CN106152385A - 一种风机电机的控制方法及一种空调的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风机电机的控制方法及一种空调的控制方法，所述的控制方法包括如下步骤：A控制电机工作在恒风量工作模式；B每隔一段时间检测空调的工作状态；C判断空调是否处于扫风状态，若空调处于扫风状态，控制电机退出恒风量工作模式，控制电机进入恒转速工作模式；若空调不处于扫风状态，回到步骤B；步骤D当电机进入恒转速工作模式后，每隔一段时间检测空调的工作状态；步骤E判断空调是否处于扫风状态，若空调处于扫风状态，回到步骤A；若空调不处于扫风状态，控制电机退出恒转速工作模式，回到步骤D。它当风机电机工作在恒风量工作模式时且当空调处于扫风状态，风机电机由恒风量工作模式转到恒转速工作模式，减小电机产生的振荡，使电机输入功率平稳，转速平稳。
Description
技术领域：
本发明涉及一种风机电机的控制方法及一种空调的控制方法。
背景技术：
目前，在家用空调的风管道里的风机电机(一般式ECM电机或者直流无刷电机)具有2种工作状态，恒风量工作模式和恒转速工作模式，恒风量工作模式是电机带动风轮转动，使空调输出恒定的风量；恒转速工作模式是电机以恒定的速度运行，使空调工作平稳，噪音小。恒风量工作模式(即控制方式)和恒转速工作模式(即控制方式)在国内外许多专利文献已经有详细描述，在此不再详细叙述。
现在一般空调都带有扫风功能，当风机电机工作在恒风量工作模式时，且当空调扫风板摆动时，会导致空调内部静压变化，传统恒风量电机会随着这种静压变化改变转速，这时电机就产生了振荡，功率不稳，转速不稳。这是用户不期待的。
发明内容：
本发明的一个目的是提供一种风机电机的控制方法及空调的控制方法，当风机电机工作在恒风量工作模式时且当空调处于扫风状态，风机电机由恒风量工作模式转到恒转速工作模式，减小电机产生的振荡，使电机输入功率平稳，转速平稳。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。
一种风机电机的控制方法，所述的风机电机安装在空调上用来驱动风轮转动进行送风，风机电机具有恒风量工作模式和恒转速工作模式，所述的空调带有扫风功能，其特征在于：所述的控制方法包括如下步骤：
步骤A)控制电机工作在恒风量工作模式；
步骤B)每隔一段时间检测空调的工作状态；
步骤C)判断空调是否处于扫风状态，若空调处于扫风状态，控制电机退出恒风量工作模式，控制电机进入恒转速工作模式；若空调不处于扫风状态，回到步骤B。
2、根据权利要求1所述的一种风机电机的控制方法，其特征在于：在步骤C之后还有步骤D和步骤E，其中：
步骤D)当电机进入恒转速工作模式后，每隔一段时间检测空调的工作状态；
步骤E)判断空调是否处于扫风状态，若空调处于扫风状态，，回到步骤D；若空调不处于扫风状态，控制电机退出恒转速工作模式，回到步骤A。
上述所述的判断空调是否处于扫风状态可以通过接收空调的控制信号或者通过检测电机的运行参数来判断。
上述所述的判断空调是否处于扫风状态可以通过检测电机的输入功率和转速这两个参数来判断或者通过电机的运行中的电流值来判断。
上述当电机工作在恒风量工作模式时通过检测电机的输入功率和转速这两个参数来判断空调是否处于扫风状态，当电机工作在恒转速工作模式时通过检测电机的电流值参数来判断空调是否处于扫风状态。
上述所述的风机电机包括电机控制器和电机单体，电机单体包括转轴、永磁转子组件、定子组件和机壳组件，永磁转子组件上安装永磁体，永磁转子组件和定子组件形成磁藕合，定子组件包括定子铁芯和卷绕在定子铁芯上的线圈绕组；所述的电机控制器上布局有电机微处理器、逆变电路和电机运行参数检测电路，运行参数检测电路将电机实时运行参数输入到电机微处理器，电机微处理器的输出端控制逆变电路，逆变电路的输出端与线圈绕组连接；所述的步骤A、步骤B、步骤C、步骤D、步骤E由所述的电机微处理器控制执行。
一种空调的控制方法，所述的空调包括空调控制器、风机电机、风轮、机壳，所述的风机电机安装在空调上用来驱动风轮转动进行送风，风机电机具有恒风量工作模式和恒转速工作模式，所述的空调带有扫风功能，其特征在于：所述的控制方法包括如下步骤：
步骤A)控制电机工作在恒风量工作模式；
步骤B)每隔一段时间检测空调的工作状态；
步骤C)判断空调是否处于扫风状态，若空调处于扫风状态，控制电机退出恒风量工作模式，控制电机进入恒转速工作模式；若空调不处于扫风状态，回到步骤B。
上述所述在步骤C之后还有步骤D和步骤E，其中：
步骤D)当电机进入恒转速工作模式后，每隔一段时间检测空调的工作状态；
步骤E)判断空调是否处于扫风状态，若空调处于扫风状态，回到步骤D；若空调不处于扫风状态，控制电机退出恒转速工作模式，回到步骤A。
上述判断空调是否处于扫风状态可以通过接收空调的控制信号或者通过检测电机的运行参数来判断。
上述的判断空调是否处于扫风状态可以通过检测电机的输入功率和转速这两个参数来判断或者通过电机的运行中的电流值来判断。
上述当电机工作在恒风量工作模式时通过检测电机的输入功率和转速这两个参数来判断空调是否处于扫风状态，当电机工作在恒转速工作模式时通过检测电机的电流值参数来判断空调是否处于扫风状态。
上述所述的风机电机是一个不带电机控制器的电机单体，所述的电机单体包括转轴、永磁转子组件、定子组件和机壳组件，永磁转子组件上安装永磁体，永磁转子组件和定子组件形成磁藕合，定子组件包括定子铁芯和卷绕在定子铁芯上的线圈绕组；所述的空调控制器上布局有***微处理器、逆变电路和电机运行参数检测电路，运行参数检测电路将电机实时运行参数输入到***微处理器，***微处理器的输出端控制逆变电路，逆变电路的输出端与线圈绕组连接；所述的步骤A、步骤B、步骤C、步骤D、步骤E由所述的***微处理器控制执行。
本发明与现有技术相比，具有如下效果：
1)本发明利用所述的控制方法包括如下步骤：步骤A)控制电机工作在恒风量工作模式；步骤B)每隔一段时间检测空调的工作状态；步骤C)判断空调是否处于扫风状态，若空调处于扫风状态，控制电机退出恒风量工作模式，控制电机进入恒转速工作模式；若空调不处于扫风状态，回到步骤B，这样通过状态的切换，当空调是在扫风状态，减小电机产生的振荡，使电机输入功率平稳，转速平稳，满足客户的要求。
2)在步骤C之后还有步骤D和步骤E，其中：步骤D)当电机进入恒转速工作模式后，每隔一段时间检测空调的工作状态；步骤E)判断空调是否处于扫风状态，若空调处于扫风状态，回到步骤D；若空调不处于扫风状态，控制电机退出恒转速工作模式，回到步骤A；一旦空调退出扫风状态，电机马上由恒转速工作模式切换到恒风量工作模式，保证输出风量的恒定，维持送风的舒适性。
3)判断空调是否处于扫风状态可以通过接收空调的控制信号或者通过检测电机的运行参数来判断，判断方法简单实用。
4)当电机工作在恒风量工作模式时通过检测电机的输入功率和转速这两个参数来判断空调是否处于扫风状态，当电机工作在恒转速工作模式时通过检测电机的电流值参数来判断空调是否处于扫风状态。判断容易准确，控制简单方便。
附图说明：
图1是本发明的实施例一原理结构示意图；
图2本发明实施例一在空调应用的安装示意图；
图3是本发明实施例一电机单体的立体图；
图4是本发明实施例一电机单体的剖视图；
图5是本发明实施例一的电路方框图；
图6是图5是对应的实施电路方框图；
图7是本发明实施例一通过实验测得到得一族恒风量拟合曲线；
图8是本发明控制流程图；
图9是对应图8的一种具体实施流程图；
图10是本发明实施例二的结构方框图；
图11是本发明实施例二的电机的立体图；
图12是本发明实施例二的电机的结构剖视图；
图13是本发明实施例二的控制流程图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
实施例一：
如图1、图2所示，在一个典型的通风管道(简称风道)里，安装了一个鼓风***(如空调机)，图中以“电机单体+风轮”代替，管道里还有空气过滤网，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，同时空气过滤网也可能有不同的压降，如果要获得恒定的风量必需有一个好的技术方案。
本发明的一种空调包括电机、风轮、电源部分和***控制器，***控制器带有实现电器设备本身功能的主控制线路板，主控制线路板驱动电机带动风轮转动，其中：所述的电机单体是一个不带控制器的电机单体，包括转轴、永磁转子组件、定子组件和机壳组件，永磁转子组件上安装永磁体，永磁转子组件和定子组件形成磁藕合，定子组件包括定子铁芯和卷绕在定子铁芯上的线圈绕组；所述的主控制线路板上布局有***微处理器、逆变电路和电机运行参数检测电路，运行参数检测电路将电机实时运行参数输入到***微处理器，***微处理器的输出端控制逆变电路，逆变电路的输出端与线圈绕组连接。
如图3、图4所示，上述电机是电机单体1，所述的电机单体1包括定子组件12、转子组件13和机壳组件11，定子组件13安装在机壳组件11上，电机单体1安装有检测转子位置的霍尔传感器14(转子位置测量电路)，转子组件13套装在定子组件12的内侧或者外侧组成，转子位置测量电路检测转子位置信号并输入到***微处理器，母线电流检测电路将检测的母线电路输入到***微处理器，母线电压检测电路将直流母线电压输入到***微处理器，***微处理器控制逆变电路，逆变电路控制定子组件12的各相线圈绕组的通断电。转子位置测量电路、母线电流检测电路、母线电压检测电路是电机运行参数检测电路的一部分。
如图5、图6所示，假设PM电机是3相无刷直流永磁同步电机，转子位置测量电路14一般采用3个霍尔传感器，3个霍尔传感器分别检测一个360度电角度周期的转子位置，每转过120度电角度改变一次定子组件12的各相线圈绕组的通电，形成3相6步控制模式。交流输入(AC INPUT)经过由二级管D7、D8、D9、D10组成的全波整流电路后，在电容C1的一端输出直流母线电压Vbus，直流母线电压Vbus与输入交流电压有关，交流输入(ACINPUT)的电压确定后，3相绕组的线电压UP是PWM斩波输出电压，UP＝Vbus＊w，w是***微处理器输入到逆变电路的PWM信号的占空比，改变线电压UP可以改变直流母线电流Ibus，逆变电路由电子开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6组成，电子开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的控制端分别由微处理器输出的6路PWM信号(P1、P2、P3、P4、P5、P6)控制，逆变电路还连接电阻R1用于检测母线电流Ibus，母线电流检测电路将电阻R1的检测母线电流Ibus转换后传送到***微处理器。电机输入功率控制由电子开关管Q7控制，微处理器输出的1路PWM信号－－即P0，来控制电子开关管Q7的导通时间，以控制电机输入功率。电机输入功率等于直流母线电流Ibus乘以直流母线电压Vbus。电机的转速V霍尔传感器分别检测的信号计算得到。
假设在***微处理器建立恒风量控制单元，恒风量控制单元设置恒风量的控制函数P＝f(n)，其中P是电机输入功率，n是电机运行转速，恒风量的控制函数P＝f(n)是这样获得的：先采集原始数据，针对至少1个目标风量，从低静压一直调节到高静压，这个静压要能涵盖应用的实际静压范围，在调节静压的过程中，让电机处于恒转速控制，并通过调节电机转速n和电机实时输入功率Pi保持风量为目标风量，并记录此时的电机稳态转速n和对应的电机实时输入功率Pi，这样，针对某干个目标风量，都产生了一组转速n和电机实时输入功率Pi，然后通过曲线拟合的方法产生若干个目标风量中每一个目标风量对应一个函数P＝f(n)。恒风量控制函数关系式P＝f(n)可以是一个二阶函数：P＝C1+C2×n+C3×n2，具体推导过程可以见我公司于2014年申请的专利公告号CN104180858A、名称：一种风机电机测量风量的方法，里面有详细的介绍如何建立恒风量的控制函数P＝f(n)。只要控制转速n和电机实时输入功率Pi两个参数就可以实现恒风量控制。
下表示我们测试输出风量是1200CFM的实验数据。
利用上述的表建立如图7的曲线拟合图。得到恒风量的控制函数P＝f(n)。利用恒风量的控制函数P＝f(n)就可以使电机工作在恒风量的工作模式，至于电机的恒转速工作模式在国内外许多专利文献已经有详细描述，在此不再详细叙述。
如图8所示，一种空调的控制方法，所述的空调包括空调控制器、风机电机、风轮、机壳，所述的风机电机安装在空调上用来驱动风轮转动进行送风，风机电机具有恒风量工作模式和恒转速工作模式，所述的空调带有扫风功能，其特征在于：所述的控制方法包括如下步骤：
步骤A)控制电机工作在恒风量工作模式；
步骤B)每隔一段时间检测空调的工作状态；
步骤C)判断空调是否处于扫风状态，若空调处于扫风状态，控制电机退出恒风量工作模式，控制电机进入恒转速工作模式；若空调不处于扫风状态，回到步骤B。
上述在步骤C之后还有步骤D和步骤E，其中：
步骤D)当电机进入恒转速工作模式后，每隔一段时间检测空调的工作状态；
步骤E)判断空调是否处于扫风状态，若空调处于扫风状态，回到步骤D；若空调不处于扫风状态，控制电机退出恒转速工作模式，回到步骤A。
上述所有的控制步骤由***微处理器控制执行。
如图9所示，上述判断空调是否处于扫风状态可以通过检测电机的运行参数来判断。上述判断空调是否处于扫风状态可以通过检测电机的输入功率和转速这两个参数来判断。当输入功率和转速呈现周期性变化，且变化的幅度较大时，认定空调处于扫风状态；当输入功率和转速呈现周期性变化，或者变化的幅度较小时，认定空调不处于扫风状态；上述当电机工作在恒风量工作模式时通过检测电机的输入功率和转速这两个参数来判断空调是否处于扫风状态，当电机工作在恒转速工作模式时通过检测电机的电流值参数来判断空调是否处于扫风状态。电流值可以直流母线电流Ibus，若直流母线电流Ibus呈现周期性变化，认定空调处于扫风状态；若直流母线电流Ibus呈现非周期性变化，认定空调不处于扫风状态。电机由恒风量工作模式进入恒转速工作模式，选择进入恒转速工作模式的速度V等于空调处于扫风状态且电机恒风量工作模式时，速度的波动的最大值与最小值之和再除以2，得到一个平均转速。
实施例二：
如图10、图11、图12所示，本发明的空调包括通风管道、电机、风轮、电源部分、显示装置和***控制器，***控制器带有实现空调设备本身功能的主控制线路板，主控制线路板上设置***微处理器，其中：所述的电机包括电机控制器和电机单体，电机单体包括转轴、永磁转子组件、定子组件和机壳组件，永磁转子组件上安装永磁体，永磁转子组件和定子组件形成磁藕合，定子组件包括定子铁芯和卷绕在定子铁芯上的线圈绕组；所述的电机控制器上布局有电机微处理器、逆变电路和电机运行参数检测电路，运行参数检测电路将电机实时运行参数输入到电机微处理器，电机微处理器的输出端控制逆变电路，逆变电路的输出端与线圈绕组连接；电机微处理器与***微处理器连接相互通信。
电机由电机控制器2和电机单体1，所述的电机单体1包括定子组件12、转子组件13和机壳组件11，定子组件13安装在机壳组件11上，电机单体1安装有检测转子位置的霍尔传感器14，转子组件13套装在定子组件12的内侧或者外侧组成，电机控制器2包括控制盒22和安装在控制盒22里面的控制线路板21，控制线路板21一般包括电机微处理器、母线电流检测电路、母线电压检测电路、逆变电路和转子位置测量电路14(即霍尔传感器)，转子位置测量电路检测转子位置信号并输入到电机微处理器，母线电流检测电路将检测的母线电路输入到电机微处理器，母线电压检测电路将直流母线电压输入到电机微处理器，电机微处理器控制逆变电路，逆变电路控制定子组件12的各相线圈绕组的通断电。
如图13所示，一种风机电机的控制方法，所述的风机电机安装在空调上用来驱动风轮转动进行送风，风机电机具有恒风量工作模式和恒转速工作模式，所述的空调带有扫风功能，其特征在于：所述的控制方法包括如下步骤：
步骤A)控制电机工作在恒风量工作模式；
步骤B)每隔一段时间检测空调的工作状态；
步骤C)判断空调是否处于扫风状态，若空调处于扫风状态，控制电机退出恒风量工作模式，控制电机进入恒转速工作模式；若空调不处于扫风状态，回到步骤B。
上述在步骤C之后还有步骤D和步骤E，其中：步骤D)当电机进入恒转速工作模式后，每隔一段时间检测空调的工作状态；步骤E)判断空调是否处于扫风状态，若空调处于扫风状态，回到步骤D；若空调不处于扫风状态，控制电机退出恒转速工作模式，回到步骤A。
判断空调是否处于扫风状态可以通过接收空调的控制信号来判断，电机工作在恒风量工作模式时，***微处理器将空调启动扫风功能的启动信号送到电机微处理器，由电机微处理器将恒风量工作模式切换到恒转速工作模式，可以以电机当前转速切换到恒转速工作模式；当***微处理器将空调关闭扫风功能的控制信号送到电机微处理器，由电机微处理器将恒转速工作模式切换到恒风量工作模式。
Claims (12)
1.一种风机电机的控制方法，所述的风机电机安装在空调上用来驱动风轮转动进行送风，风机电机具有恒风量工作模式和恒转速工作模式，所述的空调带有扫风功能，其特征在于：所述的控制方法包括如下步骤：
步骤A)控制电机工作在恒风量工作模式；
步骤B)每隔一段时间检测空调的工作状态；
步骤C)判断空调是否处于扫风状态，若空调处于扫风状态，控制电机退出恒风量工作模式，控制电机进入恒转速工作模式；若空调不处于扫风状态，回到步骤B。
2.根据权利要求1所述的一种风机电机的控制方法，其特征在于：在步骤C之后还有步骤D和步骤E，其中：
步骤D)当电机进入恒转速工作模式后，每隔一段时间检测空调的工作状态；
步骤E)判断空调是否处于扫风状态，若空调处于扫风状态，回到步骤D；若空调不处于扫风状态，控制电机退出恒转速工作模式，回到步骤A。
3.根据权利要求1或2所述的一种风机电机的控制方法，其特征在于：判断空调是否处于扫风状态可以通过接收空调的控制信号或者通过检测电机的运行参数来判断。
4.根据权利要求3所述的一种风机电机的控制方法，其特征在于：判断空调是否处于扫风状态可以通过检测电机的输入功率和转速这两个参数来判断或者通过电机的运行中的电流值来判断。
5.根据权利要求4所述的一种风机电机的控制方法，其特征在于：当电机工作在恒风量工作模式时通过检测电机的输入功率和转速这两个参数来判断空调是否处于扫风状态，当电机工作在恒转速工作模式时通过检测电机的电流值参数来判断空调是否处于扫风状态。
6.根据权利要求3所述的一种风机电机的控制方法，其特征在于：风机电机包括电机控制器和电机单体，电机单体包括转轴、永磁转子组件、定子组件和机壳组件，永磁转子组件上安装永磁体，永磁转子组件和定子组件形成磁藕合，定子组件包括定子铁芯和卷绕在定子铁芯上的线圈绕组；所述的电机控制器上布局有电机微处理器、逆变电路和电机运行参数检测电路，运行参数检测电路将电机实时运行参数输入到电机微处理器，电机微处理器的输出端控制逆变电路，逆变电路的输出端与线圈绕组连接；所述的步骤A、步骤B、步骤C、步骤D、步骤E由所述的电机微处理器控制执行。
7.一种空调的控制方法，所述的空调包括空调控制器、风机电机、风轮、机壳，所述的风机电机安装在空调上用来驱动风轮转动进行送风，风机电机具有恒风量工作模式和恒转速工作模式，所述的空调带有扫风功能，其特征在于：所述的控制方法包括如下步骤：
步骤A)控制电机工作在恒风量工作模式；
步骤B)每隔一段时间检测空调的工作状态；
步骤C)判断空调是否处于扫风状态，若空调处于扫风状态，控制电机退出恒风量工作模式，控制电机进入恒转速工作模式；若空调不处于扫风状态，回到步骤B。
8.根据权利要求7所述的一种空调的控制方法，其特征在于：在步骤C之后还有步骤D和步骤E，其中：
步骤D)当电机进入恒转速工作模式后，每隔一段时间检测空调的工作状态；
步骤E)判断空调是否处于扫风状态，若空调处于扫风状态，回到步骤D；若空调不处于扫风状态，控制电机退出恒转速工作模式，回到步骤A。
9.根据权利要求7或8所述的空调的控制方法，其特征在于：判断空调是否处于扫风状态可以通过接收空调的控制信号或者通过检测电机的运行参数来判断。
10.根据权利要求9所述的一种空调的控制方法，其特征在于：判断空调是否处于扫风状态可以通过检测电机的输入功率和转速这两个参数来判断或者通过电机的运行中的电流值来判断。
11.根据权利要求10所述的一种空调的控制方法，其特征在于：当电机工作在恒风量工作模式时通过检测电机的输入功率和转速这两个参数来判断空调是否处于扫风状态，当电机工作在恒转速工作模式时通过检测电机的电流值参数来判断空调是否处于扫风状态。
12.根据权利要求9所述的一种空调的控制方法，其特征在于：风机电机是一个不带电机控制器的电机单体，所述的电机单体包括转轴、永磁转子组件、定子组件和机壳组件，永磁转子组件上安装永磁体，永磁转子组件和定子组件形成磁藕合，定子组件包括定子铁芯和卷绕在定子铁芯上的线圈绕组；所述的空调控制器上布局有***微处理器、逆变电路和电机运行参数检测电路，运行参数检测电路将电机实时运行参数输入到***微处理器，***微处理器的输出端控制逆变电路，逆变电路的输出端与线圈绕组连接；所述的步骤A、步骤B、步骤C、步骤D、步骤E由所述的***微处理器控制执行。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |