CN104110781A

CN104110781A - 空调器及其脏堵检测控制方法和装置

Info

Publication number: CN104110781A
Application number: CN201310594865.0A
Authority: CN
Inventors: 霍军亚
Original assignee: Guangdong Midea Refrigeration Equipment Co Ltd
Current assignee: GD Midea Air Conditioning Equipment Co Ltd
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2033-11-21
Also published as: CN104110781B

Abstract

本发明属于家电控制领域，尤其涉及一种空调器的脏堵检测控制方法和装置，其可以分别内置在空调器的室内机和室外机上，因而还提供了相应空调器及其室内机和室外机。本发明提供的脏堵检测控制方法能够准确地检测室内机过滤网和/或室外机换热器上的脏堵情况，在判断发生脏堵时，室内机通过脏堵提醒单元显示脏堵状态提醒用户自行处理；室外机则直接控制电机在空调器关机后正反转以实现自动除尘，并不需人工介入，解决了现有技术不能准确检测空调器过滤网和/或换热器的脏堵情况的技术问题，满足用户的准确检测和适时除尘的需求，并且同时适用于变频机和定频机，也不受用户电网电压的影响，保证了空调器的制冷和制热效果，提高了用户健康度和舒适性。

Description

空调器及其脏堵检测控制方法和装置

技术领域

本发明属于家电控制领域，尤其涉及一种空调器及其脏堵检测控制方法和装置。

背景技术

空调器作为家庭必备电器已经走进千家万户，一般的空调器都包括室内机和室外机。为了净化用户室内空气，目前所有的空调器室内机都设置有过滤网，灰尘经过滤后都沉积在过滤网上，需要用户定期清洗，否则容易滋生细菌造成二次污染，并且灰尘影响室内机的送风量和送风距离，从而影响空调器的制冷和制热效果。而空调器室外机放置在户外，换热器也容易集灰尘，换热器上的灰尘也会影响室内机的送风量，从而影响空调器的制冷和制热效果。

现有的空调绝大部分都不具备过滤网和/或换热器的脏堵提醒功能，一般也就是在说明书上写明需要定期清理过滤网和换热器，然而由于用户使用环境的空气质量不尽相同，定期清理的周期是多长并未严格限定，所以很多用户都忽略了过滤网清理。而且对于目前的高楼用户来讲，室外机都放置在户外高空，需要专业技术人员高空户外作业清理，因此很多用户从未清洗过空调室外机。

现有技术中也有少部分空调器具备定时清洗功能。

第一种是定时提醒方式，当空调器运行累计时间达到一定时间后，即提醒用户清洗过滤网和换热器。这种方式存在缺陷：因为用户的环境不尽相同，有些地方空气质量好，空调器很少积尘，需要延长清洗周期；而一些地方空气质量差，空调器容易积尘，需要缩短清理周期。

第二种是根据空调室内外风机的运行电流判断脏堵情况，这种方法也存在缺陷：中国的电网标称值为220V，但实际上，电网并不是标准的220V，电网电压的波动通常有15%，甚至20%，因此在电机风速稳定不变的情况下，由于电网电压波动电流本身波动都很大；而且对于目前的变频空调器，在压缩机升频过程中，由于功率快速增加，电网的电压会被拉低；并且，过滤网落灰脏时，对风机功率通常只降低3%-5%，如果只检测电流在电压波动时容易误报。所以在不同的用户环境、风机电流并不能准确的体现蒸发器过滤网的脏堵情况，上述方案存在明显缺陷。

第三种是通过蒸发器/换热器上布置的温度传感器采集的温度值来判断脏堵情况，这种方法也存在缺陷，它比较适合定频空调，空调系统的制冷量一定时蒸发器/换热器温度存在一定规律，而目前日益普及的变频空调器，压缩机运行频率时刻根据制冷需求变化，蒸发器温度值本来就是一个变化的值，没有规律可言，无法根据蒸发器的温度推测蒸发器过滤网的脏堵情况。甚至还有利用空调器制冷时室内蒸发器产生的冷凝水引流到室外换热器上，进行除尘，但是这种方法同样存在缺陷：空调器制热时不会产生冷凝水，无法进行除尘作业。

综上所述，目前还没有一个可以准确检测空调器过滤网和/或换热器的脏堵情况的技术方案来满足用户的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的首先即在于提供一种空调器的脏堵检测控制方法，其可以准确地检测空调器室内机和/或室外机的脏堵情况，满足用户的准确检测和适时除尘的需求。

为了实现上述目的，本发明提供的空调器的脏堵检测控制方法，包括：

通过速度检测单元获取实时的电机转速；

通过电流检测单元获取实时的电机电流；

通过电压检测单元获取实时的电机电压；

根据上述步骤中获取的电机电流和电机电压，计算出电机的实时功率P；

将所述实时功率P与预设的相同转速下的标称功率P_ω0进行比较，当P<P_ω0*(100-X)%时，判断为发生脏堵，其中X为2～30之间的预设参数；

通过脏堵提醒单元显示脏堵状态提醒用户处理或通过电机正反转控制单元控制电机在空调器关机后正反转除尘。

另一方面，本发明还提供一种空调器的脏堵检测控制装置，该脏堵检测控制装置包括：

速度检测单元，用于获取实时的电机转速；

电流检测单元，用于获取实时的电机电流；

电压检测单元，用于获取实时的电机电压；

MCU控制单元，用于根据获取的电机电流和电机电压，计算出电机的实时功率P；并将所述实时功率P与预设的相同转速下的标称功率P_ω0进行比较，当P<P_ω0*(100-X)%时，判断为发生脏堵并发出相应的控制信号，其中X为2～30之间的预设参数；

电机驱动控制单元，用于根据所述MCU控制单元的控制驱动电机；

脏堵提醒单元，用于在所述MCU控制单元判断为发生脏堵时显示脏堵状态提醒用户处理；或者电机正反转控制单元，用于在所述MCU控制单元判断为发生脏堵时控制电机在空调器关机后正反转以除尘；以及

电源单元，用于给上述各单元提供电源。

进一步地，本发明还分别提供一种空调器的室内机和室外机，该室内机或者室外机上都包括了上述的脏堵检测控制装置。区别就在于，该种室内机的脏堵检测控制装置包括脏堵提醒单元，一般是提醒用户自行处理；而室外机一般安装在户外，用户拆装不便，就包括电机正反转控制单元，在MCU控制单元判断发生脏堵时，控制电机在空调器关机后正反转以实现自动除尘，不需人工介入。

最后，本发明还提供一种空调器。该空调器包括室内机和室外机，与普通空调器相比，该空调器的室内机包括了如上所述的脏堵检测控制装置、或者室外机包括了如上所述的脏堵检测控制装置，或者是室内机和室外机同时包括了上述的脏堵检测控制装置。

综上所述，本发明基于提供一种空调器的脏堵检测控制方法和装置，因其可以分别内置在空调器的室内机和室外机上，进而还提供了相应空调器及其室内机和室外机。本发明提供的脏堵检测控制方法能够准确地检测空调器室内机过滤网和/或室外机换热器上的脏堵情况，在判断发生脏堵时，室内机通过脏堵提醒单元显示脏堵状态并提醒用户自行处理；室外机则直接控制电机在空调器关机后正反转以实现自动除尘，并不需人工介入，解决了现有技术不能准确检测空调器过滤网和/或换热器的脏堵情况的技术问题，能够很好地满足用户的准确检测和适时除尘的需求，并且同时适用于变频机和定频机，也不受用户电网电压的影响，保证了空调器的制冷和制热效果，提高了用户健康度和舒适性。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的空调器的脏堵检测控制方法的流程图；

图2是本发明第二实施例提供的空调器的脏堵检测控制装置的结构框图；

图3是本发明第三实施例提供的空调器室内机的结构框图；

图4是本发明第四实施例提供的空调器室外机的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

图1是本发明第一实施例提供的空调器的脏堵检测控制方法的流程图；为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

如图所示，空调器在正常运行过程中进入脏堵检测流程：

在步骤S10中，通过速度检测单元获取实时的电机转速。

在步骤S20中，通过电流检测单元获取实时的电机电流。

在步骤S30中，通过电压检测单元获取实时的电机电压。

在步骤S40中，根据上述步骤中获取的电机电流和电机电压，计算出电机的实时功率P。

实际上，上述步骤S10、S20和S30的执行是不分先后的，三者可以同时执行，也可以是有先后顺序地分步执行。在本实施例中，为了便于说明，首先例举的是电机转速ω_r的获取。

作为一优选实施例，通过电流检测单元获取电机电流的步骤S20具体可以通过以下途径实现：首先通过电流检测单元检测电机三相电流中的两相I_u和I_v；然后通过以下公式分别计算出电机的Q轴电流I_q和D轴电流I_d，即

I_{q} = - \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}} * I_{u} * \sin θ + \frac{I_{u} + 2 * I_{v}}{\sqrt{2}} * \cos θ;

I_{d} = \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}} * I_{u} * \cos θ + \frac{I_{u} + 2 * I_{v}}{\sqrt{2}} * \sin θ;

其中，θ为电机位置。

进一步地，通过电压检测单元获取电机电压的步骤S30具体为：根据步骤S10获取的电机转速ω_r和步骤S20获取的电机的Q轴电流I_q和D轴电流I_d，通过电压检测单元获取直流母线电压，并采用无传感器矢量控制方式，由以下公式计算出电机的Q轴电压V_q和D轴电压V_d：

U_q=R*I_q+L_q*p*I_q+ω_r*L_d*I_d+e₀

U_d=R*I_d+L_d*p*I_d-ω_r*L_q*I_q

其中，R为电机电阻；L_q为电机Q轴电感；L_d为电机D轴电感;ω_r为电机转速；p为微分算子；e₀为电机空载电动势。

与上述实现方式相对应地，电机的实时功率P就可以通过下列公式P=U_q*I_q+U_d*I_d计算得到。在获取了电机的实时功率P后，进入下一步骤S50。

在步骤S50中，将所述实时功率P与预设的相同转速下的标称功率P_ω0进行比较，当P<P_ω0*(100-X)%时，判断为发生脏堵，其中X为2～30之间的预设参数。

在此步骤中，要将计算所得的实时功率P与预设的相同转速ω_r下的标称功率P_ω0进行比较。也就是说，本步骤的实现首先是要提取预设的电机转速ω_r下的标称功率P_ω0，然后将实时功率P与标称功率P_ω0对比。当P<P_ω0*(100-X)%时，判断为空调器发生脏堵，其中X为2～30之间的预设参数。例如，作为一优选实施例，X的取值可以为4。

在步骤S60中，通过脏堵提醒单元显示脏堵状态提醒用户处理或通过电机驱动控制单元控制电机在空调器关机后正反转除尘。

在此步骤中，由于已经判断为发生脏堵，则进一步控制脏堵提醒单元显示脏堵状态，提醒用户处理或通过电机正反转控制单元控制电机在空调器关机后正反转除尘。实际上，该步骤的实现场景可分为两种：第一对于空调器的室内机而言，过滤网上的积尘一般需要用户自行处理，所以只需要一个脏堵提醒单元显示脏堵状态即可，例如通过点亮一个脏堵显示灯或者触发一个蜂鸣器，就能提醒用户注意脏堵状态，决定是否以及何时清理过滤网。第二对于空调器的室外机而言，室外机一般安装在户外，用户拆装不便，人工清理换热器会带来很大的麻烦，故该脏堵检测控制方法就通过电机正反转控制单元控制电机在空调器关机后正反转，以实现自动除尘。

作为优选实施例，该空调器的脏堵检测控制方法还可以包括步骤S70：当所述实时功率P>P_ω0*(100-X/2)%时，判断为除尘完成，关闭脏堵状态提醒或结束除尘。

在具体实现时，因实时功率P是随着电机转速、电机电压和电机电流动态变化的，故当发生P>P_ω0*(100-X/2)%时，判断为除尘完成，就可以关闭脏堵状态提醒或结束除尘，最后结束本次检测。

本实施例提供的空调器的脏堵检测控制方法，可以准确的检测过滤网和/或室外换热器的脏堵情况，同时不受用户电网电压的影响，提高用户健康度和舒适性。

实施例二

与上述空调器的脏堵检测控制方法相对应的，本发明第二实施例提供一种空调器的脏堵检测控制装置。图2即是该空调器的脏堵检测控制装置的结构框图；为了便于说明，也仅示出了与本实施例相关的部分，如图所示：

一种空调器的脏堵检测控制装置，包括：

速度检测单元21，用于获取实时的电机转速；

电流检测单元22，用于获取实时的电机电流；

电压检测单元23，用于获取实时的电机电压；

MCU控制单元24，用于根据获取的电机电流和电机电压，计算出电机的实时功率P；并将所述实时功率P与预设的相同转速下的标称功率P_ω0进行比较，当P<P_ω0*(100-X)%时，判断为发生脏堵并发出相应的控制信号，其中X为2～30之间的预设参数；

电机驱动控制单元25，用于根据所述MCU控制单元的控制驱动电机；

脏堵提醒单元261，用于在所述MCU控制单元判断为发生脏堵时显示脏堵状态提醒用户处理；或者电机正反转控制单元262，用于在所述MCU控制单元判断为发生脏堵时控制电机在空调器关机后正反转以除尘；以及

电源单元27，用于给上述各单元提供电源。

实际上，上述各个功能模块单元都分别与MCU控制单元24连接在一起。特别地，有些甚至是内嵌在MCU控制单元24里的。例如，速度检测单元21用于获取实时的电机转速，若电机本身是控制采用无传感器矢量控制方式，则电机速度检测单元21就可以内置于MCU控制单元24内部。再比如，电压检测单元23是用于获取实时的电机电压的，同样的若电机控制是采用无传感器矢量控制方式，则需要通过外围电路检测直流母线电压V_dc，通过MCU控制单元24内部的控制模块控制参数信息计算出Q轴电压V_q和D轴电压V_d。因此电压检测单元23由外围电路和MCU控制单元24内部部分控制模块共同组成。另外，电机正反转控制单元262是实现电机的正转和反转的切换，若电机控制是采用无传感器矢量控制方式，则电机正反转控制单元262和电机驱动控制单元25可以是同一部分，包括电机驱动电路和MCU控制单元24内部的部分驱动模块。

实施例三

进一步地，本发明第三实施例提供一种包括了上述脏堵检测控制装置的空调器室内机。图3示出了本发明第三实施例提供的空调器室内机的结构框图；为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，如图所示：

一种空调器室内机，包括一脏堵检测控制装置，该脏堵检测控制装置包括：

速度检测单元31，用于获取实时的电机转速；

电流检测单元32，用于获取实时的电机电流；

电压检测单元33，用于获取实时的电机电压；

MCU控制单元34，用于根据获取的电机电流和电机电压，计算出电机的实时功率P；并将所述实时功率P与预设的相同转速下的标称功率P_ω0进行比较，当P<P_ω0*(100-X)%时，判断为发生脏堵并发出相应的控制信号，其中X为2～30之间的预设参数；

电机驱动控制单元35，用于根据所述MCU控制单元的控制驱动电机；

脏堵提醒单元36，用于在所述MCU控制单元判断为发生脏堵时显示脏堵状态提醒用户处理；以及

电源单元37，用于给上述各单元提供电源。

具体地，对于该空调器室内机而言，过滤网上的积尘一般需要用户自行处理，所以只需要一个脏堵提醒单元36显示脏堵状态即可，例如通过点亮一个脏堵显示灯或者触发一个蜂鸣器，就能提醒用户注意脏堵状态，决定是否需要以及何时清理过滤网。

实施例四

更进一步地，本发明第四实施例提供一种包括了上述脏堵检测控制装置的空调器室外机。图4示出了本发明第四实施例提供的空调器室外机的结构框图。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，如图所示：

一种空调器室外机，包括一脏堵检测控制装置，该脏堵检测控制装置包括：

速度检测单元41，用于获取实时的电机转速；

电流检测单元42，用于获取实时的电机电流；

电压检测单元43，用于获取实时的电机电压；

MCU控制单元44，用于根据获取的电机电流和电机电压，计算出电机的实时功率P；并将所述实时功率P与预设的相同转速下的标称功率P_ω0进行比较，当P<P_ω0*(100-X)%时，判断为发生脏堵并发出相应的控制信号，其中X为2～30之间的预设参数；

电机驱动控制单元45，用于根据所述MCU控制单元的控制驱动电机；

电机正反转控制单元46，用于在所述MCU控制单元判断为发生脏堵时控制电机在空调器关机后正反转以除尘；以及

电源单元47，用于给上述各单元提供电源。

对于该空调器室外机而言，室外机一般安装在户外，用户拆装不便，人工清理换热器会带来很大的麻烦，故该脏堵检测控制装置就通过电机正反转控制单元控制电机在空调器关机后进行正转和反转的切换，以实现自动除尘。

实施例五

最后，本发明第五实施例还提供一种空调器。该空调器包括室内机和室外机，与现有技术不同的是，该室内机为如上述第三实施例提供的具有脏堵检测控制装置的室内机，或者该室外机为如上述第四实施例提供的具有脏堵检测控制装置的室外机，或者室内机、室外机同时具有脏堵检测控制装置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了较详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种空调器的脏堵检测控制方法，其特征在于，所述方法包括：

通过速度检测单元获取实时的电机转速；

通过电流检测单元获取实时的电机电流；

通过电压检测单元获取实时的电机电压；

2.如权利要求1所述的空调器的脏堵检测控制方法，其特征在于，在所述通过脏堵提醒单元显示脏堵状态或通过电机驱动控制单元控制电机在空调器关机后正反转除尘步骤之后还包括：

当所述实时功率P>P_ω0*(100-X/2)%时，判断为除尘完成，关闭脏堵状态提醒或结束除尘。

3.如权利要求1所述的空调器的脏堵检测控制方法，其特征在于，所述通过电流检测单元获取电机电流的步骤具体为：

通过电流检测单元检测电机三相电流中的两相I_u，I_v；

通过以下公式分别计算出电机的Q轴电流I_q和D轴电流I_d：

I_{q} = - \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}} * I_{u} * \sin θ + \frac{I_{u} + 2 * I_{v}}{\sqrt{2}} * \cos θ;

I_{d} = \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}} * I_{u} * \cos θ + \frac{I_{u} + 2 * I_{v}}{\sqrt{2}} * \sin θ;

其中，θ为电机位置。

4.如权利要求3所述的空调器的脏堵检测控制方法，其特征在于，所述通过电压检测单元获取电机电压的步骤具体为：

根据获取的电机转速、Q轴电流I_q和D轴电流I_d，由以下公式计算出电机的Q轴电压V_q和D轴电压V_d：

U_q=R*I_q+L_q*p*I_q+ω_r*L_d*I_d+e₀

U_d=R*I_d+L_d*p*I_d-ω_r*L_q*I_q

5.如权利要求4所述的空调器的脏堵检测控制方法，其特征在于，所述电机的实时功率P通过公式P=U_q*I_q+U_d*I_d计算得到。

6.一种空调器的脏堵检测控制装置，其特征在于，所述脏堵检测控制装置包括：

速度检测单元，用于获取实时的电机转速；

电流检测单元，用于获取实时的电机电流；

电压检测单元，用于获取实时的电机电压；

电源单元，用于给上述各单元提供电源。

7.一种空调器的室内机，其特征在于，所述室内机包括一脏堵检测控制装置，所述装置包括：

速度检测单元，用于获取实时的电机转速；

电流检测单元，用于获取实时的电机电流；

电压检测单元，用于获取实时的电机电压；

脏堵提醒单元，用于在所述MCU控制单元判断为发生脏堵时显示脏堵状态提醒用户处理；以及

电源单元，用于给上述各单元提供电源。

8.一种空调器的室外机，其特征在于，所述室外机包括一脏堵检测控制装置，所述装置包括：

速度检测单元，用于获取实时的电机转速；

电流检测单元，用于获取实时的电机电流；

电压检测单元，用于获取实时的电机电压；

电机正反转控制单元，用于在所述MCU控制单元判断为发生脏堵时控制电机在空调器关机后正反转以除尘；以及

电源单元，用于给上述各单元提供电源。

9.一种空调器，包括室内机和室外机，其特征在于：

所述空调器的室内机如权利要求8所述；和/或

所述空调器的室外机如权利要求9所述。