CN105588277B - 空调系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调系统，包括主控装置和直流电机组件，直流电机组件包括电机主体、控制部以及用于驱动电机主体旋转的驱动电路；主控装置根据接收的空调吸风模式或送风模式的设定命令，向控制部发送控制信号；控制部接收主控装置发送的控制信号和位置传感器传送的各相绕组的相位信息，并根据控制信号和各相绕组的相位信息控制驱动电路中功率管的导通或关断，从而控制电机主体中各相绕组的通电顺序，以实现对电机主体的旋转方向的控制。本发明还提供了一种空调系统的控制方法。本发明的空调系统及其控制方法，通过直流电机组件的旋转方向的切换，实现空调系统的送风模式和吸风模式之间的切换，提高了该空调系统的性能。

Description

空调系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及直流电机技术领域，特别是涉及一种空调系统及其控制方法。

背景技术

空调用直流电机因其风机系统的设计，因而只需顺时针或逆时针旋转，即只需空调用直流电机只需一种旋转方向，在空调的制冷、制热或送风等不同的工作模式下，电机的旋转方向均相同。

发明内容

鉴于现有技术的现状，本发明的目的在于提供一种空调系统及其控制方法，使得直流电机能够根据空调系统运行模式的变化切换旋转方向，提高空调系统的性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种空调系统，包括：主控装置和直流电机组件，所述直流电机组件包括电机主体、控制部以及用于驱动所述电机主体旋转的驱动电路，所述主控装置、所述控制部、所述驱动电路和所述电机主体之间电连接；

其中，所述驱动电路还包括功率管，所述功率管连接在所述电机主体的各相绕组导通回路中，用于受控后使所述电机主体的各相绕组导通；

所述电机主体还包括与所述控制部连接的位置传感器，所述位置传感器用于检测所述各相绕组的相位信息，并将所述各相绕组的相位信息传送至所述控制部；

所述主控装置根据接收的空调吸风模式或送风模式的设定命令，向所述控制部发送控制信号；所述控制部接收所述主控装置发送的控制信号和所述位置传感器传送的各相绕组的相位信息，并根据所述控制信号和所述各相绕组的相位信息控制所述驱动电路中功率管的导通或关断，从而控制所述电机主体中各相绕组的通电顺序，以实现对所述电机主体的旋转方向的控制。

在其中一个实施例中，所述主控装置包括第一通信模块，所述控制部包括与所述第一通信模块通信连接的第二通信模块，所述控制部通过所述第二通信模块获取所述控制信号。

在其中一个实施例中，所述电机主体包括至少一套所述位置传感器，其中，每套所述位置传感器包括三个霍尔传感器，三个所述霍尔传感器的空间位置互差120度设置。

在其中一个实施例中，所述电机主体包括两套所述位置传感器，分别为用于检测所述电机主体顺时针旋转时所述各相绕组的相位信息的第一套位置传感器和用于检测所述电机主体逆时针旋转时所述各相绕组的相位信息的第二套位置传感器；在空间位置上，所述第一套位置传感器与所述第二套位置传感器交错设置。

在其中一个实施例中，还包括用于设置所述空调运行模式的交互装置，所述交互装置连接所述主控装置。

在其中一个实施例中，所述交互装置为线控器、遥控器或显示终端。

在其中一个实施例中，还包括风机系统，所述直流电机组件置于所述风机系统内，所述风机系统根据所述电机主体的旋转方向吸风或送风。

本发明还提供了一种空调系统的控制方法，包括如下步骤：

主控装置根据接收的空调吸风模式或送风模式的设定指令向直流电机组件发送控制信号；

位置传感器实时检测电机主体的各相绕组的相位信息，并将各相绕组的相位信息传送至直流电机组件的控制部；

所述控制部接收所述控制信号和所述各相绕组的相位信息，并根据所述控制信号和所述各相绕组的相位信息控制驱动电路中的功率管导通或关断，从而控制电机主体中各相绕组的通电顺序，以实现对所述电机主体的旋转方向的控制。

在其中一个实施例中，还包括设定空调的运行模式为吸风模式或送风模式的步骤。

在其中一个实施例中，对所述电机主体的旋转方向控制的步骤还包括如下步骤：

所述控制部根据接收的所述控制信号和所述各相绕组的相位信息控制所述电机主体的输入电压逐渐降低至0V；

控制所述驱动电路中功率管的导通或关断，以切换所述电机主体中各相绕组的通电顺序；

控制所述电机主体的输入电压由0V逐渐升高。

本发明的有益效果是：

本发明的空调系统及其控制方法，所述空调系统具有吸风模式和送风模式两种运行模式，主控装置根据接收到的空调吸风模式或送风模式的设定指令向直流电机组件发送控制信号，控制部接收控制信号和位置传感器传送的各相绕组的相位信息后控制驱动电路中功率管的导通或关断，从而控制电机主体的各相绕组的导通顺序，从而实现对电机主体的旋转方向的控制，使得该直流电机组件能够实现两个方向的旋转；因而，通过直流电机组件的旋转方向的切换，实现空调系统的送风模式和吸风模式之间的切换，提高了该空调系统的性能。

附图说明

图1为本发明的空调系统一实施例的原理框图；

图2为本发明的空调系统中位置传感器一实施例的分布图；

图3为本发明的空调系统的控制方法一实施例的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案更加清楚，以下结合附图，对本发明的空调系统及其控制方法作进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明并不用于限定本发明。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。

如图1所示，本发明一实施例的空调系统包括主控装置100、直流电机组件200、用于人机交互的交互装置以及风机系统等。其中，主控装置100用于根据预设的空调运行模式发送控制信号给直流电机组件200。直流电机组件200包括电机主体230、控制部210以及用于驱动电机主体旋转的驱动电路220，本实施例中，控制部210和驱动电路220集成在同一印刷电路板上，且该印刷电路板置于电机主体230的内部，这样使得该直流电机组件200的结构更加紧凑，缩小了直流电机组件200的体积，从而进一步减小了空调器的体积。

空调运行模式包括吸风模式和送风模式，优选的，直流电机组件200置于风机系统内，用于驱动风机系统中风机的旋转，使风机系统工作在吸风模式下或送风模式下，风机系统根据电机主体230的旋转方向吸风或送风，实现空调系统的吸风模式或送风模式的控制。

主控装置100、控制部210、驱动电路220和电机主体230之间电连接，主控装置100和控制部210可以是单片机、数字处理电路或可编程门阵列等微处理器。驱动电路220包括功率管，功率管连接在电机主体的各相绕组导通回路中，用于受控后使电机主体的各相绕组导通。本实施例中，驱动电路230可以是三相桥式逆变电路，也可以是H桥逆变电路等，电机主体230的各相绕组与驱动电路220的具体的连接方式根据驱动电路的具体结构确定。其中，电机主体230的各相绕组之间可以采用星形接法或三角形接法。

电机主体230还包括与控制部连接的位置传感器250，位置传感器250用于检测各相绕组的相位信息，并将各相绕组的相位信息传送至控制部240。本实施例中，位置传感器采用12脉冲/转的霍尔传感器，可以用于实时检测电机主体230的转速，使得对电机主体230的旋转方向的控制更加精确。

主控装置100根据接收的空调吸风模式或送风模式的设定命令，向控制部210发送控制信号，控制部210接收主控装置100发送的控制信号以及位置传感器250传送的各相绕组的相位信息，并根据控制信号和各相绕组的相位信息控制驱动电路中功率管的导通或关断，从而控制电机主体中各相绕组的通电顺序，以实现对电机主体的旋转方向的控制。

例如，当功率管按照第一导通顺序导通，以此相应的控制电机主体的各相绕组通电，使得电机主体顺时针转动。当功率管按照与第一导通顺序相反的第二导通顺序导通，以此相应的控制电机主体的各相绕组通电，使得电机主体逆时针转动。

在本发明的一个实施例中，主控装置100包括第一通信模块110，控制部210包括用于与第一通信模块110通信连接的第二通信模块240，控制部210通过第二通信模块240获取控制信号。较优地，第一通信模块110和第二通信模块240采用蓝牙或紫峰等无线双工通信方式，这样简化了该空调系统的布线等，从而简化了该空调系统的结构，缩小了该空调器的体积。在其他实施例中，第一通信模块110和第二通信模块240还可以采用有线通信方式等。

作为一种可实施方式，电机主体230包括至少一套位置传感器，至少一套位置传感器连接至控制部210，用于检测电机主体230中各相绕组的相位信息，并将各相绕组的相位信息传送至控制部。本实施例中，每套位置传感器包括三个霍尔传感器，三个霍尔传感器的空间位置互差120度设置，每套位置传感器的三个霍尔传感器互为电机极对数。通过三个霍尔传感器互成120度的设置，能够有效的减小磁场干扰，从而提高电机主体旋转方向切换控制的精确性。此外，三个传感器互差120度的设置可以使得PCB板的布局更加合理美观。

在其他实施例中，位置传感器还可以采用电磁式传感器或光电式传感器等。在空间位置上，三个霍尔传感器还可以按照互差2π/3p(P＝1，2，……)的机械角度均匀分布，即三个霍尔传感器还可以互差60度设置。

较优地，电机主体230包括两套位置传感器，分别为第一套位置传感器和第二套位置传感器，其中，第一套位置传感器用于检测电机主体顺时针旋转时各相绕组的相位信息，第二套位置传感器用于检测电机主体逆时针旋转时各相绕组的相位信息。在空间位置上，第一套位置传感器与第二套位置传感器交错设置。本实施例中，第一套位置传感器与第二套位置传感器的空间位置关系如图3所示，其中，第一套位置传感器包括霍尔传感器HU1、霍尔传感器HV1和霍尔传感器HW1；第二套位置传感器包括霍尔传感器HU2、霍尔传感器HV2和霍尔传感器HW2。

例如，当空调系统的预设运行模式为吸风模式时，主控装置向直流电机组件发出控制电机主体顺时针旋转的控制信号，控制部根据接收到的控制信号和第一套位置传感器传送的各相绕组的相位信息控制驱动电路中功率管的导通或关断，从而控制电机主体顺时针转动，使得空调系统运行在吸风模式。当空调系统的预设运行模式为送风模式时，主控装置向直流电机组件发出控制电机主体逆时针旋转的控制信号，控制部根据接收到的控制信号和第二套位置传感器传送的各相绕组的相位信息控制驱动电路中功率管的导通或关断，从而控制电机主体逆时针转动，使得空调系统运行在送风模式。这样通过设置两套位置传感器，使得电机主体的旋转方向控制更加精确。

在本发明的一个实施例中，交互装置用于设置空调运行模式为吸风模式或送风模式，交互装置通信连接至主控装置100，这样便于用户对空调系统进行操作及控制。本实施例中，交互装置优选为线控器或遥控器，线控器或遥控器上设置有吸风模式按键和送风模式按键，在实际使用时，用户只需触发相应的按键即可实现对空调运行模式的设置。在其他实施例中，交互装置还可以是与主控装置连接的电脑终端或手机APP等显示终端，这样可以实现对直流电机组件的远程控制，便于智能家居的实现，进一步提高了空调系统的性能。

当然，本发明的空调系统还包括依次连接的压缩机、室外换热器、节流装置和室内换热器等元件，以保证该空调系统能够进行制冷或制热的操作。同时，本发明的空调系统由于可以实现电机主体的顺时针旋转或逆时针旋转，使得该空调系统的同一风机系统可以在吸风模式或送风模式下运行。

本发明还提供了一种基于同一发明构思的空调系统的控制方法，包括如下步骤：

S200、主控装置根据接收的空调吸风模式或送风模式的设定指定向直流电机组件发送控制信号。具体地，在此步骤S200之前还包括步骤S100，即设定空调运行模式为吸风模式或送风模式的步骤，可以通过交互装置设置空调运行模式为吸风模式或送风模式。同时，交互装置将空调运行模式信息传送至主控装置，主控装置根据接收到的空调运行模式信息向直流电机组件发送控制信号。

S300、位置传感器实时检测电机主体的各相绕组的相位信息，并将各相绕组的相位信息传送至直流电机组件的控制部；

S400、直流电机组件的控制部接收控制信号和各相绕组的相位信息，并根据控制信号和各相绕组的相位信息控制驱动电路中的功率管导通或关断，从而控制电机主体中各相绕组的通电顺序，以实现对电机主体的旋转方向的控制。本实施例中，无刷直流电机上设置有两套位置传感器，其中第一套位置传感器用于检测电机主体顺时针旋转时各相绕组之间的相位信息，第二套位置传感器用于检测电机主体逆时针旋转时各相绕组之间的相位信息，第一套位置传感器和第二套位置传感器分别将检测到的各相绕组的相位信息传送至控制部。

进一步地，为保证电机主体旋转方向切换过程的平稳进行，减少旋转方向切换过程对电机主体的损坏，还包括减速切换的步骤。具体地，对电机主体的旋转方向控制的步骤还包括如下步骤：

首先，控制部210根据接收的控制信号和各相绕组的相位信息控制电机主体230的输入电压逐渐降低至0V；

然后，控制部210控制驱动电路中功率管的导通或关断，以切换电机主体230中各相绕组的通电顺序；

最后，控制部210控制电机主体230的输入电压由0V逐渐升高。这样，先降低电机主体230的旋转速度，再进行旋转方向的切换，使得电机主体旋转方向的切换过程更加平稳，避免了电机主体230的损坏。

本发明的空调系统及其控制方法，所述空调系统具有吸风模式和送风模式两种运行模式，主控装置根据预设的空调运行模式向直流电机组件发送控制信号，控制部接收控制信号后控制驱动电路中功率管的导通或关断，从而控制电机主体的各相绕组的导通顺序，从而实现对电机主体的旋转方向的控制，使得该直流电机组件能够实现两个方向的旋转；因而，通过直流电机组件的旋转方向的切换，实现空调系统的送风模式和吸风模式之间的切换，提高了该空调系统的性能。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

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 (7)

1.一种空调系统，其特征在于，包括：主控装置（100）和直流电机组件（200），所述直流电机组件包括电机主体（230）、控制部（210）以及用于驱动所述电机主体（230）旋转的驱动电路（220），所述主控装置（100）、所述控制部（210）、所述驱动电路（220）和所述电机主体（230）之间电连接；

其中，所述驱动电路（220）还包括功率管，所述功率管连接在所述电机主体（230）的各相绕组导通回路中，用于受控后使所述电机主体（230）的各相绕组导通；

所述电机主体（230）还包括与所述控制部（210）连接的位置传感器（250），所述位置传感器（250）用于检测所述各相绕组的相位信息，并将所述各相绕组的相位信息传送至所述控制部（210）；其中，所述电机主体（230）包括两套所述位置传感器（250），分别为用于检测所述电机主体顺时针旋转时所述各相绕组的相位信息的第一套位置传感器和用于检测所述电机主体逆时针旋转时所述各相绕组的相位信息的第二套位置传感器；在空间位置上，所述第一套位置传感器与所述第二套位置传感器交错设置；每套所述位置传感器（250）包括三个霍尔传感器，三个所述霍尔传感器的空间位置互差120度设置；

所述主控装置（100）用于根据接收的空调吸风模式或送风模式的设定命令，向所述控制部（210）发送控制信号；所述控制部（210）用于根据接收的所述控制信号和所述各相绕组的相位信息控制所述电机主体的输入电压逐渐降低至0V；控制所述驱动电路中功率管的导通或关断，以切换所述电机主体中各相绕组的通电顺序；控制所述电机主体的输入电压由0V逐渐升高。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述主控装置（100）包括第一通信模块（110），所述控制部（210）包括与所述第一通信模块（110）通信连接的第二通信模块（240），所述控制部（210）通过所述第二通信模块（240）获取所述控制信号。

3.根据权利要求1或2权利要求所述的空调系统，其特征在于，还包括用于设置所述空调运行模式的交互装置，所述交互装置连接所述主控装置（100）。

4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述交互装置为线控器、遥控器或显示终端。

5.根据权利要求1或2权利要求所述的空调系统，其特征在于，还包括风机系统，所述直流电机组件（200）置于所述风机系统内，所述风机系统根据所述电机主体（230）的旋转方向吸风或送风。

6.一种空调系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

主控装置根据接收的空调吸风模式或送风模式的设定指令向直流电机组件发送控制信号；

位置传感器实时检测电机主体的各相绕组的相位信息，并将各相绕组的相位信息传送至直流电机组件的控制部；其中，电机主体包括两套所述位置传感器，分别为用于检测所述电机主体顺时针旋转时所述各相绕组的相位信息的第一套位置传感器和用于检测所述电机主体逆时针旋转时所述各相绕组的相位信息的第二套位置传感器；在空间位置上，所述第一套位置传感器与所述第二套位置传感器交错设置；每套所述位置传感器包括三个霍尔传感器，三个所述霍尔传感器的空间位置互差120度设置；

所述控制部根据接收的所述控制信号和所述各相绕组的相位信息控制所述电机主体的输入电压逐渐降低至0V；控制驱动电路中功率管的导通或关断，以切换所述电机主体中各相绕组的通电顺序；控制所述电机主体的输入电压由0V逐渐升高。

7.根据权利要求6所述的空调系统的控制方法，其特征在于，还包括设定空调的运行模式为吸风模式或送风模式的步骤。