CN113218039A - 一种空调室外风机启动控制方法、控制装置以及空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种空调室外风机启动控制方法、控制装置以及空调器。所述控制方法包括：当室外风机处于冻结状态时，控制器进入启动控制模式；其中，所述启动控制模式包括通过输入转矩脉动对所述室外风机进行解冻处理。本发明能够解决空调室外风机在冻结时，启动电流较大而损坏叶片，进一步降低室外风机稳定性与使用寿命的技术问题。

Description

一种空调室外风机启动控制方法、控制装置以及空调器
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种空调室外风机启动控制方法、控制装置以及空调器。
背景技术
目前，受到安装条件、自然环境的影响，空调外机底盘在冬天气温低于零摄氏度时存在结冰的风险，导致外风机叶片冻结而无法运行。当前的做法是启动时给外风机一个较大转矩，依靠大转矩破冰后正常运行。采用该方法时，虽然能够实现除冰，但所需的启动电流较大、叶片在突然加速时会有损坏的问题，从而降低了室外风机***的稳定以及使用寿命。
发明内容
本发明能够解决空调室外风机在冻结时，启动电流较大而损坏叶片，进一步降低室外风机稳定性与使用寿命的技术问题。
为解决上述问题，本发明实施例提供了一种空调室外风机启动控制方法，所述控制方法包括：当室外风机处于冻结状态时，控制器进入启动控制模式；其中，所述启动控制模式包括通过输入转矩脉动对所述室外风机进行解冻处理。
通过由所述启动控制模式输入转矩脉动实现了对所述室外风机的解冻处理，解冻破冰的过程中，采用的电流较低，叶片转动速度较慢，再达到了除冰的同时，减少了对叶片的损坏，提高了空调室外机的稳定性以及使用寿命。
进一步的，在本发明的一个实施例中，在进入所述启动控制模式之前，所述控制方法还包括：根据室外风机启动状态以及室外环境温度判断所述室外风机是否处于冻结状态。
由室外风机启动状态以及室外环境温度，就可判断室外风机是否处于冻结状态，进一步的判断所述室外风机是否进入所述启动控制模式，在此过程中，避免了室外风机在冻结时的强行启动对风机叶片造成的损坏。
进一步的，在本发明的一个实施例中，所述室外风机处于冻结状态包括：室外风机启动失败且室外环境低于预设温度值H0。
通过获取所述室外风机在运行时状态以及获取的环境温度低于预设温度值时，则判定所述室外风机启动失败，在此情形下，空调室外风机通过所述启动控制模式进行除冰，在此过程中，避免了风机突然加速，对叶片造成的损坏。
进一步的，在本发明的一个实施例中，所述启动控制模式包括：叶片定位：控制室外风机以电流角度θS、电流IS1运行第一时间T1，至所述叶片与冰面贴合。
在叶片定位的过程中，通过控制器输入定向电流将叶片定位至贴合冰面的位置，在此过程中，虽然电流值较大，当叶片运行时间较短，在与冰面贴合时，通过改变电流的大小，输入转矩脉冲从而实现破冰，有效的降低了叶片与冰面接触时，对叶片的损坏。
进一步的，在本发明的一个实施例中，在所述叶片定位之前还包括：设定所述室外风机的当前电流角度θS为零度。
在室外风机进行除冰前，所述室外风机的当前电流角度θS，即启动前的初始值设定为零度，方便了在后续除冰时，对电流角度的调节。
进一步的，在本发明的一个实施例中，所述启动控制模式还包括：控制风机电流角度θS以大小为IS2、频率f作脉动，并持续第二时间T2后，完成第一次破冰。
通过输入转矩脉动使得叶片在转动时，能够与冰面之间由多次接触，通过叶片与冰层之间的震荡产生的能量能够将叶片附近的冰层震碎，且在此过程中，风叶与冰层接触时，由于转矩频率远大于机械转速时，电机会无法继续转动，便会在风叶与冰层之间做小幅脉动，从而使得与冰层接触的局部温度升高，实现对冰层的融化。
进一步的，在本发明的一个实施例中，所述启动控制模式还包括：调整风机电流角度θS增加值θ1，再次进入所述叶片定位，直至破冰完成。
通过不断调整电流角度θS的大小，进行多次叶片定位，有效的降低了对叶片的损坏，并且能够实现完全破冰的目的。
进一步的，在本发明的一个实施例中，所述增加值θ1∈[8°，12°]，所述第二时间T2∈[8s，12s]，所述频率f∈[20kHz，30kHz]。
通过设置电流角度的增加值、叶片的运行时间以及转矩脉动的频率，在此区间内，室外风机在不损坏叶片的同时，达到了破冰的最佳效果。
进一步的，在本发明实施例还提供了一种空调器控制装置，包括：获取模块；获取室外风机状态信息；判断模块：根据所述室外风机状态信息判断室外风机是否处于冻结状态；控制处理模块：若所述室外风机处于冻结状态，则进入启动控制模式；其中，所述启动控制模式包括通过输入转矩脉动对所述室外风机进行解冻处理。
所述空调器控制装置，通过所述获取模块获取室外机的状态信息、判断模块判断所述室外风机是否处于冻结状态以及控制处理模块控制所述室外风机进入启动控制模式，能够实现执行上述空调室外机启动控制方法，实现室外风机破冰的目的。
进一步的，在本发明实施例还提供了一种空调器，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质以及处理器，所述计算机程序被所述处理器读取时，所述空调器能够执行上述实施例中空调室外风机启动控制方法。
所述空调器在执行上述实施例的控制方法的过程，具备了在执行所述控制方法时对所述空调室外机以及所述空调器带来的所有有益效果，此处不在一一赘述。
综上所述，采用本发明的技术方案后，能够达到如下技术效果：
i)通过对室外风机的运行状态信息的判断，确定所述室外风机是否处于冻结状态；
ii)通过启动控制模式输入转矩脉动实现了对所述室外风机的解冻破冰处理；
iii)转矩脉动的输入实现了低电流、高效率的破冰效果。
附图说明：
图1为本发明第一实施例提供的一种空调室外风机启动控制方法的示意图。
图2为直流风机的控制***。
图3为电机***中电流的大小以及方向的示意图。
图4为电流脉冲的示意图。
图5为图1中启动控制模式的示意图。
图6为空调室外风机启动控制方法的流程图。
图7为空调室外风机解冻破冰的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
【第一实施例】
参见图1，本发明实施例提供了一种空调室外风机启动控制方法，所述空调室外风机启动控制方法包括：
S30：当室外风机处于冻结状态时，控制器进入启动控制模式。
其中，所述启动控制模式包括通过输入转矩脉动对所述室外风机进行解冻处理。
进一步的，在进入所述启动控制模式之前，所述控制方法还包括：
S10：获取室外风机状态信息；
S20：根据所述室外风机状态信息判断所述室外风机是否处于冻结状态；
优选的，在S10中，获取室外风机状态信息包括：获取室外风机启动状态以及室外环境温度值。
优选的，在S20中，判断室外风机是否处于冻结状态，则包括：室外风机是否启动失败以及室外环境温度值是否低于预设温度值H0，而预设温度值H0小于0°，启动失败，则表示当前风叶已被冻结，室外风机运行时，叶片不会正常转动；此时若同时满足室外风机启动失败以及室外环境温度值低于预设温度值时，则说明室外风机的叶片已被冻结。
可以理解的是，启动失败表示风叶未正常转动，存在故障问题，通过检测环境温度进一步判断是否处于易结冰状态，若满足条件说明风叶可能被冻结导致无法正常启动，若在室外风机叶片被冻结时，常规做法是强行启动室外风机，才能够有效的进行破冰，当在启动电流较大时，则有可能对风机叶片造成损坏，特别是风叶突然从较远距离冲向冰面，容易导致风叶破损，进一步降低了室外风机的稳定性以及使用寿命。
优选的，在S30中，在室外风机处于冻结状态时，则控制器进入启动控制模式，在此过程中有效的避免了室外风机在启动时对叶片造成的损坏。
进一步的，常规的无刷直流风机***参见图2，通过变频器将直流电源转化成大小、方向可变的电机电流，来控制电机的运行，为了更好地控制电机运行，将电机***建立在如图3的坐标***中，并且根据需要控制电流满足大小为IS方向为θS的矢量。通过调整α与β之间的角度，达到调整电流的大小和方向的目的，与此同时还能实现控制电机转矩的大小和方向。
进一步的，启动控制模式时的脉冲电流如图4所示，该图描述了在某一方向上电流脉冲的大致形状。根据无刷直流电机控制原理可知，正向脉冲会产生正向转矩脉动、反向脉冲会产生反向转矩脉动。
优选的，参见图5以及图6，所述启动控制模式包括：
S31：叶片定位：控制室外风机以电流角度θS、电流IS1运行第一时间T1，至所述叶片与冰面贴合；
S32：控制风机电流角度θS以大小为IS2、频率f作脉动，并持续第二时间T2后，完成第一次破冰；
S33：调整风机电流角度θS增加值θ1，再次进入所述叶片定位，直至破冰完成。
具体的，可以理解的是，在风机转动时，风机电流角度θS与机械角度对应，即，在风机电流角度θS转动时，对应的风机叶片作机械转动；S31中，将启动前的风机的当前角度值标记为电流角度θS，且定义当前角度值为风机的初始角度值，为方便破冰过程中电流角度的调节，此时可将初始值标记为0°；其中，在叶片定位过程中，室外风机的转动时，所述叶片能够首先与冰面贴合，为避免叶片因受力较大，直接与冰面接触时，受到损坏，以及防止长时间无法正常运转导致电机发热，故要求室外风机以电流角度θS、电流IS1运行的第一时间T1，且T1∈[1s，3s]之间，选取T1最优值为2s。通过该过程，若室外风机启动的时候，叶片与冰面之间存在一定的距离，则可以在该过程中，叶片先转动到与冰面贴合的位置，防止启动电流使叶片直接转动而撞击冰面造成叶片损坏。
进一步的，电流IS1可根据空调室外风机的实际需求而定，在满足室外风机正常转动的同时，不能超过风机电机以及控制器所能承受的最大电流值，且能够保证在风机空载时能够有效控制叶片定位到对应角度。
优选的，在S32中，当所述叶片与冰面贴合时，则控制输入转矩脉动对所述室外风机进行解冻处理；由于风叶的机械旋转角度与相邻两个叶片之间的距离有关；举例来说，当叶片设置有三个时，其中相邻两个叶片之间的夹角为120°，除去叶片自身的宽度之外，叶片与冰面之间可转动的夹角最大角度约为90°左右，具体的还与冰层厚度有关，当叶片设置有四个或者更多时，则相应的旋转角度更小。
具体的，以室外风机叶片数量有三个为例，在控制风机电流角度θS以大小为IS2、频率f作脉动的过程中，风机叶片在初始值0°与90°之间转动，进行第一次破冰；可以理解的是，转矩脉动使得叶片在转动时，与冰面之间由多次接触，在多次的接触过程中，通过叶片与冰层之间的震荡产生的能量能够将叶片附近的冰层震碎，且在此过程中，风叶与冰层接触时，由于转矩频率远大于机械转速时，电机会无法继续转动，便会在风叶与冰层之间做小幅脉动，从而使得与冰层接触的局部温度升高，并诱发压力融化现象，实现对冰层的融化。
进一步的，通过控制风机电流角度θS以大小为IS2、频率f在一定角度范围内作脉动，并持续第二时间T2后，在此过程中，为实现最佳的破冰效果，脉动电流大小IS2在可承受范围内尽量大，且在转动时，电流IS1通常大于IS2，IS2的大小可根据不同参数的室外机的额定功率来确定，IS2可取范围值0.15-0.6A之间，选取最优值为0.4A；第二时间T2∈[8s，12s]，选取最优值10s，频率f∈[20kHz，30kHz]。
优选的，在第一次破冰完成后，由于此时冰面部分已被破除，此时通过调节风机电流角度θS增加一定值θ1后，再次进行叶片定位，将继续执行破冰，即重复执行上述S31-S33步骤，再次破冰，直至完成破冰为止；需要说明的是，完成破冰指的是，电流角度θS增加一定值θ1直至对应的叶片转动的机械角度值达到360°，即此时，风叶能够正常转动；其中，电流角度增加值θ1可根据实际需求予以确定，例如可以选取θ1∈[8°，12°]，最优值为10°，当然了，若风机效率以及叶片性能较好时，可选择更大的角度值。
举例来说，参见图7，当叶片设置有三个时，相邻两个叶片之间的角度C为90°，假设冰层的位置与叶片初始位置之间的夹角A为45°，即对应步骤S31中，为完成叶片与冰层的贴合，在该步骤中叶片需要转动45°(当然也可能是冰层与叶片初始就直接接触，例如0°，即将叶片冻结，或是其他角度)，且冰层的厚度B为30°时，风叶在第一次完成破冰时，此时设定电流角度增加值θ1，对应的增加了风叶的机械旋转角度值θ2，当电流角度增加值θ1增加10°时，对应的机械旋转角度值θ2也增加10°，叶片与剩余冰层之间的夹角增大至55°；可以理解的是，随电流角度值θ1的增加，叶片的可活动范围逐渐增大，当冰层厚度为30°以及电流角度增加值θ1为10°时，所破冰的次数为三次；当冰层厚度为30°，且电流角度增加值θ1为15°时，所破冰的次数为两次；若冰层厚度为其他值时，电流角度增加值θ1的值以及破冰的次数有所不同，此处不在一一赘述。
进一步的，在通常情况下，室外风机的叶片数量设置有至少两个，风机转动180°时，对应的已经保证了叶片旋转了一周，为避免初始角度值θS与实际角度值之间存在误差，则使得风机的机械角度值达到360°为止。
需要说明的是，在室外风机处于冻结时，叶片可能会存在连续的多个冰层，通过重复执行S31-S33步骤，在解决了破冰的同时，有效的避免了室外风机叶片在突然加速而受力过大而损坏的风险问题，有效得解决了启动的同时，提高了室外风机的使用寿命。
优选的，通过所述启动控制模式在所述空调室外机进行解冻的过程中，利用了空调器的压力融化以及应力剥离原理，避免了处于冻结状态的风机在启动时损坏叶片的目的，在此过程中，实现了低电流，高效率的除冰效果，提高了风机***的稳定性的同时提高了室外风机以及空调器的使用寿命，进一步的，提高了用户体验。
【第二实施例】
本发明第二实施例提供了一种空调器控制装置，所述控制装置包括：
获取模块：获取室外风机状态信息；
判断模块：根据所述室外风机状态信息判断室外风机是否处于冻结状态；
控制模块：若所述室外风机处于冻结状态，则进入启动控制模式；
其中，所述启动控制模式包括通过输入转矩脉动对所述室外风机进行解冻处理。
优选的，通过所述获取模块，获取所述室外风机的状态信息，再由所述判断模块判断所述室外风机能否正常启动、是否处于冻结状态，最后再由控制模块控制所述室外风机进入启动控制模式，即，在启动控制模式的过程中，对所述室外风机进行解冻破冰。
进一步的，空调器通过所述控制装置的设置，具备了在执行上述实施例中所述控制方法时带来的所有有益效果，此处不再作一一赘述。
【第三实施例】
本发明第三实施例提供了一种空调器，所述空调器包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质以及处理器，所述计算机程序被所述处理器读取时，所述空调器实现上述实施例中的空调室外风机启动控制方法。
所述空调器在执行上述实施例中的控制方法时，具备了上述实施例中执行所述控制方法时带来的所有有益效果，此处不再作一一赘述。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种空调室外风机启动控制方法，其特征在于，包括：
当室外风机处于冻结状态时，控制器进入启动控制模式；
其中，所述启动控制模式包括通过输入转矩脉动对所述室外风机进行解冻处理。
2.根据权利要求1所述的空调室外风机启动控制方法，其特征在于，
在进入所述启动控制模式之前，所述控制方法还包括：
根据室外风机启动状态以及室外环境温度判断所述室外风机是否处于冻结状态。
3.根据权利要求2所述的空调室外风机启动控制方法，其特征在于，所述室外风机处于冻结状态包括：
室外风机启动失败且室外环境低于预设温度值H0。
4.根据权利要求1所述的空调室外风机启动控制方法，其特征在于，所述启动控制模式还包括：
叶片定位：控制室外风机以电流角度θS、电流IS1运行第一时间T1，至所述叶片与冰面贴合。
5.根据权利要求4所述的空调室外风机启动控制方法，其特征在于，在所述叶片定位之前还包括：设定所述室外风机的当前电流角度θS为零度。
6.根据权利要求4所述的空调室外风机启动控制方法，其特征在于，所述启动控制模式还包括：
控制风机电流角度θS以大小为IS2、频率f作脉动，并持续第二时间T2后，完成第一次破冰。
7.根据权利要求6所述的空调室外风机启动控制方法，其特征在于，所述启动控制模式还包括：
调整风机电流角度θS增加值θ1，再次进入所述叶片定位，直至破冰完成。
8.根据权利要求7所述的空调室外风机启动控制方法，其特征在于，
所述增加值θ1∈[8°，12°]，所述第二时间T2∈[8s，12s]，所述频率f∈[20kHz，30kHz]。
9.一种空调器控制装置，其特征在于，包括：
获取模块；获取室外风机状态信息；
判断模块：根据所述室外风机状态信息判断室外风机是否处于冻结状态；
控制处理模块：若所述室外风机处于冻结状态，则进入启动控制模式；其中，所述启动控制模式包括通过输入转矩脉动对所述室外风机进行解冻处理。
10.一种空调器，其特征在于，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质以及处理器，所述计算机程序被所述处理器读取时，所述空调器实现如权利要求1-8任意一项所述的空调室外风机启动控制方法。
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