CN106152432A - 定频空调器低电压运行控制方法及控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定频空调器低电压运行控制方法，包括以下步骤：（1）、设置室外风机转速的N个临界点，所述N个临界点将室外风机转速划分为N+1个区间，并保存，其中N为正整数；（2）、检测当前室外风机转速，并判断所落入的区间；（3）、根据当前室外风机转速所落入的区间，判断是否执行升压控制；（4）、若执行升压控制，将压缩机供电电压进行升压。本发明的方法，通过监测室外风机的运行转速，从而判断此时是否电压偏低；如果判断电压偏低则切换升压器，将电压升高到合适的范围，压缩机能够正常的启动和运行，而且不会大幅增加空调成本。
Description
技术领域
本发明属于空调技术领域，具体地说，是涉及一种定频空调器低电压运行控制方法及控制电路。
背景技术
现有家用定频空调器，运行温度范围普遍在室外温度-7℃—43℃，运行电压范围普遍为198V—242V之间，当温度太高或者电压太低时，空调器往往出现停机或无法正常启动。
目前解决定频空调低压启动的方法主要有以下几种方式：1、切换压力负荷大小的方式，缺点是虽然能够在一定程度上降低空调器的运行电压，但是对于核心部件压缩机的影响还是不够明显。此方法只有在压缩机能够启动但是无法稳定运行的电压段才会比较有效，在低于压缩机启动电压的条件下，将无能为力。
2、切换压缩机特性的方式，缺点是给压缩机的设计以及后续的生产制造都带来了巨大的挑战。而且兼顾两者的情况下，很难做到两者的效率都较高，必然会有所牺牲和折中。
3、切换压缩机匹配部件如电容的特性的方式，能够在一定程度上实现压缩机低电压的启动和运行，但是在切换为大电容之后，虽然会带来压缩机启动力矩和运行力矩的增大，但也必然会带来压缩机运行功率的上升，降低空调器的效率。
发明内容
本发明为了解决现有定频空调在低压时容易出现无法启动和停机现象以及电机效率明显下降的技术问题，提出了一种定频空调器低电压运行控制方法及升压电路，可以解决上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种定频空调器低电压运行控制方法，包括以下步骤：
（1）、设置室外风机转速的N个临界点，所述N个临界点将室外风机转速划分为N+1个区间，并保存，其中N为正整数；
（2）、检测当前室外风机转速，并判断所落入的区间；
（3）、根据当前室外风机转速所落入的区间，判断是否执行升压控制；
（4）、若执行升压控制，将压缩机供电电压进行升压。
进一步的，步骤（1）中设置室外风机转速的2个临界点，分别为N1，N2，其中0＜N1＜N2；
当前室外风机转速大于等于N2时，保持当前输入电压；
当前室外风机转速大于等于N1且小于N2时，执行升压控制；
当前室外风机转速小于N1时，停机保护。
进一步的，所述室外风机转速与输入的交流电压成正相关。
进一步的，步骤（2）中，室外风机开机运行时间△T1后，检测当前室外风机转速，并判断所落入的区间，其中，△T1＞0。
进一步的，步骤（4）之后，还包括继续检测当前室外风机转速的步骤并更新当前室外风机转速，将更新后的当前室外风机转速继续与所设置的临界点相比较，若更新后的当前室外风机转速大于或等于N2，则保持当前运行状态，否则，停机保护。
基于上述的定频空调器低电压运行控制方法，本发明同时提出了一种定频空调器低电压运行控制电路，包括转速采集装置、升压电路、单片机，
所述转速采集装置用于采集室外风机的转速，并发送至所述单片机；
所述单片机用于根据所接收的信号判断其所落入的区间，生成控制信号，控制定频空调器的运行，所述控制信号至少包括升压控制和停机保护控制。
进一步的，所述转速采集装置为转速传感器。
进一步的，所述升压电路包括单刀双掷继电器和变压器，所述单刀双掷继电器的控制端与所述单片机连接，所述变压器具有连接到电压输入端的初级绕组和连接到电压输出端的次级绕组，所述初级绕组的两端引出首端抽头和末端抽头，所述首端抽头和末端抽头之间引出中间抽头，所述末端抽头与所述单刀双掷继电器的常闭触点连接，所述中间抽头与所述单刀双掷继电器的常开触点连接。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的定频空调器低电压运行控制方法，将室外电机的转速作为输入，是基于对室外电机特性的把握。目前在定频空调中，普遍采用的是交流电机，而交流电机在低电压下会出现与正常电压不同的特性：在一定范围内，电压越低转速越低，但不会出现停转现象，以此特性为基础，通过监测室外风机的运行转速，从而判断此时是否电压偏低；如果判断电压偏低则切换升压器，将电压升高到合适的范围，压缩机能够正常的启动和运行，而且不会大幅增加空调成本。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所提出的定频空调器低电压运行控制方法的一种实施例流程图；
图2是本发明所提出的定频空调器低电压运行控制电路的一种实施例原理方框图；
图3是图2中升压电路的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一，本发明提出了一种定频空调器低电压运行控制方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、设置室外风机转速的N个临界点，所述N个临界点将室外风机转速划分为N+1个区间，并保存，其中N为正整数；
S2、检测当前室外风机转速，并判断所落入的区间；
S3、根据当前室外风机转速所落入的区间，判断是否执行升压控制；
S4、若执行升压控制，将压缩机供电电压进行升压。
本实施例的方法尤其针对定频空调器，通过检测当前室外风机转速的方式，并根据检测结果进行相应操作。定频空调器普遍在低电压下，尤其是室外温度较恶劣的情况下无法实现低电压运行。
解决低电压的最好方法，是将电压控制在空调器尤其是压缩机能够正常稳定运行的范围内，即：198V—242V，即使超过242V，在一定范围内也只会使得功率稍微偏高而不会产生停机或无法启动的情况。
从定频空调器的几个主要运行部件来说，室内电机有电路板可以调节、室外电机低电压性能要优于压缩机，所以解决低电压无法正常运行的关键是解决压缩机的问题。所以本发明将控制的重点放在了定频空调的压缩机上，放在了调节施加在压缩机两端的电压上，以此来保证空调器能够稳定正常运行而不会产生停机或无法启动。
本实施例中将室外电机的转速作为输入，是基于对室外电机特性的把握。目前在定频空调中，普遍采用的是交流电机，而交流电机在低电压下会出现与正常电压不同的特性：在一定范围内，电压越低转速越低，但不会出现停转现象，也即室外风机转速与输入的交流电压成正相关，以此特性为基础，通过监测室外风机的运行转速，从而判断此时是否电压偏低；如果判断电压偏低则切换升压器，将电压升高到合适的范围，以保证压缩机能够正常的启动和运行，进而且不会大幅增加空调成本。
以某电容分相式异步交流电机为例，在220V的额定转速为890rpm，在175V时转速为650rpm，在170V时为625rpm，在165V时为595rpm，在160V时为565rpm，在155V时为535rpm，在150V时为505rpm；且越是在室外温度较恶劣的情况下，受电机发热的影响，转速对电压的变化也就越敏感。
优选在本实施例中，步骤S1中设置室外风机转速的2个临界点，分别为N1，N2，其中0＜N1＜N2；
当前室外风机转速大于等于N2时，保持当前输入电压；
当前室外风机转速大于等于N1且小于N2时，执行升压控制；
当前室外风机转速小于N1时，停机保护。
例如，取N1=800 rpm，N2=500 rpm，
当前室外风机转速大于等于800 rpm时，表示当前电压较高，能够承载压缩机的启动和运行，因此保持当前输入电压；
当前室外风机转速大于等于500 rpm且小于800 rpm时，表示当前电压偏低，无法保证压缩机的启动和运行，需要执行升压控制，将电压升高到合适的范围；
当前室外风机转速小于500 rpm时，此时电压基本低于150V，停机保护。升压器最高能够将150V升为195V，但是考虑到在低的电压下，整个空调器都可能会出现问题（如四通阀无法正常切换等），当前室外风机转速小于500 rpm时，将会停机，以免引发安全问题。
为了能够保证检测室外风机转速的精确度，步骤S2中，室外风机开机运行时间△T1后，检测当前室外风机转速，并判断所落入的区间，其中，△T1＞0。
为了防止输入电压持续降低，在升压后仍然不能满足压缩机运行和启动条件，在步骤S4之后，还包括继续检测当前室外风机转速的步骤，并更新当前室外风机转速，将更新后的当前室外风机转速继续与所设置的临界点相比较，若更新后的当前室外风机转速大于或等于N2，则保持当前运行状态，否则，停机保护，以免引发安全问题。
实施例二，本实施例基于上述的定频空调器低电压运行控制方法，提出了一种定频空调器低电压运行控制电路，如图2所示，包括转速采集装置、升压电路、单片机，
所述转速采集装置用于采集室外风机的转速，并发送至所述单片机；
所述单片机用于根据所接收的信号判断其所落入的区间，生成控制信号，控制定频空调器的运行，所述控制信号至少包括升压控制和停机保护控制。
其中，所述转速采集装置为转速传感器，例如可以采用霍尔元件或者光电传感器实现转速采集。
升压电路接受单片机的控制，当输入至压缩机的交流电压低时，用于将该输入交流电压升压后输出至压缩机，以保证压缩机正常启动和运行，如图3所示，本实施例中升压电路包括单刀双掷继电器K和变压器T，单刀双掷继电器K的控制端与单片机连接，变压器T具有连接到电压输入端的初级绕组和连接到电压输出端的次级绕组，初级绕组的两端引出首端抽头和末端抽头，首端抽头和末端抽头之间引出中间抽头，末端抽头与所述单刀双掷继电器的常闭触点连接，中间抽头与所述单刀双掷继电器的常开触点连接。根据变压器n1：n2=V初：V次的原理，次级绕组的线圈匝数n2固定不变，通过调节初级绕组的线圈匝数n1来实现对输出电压的调节，以达到当输入电压过低时，升压输出的目的。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种定频空调器低电压运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、设置室外风机转速的N个临界点，所述N个临界点将室外风机转速划分为N+1个区间，并保存，其中N为正整数；
（2）、检测当前室外风机转速，并判断所落入的区间；
（3）、根据当前室外风机转速所落入的区间，判断是否执行升压控制；
（4）、若执行升压控制，将压缩机供电电压进行升压。
2.根据权利要求1所述的定频空调器低电压运行控制方法，其特征在于，步骤（1）中设置室外风机转速的2个临界点，分别为N1，N2，其中0＜N1＜N2；
当前室外风机转速大于等于N2时，保持当前输入电压；
当前室外风机转速大于等于N1且小于N2时，执行升压控制；
当前室外风机转速小于N1时，停机保护。
3.根据权利要求2所述的定频空调器低电压运行控制方法，其特征在于，所述室外风机转速与输入的交流电压成正相关。
4.根据权利要求1-4任一项所述的定频空调器低电压运行控制方法，其特征在于，步骤（2）中，室外风机开机运行时间△T1后，检测当前室外风机转速，并判断所落入的区间，其中，△T1＞0。
5.根据权利要求2所述的定频空调器低电压运行控制方法，其特征在于，步骤（4）之后，还包括继续检测当前室外风机转速的步骤并更新当前室外风机转速，将更新后的当前室外风机转速继续与所设置的临界点相比较，若更新后的当前室外风机转速大于或等于N2，则保持当前运行状态，否则，停机保护。
6.一种定频空调器低电压运行控制电路，其特征在于，包括转速采集装置、升压电路、单片机，
所述转速采集装置用于采集室外风机的转速，并发送至所述单片机；
所述单片机用于根据所接收的信号判断其所落入的区间，生成控制信号，控制定频空调器的运行，所述控制信号至少包括升压控制和停机保护控制。
7.根据权利要求6所述的定频空调器低电压运行控制电路，其特征在于，所述转速采集装置为转速传感器。
8.根据权利要求7所述的定频空调器低电压运行控制电路，其特征在于，所述升压电路包括单刀双掷继电器和变压器，所述单刀双掷继电器的控制端与所述单片机连接，所述变压器具有连接到电压输入端的初级绕组和连接到电压输出端的次级绕组，所述初级绕组的两端引出首端抽头和末端抽头，所述首端抽头和末端抽头之间引出中间抽头，所述末端抽头与所述单刀双掷继电器的常闭触点连接，所述中间抽头与所述单刀双掷继电器的常开触点连接。
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