CN103185016B - 空调器的内风机转速的调节方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调器的内风机转速的调节方法和装置。该调节方法用于根据内风机的实际转速与目标转速的差值，经由PI算法通过P参数和I参数调节内风机转速，其中，在调节内风机转速的过程中，该方法包括：检测内风机的实际转速；计算内风机的转速差，其中，转速差为实际转速与目标转速的差；根据转速差修正I参数和/或P参数；以及根据转速差，经由PI算法通过修正后的参数调节内风机转速。通过本发明，使得室内电机的转速响应快，降低了静态误差和动态过冲，抗干扰性强，达到静音驱动的目的，提高空调舒适性。

Description

空调器的内风机转速的调节方法和装置

技术领域

本发明涉及空调器领域，具体而言，涉及一种空调器的内风机转速的调节方法和装置。

背景技术

目前，空调器的室内风叶多采用PG电机(单相异步电机)或内置式直流电机驱动，电机具有转速反馈装置，调速时根据转速反馈信号和目标转速的差值，经过简单的PI算法计算后，调整滞后过零斩波时间或PWM占空比，以达到内风机的调速目的。

在调节内风机转速的过程中，PI调节算参数Kp和Ki是固定不变，算法适用性差，抗干扰性差，容易出现以下四个现象：

(1)启动过冲；

(2)风档切换时转速过调，到达目标转速的时间长；

(3)正常运行过程中，负载不稳定时转速波动大；

(4)负载过重时，启动速度过慢、启动不稳定等现象。

由于上述现象，导致空调器运行时噪音异常(过山车的噪音现象)或者启动速度过慢。

针对相关技术中空调器的内风机启动速度慢，运行时噪音异常的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种空调器的内风机转速的调节方法和装置，以解决空调器的内风机启动速度慢，运行时噪音异常的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种空调器的内风机转速的调节方法。

根据本发明的空调器的内风机转速的调节方法，用于根据内风机的实际转速与目标转速的差值，经由PI算法通过P参数和I参数调节内风机转速，其中，在调节内风机转速的过程中，该方法包括：检测内风机的实际转速；计算内风机的转速差，其中，该转速差为实际转速与目标转速的差值；根据转速差修正I参数和/或P参数；以及根据转速差，经由PI算法通过修正后的I参数和/或P参数调节内风机转速。

当内风机启动时，根据转速差修正I参数和/或P参数包括：判断转速差是否大于第一预设值；当转速差大于第一预设值时，且实际转速大于目标转速时，减小I参数；以及当转速差大于第一预设值，且实际转速小于目标转速时，增大I参数。

进一步地，当转速差大于第一预设值时，该方法还包括：判断转速差是否大于或等于第二预设值，其中，第二预设值大于第一预设值；当转速差大于或等于第二预设值时，且实际转速大于目标转速时，减小P参数和I参数；以及当转速差大于或等于第二预设值时，且实际转速小于目标转速时，增大P参数和I参数。

进一步地，在内风机启动时，目标转速包括第一目标转速和第二目标转速，其中，第一目标转速小于第二目标转速，根据内风机的实际转速与目标转速的差值，经由PI算法调节内风机的转速包括：在第一时刻，根据内风机的实际转速与第一目标转速的差值，经由PI算法调节内风机的转速；以及在第二时刻，根据内风机的实际转速与第二目标转速的差值，经由PI算法调节内风机的转速，其中，第二时刻为第一时刻后预设时间的时刻。

进一步地，在内风机的风档切换时，根据转速差修正I参数包括：判断转速差是否大于第三预设值；在转速差大于第三预设值时，增大I参数；以及在转速差小于或等于第三预设值时，减小I参数。

进一步地，在转速差大于第三预设值时，该方法还包括：判断转速差是否大于第四预设值，其中，第四预设值大于第三预设值；以及在转速差大于第四预设值时，增大I参数和P参数。

进一步地，在内风机启动后或风档切换完成后，根据转速差修正I参数包括：判断转速差是否大于第五预设值；在转速差大于第五预设值时，增大I参数。

进一步地，在转速差大于第五预设值时，该方法还包括：判断转速差是否大于第六预设值，其中，第六预设值大于第五预设值；以及在转速差大于第六预设值时，增大I参数和P参数。

进一步地，根据内风机的实际转速与目标转速的差值，经由PI算法调节内风机转速包括：当内风机为交流电机时，根据内风机的实际转速与目标转速的差值，经由PI算法调节交流电机的滞后过零时间，以调节交流电机转速；以及当内风机为内置式直流电机时，根据内风机的实际转速与目标转速的差值，经由PI算法调节直流电机的PWM周期的占空比，以调节直流电机转速。

进一步地，经由PI算法调节交流电机的滞后过零时间，以调节交流电机转速包括：将调节后的滞后过零时间利用正弦积分函数公式转换为交流电机控制装置的触发信号的延时时间；以及采用交流电机控制装置的触发信号的延时时间调节交流电机的转速。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种空调器的内风机转速的调节装置，该调节装置用于执行上述任一种空调器的内风机转速的调节方法。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种空调器的内风机转速的调节装置，根据本发明的空调器的内风机转速的调节装置，用于根据内风机的实际转速与目标转速的差值，经由PI算法通过P参数和I参数调节内风机转速，该调节装置包括：检测模块，用于检测内风机的实际转速；计算模块，用于计算内风机的转速差，其中，该转速差为实际转速与目标转速的差值；修正模块，用于根据转速差修正P参数和/或I参数；以及调节模块，用于根据转速差，经由PI算法通过修正后的P参数和/或I参数调节内风机转速。

当内风机启动时，修正模块包括：第一判断子模块，用于判断转速差是否大于第一预设值；第一修正子模块，用于当转速差大于第一预设值时，且实际转速大于目标转速时，减小I参数；以及当转速差大于第一预设值，且实际转速小于目标转速时，增大I参数。

进一步地，在内风机的风档切换时，修正模块包括：第二判断子模块，用于判断转速差是否大于第三预设值；第二修正子模块，用于在转速差大于第三预设值时，增大I参数，以及在转速差小于或等于第三预设值时，减小I参数。

进一步地，在内风机启动后或风档切换完成后，修正模块包括：第三判断子模块，用于判断转速差是否大于第五预设值；第三修正子模块，用于在转速差大于第五预设值时，增大I参数。

进一步地，当内风机为交流电机时，调节模块用于根据转速差，经由PI算法通过修正后的P参数和/或I参数调节交流电机的滞后过零时间，以调节交流电机的转速；以及当内风机为内置式直流电机时，调节模块用于根据述转速差，经由PI算法通过修正后的P参数和/或I参数调节直流电机的PWM周期的占空比，以调节直流电机转速。

进一步地，当内风机为交流电机时，该调节模块还包括：转换子模块，用于将调节后的滞后过零时间利用正弦积分函数公式转换为交流电机控制装置的触发信号的延时时间；以及调节子模块，用于采用交流电机控制装置的触发信号的延时时间调节交流电机的转速。

通过本发明，采用包括以下步骤的空调器的内风机转速的调节方法：根据内风机的实际转速与目标转速的差值，经由PI算法通过P参数和I参数调节内风机转速，其中，在调节内风机转速的过程中，该方法还包括：检测内风机的实际转速；计算内风机的转速差，其中，转速差为实际转速与目标转速的差；根据转速差修正P参数和/或I参数；以及根据转速差，经由PI算法通过修正后的P参数和/或I参数调节内风机转速，通过内风机转速的变化适时调节PI参数，解决了空调器的内风机启动速度慢，运行时噪音异常的问题，进而达到了室内电机启动稳定、速度快，运行时转速响应快、过调小、抗干扰性强以及转速波动小，并且能够静音驱动的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明第一实施例的空调器内风机调速的硬件模块框图；

图2是根据本发明第二实施例的空调器内风机调速的硬件模块框图；

图3是根据本发明第三实施例的空调器内风机调速的硬件模块框图；

图4是根据本发明实施例的空调器内风机转速的调节装置的框图；

图5是根据本发明实施例的空调器内风机的双向半控型器件工作原理图；

图6是根据本发明第一实施例的空调器内风机转速的调节方法流程图；

图7是根据本发明第二实施例的空调器内风机转速的调节方法流程图；

图8是根据本发明第三实施例的空调器内风机转速的调节方法流程图；

图9是根据本发明第四实施例的空调器内风机转速的调节方法流程图；以及

图10是根据本发明第五实施例的空调器内风机转速的调节方法流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明第一实施例的空调器内风机调速的硬件模块框图，如图1所示，该内风机调速的硬件模块包括：CPU模块20，电机模块40，转速反馈信号模块60以及电机驱动模块80。

其中，CPU模块20用于控制电机，通过检测电机转速的反馈信号，经由调速装置发出电机驱动信号，驱动电机工作。电机模块40用于驱动空调器室内风机，以及产生转速反馈信号。转速反馈信号模块60采集电机模块40发出的转速反馈信号，并对其进行信号处理，以供CPU模块20检测。电机驱动模块80根据CPU模块20发出的电机驱动信号，驱动电机运行，进而实现空调器室内风叶的驱动。

在该实施例中，CPU模块20中的调速装置用于根据内风机的实际转速与目标转速的差值，经由PI算法通过P参数和I参数调节内风机转速，具体地，在调速的过程中，适时根据内风机的实际转速与目标转速的差值(即转速差)修正I参数(或同时修正P参数和I参数)，使得PI算法实现调速时，响应快、过调小、适用性强、抗干扰性强，从而使得内风机启动噪音、风档切换噪音小，风机启动速度快，正常运行时的转速波动小以及风机运行音质好。

图2是根据本发明第二实施例的空调器内风机调速的硬件模块框图，该实施例中的空调器室内风叶采用PG电机(单相异步电动机)驱动，该内风机调速的硬件模块包括：过零信号检测电路模块10，CPU模块20，电机模块40(此处的电机模块为PG电机模块)，转速反馈信号模块60，滞后过零的斩波信号模块81以及固态继电器或可控硅模块82。

在该实施例中，PG电机属于交流电机，通过转速反馈信号模块60向CPU模块20反馈转速信号，CPU模块20用于控制PG电机，通过检测PG电机转速的反馈信号，经由调速装置发出控制信号，通过晶闸管、固态继电器、可控硅等类似器控制PG电机。在不改变电源频率的前提下，在每半个周波内通过对晶闸管、固态继电器、可控硅等类似器件开通相位的控制，可方便地调节输出电压的有效值，其相位调节范围为0度～180度。以实现调整电机转速的目的。其中，CPU模块20中的调节装置根据当前转速和目标转速的差值通过PI算法得出滞后过零时间的调整值，在实现PI算法的过程中，适时根据内风机的实际转速与目标转速的差值(即转速差)修正I参数(或同时修正P参数和I参数)，实现对相位的调节。

图3是根据本发明第三实施例的空调器内风机调速的硬件模块框图，实施例中的空调器室内风机采用直流电机驱动，该内风机调速的硬件模块包括：CPU模块20，整流电路DC模块30，电机模块40(此处的电机模块为内置式直流电机模块)，转速反馈信号模块60，PWM脉冲信号模块83以及Vsp电压产生电路模块84。

在该实施例中，通过转速反馈信号模块60向CPU模块20反馈转速信号，CPU模块20中的调速装置采用PI算法调整PWM信号的占空比，通过CPU模块20中的调速装置调整后的PWM信号输入至Vsp电压产生电路模块84，提供一个直流电压Vsp给电机，作为电机调速的依据。其中，电机根据输入Vsp端口的电压来调整转速，Vsp电压一般在0～6.5V范围内。CPU通过控制PWM信号的占空比来实现控制Vsp的大小，PWM脉冲信号通过Vsp电压产生电路模块84后，提供直流电压Vsp给电机，作为电机调速的依据。其中，CPU模块20中的调节装置根据当前转速和目标转速的差值通过PI算法得出PWM信号的占空比的调整值，在实现PI算法的过程中，适时根据内风机的实际转速与目标转速的差值(即转速差)修正I参数(或同时修正P参数和I参数)，实现对PWM信号占空比的调节。

在上述各实施例的空调器内风机的CPU模块中，设置有用于调节空调器内风机转速的调节装置，下面将具体介绍该调节装置的实施方式。

图4是根据本发明实施例的空调器内风机转速的调节装置框图，该调节装置用于根据内风机的实际转速与目标转速的差值，经由PI算法通过P参数和I参数调节内风机转速。其中，对于图2所示实施例中的内风机，根据内风机的实际转速与目标转速的差值，经由PI算法调节交流电机的滞后过零时间，以调节交流电机转速；对于图3所示实施例中的内风机，根据内风机的实际转速与目标转速的差值，经由PI算法调节直流电机的PWM周期的占空比，以调节直流电机转速。

PI算法的具体实现过程如下：

ΔT＝Kp*e(t)+Ki*∫e(t)dt

T2＝T1+ΔT

其中，T2为调整后的滞后过零时间或PWM周期的占空比，T1为调整前的滞后过零时间或PWM周期的占空比，e(t)为实际转速与目标转速的差值(即转速差)，Kp和Ki分别为PI算法的调节参数P参数和I参数。

与现有技术中采用固定的Kp和Ki不同，在本发明的各实施例中，调节内风机转速时，根据实际转速与目标转速的差值(即转速差)修正I参数(或同时修正P参数和I参数)。

如图4所示，该调节装置包括：检测模块22，计算模块24，修正模块26，调节模块28。

检测模块22，用于检测内风机的实际转速。

计算模块24，用于计算内风机的转速差，其中，转速差为实际转速与目标转速N的差。可选地，在启动时不同阶段通过以下方式获取：设置不同的采用时刻，在第一时刻t1检测内风机的转速值n1，计算|n1-N1|，得到内风机在第一时刻的转速差Δn1，在第二时刻t2检测内风机的转速n2，计算|n2-N2|，得到内风机在第二时刻的转速差Δn2，以此类推，在第k时刻检测内风机的转速nk，计算|nk-Nk|，得到内风机的转速差Δnk。在非启动阶段，转速差为实际转速与最终的目标转速N的差。

修正模块26，用于根据转速差修正P参数和/或I参数，即适时根据实际转速的变化修正P参数和/或I参数。

调节模块28，用于根据转速差，经由PI算法通过修正后的P参数和/或I参数调节内风机转速。

在该实施例中，在采用PI算法调速的过程中，根据内风机转速差实时修正PI算法中的调节参数，即修正PI参数Kp、Ki，使得内风机启动速度快，运行时转速响应快、过调小、抗干扰性强以及转速波动小，从而使得内风机运行时达到静音驱动的效果。

优选地，根据内风机运行的状态不同，采用不同的修正方式，具体描述如下：

当内风机启动时，修正模块26包括：第一判断子模块和第一修正子模块。

其中，第一判断子模块，用于判断转速差是否大于第一预设值，即Δnk是否大于ΔN1，其中，第一预设值ΔN1是根据内风机参数以及实际工况预先设定的值。第一修正子模块，用于当转速差大于第一预设值，即Δnk＞ΔN1时，根据实际转速与目标转速的关系，修正PI算法中的I参数Ki，其中，当内风机的实际转速大于目标转速时，也即启动速度过快，减小I参数Ki，即在本次调节前一次I参数Ki的基础上减去一个预设值，达到减小I参数Ki的目的；当内风机的实际转速小于目标转速时，也即启动速度过慢，增大I参数Ki，即在本次调节前一次I参数Ki的基础上加上一个预设值，达到增大I参数Ki的目的。当转速差小于或等于第一预设值，即Δnk≤ΔN1时，I参数不变，仍采用前一次的I参数。

在该实施例中，在内风机启动时，采用PI算法调速的过程中，根据内风机转速差实时修正PI算法中的调节参数，修正即I参数Ki，使得内风机启动速度快，不会出现启动过冲的现象，从而使得内风机启动时达到静音驱动的效果。

在转速差Δnk较大，该修正模块26还包括：第四判断子模块，用于当转速差大于第一预设值时，判断转速差是否大于或等于第二预设值，其中，第二预设值大于第一预设值；第四修正子模块，用于当转速差大于或等于第二预设值时，且实际转速大于所述目标转速时，减小P参数和I参数；以及当转速差大于或等于第二预设值时，且实际转速小于所述目标转速时，增大P参数和I参数。

例如，Δnk大于第二预设值(此处设为2*ΔN1)，内风机启动过快或过慢，为了避免此情况，优选地，该修正模块还用于在Δnk较大时，根据实际转速变化的趋势，同时修正PI算法中的P参数Kp和I参数Ki。

为了避免内风机启动过程中出现转速过冲和启动速度过慢的问题，优选地，在内风机启动时，采用分级启动的模式，启动级数根据启动要达到的目标转速而定，最少2级、最多可达5级，即设置一系列的目标转速启动，一级一级达到最终目标转速。当实际转速达到最终启动的目标转速时，保存最后一次调节的PI算法中的P参数和I参数，在下次启动时，初始默认的参数为存储的PI参数。也可设置固定的PI参数为初始默认的参数。

针对PG电机，采用晶闸管、固态继电器、可控硅等类似器件控制。这些属于双向半控型的器件在电流过零点时自动关断，当主芯片CPU给固态继电器、可控硅发触发脉冲则导通，其工作原理见图5所示，使用中通过调节可控硅触发延时时间(t0)即可控制空调室内风机电机的两端电压u大小，其两端的电压等于图5所示的阴影面积，电压大小与t0成反比，在50HZ电源频率下，t0可在0ms～10ms内调节，对应相位角为0度～180度。

相位角0度对应电压零点，相位角90度对应电压波峰，显然t0在相位角0度和90度附近时，调整相同的差值Δt0改变电机两端电压也不同，在相位角90度附近远大于在0度附近。优选地，在调节滞后过零时间t0时增加考虑该因素，该调节装置还包括：转换模块，用于将调节后的滞后过零时间ΔT利用正弦积分函数公式转换为交流电机控制装置的触发信号的延时时间Δt0；以及调节模块，用于采用交流电机控制装置的触发信号的延时时间调节交流电机的转速，以达到无论t0处于哪个相位角，相同的ΔT对应的调整电压相同，保证电机调速更加平稳，科学。

其中，ΔT利用正弦积分函数公式转换为Δt0的过程描述如下：

${\∫}_t^{t+\mathrm{\Δt}0}\sqrt{2}U\sin \mathrm{wtd}\left(\mathrm{wt}\right)={\∫}_{t0}^{t0+\mathrm{\ΔT}}\sqrt{2}U\sin \mathrm{wtd}\left(\mathrm{wt}\right)$

其中t0为定值，t为PI调节前的实际滞后过零时间，ΔT为PI调节后计算得到的理论滞后过零时间的改变量，即根据ΔT求解Δt0，转换为Δt0后，调节t，进而根据调节后的t调节电压，到达调节转速的目的，然后调节转速。

当内风机的风档切换时，修正模块26包括：第二判断子模块和第二修正子模块。

其中，第二判断子模块，用于判断转速差是否大于第三预设值，即Δnk是否大于ΔN3，其中，第三预设值ΔN3是根据内风机参数以及实际工况预先设定的值。第二修正子模块，用于当转速差大于第三预设值，即Δnk＞ΔN3时，增大I参数Ki，即在本次调节前一次I参数Ki的基础上增加一个预设值，达到增大I参数Ki的目的；当转速差小于或等于第三预设值，即Δnk≤ΔN3时，减小I参数Ki，即在本次调节前一次I参数Ki的基础上减去一个预设值，达到减小I参数Ki的目的。

在该实施例中，在内风机的风挡切换时，如果实际转速与目标转速偏差较大，增大调节参数使得转速快速达到目标转速；如果实际转速即将达到目标转速，减小调节参数，使得调速更准确，从而使内风机启动时达到静音驱动的效果。

在转速差Δnk较大，该修正模块还包括：第五判断子模块，用于当转速差大于第三预设值时，判断转速差是否大于第四预设值，其中，第四预设值大于第三预设值；第五修正子模块，用于当转速差大于第四预设值时，增大P参数和I参数。

例如，Δnk大于第四预设值(此处设为1.2*ΔN3)，内风机实际转速与目标转速相差大，为了转速尽快达到目标转速，优选地，该修正模块还用于在Δnk较大时，增大PI算法中的P参数Kp和I参数Ki。

采用该实施例实现风挡切换时的调速，使得调速时间较短，并且避免转速过调现象，在风挡切换初期转速差大，增加PI参数，增大调节力度；在风挡切换末期转速差小，减小PI参数，增加调节精度，直到减少到默认稳定状态PI参数。

当内风机启动后或风档切换完成后，修正模块26包括：第三判断子模块和第三修正子模块。

其中，第三判断子模块用于判断转速差是否大于第五预设值，Δnk是否大于ΔN5，其中，第五预设值ΔN5是根据内风机参数以及实际工况预先设定的值。第三修正子模块，用于在转速差大于第五预设值时，即Δnk＞ΔN5时，增大I参数Ki，即在本次调节前一次I参数Ki的基础上增加一个预设值，达到增大I参数Ki的目的；当转速差小于或等于第五预设值，即Δnk≤ΔN5时，I参数不变，仍采用前一次的I参数。

在转速差Δnk较大，该修正模块还包括：第六判断子模块，用于当转速差大于第五预设值时，判断转速差是否大于第六预设值，其中，第六预设值大于第五预设值；第六修正子模块，用于当转速差大于第六预设值时，增大P参数和I参数。

例如Δnk大于第六预设值(此处设为1.2*ΔN5)，内风机转速波动大，为了减小内风机转速波动，优选地，该修正模块还用于在Δnk较大时，根据实际转速变化的趋势，同时修正PI算法中的P参数Kp和I参数Ki。

在内风机启动后或风档切换完成后，如果负载不突变的情况下，固定的默认PI参数可达到稳定的调速效果。但是如果负载突然变化，引起风机转速发生变化，则采用固定的PI参数调速效果便较差。

在内风机启动后或风档切换完成后，采用PI算法调速时设置有默认的预定最优PI参数，当负载稳定时，其调速效果很稳定，一旦出现负载突变导致实际转速与目标转速的差值超过第五预设值，增大I参数(或同时增大P参数)，按增大后的I参数(或增大后的PI参数)调速，如果差值仍大于第五预设值，则继续增大I参数(或增大后的PI参数)，直到转速稳定。

在转速稳定后，如果检测到实际转速与目标转速的差值超过第五预设值，则首先将PI参数更改为默认的预定最优PI参数，重新修正I参数(或同时修正P参数)。

在修正I参数(或同时修正P参数)的过程中，如果I参数(或P参数)增加到最大允许的值以后，转速差仍大于第五预设值，则比较修正I参数(或同时修正P参数)过程中，各组PI参数对应的差值，选择最小差值对应的PI参数用于转速调节，按此PI参数调节过程中，如果检测到当前转速差比最小差值大预设值，则将PI参数更改为默认值，重新修正I参数(或同时修正P参数)。

图6是根据本发明第一实施例的空调器内风机转速的调节方法流程图，该调节方法用于根据内风机的实际转速与目标转速的差值，通过PI算法调节内风机转速，如图6所示，该方法包括如下的步骤S202至步骤S216。

步骤S202：检测空调器内风机的实际转速。

步骤S204：获取内风机的目标转速，该目标转速可以为内风机启动时的目标转速，也可以为风档转换时的目标转速，或者是内风机运行的其它过程中的目标转速。

步骤S206：计算内风机的转速差，即计算实际转速与目标转速的差值。

步骤S208：根据转速差修正P参数和/或I参数，其中，在内风机启动时，风档转换时或者是内风机运行的其它过程中采用不同的修正方式。

步骤S210：计算内风机的滞后过零时间，(此处以交流电机为例，如果内风机为直流电机，此处计算内风机的PWM周期的占空比)。

其中，采用以下公式计算滞后过零时间：

ΔT＝Kp*e(t)+Ki*∫e(t)dt

T2＝T1+ΔT

其中，T2经过PI算法调整后的滞后过零时间，T1为调整前的滞后过零时间，e(t)为实际转速与目标转速的差值，Kp和Ki分别为调节参数。

在该方法中，通过步骤S208修正了I参数(或同时修正P参数和I参数)，在上述公式中采用修正后的Ki(或采用修正后的Kp和Ki)。

步骤S212：根据调整后的滞后过零时间调节内风机转速。

采用该实施例提供的方法，在采用PI算法调节内风机转速的过程中，根据风机的运行情况、转速变化趋势等对参数Kp和Ki进行智能调整，使得PI算法自适应能力强，从而使得内风机启动速度快、转速响应快、过调小，抗干扰性强，解决了空调内风机启动转速过冲导致启动噪音和风档切换的调噪音，并且能够解决负载稳定性有限的情况下，空调内风机转速的波动大的问题。

图7是根据本发明第二实施例的空调器内风机转速的调节方法流程图，该调节方法用于在内风机启动时，根据内风机的实际转速与目标转速的差值，通过PI算法调节内风机转速，如图7所示，该方法包括如下的步骤S102至步骤S116。

步骤S102：检测空调器内风机的实际转速，例如在第一时刻t1检测空调器内风机的实际转速n1。

步骤S104：获取内风机的目标转速，该目标转速为启动时的目标转速。

步骤S106：计算内风机的转速差，即计算实际转速与目标转速的差值，例如计算Δn1＝|n1-N|，其中，N为内风机的目标转速。

步骤S108：判断转速差是否大于第一预设值，即判断Δn1是否大于ΔN1，其中，ΔN1为第一预设值，当Δn1＞ΔN1时，执行步骤S110，否则执行步骤S112。

步骤S110：修正I参数，在Δn1＞ΔN1时对I参数进行修正，通过以下步骤实现修正过程：

在实际转速大于目标转速，即n1＞N时，减小I参数Ki；

在实际转速小于目标转速，即n1＜N时，增大I参数Ki。

优选地，当转速差大于第一预设值时，该方法进一步判断转速差是否大于或等于第二预设值，其中，第二预设值大于第一预设值；当转速差大于或等于第二预设值时，且实际转速大于所述目标转速时，减小P参数和I参数；以及当转速差大于或等于第二预设值时，且实际转速小于所述目标转速时，增大P参数和I参数。

也即当Δn1较大时，例如Δn1＞2*ΔN1，(即第二预设值为第一预设值的2倍)该步骤在修正P参数的同时还修正I参数，即：在n1＞N且Δn1＞2*ΔN1，同时减小P参数Kp和I参数Ki，或者在n1＜N且Δn1＞2*ΔN1，同时增大P参数Kp和I参数Ki。

步骤S112：计算内风机的PWM周期的占空比，(此处以直流电机为例，如果内风机为交流电机，此处计算内风机的滞后过零时间)。

其中，采用以下公式计算PWM周期的占空比：

ΔT＝Kp*e(t)+Ki*∫e(t)dt

T2＝T1+ΔT

其中，T2经过PI算法调整后的PWM周期的占空比，T1为调整前的PWM周期的占空比，e(t)为实际转速与目标转速的差值，Kp和Ki分别为调节参数。

在该方法中，当Δn1＞ΔN1时，通过步骤S110修正了P参数(或同时修正P参数和I参数)，在上述公式中采用修正后的Kp(或采用修正后的Kp和Ki)；当Δn1≤ΔN1时，不对Kp和Ki修正，在上述公式中直接采用前一时刻对应的Kp和Ki。

步骤S114：根据调整后的PWM周期的占空比(滞后过零时间)调节内风机转速。

在该实施例中，在内风机启动时，采用PI算法调速的过程中，根据内风机转速差实时修正PI算法中的调节参数，修正即I参数Ki，使得内风机启动速度快，不会出现启动过冲的现象，从而使得内风机启动时达到静音驱动的效果。

图8是根据本发明第三实施例的空调器内风机转速的调节方法流程图，该实施例的内风机转速的调节方法用于调节内风机启动时的转速。优选地，在内风机启动时，采用分级启动的模式，启动级数程序根据启动要达到的目标转速而定，最少2级、最多可达5级，即设置一系列的目标值启动，一级一级达到最终目标转速，即在t1时刻设置第一目标转速，在t2时刻设置第二目标转速，首先根据内风机的实际转速与第一目标转速的差值，经由PI算法调节内风机的转速；在t2时刻，根据内风机的实际转速与第二目标转速的差值，经由PI算法调节内风机的转速。

具体地，调速过程如图8所示，内风机启动模块运行后，首先选择默认的启动参数Kp和Ki，在启动过程中采样时刻t1检测转速n1，计算Δn1＝|n1-N1|，并判断Δn1是否大于ΔN1，在Δn1大于ΔN1时，修正启动参数Kp和Ki，在Δn1小于ΔN1时，启动参数Kp、Ki维持不变。在确定启动参数Kp和Ki后，采用PI算法获得驱动电机的滞后过零时间或PWM周期占空比以实现调速。

在调速的过程中，对Kp和Ki进行如下修正，其中，可能只修正I参数，也可能两者都要修正，具体修正方法如下：

当ΔN1＜Δn1＜2*ΔN1，则对Ki进行修正Δk1i；

当Δn1≥2*ΔN1，则对Kp和Ki分别修正Δk1p和Δk1i。

其中，Δk1i与Δk1p均为预设的修正值，当n1＞N1时，Ki与Δk1i相减，Kp与Δk1p相减；当n1＜N1时，Ki与Δk1i相加，Kp与Δk1p相加。

其中，时间t、转速n以及差值ΔN均为离散值。

通过实际转速n1与第一目标转速N1的比较，修正PI参数值，作为下一级启动阶段调速参数Kp和Ki，避免启动过程中出现转速过冲和启动速度过慢的现象。

风机具有参数保存功能，每次启动第一次调速时，默认参数为保存的参数。启动每次启动完成后，保存P参数和I参数，从而将本次启动最后一级的参数Kp和Ki作为下次风机启动时首级的默认参数。也可以设置为默认的固定值，根据正常负载下的Kp和Ki设置启动时的默认参数。

图9是根据本发明第四实施例的空调器内风机转速的调节方法流程图，该实施例的内风机转速的调节方法用于调节内风机风档切换时的转速。如图9所示，内风机风档切换模块启动后风档切换，首先获取风档切换时默认的Kp和Ki参数，然后实时检测实际转速nk，计算实际转速nk和目标转速N的偏差Δnk，根据Δnk的大小修正Kp和Ki，从而计算出更优的调速参数Kp和Ki。

在调速的过程中，当Δnk大于ΔN3时，增大I参数，当Δnk小于或等于ΔN3时，减小I参数，具体修正方法如下：

当ΔN3＜Δnk＜1.2*ΔN3，则增大Ki，Ki与Δk2i相加；

当Δnk≥1.2*ΔN3，则增大Ki和Kp，Ki与Δk2i相加，Kp与Δk2p相加；

当ΔN3≥Δnk时，则减小Ki，Ki与Δk2i相减。

确定PI算法中的Kp和Ki参数后，采用PI算法获得驱动电机的滞后过零时间或PWM周期占空比以实现调速。

图10是根据本发明第五实施例的空调器内风机转速的调节方法流程图。该实施例的内风机转速的调节方法用于调节内风机风档切换后和内风机启动后的转速。在内风机启动和风档切换完成后，调速模块启动运行，实时监控风机运行过程中的转速偏差，CPU根据实际转速nk和目标转速N的偏差Δnk及偏差变化情况，适当的加大调节力度，计算最优的调速参数Kp和Ki，达到风机转速稳定控制的目的。

在调速的过程中，当Δnk大于ΔN5时，对Kp和Ki进行如下修正，其中，可能只修正I参数，也可能两者都要修正，具体修正方法如下：

当ΔN3＜Δnk＜1.2*ΔN5，则对Ki进行修正Δk3i，Ki与Δk3i相加；

当Δnk≥1.2*ΔN5，则对Kp和Ki分别修正Δk3p和Δk3i，Ki与Δk3i相加，Kp与Δk3p相加。

当Δnk小于ΔN5时，按照预设的Kp和Ki参数调速。确定PI算法中的Kp和Ki参数后，采用PI算法获得驱动电机的滞后过零时间或PWM周期占空比以实现调速。

优选地，当内风机为交流电机时，在上述图7至图10所示的实施例中，经由PI算法调节交流电机的滞后过零时间之后，将调节后的滞后过零时间利用正弦积分函数公式转换为交流电机控制装置的触发信号的延时时间；以及采用交流电机控制装置的触发信号的延时时间调节交流电机的转速，采用该优选实施方式，保证电机调速更加平稳，科学。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：使得室内电机启动速度快，运行时转速响应快、过调小、抗干扰性强以及转速波动小，并且能够静音驱动。

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系统中执行，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。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种空调器的内风机转速的调节方法，用于根据内风机的实际转速与目标转速的差值，经由PI算法通过P参数和I参数调节所述内风机转速，其特征在于，所述方法包括：

检测所述内风机的实际转速；

计算所述内风机的转速差，其中，所述转速差为所述实际转速与所述目标转速的差值；

根据所述转速差修正所述I参数和/或所述P参数；以及

根据所述转速差，经由PI算法通过修正后的I参数和/或P参数调节所述内风机转速，

其中，当所述内风机启动时，根据所述转速差修正所述I参数和/或所述P参数包括：

判断所述转速差是否大于第一预设值；

当所述转速差大于所述第一预设值，且所述实际转速大于所述目标转速时，减小所述I参数；以及

当所述转速差大于所述第一预设值，且所述实际转速小于所述目标转速时，增大所述I参数。

2.根据权利要求1所述的调节方法，其特征在于，当所述转速差大于所述第一预设值时，所述方法还包括：

判断所述转速差是否大于或等于第二预设值，其中，所述第二预设值大于所述第一预设值；

当所述转速差大于或等于所述第二预设值，且所述实际转速大于所述目标转速时，减小所述P参数和所述I参数；以及

当所述转速差大于或等于所述第二预设值，且所述实际转速小于所述目标转速时，增大所述P参数和所述I参数。

3.根据权利要求1所述的调节方法，其特征在于，所述目标转速包括第一目标转速和第二目标转速，其中，所述第一目标转速小于所述第二目标转速，根据所述内风机的实际转速与目标转速的差值，经由所述PI算法调节所述内风机的转速包括：

在第一时刻，根据所述内风机的实际转速与所述第一目标转速的差值，经由PI算法调节所述内风机的转速；以及

在第二时刻，根据所述内风机的实际转速与所述第二目标转速的差值，经由PI算法调节所述内风机的转速，其中，所述第二时刻为所述第一时刻后预设时间的时刻。

4.根据权利要求1所述的调节方法，其特征在于，在所述内风机的风档切换时，根据所述转速差修正所述I参数包括：

判断所述转速差是否大于第三预设值；

在所述转速差大于所述第三预设值时，增大所述I参数；以及

在所述转速差小于或等于所述第三预设值时，减小所述I参数。

5.根据权利要求4所述的调节方法，其特征在于，在所述转速差大于所述第三预设值时，所述方法还包括：

判断所述转速差是否大于第四预设值，其中，所述第四预设值大于所述第三预设值；以及

在所述转速差大于所述第四预设值时，增大所述I参数和所述P参数。

6.根据权利要求1所述的调节方法，其特征在于，在所述内风机启动后或风档切换完成后，根据所述转速差修正所述I参数包括：

判断所述转速差是否大于第五预设值；

在所述转速差大于所述第五预设值时，增大所述I参数。

7.根据权利要求6所述的调节方法，其特征在于，在所述转速差大于所述第五预设值时，所述方法还包括：

判断所述转速差是否大于第六预设值，其中，所述第六预设值大于所述第五预设值；以及

在所述转速差大于所述第六预设值时，增大所述I参数和所述P参数。

8.根据权利要求1所述的调节方法，其特征在于，根据内风机的实际转速与目标转速的差值，经由PI算法调节所述内风机转速包括：

当所述内风机为交流电机时，根据所述内风机的实际转速与目标转速的差值，经由PI算法调节所述交流电机的滞后过零时间，以调节所述交流电机转速；以及

当所述内风机为内置式直流电机时，根据所述内风机的实际转速与目标转速的差值，经由PI算法调节所述直流电机的PWM周期的占空比，以调节所述直流电机转速。

9.根据权利要求8所述的调节方法，其特征在于，经由PI算法调节所述交流电机的滞后过零时间，以调节所述交流电机转速包括：

将所述调节后的滞后过零时间利用正弦积分函数公式转换为所述交流电机控制装置的触发信号的延时时间；以及

采用所述交流电机控制装置的触发信号的延时时间调节所述交流电机的转速。

10.一种空调器的内风机转速的调节装置，用于根据内风机的实际转速与目标转速的差值，经由PI算法通过P参数和I参数调节所述内风机转速，其特征在于，所述装置包括：

检测模块，用于检测所述内风机的实际转速；

计算模块，用于计算所述内风机的转速差，其中，所述转速差为所述实际转速与所述目标转速的差值；

修正模块，用于根据所述转速差修正所述P参数和/或所述I参数；以及

调节模块，用于根据所述转速差，经由PI算法通过修正后的P参数和/或所述I参数调节所述内风机转速，

其中，当所述内风机启动时，所述修正模块包括：

第一判断子模块，用于判断所述转速差是否大于第一预设值；

第一修正子模块，用于当所述转速差大于所述第一预设值，且所述实际转速大于所述目标转速时，减小所述I参数，以及当所述转速差大于所述第一预设值，且所述实际转速小于所述目标转速时，增大所述I参数。

11.根据权利要求10所述的调节装置，其特征在于，在所述内风机的风档切换时，所述修正模块包括：

第二判断子模块，用于判断所述转速差是否大于第三预设值；

第二修正子模块，用于在所述转速差大于所述第三预设值时，增大所述I参数，以及在所述转速差小于或等于所述第三预设值时，减小所述I参数。

12.根据权利要求10所述的调节装置，其特征在于，在所述内风机启动后或风档切换完成后，所述修正模块包括：

第三判断子模块，用于判断所述转速差是否大于第五预设值；

第三修正子模块，用于在所述转速差大于所述第五预设值时，增大所述I参数。

13.根据权利要求10所述的调节装置，其特征在于，

当所述内风机为交流电机时，所述调节模块用于根据所述转速差，经由PI算法通过修正后的P参数和/或I参数调节所述交流电机的滞后过零时间，以调节所述交流电机的转速；以及

当所述内风机为内置式直流电机时，所述调节模块用于根据所述转速差，经由PI算法通过修正后的P参数和/或I参数调节所述直流电机的PWM周期的占空比，以调节所述直流电机转速。

14.根据权利要求13所述的调节装置，其特征在于，当所述内风机为交流电机时，所述调节模块包括：

转换子模块，用于将所述调节后的滞后过零时间利用正弦积分函数公式转换为所述交流电机控制装置的触发信号的延时时间；以及

调节子模块，用于采用所述交流电机控制装置的触发信号的延时时间调节所述交流电机的转速。