-03 Lennox Industries Inc. Wiring connector housing
CN201531444U (zh) * 2009-09-16 2010-07-21 中山大洋电机股份有限公司 一种空调风机控制***
CN102597529A (zh) * 2009-10-27 2012-07-18 亨泰尔公司 风扇阵列控制***
CN105135608A (zh) * 2012-04-26 2015-12-09 中山大洋电机股份有限公司 一种电机及空调风机***的恒风量控制方法
CN103809437B (zh) * 2012-11-13 2016-06-29 中山大洋电机股份有限公司 一种电机的恒风量控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040076163A (ko) * 2003-02-24 2004-08-31 엘지전자 주식회사 에어컨의 실내팬제어방법
CN1892132A (zh) * 2005-07-07 2007-01-10 乐金电子(天津)电器有限公司 空调器及其控制方法
CN1712839A (zh) * 2005-07-08 2005-12-28 广东科龙电器股份有限公司 一种节能型空调器及其控制方法
US20110053488A1 (en) * 2008-01-18 2011-03-03 Mpc Inc. Control system for exhaust gas fan system
CN102003754A (zh) * 2010-11-30 2011-04-06 江苏兆胜空调有限公司 舰船用低温送风空调装置及其控制方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107762954A (zh) * 2016-08-23 2018-03-06 依必安-派特穆尔芬根股份有限两合公司 通风机的体积流量控制方法
CN111637616A (zh) * 2020-06-12 2020-09-08 广东美的暖通设备有限公司 风机组件的控制方法、装置和风机组件的驱动电路
CN111637616B (zh) * 2020-06-12 2021-12-14 广东美的暖通设备有限公司 风机组件的控制方法、装置和风机组件的驱动电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN103376743A (zh) 2013-10-30
US20130288589A1 (en) 2013-10-31
CA2804629C (en) 2020-09-01
MX2013004767A (es) 2013-10-25
CN103376743B (zh) 2016-06-22
US10184680B2 (en) 2019-01-22
US20160097558A1 (en) 2016-04-07
CA2804629A1 (en) 2013-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103376743B (zh) 一种电机及空调风机***的恒风量控制方法
CN103375419B (zh) 一种电机及空调风机***的恒风量控制方法
CN103809437B (zh) 一种电机的恒风量控制方法
CN105629814B (zh) 一种具有抽风或者送风功能的电器设备的恒风量控制方法
US10066631B2 (en) Direct power control for constant airflow control
CN105444340B (zh) 一种带滤网堵塞检测功能的电器设备
CN105378390B (zh) 一种应用在hvac***中的ecm电机的恒风量控制方法
KR101815408B1 (ko) 팬 모터의 풍량 측정 방법
CN104807152B (zh) Pm电机直接功率控制的恒风量控制方法及其应用的hvac***
WO2013159461A1 (zh) 一种电机及空调风机***的恒风量控制方法
WO2020146387A1 (en) Control system for electric fluid moving apparatus
US8175836B2 (en) Flow estimation for fluid handling system
WO2016011617A1 (zh) 一种送风设备的滤网堵塞检测方法及其应用的送风设备
US11841022B2 (en) Control system for electric fluid moving apparatus
CN115614919A (zh) 电流监测器空气过滤器更换

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20151223

RJ01 Rejection of invention patent application after publication