CN107388502A - 一种风管式室内机的风量控制方法、装置及室内机 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供一种风管式室内机的风量控制方法、装置及室内机，涉及空调领域，能够在不同风管式室内机的管道风阻特性下使得室内机的风量达到恒定。该方法包括：获取风管式室内机的风机的目标风量以及当前转速；将当前转速代入目标风量对应的功率拟合函数中，计算出风机在目标风量下的参考功率，功率拟合函数用于表示风机在目标风量下的不同风管静压下的转速与功率之间的函数关系；根据风机当前的实时功率与参考功率间的差值，调节风机转速直至达到目标风量。

Description

一种风管式室内机的风量控制方法、装置及室内机

技术领域

本申请涉及空调领域，尤其涉及一种风管式室内机的风量控制方法、装置及室内机。

背景技术

由于风管式室内机在安装时，其送风管道的管道实际安装尺寸(管道长度和直径)受到实际安装环境以及用户需求的影响，因此，现有的风管式室内机的送风管道的安装尺寸不能做到统一。而风管式室内机的送风管道的管道长度和直径会影响到风管式室内机的静压，一般的，送风管道的管道长度越长、直径越小，其静压就会越大，其内流通的风的阻力越大，对应的风量的损耗也就越大，这样用户感受到的风量就会非常小，从而影响到用户的使用效果；反之，静压越小，其内流通的风的阻力越小，最后用户体验到的风量会比出厂时的标准风量大很多，但与此同时其带来的噪音会大大增强，从而使得户体验变差。

因此，如何在不同风管式室内机的管道风阻特性下使得室内机的风量恒定，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本申请的实施例提供一种风管式室内机的风量控制方法、装置及室内机，能够在不同风管式室内机的管道风阻特性下使得室内机的风量达到恒定。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种风管式室内机的风量控制方法，包括：

获取风管式室内机的风机的目标风量以及当前转速；

将所述当前转速代入所述目标风量对应的功率拟合函数中，计算出所述风机在目标风量下的参考功率，所述功率拟合函数用于表示所述风机在目标风量下的不同风管静压下的转速与功率之间的函数关系；

根据所述风机当前的实时功率与所述参考功率间的差值，调节所述风机转速直至达到目标风量。

第二方面，提供一种风管式室内机的风量控制装置，包括：

获取模块，用于获取风管式室内机的风机的目标风量以及当前转速；

计算模块，用于将所述当前转速代入所述获取模块获取的目标风量对应的功率拟合函数中，计算出所述风机在目标风量下的参考功率，所述功率拟合函数用于表示所述风机在目标风量下的不同风管静压下的转速与功率之间的函数关系；

控制模块，用于根据所述风机当前的实时功率与所述计算模块计算出的参考功率间的差值，调节所述风机转速直至达到目标风量。

第三方面，提供一种风管式室内机，该室内机包括第二方面提供的风管式室内机的风量控制装置。

本申请提供的方案，通过获取风管式室内机的风机的目标风量以及当前转速，然后，确定出目标风量对应的功率拟合函数，由于该功率拟合函数用于表示风机在目标风量下的不同风管静压下的转速与功率之间的函数关系，因此，在获取到目标风量对应的功率拟合函数后，便可将当前转速代入目标风量对应的功率拟合函数中，计算出风机在目标风量下的参考功率，最后，基于风机当前的实时功率与参考功率间的差值，调节风机转速直至达到目标风量。由于本申请中获取的目标风量对应的功率拟合函数是基于风管式室内机在目标风量下的不同风管静压下实时测量到大量的风机转速和功率数据拟合出来的，符合该风管式室内机的实际运行规律，无需在室内机中预存大量的实验数据，因此，基于该功率拟合函数预测出的参考功率准确度高，且该拟合函数模型简单，计算过程简洁。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为典型的风管式室内机的控制***架构图；

图2为逆变器的d-q坐标系的电压和电流示意图；

图3为本申请实施例提供的一种风管式室内机的风量控制方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的风机的功率与风量间映射关系示意图；

图5为本申请实施例提供的风机的功率与转速间映射关系示意图；

图6为本申请实施例提供的一种功率拟合函数的曲线图；

图7为本申请实施例提供的另一种功率拟合函数的曲线图；

图8为本申请实施例提供的一种风管式室内机的风量控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本申请实施例提供的风管式室内机的风量控制方法的执行主体可以为风管式室内机的风量控制装置，或者用于执行上述风管式室内机的风量控制方法的风管式室内机。其中，风管式室内机的风量控制装置可以为上述风管式室内机中的中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)或者可以为上述风管式室内机中的控制单元或者功能模块。

图1为现有的典型的风管式室内机的控制***架构图。如图1所示，该风管式室内机的控制***包括：交流电源11、整流桥12、逆变器13以及风机14，其中：交流电源11为室内机提供交流电，整流桥12将交流电源11输出的交流电转变为直流电，逆变器13将整流桥12输出的直流电转变为用于直接控制风机14的电源，以控制风机14运转。

基于图1所示的架构，风机的实时功率的计算方法包括以下两种：

第一种：直接采集风机的实时电压和电流，根据采集到的实时电压和电流直接计算出风机的实时功率，具体风机的功率计算公式如下：

其中，V1为风机的电压检出值，I1为电流检出值。

第二种：由于现有风管式室内机中的风机的功率较小，用功率计或功率测量电路所测量出的风机的电压和电流会比较小，进而使得基于测量出的风机的电压和电流来计算风机功率的分辨率会非常低，从而误差会比较大。

参照图1所示的架构可知，风机控制***中有三个相互关联的PI控制环，其中，外环控制电机转速，两个内环分别控制变换后的风机电流I_d和I_q，I_d值控制磁通，I_q值控制电机转矩，I_d和I_q分别经过PI迭代后，可获得如图2所示的逆变器的d-q坐标系的电压矢量V_d和V_q。因此，本申请实施例可以仅采集风机的电流，然后基于采集到的风机的电流的q轴电流值I_q和d轴电流值I_d，计算出逆变器对应输出的q轴输出电压值V_q和d轴输出电压值V_d，最后，利用风机驱动算法中的功率计算方法来计算功率。

示例性的，计算风机当前的实时功率的过程具体包括如下步骤：

B1、采集所述风机的当前电流。

B2、获取逆变器将风机的当前电流的q轴电流值I_q进行调制限幅后输出的q轴输出电压值V_q，以及逆变器将风机的当前电流的d轴电流值I_d进行调制限幅后输出的d轴输出电压值V_d。

B3、将当前q轴电流值、当前d轴电流值、当前q轴输出电压值和当前d轴输出电压值代入功率计算公式中，得到风机当前的实时功率。

其中，上述的功率计算公式为：

具体的，上述的公式二是由公式一演变而来，具体可经过下述计算过程，将公式一转换为公式二：

需要说明的是，本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

需要说明的是，本发明实施例中，“的(英文：of)”，“相应的(英文：corresponding，relevant)”和“对应的(英文：corresponding)”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时其所要表达的含义是一致的。

本申请的实施例提供一种风管式室内机的风量控制方法，如图3所示，该方法包括如下步骤：

S201、获取风管式室内机的风机的目标风量以及当前转速。

示例性的，风管式室内机接收到用户指令后，根据用户指令中包含的用户需求参数(风机档位、目标温度等)，确定出对应的目标风量。一般的，为了减少不必要的功率消耗，可以在确定出目标转速后，可以从预存的风量与转速的映射关系中，查找出该目标风量对应的目标转速，然后驱动风机以目标转速作为初始转速进行转动，在驱动风机以目标转速运转时可以通过对该风机的实际转速进行实时检测，以保证该风机达到目标转速。

对于风机的转速，本申请实施例可以根据转速传感器检测风机的实时转速，也可以根据转速计算公式来计算风机的实施转速，这里不做限定。其中，风机转速计算公式为：其中Q₁₅为表示常数，Ω为旋转角度积分项，T_I为速度环积分时间常数，ρ为极对数。

S202、将当前转速代入目标风量对应的功率拟合函数中，计算出风机在目标风量下的参考功率。

本实施例中的功率拟合函数用于表示风机在目标风量下的不同风管静压下的转速与功率之间的函数关系。

在一种示例中，获取目标风量对应的功率拟合函数的过程具体包括如下步骤：

A1、采集风机的风量为目标风量的场景下的转速与功率集合。

其中，转速与功率集合为风机在目标风量下的不同风管静压下的转速与功率之间的函数关系集合。

A2、根据转速与功率集合，计算出目标风量对应的功率拟合函数。

示例性的，本申请根据大量的实验数据分析出描述风机工作特性的各个变量(如，转速、功率、风量)之间的相互影响关系，并进一步建立能够描述风量输出值的转速功率模型，即本申请中的拟合函数，具体步骤如下：

1)通过恒转速实验分析出风量关于静压和转速的关系、功率关于静压和转速的关系，最后把静压作为隐含变量得到风量关于转速和功率的对应关系Q＝f(n,P)，如图4所示，风机在转速恒定的状态下，风机的输入功率与风量之间存在一一对应的映射关系。

2)通过恒风量实验分析出功率关于静压和风量的关系、转速关于静压和风量的关系，同样把静压作为隐含变量处理得到功率关于转速和功率的关系P＝f(n,Q)，如图5所示，风机在输出风量恒定状态下，风机的输入功率与转速之间存在一一对应的映射关系。

综合上述1)2)可知，风机的转速、功率、风量三者存在一一对应关系，由于功率的大小能够反映出风量的大小，通过采集不同静压下的风机转速和功率，把静压作为隐含因素，应用数据拟合的方法建立转速功率参考模型，即计算拟合曲线。具体的，当应用环境中静压变化范围较小情况下，功率关于转速接近线性关系，此时可应用一次多项式进行拟合，拟合曲线如图6所示；当应用环境中静压范围较大时，线性模型会导致模型曲线两端出现负偏差中间呈现正偏差，此时可应用二次多项式进行拟合，拟合曲线如图7，拟合误差更小，与理论分析更为吻合。

S203、根据风机当前的实时功率与参考功率间的差值，调节风机转速直至达到目标风量。

为了减少不必要的功率消耗，在确定出风机的目标风量对应的目标转速后，可以驱动风机以目标转速作为初始转速进行转动，并在检测到风机按照目标转速转动时，获取风机当前的实时功率。

示例性的，若假设风机的实时功率与参考功率间的功率误差用e_p(k)表示，误差速率用表示，对应的风机的调节规则如下所示：

1)当|e_p(k)|>E_max时，即表明此时实时功率与参考功率间的误差大于预先设定的最大边界值，即实时功率与参考功率相差较大，直接选取最大风速，控制风机以最大风速进行运转以减小功率差。

2)当时，若|e_p(k)|>E_mid时，表明此时实时功率与参考功率间的误差在中间值和最大值之间，且误差还在增大，增大转速调节量和功率差之间的比例系数，积分系数为0，微分系数不变；若|e_p(k)|<E_mid，则表明此时实时功率与参考功率间的误差小于中间值，且误差还在增大，则比例系数、微分系数不变，积分系数为0。

3)当时，表明此时实时功率与参考功率间的误差在减小，直接选取风机转速保持不变。

4)当时，若|e_p(k)|>E_mid，表明此时实时功率与参考功率间的误差大于中间值，且误差还在增大，则增大比例系数；若|e_p(k)|<E_mid，表明此时实时功率与参考功率间的误差小于中间值，且误差还在增大，则减小比例系数。

5)当△E<|e_p(k)|<E_min时，表明实时功率与参考功率间的误差小于设定最小值，但还没有达到理想误差范围内，则引入积分环节，积分系数不为0。

6)当|e_p(k)|<△E时，表明实时功率与参考功率间的误差已经达到理想误差范围内，认为到达控制要求，直接选取此时风机转速保持不变。

本申请提供的方案，通过获取风管式室内机的风机的目标风量对应的目标转速，然后，确定出目标风量对应的功率拟合函数，由于该功率拟合函数用于表示风机在目标风量下的不同风管静压下的转速与功率之间的函数关系，因此，在获取到目标风量对应的功率拟合函数后，便可将当前转速代入目标风量对应的功率拟合函数中，计算出风机在目标风量下的参考功率，最后，基于风机当前的实时功率与参考功率间的差值，调节风机转速直至达到目标风量。由于本申请中获取的目标风量对应的功率拟合函数是基于风管式室内机在目标风量下的不同风管静压下实时测量到大量的风机转速和功率数据拟合出来的，符合该风管式室内机的实际运行规律，无需在室内机中预存大量的实验数据，因此，基于该功率拟合函数预测出的参考功率准确度高，且该拟合函数模型简单，计算过程简洁。

下面说明本申请实施例提供的与上文所提供的方法实施例相对应的装置实施例。需要说明的是，下述装置实施例中相关内容的解释，均可以参考上述方法实施例。

图8示出了上述实施例中所涉及的风管式室内机的风量控制装置的一种可能的结构示意图，参照图4、该装置包括：获取模块31、计算模块32以及控制模块33，其中：

获取模块31，用于获取风管式室内机的风机的目标风量以及当前转速。

计算模块32，用于将当前转速代入获取模块31获取的目标风量对应的功率拟合函数中，计算出风机在目标风量下的参考功率，功率拟合函数用于表示风机在目标风量下的不同风管静压下的转速与功率之间的函数关系。

控制模块33，用于根据风机当前的实时功率与计算模块32计算出的参考功率间的差值，调节风机转速直至达到目标风量。

可选的，获取模块31获取目标风量对应的功率拟合函数的过程具体包括如下步骤：

采集风机的风量为目标风量的场景下的转速与功率集合；其中，转速与功率集合为风机在目标风量下的不同风管静压下的转速与功率之间的函数关系集合；根据转速与功率集合，计算出目标风量对应的功率拟合函数。

可选的，计算模块32计算风机当前的实时功率的过程具体包括如下步骤：

采集风机的当前电流；获取逆变器将风机的当前电流的q轴电流值I_q进行调制限幅后输出的q轴输出电压值V_q，以及逆变器将风机的当前电流的d轴电流值I_d进行调制限幅后输出的d轴输出电压值V_d；将q轴电流值、d轴电流值、q轴输出电压值和d轴输出电压值代入功率计算公式中，得到风机当前的实时功率；

其中，功率计算公式为：

可选的，计算模块32，还用于计算风机的目标风量对应的目标转速。

控制模块33，还用于驱动风机按照目标转速转动。

获取模块31，还用于当检测到风机按照目标转速转动时，获取风机当前的实时功率。

需要说明的是，在具体实现过程中，上述如图3所示的方法流程中所执行的各步骤均可以通过硬件形式的处理器执行存储器中存储的软件形式的计算机执行指令实现，为避免重复，此处不再赘述。而上述装置所执行的动作所对应的程序均可以以软件形式存储于该装置的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

本申请实施例还提供一种风管式室内机，该风管式室内机包括上文描述的风管式室内机的风量控制装置。

上文中的存储器可以包括易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random-access memory，RAM)；也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如只读存储器(read-only memory，ROM)，快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard diskdrive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)；还可以包括上述种类的存储器的组合。

上文所提供的装置中的处理器可以是一个处理器，也可以是多个处理元件的统称。例如，处理器可以为中央处理器(central processing unit，CPU；也可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processing，DSP)、专用集成电路(applicationspecific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field-programmable gatearray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等；还可以为专用处理器，该专用处理器可以包括基带处理芯片、射频处理芯片等中的至少一个。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个***，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，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块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网络单元上。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，在本申请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包括，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，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种风管式室内机的风量控制方法，其特征在于，包括：

获取风管式室内机的风机的目标风量以及当前转速；

将所述当前转速代入所述目标风量对应的功率拟合函数中，计算出所述风机在目标风量下的参考功率，所述功率拟合函数用于表示所述风机在目标风量下的不同风管静压下的转速与功率之间的函数关系；

根据所述风机当前的实时功率与所述参考功率间的差值，调节所述风机转速直至达到目标风量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述目标风量对应的功率拟合函数的过程具体包括如下步骤：

采集所述风机的风量为目标风量的场景下的转速与功率集合；其中，所述转速与功率集合为所述风机在目标风量下的不同风管静压下的转速与功率之间的函数关系集合；

根据所述转速与功率集合，计算出所述目标风量对应的功率拟合函数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述风机当前的实时功率的过程具体包括如下步骤：

采集所述风机的当前电流；

获取逆变器将所述风机的当前电流的q轴电流值I_q进行调制限幅后输出的q轴输出电压值V_q，以及所述逆变器将所述风机的当前电流的d轴电流值I_d进行调制限幅后输出的d轴输出电压值V_d；

将所述q轴电流值、所述d轴电流值、所述q轴输出电压值和所述d轴输出电压值代入功率计算公式中，得到所述风机当前的实时功率；

其中，所述功率计算公式为：

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，调节所述风机转速直至达到目标风量之前，所述方法还包括：

计算所述风机的目标风量对应的目标转速，驱动所述风机按照所述目标转速转动；

当检测到所述风机按照所述目标转速转动时，获取所述风机当前的实时功率。

5.一种风管式室内机的风量控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取风管式室内机的风机的目标风量以及当前转速；

计算模块，用于将所述当前转速代入所述获取模块获取的目标风量对应的功率拟合函数中，计算出所述风机在目标风量下的参考功率，所述功率拟合函数用于表示所述风机在目标风量下的不同风管静压下的转速与功率之间的函数关系；

控制模块，用于根据所述风机当前的实时功率与所述计算模块计算出的参考功率间的差值，调节所述风机转速直至达到目标风量。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取模块获取所述目标风量对应的功率拟合函数的过程具体包括如下步骤：

采集所述风机的风量为目标风量的场景下的转速与功率集合；其中，所述转速与功率集合为所述风机在目标风量下的不同风管静压下的转速与功率之间的函数关系集合；根据所述转速与功率集合，计算出所述目标风量对应的功率拟合函数。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算模块计算所述风机当前的实时功率的过程具体包括如下步骤：

采集所述风机的当前电流；

获取逆变器将所述风机的当前电流的q轴电流值I_q进行调制限幅后输出的q轴输出电压值V_q，以及所述逆变器将所述风机的当前电流的d轴电流值I_d进行调制限幅后输出的d轴输出电压值V_d；

将所述q轴电流值、所述d轴电流值、所述q轴输出电压值和所述d轴输出电压值代入功率计算公式中，得到所述风机当前的实时功率；

其中，所述功率计算公式为：

8.根据权利要求5-7任一项所述的装置，其特征在于，

所述计算模块，还用于计算所述风机的目标风量对应的目标转速；

所述控制模块，还用于驱动所述风机按照所述目标转速转动；

所述获取模块，还用于当检测到所述风机按照所述目标转速转动时，获取所述风机当前的实时功率。

9.一种风管式室内机，其特征在于，包括权利要求5-8任一项所述的风管式室内机的风量控制装置。