CN114719403A - 一种压缩机降频控制方法、装置及机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种压缩机降频控制方法、装置及机组。其中，该方法包括：在压缩机运行过程中，判断是否满足降频条件；若满足降频条件，则判断当前弱磁角是否大于预设角度，其中，弱磁角是压缩机变频器输出电流矢量与两相旋转坐标系d轴的夹角；若当前弱磁角大于预设角度，则按照第一降频速度对压缩机进行降频，其中，第一降频速度大于第二降频速度。本发明在满足降频条件且当前弱磁角大于预设角度的情况下，对压缩机进行快速降频，使压缩机电流快速下降，从而使压缩机电流提前减小，避免因压缩机电流过大而触发停机保护，在不影响空调正常运行能力的情况下，解决了电网电压波动导致空调保护停机的问题，大大提高用户体验。

Description

一种压缩机降频控制方法、装置及机组
技术领域
本发明涉及压缩机控制技术领域，具体而言，涉及一种压缩机降频控制方法、装置及机组。
背景技术
制冷时，外部环境温度越高，空调***的负荷越大，当负荷较大时，压缩机可能会一直运行在高频，变频器的输出能力被发挥到极致。
由于电网电压不稳定或大功率电器的影响，电网电压可能会出现跌落，电压跌落较大时，变频器的输出能力减弱，压缩机电流无法及时调节，会导致出现保护停机。在炎热的夏天，空调每停机一次对用户来说都是一种煎熬，影响用户舒适性。
针对现有技术中电网电压波动导致空调保护停机的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供一种压缩机降频控制方法、装置及机组，以至少解决现有技术中电网电压波动导致空调保护停机的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种压缩机降频控制方法，包括：在压缩机运行过程中，判断是否满足降频条件；若满足降频条件，则判断当前弱磁角是否大于预设角度，其中，弱磁角是压缩机变频器输出电流矢量与两相旋转坐标系d轴的夹角；若所述当前弱磁角大于所述预设角度，则按照第一降频速度对所述压缩机进行降频，其中，所述第一降频速度大于第二降频速度。
可选的，判断是否满足降频条件，包括：获取所述压缩机的指定参数；判断所述指定参数的值是否大于与所述指定参数对应的降频阈值；若是，则确定满足降频条件。
可选的，所述指定参数包括：压缩机电流、输入电流、模块温度或弱磁角，其中，弱磁角对应的降频阈值小于所述预设角度。
可选的，在判断当前弱磁角是否大于预设角度之后，还包括：若所述当前弱磁角小于或等于所述预设角度，则按照所述第二降频速度对所述压缩机进行降频。
可选的，所述预设角度大于或等于压缩机在当前工况下正常运行到最高频率时的弱磁角。
本发明实施例还提供了一种压缩机降频控制装置，包括：第一判断模块，用于在压缩机运行过程中，判断是否满足降频条件；第二判断模块，用于若满足降频条件，则判断当前弱磁角是否大于预设角度，其中，弱磁角是压缩机变频器输出电流矢量与两相旋转坐标系d轴的夹角；第一降频模块，用于若所述当前弱磁角大于所述预设角度，则按照第一降频速度对所述压缩机进行降频，其中，所述第一降频速度大于第二降频速度。
可选的，上述装置还包括：第二降频模块，用于若所述当前弱磁角小于或等于所述预设角度，则按照所述第二降频速度对所述压缩机进行降频。
本发明实施例还提供了一种机组，包括：压缩机以及本发明实施例所述的压缩机降频控制装置。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例所述方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例所述方法的步骤。
应用本发明的技术方案，在压缩机运行过程中，若满足降频条件且当前弱磁角大于预设角度，则按照第一降频速度对压缩机进行快速降频，使得压缩机电流快速下降，从而使压缩机电流提前减小，避免因压缩机电流过大而触发停机保护，通过判断弱磁角的变化来控制压缩机降频速度，在不影响空调正常运行能力的情况下，解决了电网电压波动导致空调保护停机的问题，大大提高用户体验。
附图说明
图1是本发明实施例提供的压缩机降频控制方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的转速与弱磁角的变化示意图；
图3是本发明实施例提供的采用本方案的转速与弱磁角的变化示意图；
图4是本发明实施例提供的压缩机降频控制的具体流程图；
图5是本发明实施例提供的压缩机降频控制装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本发明实施例提供一种压缩机降频控制方法，图1是本发明实施例提供的压缩机降频控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：
S101，在压缩机运行过程中，判断是否满足降频条件。
S102，若满足降频条件，则判断当前弱磁角是否大于预设角度，其中，弱磁角是压缩机变频器输出电流矢量与两相旋转坐标系d轴的夹角。
S103，若当前弱磁角大于预设角度，则按照第一降频速度对压缩机进行降频，其中，第一降频速度大于第二降频速度。
在压缩机运行过程中，当需要获取弱磁角时，确定当前的压缩机变频器输出电流矢量，并计算该电流矢量与两相旋转坐标系d轴的夹角，得到当前弱磁角，作为确定压缩机降频速度的依据。两相旋转坐标系是在FOC(Filed Oriented Control，矢量控制)算法中常用的数学变换得到的坐标系，此坐标系相对电机转子位置不变。
当母线电压大于压缩机端电压需求时，弱磁角设定为定值；当母线电压小于压缩机端电压需求时，弱磁角会随着两者的变化按照某种逻辑来改变。因此可通过弱磁角来控制压缩机降频速度。
预设角度是决定压缩机降频速度的弱磁角阈值。预设角度大于或等于压缩机在当前工况下正常运行到最高频率时的弱磁角，即预设角度大于或等于压缩机在当前工况下正常运行的最大弱磁角。不同压缩机的弱磁情况不同，具体的，可以预先通过实验得出某压缩机在各种工况下正常运行到最高频率时的弱磁角(记为最大弱磁角)，并基于最大弱磁角设置预设角度。例如，压缩机正常运行时的最大弱磁角为30°，预设角度为40°。预设角度的设置满足上述条件，能够保证不影响压缩机正常运行。
第一降频速度对应于快速降频，第二降频速度对应于正常速度降频，第二降频速度可采用现有技术中常规的压缩机降频速度，第二降频速度可以根据机组运行状态和压缩机自身属性进行设定。降频速度可以通过每次降低的频率幅度来体现，例如，第一降频速度对应的降频幅度为5Hz，第二降频速度对应的降频幅度为2Hz。
本实施例在压缩机运行过程中，若满足降频条件且当前弱磁角大于预设角度，则按照第一降频速度对压缩机进行快速降频，使得压缩机电流快速下降，从而使压缩机电流提前减小，避免因压缩机电流过大而触发停机保护，通过判断弱磁角的变化来控制压缩机降频速度，在不影响空调正常运行能力的情况下，解决了电网电压波动导致空调保护停机的问题，大大提高用户体验。
进一步的，判断是否满足降频条件，包括：获取压缩机的指定参数；判断指定参数的值是否大于与该指定参数对应的降频阈值；若是，则确定满足降频条件。
其中，指定参数包括：压缩机电流、输入电流、模块温度或弱磁角。输入电流是指电源电流，模块温度是空调***中逆变模块的温度。
若压缩机电流大于第一电流阈值(即压缩机电流对应的降频阈值)，则认为满足降频条件，否则认为不满足降频条件。若输入电流大于第二电流阈值(即输入电流对应的降频阈值)，则认为满足降频条件，否则认为不满足降频条件。若模块温度大于温度阈值(即模块温度对应的降频阈值)，则认为满足降频条件，否则认为不满足降频条件。若弱磁角大于角度阈值(即弱磁角对应的降频阈值)，则认为满足降频条件，否则认为不满足降频条件。
第一电流阈值可以根据机组的能力需求来设定。第二电流阈值和温度阈值可以预先根据机组运行情况来设定。
弱磁角对应的降频阈值小于预设角度。弱磁角对应的降频阈值是决定压缩机是否降频的弱磁角阈值。弱磁角对应的降频阈值可以是压缩机在名义工况下满足需求的最大弱磁角，具体可以通过实验得到弱磁角对应的降频阈值。名义工况是负载较轻的工况。例如，弱磁角对应的降频阈值设置为35°。
若不满足降频条件，则无需对压缩机进行降频，更无需根据弱磁角决定是否快速降频，即无需获取当前弱磁角。
本实施方式通过指定参数能够快速有效地判断出是否需要对压缩机进行降频，进而在需要降频的情况下根据弱磁角决定降频速度，有效实现压缩机降频控制。
进一步的，在判断当前弱磁角是否大于预设角度之后，还包括：若当前弱磁角小于或等于预设角度，则按照第二降频速度对压缩机进行降频。本实施方式在满足降频条件且当前弱磁角小于或等于预设角度的情况下，按照正常降频速度对压缩机进行降频，就能够及时调节压缩机电流，不会导致停机保护。
需要说明的是，若使用弱磁角进行降频条件的判断，实际上，设置了两个弱磁角阈值A1和A2，A1＜A2，A1表示角度阈值(即弱磁角对应的降频阈值)，A2表示预设角度。若当前弱磁角小于或等于A1，则不对压缩机进行降频；若当前弱磁角大于A1且小于或等于A2，则按照第二降频速度对压缩机进行正常速度降频；若当前弱磁角大于A2，则按照第一降频速度对压缩机进行快速降频。例如，高负荷工况下通过弱磁角触发压缩机降频，若电压波动，弱磁角继续增大，则需要对压缩机进行快速降频。由此能够及时对压缩机进行降频处理，且通过快速降频保证压缩机电流提前减小，避免因压缩机电流过大而触发停机保护。
通过实验数据形成的转速与弱磁角的变化示意图，如图2所示，带有菱形的线表示压缩机运行的目标频率(即指令转速)，带有正方形的线表示压缩机的实际运行频率(即实际转速)，带有三角形的线表示弱磁角。
变频器输出力矩是变频器给定的力矩，负载力矩与当前的压缩机运行频率和工作环境有关，正常情况下变频器输出力矩能够随着负载力矩的变化而变化，以保持压缩机运行频率不变。
从图2中可以看出：
在A点，变频器输出力矩与负载力矩保持平衡状态，调低电源电压的瞬间，母线电压随之下降，压缩机先进入弱磁运行阶段，随着母线电压的减小，弱磁角逐渐增大，弱磁阶段电机处于恒功率运行区域，随着母线电压的降低，变频器的输出力矩逐渐减小。运动方程Te-TL＝J×dn/dt，其中，Te表示变频器输出力矩，TL表示负载力矩，J表示转动惯量，n表示压缩机转速。根据该运动方程可知，当变频器输出力矩小于负载力矩时，dn/dt为负，压缩机实际运行频率会降低。
随着压缩机实际运行频率的降低，负载力矩减小，同时由于PFC(Power FactorCorrection，功率因数校正)模块的调节使母线电压逐渐升高，从而变频器的输出力矩增大。
当压缩机实际运行频率降到B点时，负载力矩低于变频器的输出力矩，dn/dt为正，压缩机实际运行频率逐渐上升，此时母线电压虽然有所升高，但母线电压仍小于压缩机端电压需求，所以仍处于弱磁阶段，弱磁角仍然上升。
在达到C点前，目标频率与实际频率之间一直存在偏差，指令电流越来越大，从而在C点触发压缩机降频条件，开始进行压缩机降频，图2中在C点之后且进入停机保护点(D点)之前目标频率线变低的过程，即为降频过程，但是降频速度较慢(即目标频率下降的坡度较缓)，压缩机电流不能及时调节导致停机保护。
调低电源电压到触发保护时刻，弱磁角一直在增大，如果设定一个弱磁角阈值，当触发降频且弱磁角大于预设角度时，适当提高降频速度，让压缩机频率快速下降，可以使压缩机电流提前减小，从而避免触发保护。
若采用本发明实施例基于弱磁角的快速降频控制方案，如图3所示，压缩机运行在C点时，触发降频条件，此时的弱磁角大于预设角度，按照第一降频速度进行快速降频，图3中C点之后目标频率下降的坡度比图2更陡，降频速度较图2明显加快，实际转速及时跟踪指令转速，解决了调低母线电压导致压缩机电流过大触发保护的问题。
如图4所示，压缩机降频控制包括以下步骤：
S401，开始。
S402，在压缩机运行过程中，判断是否触发降频条件，若是，进入S403，若否，进入S406。例如，判断压缩机电流是否大于第一电流阈值，若是，则触发降频条件；又如，判断当前弱磁角是否大于角度阈值，若是，则触发降频条件。
S403，判断当前弱磁角是否大于预设角度，若是，进入S404，若否，进入S405。
S404，加快降频速度，使得压缩机电流快速下降。
S405，以正常降频速度进行降频。
S406，结束。
本实施例基于弱磁角进行压缩机快速降频控制，在压缩机运行过程中判断是否满足降频条件，当满足降频条件时，判断当前弱磁角是否大于预设角度，如果当前弱磁角大于预设角度，则加快降频速度，对压缩机进行快速降频处理，使得压缩机电流快速下降，如果当前弱磁角小于或等于预设角度，则按照正常降频速度进行降频。通过判断弱磁角的变化来控制压缩机降频速度，在不影响空调正常运行的情况下，解决电网电压波动导致停机保护的问题，大大提高用户的体验效果。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种压缩机降频控制装置，可以用于实现上述实施例所述的压缩机降频控制方法。该压缩机降频控制装置可以通过软件和/或硬件实现，该压缩机降频控制装置一般可集成于机组的控制器中。
图5是本发明实施例提供的压缩机降频控制装置的结构框图，如图5所示，该压缩机降频控制装置包括：
第一判断模块51，用于在压缩机运行过程中，判断是否满足降频条件；
第二判断模块52，用于若满足降频条件，则判断当前弱磁角是否大于预设角度，其中，弱磁角是压缩机变频器输出电流矢量与两相旋转坐标系d轴的夹角；
第一降频模块53，用于若所述当前弱磁角大于所述预设角度，则按照第一降频速度对所述压缩机进行降频，其中，所述第一降频速度大于第二降频速度。
可选的，第一判断模块51包括：
获取单元，用于获取所述压缩机的指定参数；
判断单元，用于判断所述指定参数的值是否大于与所述指定参数对应的降频阈值；
确定单元，用于在判断结果为是的情况下，确定满足降频条件。
可选的，所述指定参数包括：压缩机电流、输入电流、模块温度或弱磁角，其中，弱磁角对应的降频阈值小于所述预设角度。
可选的，上述压缩机降频控制装置还包括：第二降频模块，用于若所述当前弱磁角小于或等于所述预设角度，则按照所述第二降频速度对所述压缩机进行降频。
可选的，所述预设角度大于或等于压缩机在当前工况下正常运行到最高频率时的弱磁角。
上述压缩机降频控制装置可执行本发明实施例所提供的压缩机降频控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例提供的压缩机降频控制方法。
本发明实施例还提供一种机组，包括：压缩机以及上述实施例所述的压缩机降频控制装置。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例所述方法的步骤。
本发明实施例还提供一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述方法的步骤。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元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模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种压缩机降频控制方法，其特征在于，包括：
在压缩机运行过程中，判断是否满足降频条件；
若满足降频条件，则判断当前弱磁角是否大于预设角度，其中，弱磁角是压缩机变频器输出电流矢量与两相旋转坐标系d轴的夹角；
若所述当前弱磁角大于所述预设角度，则按照第一降频速度对所述压缩机进行降频，其中，所述第一降频速度大于第二降频速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断是否满足降频条件，包括：
获取所述压缩机的指定参数；
判断所述指定参数的值是否大于与所述指定参数对应的降频阈值；
若是，则确定满足降频条件。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述指定参数包括：压缩机电流、输入电流、模块温度或弱磁角，其中，弱磁角对应的降频阈值小于所述预设角度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在判断当前弱磁角是否大于预设角度之后，还包括：
若所述当前弱磁角小于或等于所述预设角度，则按照所述第二降频速度对所述压缩机进行降频。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述预设角度大于或等于压缩机在当前工况下正常运行到最高频率时的弱磁角。
6.一种压缩机降频控制装置，其特征在于，包括：
第一判断模块，用于在压缩机运行过程中，判断是否满足降频条件；
第二判断模块，用于若满足降频条件，则判断当前弱磁角是否大于预设角度，其中，弱磁角是压缩机变频器输出电流矢量与两相旋转坐标系d轴的夹角；
第一降频模块，用于若所述当前弱磁角大于所述预设角度，则按照第一降频速度对所述压缩机进行降频，其中，所述第一降频速度大于第二降频速度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
第二降频模块，用于若所述当前弱磁角小于或等于所述预设角度，则按照所述第二降频速度对所述压缩机进行降频。
8.一种机组，其特征在于，包括：压缩机以及权利要求6或7所述的压缩机降频控制装置。
9.一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
10.一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
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