CN104214886A - 变频空调的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种变频空调的控制方法，包括以下步骤：根据变频空调中直流母线的电压获得多个目标直流母线电压，其中，每个目标直流母线电压对应一个工作点；检测直流母线的当前电压并进行功率因数校正PFC控制以将直流母线的当前电压提升至相应的目标直流母线电压；根据相应的目标直流母线电压和变频空调的压缩机的转速指令对压缩机进行弱磁控制和矢量控制；根据压缩机的运行情况计算每个工作点对应的变频空调的变频效率以获得变频空调的最优变频效率，并控制变频空调按照最优变频效率对应的直流母线电压运行。本发明的变频空调的控制方法，算法简单，运算量小，可以降低运行损耗，提高工作效率，该控制方法实现成本较低。

Description

变频空调的控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种变频空调的控制方法。

背景技术

随着人们对能源问题重视程度的日益提高，对家用电器节能性能的要求也越来越高。空调作为耗电量较大的家用电器，其消耗功率尤其受到关注。

为提高空调的运行效率，现有技术提出一种基于机器视觉的节能控制方法，该方法通过安装于空调室内机上的摄像头采集图像，运用机器视觉算法对室内的人的位置进行推定，并根据人的位置做出能提高效率的控制动作，可以实现按需制冷，但是，该方法一方面需要空调室内机配备摄像头，因而造成成本增加；另一方面，机器视觉的算法运算量较大，实现比较复杂。现有技术中还提出一种基于AR模型负载预测的空调节能控制方法，该方法根据空调检测到的现场暖通数据与室内外温度数据建立空调系统的AR模型，在实时控制中根据AR模型对制冷负荷进行预测，进而给出高效的控制指令，但是，该方法的AR模型的建立需要较多的数据，且运算量较大，实现过程较复杂。

所以现有技术的缺点是，成本较高，算法比较复杂，运算量较大。

发明内容

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种变频空调的控制方法，该控制方法的算法简单，运算量小，可以降低运行损耗，提高工作效率，实现成本较低。

为达到上述目的，本发明的实施例提出一种变频空调的控制方法，包括以下步骤：

根据变频空调中直流母线的电压获得多个目标直流母线电压，其中，每个目标直流母线电压对应一个工作点；检测所述直流母线的当前电压并进行功率因数校正PFC控制以将所述直流母线的当前电压提升至相应的目标直流母线电压；根据相应的目标直流母线电压和所述变频空调的压缩机的转速指令对所述压缩机进行弱磁控制和矢量控制；根据所述压缩机的运行情况计算每个工作点对应的所述变频空调的变频效率以获得所述变频空调的最优变频效率，并控制所述变频空调按照所述最优变频效率对应的直流母线电压运行。

根据本发明实施例的变频空调的控制方法，同时采用功率因数校正PFC控制和弱磁控制，并且选择变频空调的效率最高的目标直流母线电压，可以降低损耗，提高变频效率。

另外，该控制方法对参数的依赖性小，方法简单易实现，运算量小，该控制方法的实现成本较低。

在本发明的一个实施例中，对所述直流母线的当前电压进行功率因数校正PFC控制具体包括：检测输入到所述变频空调的PFC模块的电压和电流；根据所述直流母线的当前电压与相应的目标直流母线电压之间的误差以及输入到所述变频空调的PFC模块的电压和电流对PFC占空比进行控制以生成第一脉宽调制PWM控制信号；根据所述第一PWM控制信号对所述PFC模块进行控制。

其中，对所述PFC占空比进行控制的算法可以包括但不限于单周期控制法或平均电流法。

在本发明的一个实施例中，对所述压缩机进行弱磁控制具体包括：根据相应的目标直流母线电压和所述压缩机的D轴电压V_d和Q轴电压V_q获得弱磁控制电流I_dref。

在本发明的另一个实施例中，对所述压缩机进行矢量控制具体包括：检测所述压缩机的三相电流，并将所述压缩机的三相电流进行矢量变换以获得所述压缩机的D轴电流I_d和Q轴电流I_q；根据所述D轴电流I_d和Q轴电流I_q以及所述D轴电压V_d和Q轴电压V_q对所述压缩机的转速进行估算以获得所述压缩机的转速估算值，并根据所述压缩机的转速估算值和所述压缩机的转速指令获得Q轴电流指令；根据所述弱磁控制电流I_dref和所述Q轴电流指令以及所述D轴电流I_d和Q轴电流I_q调节所述D轴电压V_d和Q轴电压V_q，并将调节后的所述D轴电压V_d和Q轴电压V_q进行矢量逆变换后生成第二PWM控制信号以对所述压缩机进行控制。

在本发明的一个实施例中，所述多个目标直流母线电压中的每个目标直流母线电压均大于等于第一值且小于等于第二值，其中，所述第一值根据以下公式计算得到：

$V_{\mathrm{dc}\min }=\frac{\sqrt{{({\mathrm{RI}}_{\mathrm{dlim}}-L_q{I}_q{\mathrm{\ω}}_r)}^2+{({\mathrm{RI}}_q+K_e{\mathrm{\ω}}_r+L_d{I}_d{\mathrm{\ω}}_r)}^2}}{{\mathrm{KH}}_{\lim }}$

其中，V_dcmin为所述第一值，R为所述压缩机的定子线圈内阻，L_d和L_q分别为所述压缩机的D轴电感和Q轴电感，Ke为所述压缩机的反电势系数，I_d和I_q分别为所述压缩机的D轴电流和Q轴电流，ω_r为所述压缩机的转速指令值，-I_d＜-I_dlim,I_dlim＜0，I_dlim为弱磁电流的下限值，KH_lim为电压利用率的上限。

其中，所述第二值为所述变频空调中的电解电容的最高耐压值V_dcmax。

在本发明的另一个实施例中，所述多个目标直流母线电压组成集合 且在所述集合Q中等间距地获取n个工作点，所述每个工作点对应的目标直流母线电压根据以下公式获得：

$Q_n=\left\{V_{\mathrm{dc}}\right|V_{\mathrm{dc}}=V_{\mathrm{dc}\min }+\frac{m(V_{\mathrm{dc}\max }-V_{\mathrm{dc}\min })}{n-1},m=0,...,n-1\}$

其中，Q_n为所述每个工作点对应的目标直流母线电压组成的集合，V_dc为目标直流母线电压，n为大于等于2的整数。

在本发明的再一个实施例中，根据以下公式计算每个工作点对应的所述变频空调的变频效率：

$\mathrm{\η}=\frac{2[V_{\mathrm{bd}}\×I_s]}{{3N}_p[K_e+(L_d-L_q)I_d]I_q\×\widehat{\mathrm{\ω}}}$

其中，为所述压缩机的转速估算值，N_p为所述压缩机的极对数，V_bd为所述变频空调的整流桥直流侧输出端的电压，I_s为所述变频空调的PFC模块输出的电流，η为所述变频空调的变频效率。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的变频空调的控制方法的流程图；

图2为根据本发明的一个具体实施例的变频空调的控制方法的最佳工作点的选择过程示意图；

图3为根据本发明的一个实施例的变频空调的控制方法的功率因数校正的原理示意图；

图4为根据本发明的另一个实施例的变频空调的控制方法的弱磁控制和矢量控制的原理示意图；以及

图5为根据本发明的一个具体实施例的变频空调的控制方法的信号流示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面参照附图描述根据本发明实施例的变频空调的控制方法。

在本发明的实施例中，采用PFC(Power factor correction，功率因数校正)控制提升变频空调直流母线的电压，同时采用弱磁控制将变频空调的压缩机的D轴电流调整到尽可能小的幅值，从而可以降低变频空调的运行损耗。

如图1所示，本发明实施例的变频空调的控制方法包括以下步骤：

S101，根据变频空调中直流母线的电压获得多个目标直流母线电压，其中，每个目标直流母线电压对应一个工作点。

在本发明的一个实施例中，当变频空调的压缩机运行于稳态，且在压缩机的转速固定时，为实现最小损耗运行，不同的直流母线电压值对应不同的压缩机D轴电流，所以，不同的直流母线电压对应于不同的变频空调的运行效率。在本发明的实施例中，首先根据变频空调中直流母线的电压获得多个目标直流母线电压，且多个目标直流母线电压中的每个目标直流母线电压均大于等于第一值且小于等于第二值，其中第一值可以认为是变频空调的压缩机的D轴电流I_d受到其退磁电流I_dlim的限制，即需要满足-I_d＜-I_dlim,I_dlim＜0，所以第一值可以根据以下公式计算得到：

$V_{\mathrm{dc}\min }=\frac{\sqrt{{({\mathrm{RI}}_{\mathrm{dlim}}-L_q{I}_q{\mathrm{\ω}}_r)}^2+{({\mathrm{RI}}_q+K_e{\mathrm{\ω}}_r+L_d{I}_d{\mathrm{\ω}}_r)}^2}}{{\mathrm{KH}}_{\lim }}$

其中，V_dcmin为所述第一值，R为所述压缩机的定子线圈内阻，L_d和L_q分别为所述压缩机的D轴电感和Q轴电感，Ke为所述压缩机的反电势系数，I_d和I_q分别为所述压缩机的D轴电流和Q轴电流，ω_r为所述压缩机的转速指令值，-I_d<-I_dlim,I_dlim<0，I_dlim为弱磁电流的下限值，KH_lim为电压利用率的上限。另外，第二值可以为变频空调中的电解电容的最高耐压值V_dcmax。在具体实施例中，变频空调采用的电解电容的最大耐压值V_dcmax可以在400V～500V之间。即言，多个目标直流母线电压组成集合Q且在集合Q中等间距地获取n个工作点，每个工作点对应的目标直流母线电压可以根据以下公式获得：

$Q_n=\left\{V_{\mathrm{dc}}\right|V_{\mathrm{dc}}=V_{\mathrm{dc}\min }+\frac{m(V_{\mathrm{dc}\max }-V_{\mathrm{dc}\min })}{n-1},m=0,...,n-1\}$

其中，Q_n为所述每个工作点对应的目标直流母线电压组成的集合，Vdc为目标直流母线电压，n为大于等于2的整数。

以上便根据变频空调的直流母线的电压的集合中获得了多个目标直流母线电压即多个工作点。

S102，检测直流母线的当前电压并进行功率因数校正PFC控制以将直流母线的当前电压提升至相应的目标直流母线电压。

由步骤S101获得多个工作点即多个目标直流母线电压之后，检测变频空调的直流母线的当前电压，进行功率因数校正PFC控制，且将变频空调的直流母线的当前电压提升至相应的目标直流母线电压。需要说明的是，进行与多个目标直流母线电压对应次数的功率因数校正PFC控制，即言将变频空调的直流母线的当前电压通过PFC控制提升至每一个目标直流母线电压值，并控制变频空调的压缩机根据每一个目标直流母线电压值运行。其中，功率因数校正PFC控制的过程将在以下说明。

S103，根据相应的目标直流母线电压和变频空调的压缩机的转速指令对压缩机进行弱磁控制和矢量控制。

由步骤S102将直流母线的当前电压提升至对应的目标直流电压值，则变频空调的压缩机根据相应的目标直流母线电压运行，同时检测变频空调的压缩机的当前输出电流和输出电压，并根据压缩机运行对应的目标直流母线的当前电压、压缩机的当前输出电压电流和压缩机的转速指令对压缩机进行矢量变换和弱磁控制，从而使变频空调的工作效率进一步得到提升。其中，矢量控制和弱磁控制在下面进行说明。

S104，根据压缩机的运行情况计算每个工作点对应的变频空调的变频效率以获得变频空调的最优变频效率，并控制变频空调按照最优变频效率对应的直流母线电压运行。

对于步骤S101中选取的各个工作点，由步骤S102和步骤S103的功率因数校正PFC控制和矢量控制及弱磁控制，变频空调的压缩机的工作效率得到提高，同时在变频空调根据每一个工作点运行时，根据检测的压缩机的电流和电压值计算对于在每个工作点时变频空调的变频效率，在本发明的一个实施例中，可以根据变频空调的变频器的输入功率和变频空调的压缩机的输出频率则变频空调的变频效率为其中， $T_e=\frac{3}{2}{N}_p\&bull;[K_e+(L_d-L_q)I_q]I_q,$ T_e为压缩机输出的转矩，K_e为压缩机的反电势系数，τ为变频空调的滤波器的时间常数，其取值应该保证输入功率与输出功率中的谐波成分得以有效抑制，一般可以取为0.5s～2s，为所述压缩机的转速估算值，N_p为所述压缩机的极对数，V_bd为所述变频空调的整流桥直流侧输出端的电压，I_s为所述变频空调的PFC模块输出的电流，η为所述变频空调的变频效率。即可以根据以下公式计算每个工作点的变频空调的变频效率：根据上述计算变频空调根据每一个工作点的电压运行时的变频空调的变频效率，并获得其中效率最优的工作的电压。则控制变频空调根据效率最优的工作点的直流母线电压运行，从而使得变频空调的工作效率最优。

需要说明的是，在本发明的一个实施例中，在多个目标直流母线电压的集合 中有无数个工作点，是无法获得理论上的最佳工作点的，但是，可以根据以上说明获得最佳工作点的近似直流母线电压值，从而使得变频空调的工作效率得以提高。在寻找最佳工作点的过程中，如果压缩机的转速固定不变，则可以根据上述说明计算集合Q_n中多个工作点对应的变频空调的工作效率，其中，Q_n为集合Q中n个工作点的组成的集合，设最佳工作点的直流母线电压值为V_dcopt即所以，在确定压缩机的参数K_a值后，在压缩机转速不变下，便可以根据母线直流电压V_dc=V_dcopt控制变频空调运行，如果压缩机的转速发生变化，则再次进行步骤S101～步骤S104重新选择最佳工作点。在本发明的一个具体实施例中，如图2所示，可以设定一个直流母线的参考值其中，V_dcoffset可以为保证变频空调的PFC模块实现部分开关的偏置电压，V_dcoffset可以取5～15V。然后以固定差值ΔV_dc在V_dcref附近进行固定时间段ΔT的运行，即以V_dcref±ΔV_dc·i为目标直流母线电压，分别运行ΔT时间，即在ΔT时间内根据对应的目标直流母线电压对变频空调进行PFC控制和弱磁控制，并计算变频空调在该目标直流母线电压下的工作效率，如图2中，设V_dcref=310V，在310V的上下范围内取值，分别运行ΔT时间，并计算对应的目标直流母线电压值在ΔT时间内的效率，从而确定效率最高的工作点的电压值。其中，i=0,1,2......(n-1)/2，即n个工作点，共运行nΔT时间，例如ΔT=8s，n=7,则共需要运行56s。运行完成后，通过比较在n个工作点下的变频空调的工作效率，从而获得变频空调工作的最优直流母线电压值，即确定了变频空调在压缩机固定转速下的效率最优的工作点，因而实现了降低了变频空调的工作损耗。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，为功率因数校正PFC控制的原理框图，进行功率因数校正PFC控制具体包括：在本发明的实施例中，采用升压型的PFC方法对直流母线电压进行控制。需要检测输入到变频空调的PFC模块的电压V_ac和电流I_s。同样需要获得检测的变频空调的直流母线的当前电压和相应的目标直流母线电压值，并根据直流母线的当前电压V_dc与相应的目标直流母线电压之间的误差以及输入到变频空调的PFC模块即PFC占空比控制模块的电压V_ac和电流I_s对PFC占空比进行控制以生成第一脉宽调制PWM控制信号。其中，对PFC占空比进行控制的算法可以包括但不限于单周期控制法或平均电流法，为现有技术，在此不再赘述。然后根据第一PWM控制信号对PFC模块进行控制。具体地，根据第一PWM控制信号对PFC模块中的功率器件例如三极管Q1的关断或闭合，进而通过PFC的升压电路实现升压，即将变频空调的直流母线的当前电压提升至目标直流母线电压值，提供给压缩机的驱动电路，为压缩机的高频率运行提供保证。通过升压型的功率因数校正PFC控制将变频空调的直流母线电压提升至预设的目标直流母线电压，可以使得变频空调的压缩机在更高的频率下运行。但是压缩机高频率运行时，直流母线电压利用率会超出限制值，压缩机工作于过调制状态，即矢量控制的电压指令值超过压缩机变频驱动输出的限制值，变频驱动无法向压缩机输出期望的电压，从而引起较大的相电流谐波，甚至无法正常运行，在本发明的实施例中，通过上述功率因数校正PFC控制提升变频空调的直流母线电压，同时采用弱磁控制提高压缩机输入电压的利用率，即功率因数校正PFC与弱磁控制两者共同作用，令压缩机可以运行于较高的频率。

在本发明的另一个实施例中，如图4所示，为反馈型弱磁控制的原理框图，其中，KH_lim为电压利用率的上限，K_fwc为弱磁控制增益，I_dlim的弱磁电流的下限值。反馈型的弱磁控制对压缩机参数的依赖性较小，并且容易实现。对压缩机进行弱磁控制具体包括：根据相应的目标直流母线电压和压缩机的D轴电压V_d和Q轴电压V_q获得弱磁控制电流I_dref，在这里的目标直流母线电压可以认为是压缩机工作时的实际直流母线电压，因为经过PFC控制将压缩机工作的直流母线电压提升至预设的目标直流母线电压，在这里也可以看作是目标直流母线电压。具体地，首先需要对检测的压缩机的三相电流进行矢量控制即将压缩机的三相电流矢量变换为压缩机的D轴和Q轴的电流。进一步地，对压缩机进行矢量控制具体包括：检测压缩机的三相电流即I_u、I_v、I_w，并将压缩机的三相电流I_u、I_v、I_w进行矢量变换以获得压缩机的D轴电流I_d和Q轴电流I_q，然后根据D轴电流I_d和Q轴电流I_q以及D轴电压V_d和Q轴电压V_q对压缩机的转速进行估算以获得压缩机的转速估算值w_est，并根据压缩机的转速估算值w_est和压缩机的转速指令w_r通过速度控制器获得Q轴电流指令I_qref；根据弱磁控制电流I_dref和Q轴电流指令I_qref以及D轴电流I_d和Q轴电流I_q通过电流控制器调节D轴电压V_d和Q轴电压V_q，并将调节后的D轴电压V_d和Q轴电压V_q进行矢量逆变换即变换成压缩机的三相电压值V_u、V_v、V_w后，根据压缩机的三相电压值V_u、V_v、V_w生成第二PWM控制信号以对压缩机进行控制。可以看出，矢量控制和弱磁控制在设定压缩机的转速指令和目标直流母线电压的条件下，可以将压缩机的D轴电流调整到可能的幅值，并使得压缩机的变频驱动的电压利用率达到设定的目标值。由于压缩机相电流幅值在进行弱磁控制时，I_d的幅值越小则I_m幅值越小，即消耗在压缩机绕组上发热的能量越小，因此，在设定压缩机转速指令和最佳直流母线电压的条件下，反馈型弱磁控制可以保证变频空调的最小损耗运行。

变频空调的高频运行，可以采用功率因数校正PFC控制提升变频空调的直流母线电压，或者对压缩机进行弱磁控制，即加入负向的D轴电流。在本发明的实施例中，同时采用功率因数校正PFC控制和弱磁控制。

在本发明的一个具体的实施例中，如图5所示，为变频空调的控制方法的控制信号示意图。首先进行工作模式的选择，在变频空调的压缩机的转速固定时，则接通0模式即寻找最佳工作点。因为对于不同的直流母线电压，变频空调的变频驱动的开关损耗和压缩机驱动效率也不同，所以需要选择变频空调工作效率最佳的目标直流母线电压值。具体地，如果目标直流母线电压设定为较大的值，则功率因数校正PFC控制的功率器件损耗较高，变频空调的工作效率下降，如果目标直流母线电压设定为较小的值，则弱磁控制的D轴的电流指令幅值加大，变频空调的工作效率同样会下降，所以需要选择合适的目标直流母线电压。在本发明的一个实施例中，在变频空调的直流母线电压值的集合内确定多个目标直流母线电压点即工作点，根据每一个目标直流母线电压通过功率因数校正PFC控制生成第一PWM信号，进而通过PFC驱动电路将直流母线电压提升至对应的目标直流母线电压进而提供给压缩机驱动电路，为压缩机的高频运行提供保证。在通过功率因数校正PFC控制将直流母线电压提升至目标直流母线电压之后，压缩机的D轴电流I_d则由弱磁控制唯一确定。根据压缩机的检测电压和电流进行矢量控制和弱磁控制，产生第二PWM控制信号，进而控制压缩机运行。同时根据压缩机的电压和电流检测值，计算在对应的目标直流母线电压下变频空调的工作效率，并将各个工作点的变频空调的工作效率进行比较，确定最优工作点即变频空调工作效率最高的直流母线电压值。需要说明的是，在压缩机的转速变化时，需要重新进行0模式寻找最佳工作点V_dcopt。

在确定变频空调的工作效率最高时的目标直流母线电压即最佳工作点V_dcopt后，则按照最佳工作点对应的目标直流母线电压进行控制，如图5所示，即接通1模式。具体地，根据最佳工作点对应的直流母线电压进行功率因数校正PFC控制，产生第一PWM控制信号，进而通过PFC驱动电路将直流母线电压提升至最佳工作点V_dcopt对应的目标直流母线电压，为压缩机的高频运行提供保证。同时根据压缩机的检测电压和电流进行矢量控制和弱磁控制，产生第二PWM控制信号，进而控制压缩机运行。需要说明的是，在压缩机的转速变化时，需要重新接通0模式进行最佳工作点V_dcopt的寻找，在确定最佳工作点V_dcopt后，再根据最佳工作点对应的目标直流母线电压进行控制。

综上所述，根据本发明实施例的变频空调的控制方法，同时采用功率因数校正PFC控制和弱磁控制，并且选择变频空调的效率最高的目标直流母线电压，可以降低损耗，提高变频效率。

另外，该控制方法对参数的依赖性小，方法简单易实现，运算量小，该控制方法的实现成本较低。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种变频空调的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据变频空调中直流母线的电压获得多个目标直流母线电压，其中，每个目标直流母线电压对应一个工作点；

检测所述直流母线的当前电压并进行功率因数校正PFC控制以将所述直流母线的当前电压提升至相应的目标直流母线电压；

根据相应的目标直流母线电压和所述变频空调的压缩机的转速指令对所述压缩机进行弱磁控制和矢量控制；

根据所述压缩机的运行情况计算每个工作点对应的所述变频空调的变频效率以获得所述变频空调的最优变频效率，并控制所述变频空调按照所述最优变频效率对应的直流母线电压运行。

2.如权利要求1所述的变频空调的控制方法，其特征在于，进行功率因数校正PFC控制具体包括：

检测输入到所述变频空调的PFC模块的电压和电流；

根据所述直流母线的当前电压与相应的目标直流母线电压之间的误差以及输入到所述变频空调的PFC模块的电压和电流对PFC占空比进行控制以生成第一脉宽调制PWM控制信号；

根据所述第一PWM控制信号对所述PFC模块进行控制。

3.如权利要求2所述的变频空调的控制方法，其特征在于，对所述PFC占空比进行控制的算法包括单周期控制法或平均电流法。

4.如权利要求1所述的变频空调的控制方法，其特征在于，对所述压缩机进行弱磁控制具体包括：

根据相应的目标直流母线电压和所述压缩机的D轴电压V_d和Q轴电压V_q获得弱磁控制电流I_dcref。

5.如权利要求4所述的变频空调的控制方法，其特征在于，对所述压缩机进行矢量控制具体包括：

检测所述压缩机的三相电流，并将所述压缩机的三相电流进行矢量变换以获得所述压缩机的D轴电流I_d和Q轴电流Iq；

根据所述D轴电流I_d和Q轴电流I_q以及所述D轴电压V_d和Q轴电压V_q对所述压缩机的转速进行估算以获得所述压缩机的转速估算值，并根据所述压缩机的转速估算值和所述压缩机的转速指令获得Q轴电流指令；

根据所述弱磁控制电流I_dref和所述Q轴电流指令以及所述D轴电流I_d和Q轴电流I_q调节所述D轴电压V_d和Q轴电压V_q，并将调节后的所述D轴电压V_d和Q轴电压V_q进行矢量逆变换后生成第二PWM控制信号以对所述压缩机进行控制。

6.如权利要求1所述的变频空调的控制方法，其特征在于，所述多个目标直流母线电压中的每个目标直流母线电压均大于等于第一值且小于等于第二值，其中，所述第一值根据以下公式计算得到：

$V_{\mathrm{dc}\min }=\frac{\sqrt{{({\mathrm{RI}}_{\mathrm{dlim}}-L_q{I}_q{\mathrm{\&omega;}}_r)}^2+{({\mathrm{RI}}_q+K_e{\mathrm{\&omega;}}_r+L_d{I}_d{\mathrm{\&omega;}}_r)}^2}}{{\mathrm{KH}}_{\lim }}$

其中，V_dcmin为所述第一值，R为所述压缩机的定子线圈内阻，L_d和L_q分别为所述压缩机的D轴电感和Q轴电感，Ke为所述压缩机的反电势系数，I_d和I_q分别为所述压缩机的D轴电流和Q轴电流，ω_r为所述压缩机的转速指令值，-I_d＜-I_dlim,I_dlim＜0，I_dlim为弱磁电流的下限值，KH_lim为电压利用率的上限。

7.如权利要求6所述的变频空调的控制方法，其特征在于，所述第二值为所述变频空调中的电解电容的最高耐压值V_dcmax。

8.如权利要求7所述的变频空调的控制方法，其特征在于，所述多个目标直流母线电压组成集合且在所述集合Q中等间距地获取n个工作点，所述每个工作点对应的目标直流母线电压根据以下公式获得：

$Q_n=\left\{V_{\mathrm{dc}}\right|V_{\mathrm{dc}}=V_{\mathrm{dc}\min }+\frac{m(V_{\mathrm{dc}\max }-V_{\mathrm{dc}\min })}{n-1},m=0,...,n-1\}$

其中，Q_n为所述每个工作点对应的目标直流母线电压组成的集合，Vdc为目标直流母线电压，n为大于等于2的整数。

9.如权利要求8所述的变频空调的控制方法，其特征在于，根据以下公式计算每个工作点对应的所述变频空调的变频效率：

$\mathrm{\&eta;}=\frac{2[V_{\mathrm{bd}}\&times;I_s]}{{3N}_p[K_e+(L_d-L_q)I_d]I_q\&times;\widehat{\mathrm{\&omega;}}}$

其中，为所述压缩机的转速估算值，N_p为所述压缩机的极对数，V_bd为所述变频空调的整流桥直流侧输出端的电压，I_s为所述变频空调的PFC模块输出的电流，η为所述变频空调的变频效率。