CN104180475A

CN104180475A - 风管机恒定风量控制的方法及装置

Info

Publication number: CN104180475A
Application number: CN201410371027.1A
Authority: CN
Inventors: 江标; 尤文超; 周涯宸; 戴永福; 王成; 雷新建
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2034-07-30
Also published as: CN104180475B

Abstract

本发明公开了一种风管机恒定风量控制的方法及装置。其中该方法包括如下步骤：每间隔预设时间检测一次电机电流，并记录电机电流；求取预设数量的电机电流的第一平均电流；比较第一平均电流与风管机当前运行状态下额定电流的大小；当第一平均电流与额定电流相等时，则保持风机管的当前运行状态不变；当第一平均电流大于额定电流时，则按预设调整参数减小风管机的电机的转速，并继续执行下一循环的电机电流检测，直至得到小于等于相应额定电流的第二平均电流；当第一平均电流小于额定电流时，则按预设调整参数增大电机的转速，并继续执行下一循环的电机电流检测，直至得到大于等于相应额定电流的第三平均电流。其提高了风管机的风量调节控制精度。

Description

风管机恒定风量控制的方法及装置

技术领域

本发明涉及家用电器领域，尤其涉及一种风管机恒定风量控制的方法及装置。

背景技术

目前，为了保证风管机恒定风量输出，且满足产品低成本的要求，通常采用检测电机电流去间接判断静压水平和风量大小。一般的做法是预先给定一个范围，如果电机稳定后瞬时电流落入额定范围内，则判定达到预设风量。然而这种方法控制精度很差，风量波动达到10％以上。

且实际应用中发现，由于电机驱动技术的局限性，无法精确稳定住转速(波动量一般为10转)，转速的波动会导致电流的波动。使用传统检测方法，为了不让相邻转速下的电流波动出现重叠，只能拉开各档位转速来确保电流的有效判断，这样就导致控制精度不高，风量偏差只能控制到10％。例如，各档转速的差值为60转时，相邻档位间的电流波动不出现重叠，能够对电流有效判断，但控制精度不高。各档转速的差值控制在20转时，相邻档位间的电流波动出现重叠，不能进行电流的有效判断。

发明内容

基于此，有必要针对传统技术中风量控制精度差，且控制精度受电机转速稳定性影响的问题，提出一种风管机输出恒定风量控制精度高的风管机恒定风量控制的方法及装置。

为实现本发明目的提供的一种风管机恒定风量控制的方法，包括以下步骤：

每间隔预设时间检测一次电机电流，并记录所述电机电流；

求取预设数量的所述电机电流的第一平均电流；

比较所述第一平均电流与风管机当前运行状态下额定电流的大小；

当所述第一平均电流与所述额定电流相等时，则保持风机管的当前运行状态不变；

当所述第一平均电流大于所述额定电流时，则按预设调整参数减小风管机的电机的转速，并继续执行下一循环的电机电流检测，直至得到小于等于相应额定电流的第二平均电流；

当所述第一平均电流小于所述额定电流时，则按预设调整参数增大所述电机的转速，并继续执行下一循环的电机电流检测，直至得到大于等于相应额定电流的第三平均电流。

作为一种风管机恒定风量控制的方法的可实施方式，所述当所述第一平均电流大于所述额定电流时，则按预设调整参数减小风管机的电机的转速，并继续执行下一循环的电机电流检测，直至得到小于等于相应额定电流的第二平均电流之后，还包括以下步骤：

判断所述第二平均电流与所述第二平均电流的前一平均电流分别与相应的额定电流的第一差值的大小；

控制所述电机在所述第一差值小的运行状态下运行。

作为一种风管机恒定风量控制的方法的可实施方式，所述当所述第一平均电流小于所述额定电流时，则按预设调整参数增大所述电机的转速，并继续执行下一循环的电机电流检测，直至得到大于等于相应额定电流的第三平均电流之后，还包括以下步骤：

判断所述第三平均电流与所述第三平均电流的前一平均电流分别与相应的额定电流的第二差值的大小；

控制所述电机在所述第二差值小的运行状态下运行。

作为一种风管机恒定风量控制的方法的可实施方式，所述预设调整参数为风管机相邻档位之间的电机转速差值。

作为一种风管机恒定风量控制的方法的可实施方式，所述预设时间为1-3秒，所述预设数量为10-18。

基于同一发明构思的一种风管机恒定风量控制的装置，包括电流检测模块、平均电流计算模块、电流对比模块、第一执行单元、第二执行单元和第三执行单元，其中：

所述电流检测模块，用于每间隔预设时间检测一次电机电流，并记录所述电机电流；

所述平均电流计算模块，用于求取预设数量的所述电机电流的第一平均电流；

所述电流对比模块，用于比较所述第一平均电流与风管机当前运行状态下额定电流的大小；

所述第一执行单元，用于当所述第一平均电流与所述额定电流相等时，则保持风机管的当前运行状态不变；

所述第二执行单元，用于当所述第一平均电流大于所述额定电流时，则按预设调整参数减小风管机的电机的转速，并继续执行下一循环的电机电流检测，直至得到小于等于相应额定电流的第二平均电流；

所述第三执行单元，用于当所述第一平均电流小于所述额定电流时，则按预设调整参数增大所述电机的转速，并继续执行下一循环的电机电流检测，直至得到大于等于相应额定电流的第三平均电流。

作为一种风管机恒定风量控制的装置的可实施方式，还包括第一判断模块和第一控制模块，其中：

所述第一判断模块，用于判断所述第二平均电流与所述第二平均电流的前一平均电流分别与相应的额定电流的第一差值的大小；

所述第一控制模块，用于控制所述电机在所述第一差值小的运行状态下运行。

作为一种风管机恒定风量控制的装置的可实施方式，还包括第二判断模块和第二控制模块，其中：

所述第二判断模块，用于判断所述第三平均电流与所述第三平均电流的前一平均电流分别与相应的额定电流的第二差值的大小；

所述第二控制模块，用于控制所述电机在所述第二差值小的运行状态下运行。

作为一种风管机恒定风量控制的装置的可实施方式，所述预设调整参数为风管机相邻档位之间的电机转速差值。

作为一种风管机恒定风量控制的装置的可实施方式，所述预设时间为1-3秒，所述预设数量为10-18。

本发明的有益效果包括：

本发明提供的一种风管机恒定风量控制的方法及装置，对电机电流求取平均值之后再与额定电流进行比较，降低电机转速波动带来的控制精度偏差，且为风管机的档位进行更精确的划分提供的空间，使风管机的风量调节控制精度更高。

附图说明

图1为本发明一种风管机恒定风量控制的方法的一具体实施例的流程图；

图2为本发明一种风管机恒定风量控制的装置的一具体实施例的结构示意图；

图3为本发明一种风管机恒定风量控制的装置的另一具体实施例的结构示意图。

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，以下结合附图对本发明实施例的风管机恒定风量控制的方法及装置的具体实施方式进行说明。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。

本发明一实施例的风管机恒定风量控制的方法，如图1所示，包括以下步骤：

S100，每间隔预设时间检测一次电机电流，并记录所述电机电流。风管机开机运行后，每间隔一定时间，即预设时间，检测一次风管机中的电机电流。

此处需要说明的是，对于恒定风量输出的风管机，其电机电流与电机转速是一一对应的，电机在一定转速下时电流为一定值，当检测到电机电流变化时，则需要调整风管机的档位来调整电机的转速。

还需要说明的是，风管机开机后需要运行一定时间后才能进入稳定状态，因此，可等待风管机稳定运行一段时间后再进行电机电流的检测。一般的可等风管机运行30S之后再检测电机电流。且前述的预设时间可设置为1S，即每隔一秒钟检测一次电机电流。当然预设时间也可设置为其他时间长度，如2S，3S等。

S200，求取预设数量的所述电机电流的第一平均电流。

每隔一秒钟检测一次电机电流后，并将检测到的电机电流存储到风管机的存储单元中。检测一段时间后，对检测到的多个电机电流求取平均值，作为风管机当前运行状态下的电机电流。此处采用求取平均电流的方式对电机电流进行分析，避免了传统技术中检测瞬时电机电流造成容易受电机电流波动的影响的问题。使后续对电机转速的调整更加精确。且由于是对平均电流进行分析，因此，对风管机档位的设置更加灵活。如可设置风管机的档位之间的转速差为20转，此时，即使电机转速波动，也可通过电机的平均电流明确区分对应的风管机的档位，使风管机的控制精度更高。

其中，对于预设数量可根据实际恒定风量调节的精度要求进行设置。如可设置为15，即累计检测15个电机电流之后，对15个电机电流求取平均值。当然，因为相邻两次电机电流检测的间隔时间一定，也可设置对固定的时间段内的多个电机电流求得平均电流。如对于每间隔1秒检测一个电机电流的情况下，设置每15秒进行一次求平均值和设置检测15次后求取平均值的效果相同。当然也可以设置为其他数值，优选的可设置为10-18中的某个整数值。保证调节精度的同时，不致计算量过大。

此处需要说明的是，“第一平均电流”中的“第一”只是为了做区分用，并不代表顺序关系，后续的第二、第三等也主要做区分用，本文件中的所有平均电流都是采用将多个电机电流求取均值的方式得到的。

S300，比较所述第一平均电流与风管机当前运行状态下额定电流的大小。

此处需要说明的是，在风管机运行前，需要先通过实验测试风管机每个档位对应的额定电流。其中每个档位对应固定的电机转速。且设置风管机启动时运行的初始档位。

S400，当所述第一平均电流与所述额定电流相等时，则保持风机管的当前运行状态不变。保持当前运行状态不变，即保持风管机的当前档位不变。

此处需要说明的是，步骤S400～步骤S600没有前后的执行关系，具体执行中，根据相应的条件运行对应的步骤。

S500，当所述第一平均电流大于所述额定电流时，则按预设调整参数减小风管机的电机的转速，并继续执行下一循环的电机电流检测，直至得到小于等于相应额定电流的第二平均电流。

此处需要说明的是，预设调整参数为预先设定的每次对电机进行调整的调整步数，此处，可以与风管机的档位设置相同。如风管机的档位设置为每20转一档，则此时进行电机转速调节时，可进行档位调整。每调小一个档位，则电机转速减小20转。

对于使用档位调节的方式对电机转速进行调节时，可能进行多次档位调节之后才会达到平均电流小于对应档位额定电流的情况。且每个循环中要检测预设数量的电机电流，每个循环耗时为预设数量与预设时间的乘积。得到小于等于相应额定电流的第二平均电流后可暂停电机转速的调节，使风管机在当前(档位)运行状态下运行。

S600，当所述第一平均电流小于所述额定电流时，则按预设调整参数增大所述电机的转速，并继续执行下一循环的电机电流检测，直至得到大于等于相应额定电流的第三平均电流。

此步骤与步骤S500相类似，此处不再一一说明。

本发明实施例的风管机恒定风量控制的方法，对电机电流求取平均值之后再与额定电流进行比较，降低电机转速波动带来的控制精度偏差。

在其中一个风管机恒定风量控制的方法的实施例中，步骤S500，当所述第一平均电流大于所述额定电流时，则按预设调整参数减小风管机的电机的转速，并继续执行下一循环的电机电流检测，直至得到小于等于相应额定电流的第二平均电流之后，还包括以下步骤：

S510，判断所述第二平均电流与所述第二平均电流的前一平均电流分别与相应的额定电流的第一差值的大小。

前面已经有描述，对电机的转速进行调整的时候，可能会进行多个周期循环，在得到第二平均电流之前还会有一个依然大于相应额定电流的紧邻所述第二平均电流的前一平均电流。此处是对两个最接近额定电流的平均电流进行分析，分析哪个档位下运行的电机电流更接近额定电流。

S520，控制所述电机在所述第一差值小的运行状态下运行。控制电机在最接近额定电流的档位下运行。提高风量控制精度。

相同的，步骤S600，当所述第一平均电流小于所述额定电流时，则按预设调整参数增大所述电机的转速，并继续执行下一循环的电机电流检测，直至得到大于等于相应额定电流的第三平均电流之后，还包括以下步骤：

S610，判断所述第三平均电流与所述第三平均电流的前一平均电流分别与相应的额定电流的第二差值的大小；

S620，控制所述电机在所述第二差值小的运行状态下运行。

下面以风管式室内机组为例进行相关说明：

对室内机组中的直流电机按照一定转速差设定档位，如每增加20转为一档，分别定义为N1、N2、N3…N10，其中N1为直流电机允许最低转速，N10为允许最高转速。确定风管式室内机恒风量输出为Q，分别测试在不同档位下输出恒风量Q对应的电机电流，编制成表1。并将表存储在风管式室内机的存储单元中。当然也可采用其他可读取的方式存储档位与电流的对应关系。

表1不同档位下风管式室内机组恒风量输出时的电流

档位

N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

N8

N9

N10

电流

I1

I2

I3

I4

I5

I6

I7

I8

I9

I10

风管式室内机组的恒定风量控制过程如下：

开机时风管式室内机组默认按转速N5运行，机组运行30s后，开始检测电流，每1s记录一次电流，并存储至机组的存储单元(或中间存储器)中，15s后计算一次平均值作为电流平均值。之后将电流平均值与额定值(I5)进行对比，若电流平均值偏大则说明实际风量偏大，此时降档处理，同时将电流平均值与额定值的差值记录在存储单元中，循环处理，直至电流平均值小于额定值时暂停调档，通过对比最后两个电流平均值与各自对应额定值的差值大小，选定小者对应转速为目标转速，调节结束。

下面以一款14kW风管机型为例进行说明：

设预设风量为2500m3/h，机组最高可满足100Pa静压，此时所需转速为1140rpm，0Pa时所需转速为800转。按照每20转为一档，共设置18档。各档达到预设风量时的电机电流如表2。

表2不同档位下风管机恒风量输出时的电流

转速/rpm	800	820	840	860	880	900	920	940	960
										电流/A	0.889	0.906	0.928	0.948	0.970	0.983	1.001	1.029	1.050
转速/rpm	980	1000	1020	1040	1060	1080	1100	1120	1140
										电流/A	1.068	1.084	1.095	1.121	1.142	1.161	1.188	1.208	1.225

风管机的恒风量档位控制过程如下：

机组上电开机时先按照初始转速960转运行，运行30s后开始检测电流值，之后每1s记录一次数据，直到记录15次后使用记录的数据计算平均值，作为该转速下的电流平均值。

如果电流平均值I＝1.05A，则保持当前档位不变；

如果电流平均值I>1.05A，则转速降低一档，按照940转运行，继续运行30s后再进行电流检测并判断，如果电流平均值I≥1.029A，则继续降档，按照920转运行，如此循环，直至电流平均值小于该转速对应额定电流值。例如920转时，电流平均值I＜1.001A，则说明目标转速为920到940转之间。为了寻找准确的目标转速，对920转和940转下的电流平均值与各自的额定电流进行对比，取偏差小的转速为目标转速。

如果电流平均值I＜1.05A，则提高转速。与电流平均值I>1.05A的过程类似，直至电流的平均值大于等于额定值时，再判断电流平均值与额定值最接近的风管机档位，并选取其作为目标档位运行。

此控制方法，控制精度更高，风量调节偏差可以控制到4％。在预设风量2500m3/h时，能够保证实际风量在2400～2600m3/h之间。

基于同一发明构思，本发明还提供一种风管机恒定风量控制的装置，由于此系统解决问题的原理与前述一种风管机恒定风量控制的方法相似，因此，该装置的实施可以按照前述方法的具体步骤实现，重复之处不再赘述。

本发明一实施例的风管机恒定风量控制的装置，如图2所示，包括电流检测模块100、平均电流计算模块200、电流对比模块300、第一执行单元400、第二执行单元500和第三执行单元600。其中：电流检测模块100，用于每间隔预设时间检测一次电机电流，并记录所述电机电流；平均电流计算模块200，用于求取预设数量的所述电机电流的第一平均电流；电流对比模块300，用于比较所述第一平均电流与风管机当前运行状态下额定电流的大小；第一执行单元400，用于当所述第一平均电流与所述额定电流相等时，则保持风机管的当前运行状态不变；第二执行单元500，用于当所述第一平均电流大于所述额定电流时，则按预设调整参数减小风管机的电机的转速，并继续执行下一循环的电机电流检测，直至得到小于等于相应额定电流的第二平均电流；第三执行单元600，用于当所述第一平均电流小于所述额定电流时，则按预设调整参数增大所述电机的转速，并继续执行下一循环的电机电流检测，直至得到大于等于相应额定电流的第三平均电流。

本发明实施例的风管机恒定风量控制的装置，对电机电流求取平均值之后再与额定电流进行比较，降低电机转速波动带来的控制精度偏差，且为风管机的档位进行更精确的划分提供的空间，使风管机的风量调节控制精度更高。

在其中一个风管机恒定风量控制的装置的实施例中，如图3所示，还包括第一判断模块510和第一控制模块520。其中：第一判断模块510，用于判断所述第二平均电流与所述第二平均电流的前一平均电流分别与相应的额定电流的第一差值的大小；第一控制模块520，用于控制所述电机在所述第一差值小的运行状态下运行。

在其中一个风管机恒定风量控制的装置的实施例中，还包括第二判断模块610和第二控制模块620。其中：第二判断模块610，用于判断所述第三平均电流与所述第三平均电流的前一平均电流分别与相应的额定电流的第二差值的大小；第二控制模块620，用于控制所述电机在所述第二差值小的运行状态下运行。

其中预设调整参数可以为风管机相邻档位之间的电机转速差值。所述预设时间可设置为1-3秒，预设数量可设置为10-18。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种风管机恒定风量控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

每间隔预设时间检测一次电机电流，并记录所述电机电流；

求取预设数量的所述电机电流的第一平均电流；

2.根据权利要求1所述的风管机恒定风量控制的方法，其特征在于，所述当所述第一平均电流大于所述额定电流时，则按预设调整参数减小风管机的电机的转速，并继续执行下一循环的电机电流检测，直至得到小于等于相应额定电流的第二平均电流之后，还包括以下步骤：

控制所述电机在所述第一差值小的运行状态下运行。

3.根据权利要求1或2所述的风管机恒定风量控制的方法，其特征在于，所述当所述第一平均电流小于所述额定电流时，则按预设调整参数增大所述电机的转速，并继续执行下一循环的电机电流检测，直至得到大于等于相应额定电流的第三平均电流之后，还包括以下步骤：

控制所述电机在所述第二差值小的运行状态下运行。

4.根据权利要求1所述的风管机恒定风量控制的方法，其特征在于，所述预设调整参数为风管机相邻档位之间的电机转速差值。

5.根据权利要求1所述的风管机恒定风量控制的方法，其特征在于，所述预设时间为1-3秒，所述预设数量为10-18。

6.一种风管机恒定风量控制的装置，其特征在于，包括电流检测模块、平均电流计算模块、电流对比模块、第一执行单元、第二执行单元和第三执行单元，其中：

7.根据权利要求6所述的风管机恒定风量控制的装置，其特征在于，还包括第一判断模块和第一控制模块，其中：

8.根据权利要求6或7所述的风管机恒定风量控制的装置，其特征在于，还包括第二判断模块和第二控制模块，其中：

9.根据权利要求6所述的风管机恒定风量控制的装置，其特征在于，所述预设调整参数为风管机相邻档位之间的电机转速差值。

10.根据权利要求6所述的风管机恒定风量控制的装置，其特征在于，所述预设时间为1-3秒，所述预设数量为10-18。