CN102889668A - 变频空调在低电压下的控制方法 - Google Patents
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Abstract
变频空调在低电压下的控制方法，根据输入电压Vin调节压缩机的运行频率Ｆ：首先,判断输入电压Vin是否欠压；若欠压，则根据输入电压Vin所处范围找出压缩机的初始运行频率Ｆ0对压缩机进行初始化；然后,判断是否满足升频条件；若满足，则根据该升频条件对应的频率调整值△Ｆ对压缩机进行升频；最后,判断当前频率是否小于输入电压Vin所处范围对应的最高频率限定值Ｆ1；若否，则返回上一步骤。变频空调在输入电压低于额定电压一定范围时，不仅可以继续运行、无须停机，还能保障压缩机驱动模块与其它关键器件可靠，且最大化的提高空调运转能力，减少用户在低压下的使用感受。
Description
技术领域
本发明涉及变频空调在低电压下的控制方法，属于空调的控制领域。
背景技术
日常生活中，我们不可避免的会碰到由于输入电压波动，影响到家用电器的使用。
当电压降低到一定限值时，空调也会产生一定影响。空调压缩机运行的频率f不变则功率P也不会变化。根据电路原理，P=U*I，即功率P不变的情况下电压U下降时，那么电流I就会上升。电流I越大，空调控制器的损耗就越多，其温度就会上升。
另外，目前大多数变频空调的室内、外风机使用的是交流电机，当电压下降时，室内、外风机的转速也下降，空调控制器的散热性能较差。
因此，当电压下降超10%时，空调控制器会因过热或过负荷而损坏。中国专利文献CN102538151A公开了一种变频空调的低电压控制方法，交流电源经整流模块整流、IGBT模块矫正功率因数、IPM模块逆变后供给压缩机，交流电源的电压小于187V时，CPU控制IGBT模块、IPM模块适当降低压缩机的最高运行频率、保持空调继续运行。当电压比较低时将运行频率上限值调低，适当降低空调运行频率，来达到既保证含有IGBT模块的控制器可靠工作、又避免空调器不能运行的目的。
然而，上述“电压直接限频”的控制方法，只能在低电压下将运行频率限制在一个较低的固定范围内，而不能保证空调运转能力的发挥，如导致制热或制冷效果较慢或较小，从而影响了用户的使用感受。
发明内容
本发明在于保障压缩机驱动模块与其它关键器件可靠的同时，最大化的提高空调运行的频率，以增加空调运转能力，减少用户在低压下的使用感受。
为此，本发明提供了一种变频空调在低电压下的控制方法，根据输入电压Vin调节压缩机的运行频率Ｆ，其特征在于：
首先,判断输入电压Vin是否欠压；若欠压，则根据输入电压Vin所处范围找出压缩机的初始运行频率Ｆ0对压缩机进行初始化；
然后,判断是否满足升频条件；若满足，则根据该升频条件对应的频率调整值△Ｆ对压缩机进行升频；
最后,判断当前频率是否小于输入电压Vin所处范围对应的最高频率限定值Ｆ1；若否，则返回上一步骤。
作为一种优选，本发明的控制方法中，输入电压Vin和初始运行频率Ｆ0之间的的对应关系为：
当Vin≥200V时，压缩机以F0=Fmax进行运行；
当 187V≤Vin＜200V时， F0=Fmax×80%；
当 175V≤Vin＜187V时， F0= Fmax×60%；
当 165V≤Vin＜175V时， F0= Fmax×40%；
当 150V≤Vin＜165V时， F0=Fmin；
当输入电压Vin＜150V时，F0=0，压缩机停止运行；
其中，Fmax是变频空调最高允许运转频率，指压缩机厂商标定的最高运转速度；
其中，Fmin是变频空调最低允许运转频率，指压缩机厂商标定的最低运转速度。
作为一种优选，本发明的控制方法中，升频条件和频率调整值△Ｆ之间的的对应关系为：
压缩机持续运行5分钟，且Tg＜Tbf-5℃，且Tbf1+3℃≤Td<Tbf1+5℃，且I<Ibf-3A时，△Ｆ=4HZ；
压缩机持续运行5分钟，且Tbf-5℃≤Tg＜Tbf-3℃，且Tbf1+1℃≤Td< Tbf1+3℃，且Ibf-3A≤I<Ibf-2A时，△Ｆ=2HZ；
压缩机持续运行5分钟，且Tg＜Tbf-1℃，且Td< Tbf1+1℃，且Ibf-2A≤I<Ibf-0.5A时，△Ｆ=1HZ；
其中，Tg是排气温度传感器所检测到的压缩机排气温度，和空调制冷运行模式下的室外盘管温度传感器所检测到的室外盘管温度、室内盘管温度传感器所检测到的室内盘管温度；
其中，Td是空调制热运行模式下的室外盘管温度传感器所检测到的室外盘管温度、室内盘管温度传感器所检测到的室内盘管温度；
其中，I是输入电流；
其中，Tbf是空调厂商规定的最大的压缩机排气温度、空调制冷运行模式下的最高的室外盘管温度、室内盘管温度；
其中，Tbf1是空调厂商规定的制热运行模式下的最低的室外盘管温度、室内盘管温度；
其中，Ibf是空调厂商设定的输入电流的最高值，是指空调在标准环境、额定电压条件下，压缩机运行频率Ｆ=Fmax时输入电流的最大值。
对接近Ibf进行压缩机运转频率调整或停止运行的处理措施称之为过电流保护。过电流保护能够有效避免重要电子元器件因电流过大而烧坏甚至击穿。
空调制冷运行模式下对室外盘管温度、室内盘管温度接近Tbf进行压缩机运转频率调整或停止运行的处理措施称之为过负载保护。过负载保护能够有效避免因换热器温度过高而导致周围零部件的损坏，如塑料件熔化等。
空调制热运行模式下对室外盘管温度、室内盘管温度接近Tbf1进行压缩机运转频率调整或停止运行的处理措施称之为过低温保护。过低温保护能够有效避免换热器结霜而降低空调性能。
对压缩机排气温度接近Tbf进行压缩机运转频率调整或停止运行的处理措施称之为排气温度保护。排气温度保护能够有效避免压缩机因过热而损坏。
对于输入电压过低而停止压缩机运行的施称之为输入电压过欠压保护。
作为一种优选，本发明的控制方法中，输入电压Vin和最高频率限定值Ｆ1之间的的对应关系为：
当Vin≥200V时， F1=Fmax；
当 187V≤Vin＜200V时，F0=Fmax；
当 175V≤Vin＜187V时，F0= Fmax×80%；
当 165V≤Vin＜175V时，F0= Fmax×60%；
当 150V≤Vin＜165V时，F0= Fmax×40%。
作为一种优选，本发明的控制方法中，上述输入电压是指压缩机持续运行时间大于5～10分钟、且变动范围为±5V内维持时间大于1～3分钟时的电压。
本发明的控制方法中，当输入电压低于额定电压（220V）且位于200V以下时，根据输入电压Vin调节压缩机的运行频率，即进行运行频率的限定（即降频），以保证压缩机的驱动模块与其它关键器件可靠运行；当输入电压稳定、运转频率稳定在一个范围内时，根据该升频条件对应的频率调整值△Ｆ对压缩机进行升频，从而提高空调运转能力，提升制热或制冷效果或速度，从而避免用户因低压而导致的不满；空调再稳定运行一段时间后，判断当前频率是否小于输入电压Vin所处范围对应的最高频率限定值Ｆ1，通过停止升频，继而保证压缩机排气温度、室外盘管温度、室内盘管温度、输入电流稳定在一定范围，形成过电流保护、过负载保护、排气温度保护、输入电压欠压保护，从而保障空调的稳定性能。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为本发明的变频空调在低电压下的控制方法的一实施例的流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1所示，空调开启后，根据本发明的变频空调在低电压下的控制方法进行如下操作：
步骤1：开始运行；
步骤2：控制器判断压缩机持续运行时间是否大于设定时间T1（5～10分钟）？若是，进入下一步骤；若否，则进入步骤10；变频空调的运转频率是逐渐调整的，当空调开始运行时，压缩机频率由0开始增加，要经过一定的时间（5～10分钟）才能达到稳定；在稳定运行后再进行电压检测，是为了防止由于压缩机运转频率增加中影响输入电压的稳定性而出现的误判断；
步骤3：控制器判断输入电压稳定时间是否大于设定时间T2（1～3分钟）？若是，进入下一步骤；若否，则进入步骤10；若输入电压是在持续波动的，检测结果也会随输入电压进行变化；为了防止输入电压短时的波动而导致检测的结束，需在在一段时间内检测到输入电压一直在一个范围内（如±5V），才认可当前输入电压的稳定性；这样可以防止由于过快的输入电压变动而带来的压缩机运转频率的频繁调整；
步骤4：控制器判断检测到的输入电压是否进入欠压可调范围（例如200V）？若是，进入下一步骤；若否，则进入步骤10；在测得当前稳定的输入电压值后，进行电压范围的确认；
步骤5：控制器根据输入电压Vin所处范围找出压缩机的初始运行频率Ｆ0对压缩机进行初始化，即进行运行频率的限定（即降频），以保证压缩机的驱动模块与其它关键器件可靠运行；
其中，输入电压Vin和初始运行频率Ｆ0之间的的对应关系为：
当Vin≥200V时，压缩机以F0=Fmax进行运行；
当 187V≤Vin＜200V时， F0=Fmax×80%；
当 175V≤Vin＜187V时， F0= Fmax×60%；
当 165V≤Vin＜175V时， F0= Fmax×40%；
当 150V≤Vin＜165V时， F0=Fmin；
当输入电压Vin＜150V时，F0=0，压缩机停止运行；
其中，Fmax是变频空调最高允许运转频率，指压缩机厂商标定的最高运转速度；
其中，Fmin是变频空调最低允许运转频率，指压缩机厂商标定的最低运转速度；
步骤6：控制器判断是否满足升频条件？若是，进入下一步骤；若否，则继续判断，并记录判断否的次数，当连续N次（3～5次）不满足时进入步骤10；当电压下降后，压缩机按照步骤5限频运行时，N次（3～5次）不能满足运行频率调整时，说明压缩机一直运行在欠压可调范围的边缘上，若调整就有可能出现保护性的停机；
步骤7：控制器根据该升频条件对应的频率调整值△Ｆ对压缩机进行升频调节；其中，升频条件和频率调整值△Ｆ之间的的对应关系为：
压缩机持续运行5分钟，且Tg＜Tbf-5℃，且Tbf1+3℃≤Td<Tbf1+5℃，且I<Ibf-3A时，△Ｆ=4HZ；
压缩机持续运行5分钟，且Tbf-5℃≤Tg＜Tbf-3℃，且Tbf1+1℃≤Td< Tbf1+3℃，且Ibf-3A≤I<Ibf-2A时，△Ｆ=2HZ；
压缩机持续运行5分钟，且Tg＜Tbf-1℃，且Td< Tbf1+1℃，且Ibf-2A≤I<Ibf-0.5A时，△Ｆ=1HZ；
其中，Tg是排气温度传感器所检测到的压缩机排气温度，和空调制冷运行模式下的室外盘管温度传感器所检测到的室外盘管温度、室内盘管温度传感器所检测到的室内盘管温度；
其中，Td是空调制热运行模式下的室外盘管温度传感器所检测到的室外盘管温度、室内盘管温度传感器所检测到的室内盘管温度；
其中，I是输入电流；
其中，Tbf是空调厂商规定的最大的压缩机排气温度、空调制冷运行模式下的最高的室外盘管温度、室内盘管温度；
其中，Tbf1是空调厂商规定的制热运行模式下的最低的室外盘管温度、室内盘管温度；
其中，Ibf是空调厂商设定的输入电流的最高值，是指空调在标准环境、额定电压条件下，压缩机运行频率Ｆ=Fmax时输入电流的最大值；
通过升频，可提高空调运转能力，提升制热或制冷效果或速度，从而避免用户因低压而导致的不满；
步骤8：控制器判断当前频率是否小于输入电压Vin所处范围对应的最高频率限定值Ｆ1；若是，进入下一步骤；若否，则返回步骤6；其中，输入电压Vin和最高频率限定值Ｆ1之间的的对应关系为：
当Vin≥200V时， F1=Fmax；
当 187V≤Vin＜200V时，F0=Fmax；
当 175V≤Vin＜187V时，F0= Fmax×80%；
当 165V≤Vin＜175V时，F0= Fmax×60%；
当 150V≤Vin＜165V时，F0= Fmax×40%；
步骤9：压缩机保持当前频率运行；控制器停止继续升频，继而保证压缩机排气温度、室外盘管温度、室内盘管温度、输入电流稳定在一定范围，形成过电流保护、过负载保护、排气温度保护、输入电压欠压保护，从而保障空调的稳定性能；
步骤10：结束。
综上所述，采用本发明的控制方法，变频空调在输入电压低于额定电压一定范围时，不仅可以继续运行、无须停机，还能保障压缩机驱动模块与其它关键器件可靠，且最大化的提高空调运转能力，减少用户在低压下的使用感受。
以上是本发明的实施方式之一，对于本领域内的一般技术人员，不花费创造性的劳动，在上述实施例的基础上可以做多种变化，同样能够实现本发明的目的。但是，这种变化显然应该在本发明的权利要求书的保护范围内。
Claims (5)
1.变频空调在低电压下的控制方法，根据输入电压Vin调节压缩机的运行频率Ｆ，其特征在于：
首先,判断输入电压Vin是否欠压；若欠压，则根据输入电压Vin所处范围找出压缩机的初始运行频率Ｆ0对压缩机进行初始化；
然后,判断是否满足升频条件；若满足，则根据该升频条件对应的频率调整值△Ｆ对压缩机进行升频；
最后,判断当前频率是否小于输入电压Vin所处范围对应的最高频率限定值Ｆ1；若否，则返回上一步骤。
2.根据权利要求1所述的变频空调在低电压下的控制方法，其特征在于输入电压Vin和初始运行频率Ｆ0之间的的对应关系为：
当Vin≥200V时，压缩机以F0=Fmax进行运行；
当 187V≤Vin＜200V时， F0=Fmax×80%；
当 175V≤Vin＜187V时， F0= Fmax×60%；
当 165V≤Vin＜175V时， F0= Fmax×40%；
当 150V≤Vin＜165V时， F0=Fmin；
当输入电压Vin＜150V时，F0=0，压缩机停止运行；
其中，Fmax是变频空调最高允许运转频率，指压缩机厂商标定的最高运转速度；
其中，Fmin是变频空调最低允许运转频率，指压缩机厂商标定的最低运转速度。
3.根据权利要求2所述的变频空调在低电压下的控制方法，其特征在于升频条件和频率调整值△Ｆ之间的的对应关系为：
压缩机持续运行5分钟，且Tg＜Tbf-5℃，且Tbf1+3℃≤Td<Tbf1+5℃，且I<Ibf-3A时，△Ｆ=4HZ；
压缩机持续运行5分钟，且Tbf-5℃≤Tg＜Tbf-3℃，且Tbf1+1℃≤Td< Tbf1+3℃，且Ibf-3A≤I<Ibf-2A时，△Ｆ=2HZ；
压缩机持续运行5分钟，且Tg＜Tbf-1℃，且Td< Tbf1+1℃，且Ibf-2A≤I<Ibf-0.5A时，△Ｆ=1HZ；
其中，Tg是排气温度传感器所检测到的压缩机排气温度，和空调制冷运行模式下的室外盘管温度传感器所检测到的室外盘管温度、室内盘管温度传感器所检测到的室内盘管温度；
其中，Td是空调制热运行模式下的室外盘管温度传感器所检测到的室外盘管温度、室内盘管温度传感器所检测到的室内盘管温度；
其中，I是输入电流；
其中，Tbf是空调厂商规定的最大的压缩机排气温度、空调制冷运行模式下的最高的室外盘管温度、室内盘管温度；
其中，Tbf1是空调厂商规定的制热运行模式下的最低的室外盘管温度、室内盘管温度；
其中，Ibf是空调厂商设定的输入电流的最高值，是指空调在标准环境、额定电压条件下，压缩机运行频率Ｆ=Fmax时输入电流的最大值。
4.根据权利要求3所述的变频空调在低电压下的控制方法，其特征在于输入电压Vin和最高频率限定值Ｆ1之间的的对应关系为：
当Vin≥200V时， F1=Fmax；
当 187V≤Vin＜200V时，F0=Fmax；
当 175V≤Vin＜187V时，F0= Fmax×80%；
当 165V≤Vin＜175V时，F0= Fmax×60%；
当 150V≤Vin＜165V时，F0= Fmax×40%。
5.根据权利要求1所述的变频空调在低电压下的控制方法，其特征在于：上述输入电压是指压缩机持续运行时间大于5～10分钟，且变动范围为±5V内维持时间大于1～3分钟时的电压。
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