CN106594355B - 一种电磁阀开关控制方法、系统及空调 - Google Patents

Abstract

一种电磁阀开关控制方法、系统及空调，涉及空调电磁阀开关控制领域。目的在于解决目前空调开关构件在关断或导通时发生很大噪音，影响用户使用的问题。检测开关控制器是否向电磁阀开关发送了关断或导通信号，当检测到关断或导通信号时，通过调节电压控制电磁阀开关在开关过程中的电磁线圈电流产生逐步平缓或分段阶跃式的变化。具体实现方式为：调节电磁阀开关关断或导通过程中控制信号的占空比，进而调节电磁线圈的电流。本发明在电磁阀开关的通断过程中对控制信号的占空比进行调节，使电磁阀线圈中电流由跳变式转变为逐步平缓的变化，从而使电磁力能够平缓变化，降低了冲力大小，有效降低了碰撞产生的声响。

Description

一种电磁阀开关控制方法、系统及空调

技术领域

本发明涉及家电控制领域，具体涉及空调电磁阀开关控制领域。

背景技术

随着生活品质的提升，用户对空调产品的功能与质量要求也越来越细致。滤尘网的清洗一直是备受关注的功能，空调新产品也在逐渐推出更智能的清洗方法，包括定时清洗、自动清洗等，清洗方法也从干刷转变为效果更好的湿刷。由于功能的自动化程度提升，不可避免的会增加一些设备，湿刷时储水槽的放水开关便是其中之一。湿刷功能启动后，开关关闭，水槽蓄水。水洗结束后，开关打开，放净水槽中的污水。

空调等家用电器中这种类似的开关机构很多，其原理为利用电磁阀线圈与弹簧产生的力来控制金属栓的运动，从而达到被控管路的开通和关断。而打开和关断的过程，传统控制方法都是给电磁阀线圈瞬间通电与断电，使金属栓受力改变，从而使其位置改变(处于滑道的一端或者另一端)，实现被控管路的开通与关断。但在金属栓由一端运动到另一端并瞬间停止时，会产生很大的碰撞声。而空调运行时产生的噪音，尤其室内机噪音，是严格被控的质量指标之一，整体的噪音水平不仅体现着空调技术水平与品质的高低，而且直接反应在用户的使用体验上。传统的风动噪音、振动噪音、气液流的脉动噪音与湍流噪音都已被控制在相对较低的水平，这种开关部件产生的噪音问题已对空调品质产生很大影响。现有的降低这种开关部件噪音的方法都是在结构上，例如将金属栓非弹簧一端的软塑料换成硅胶材料，虽然起到了一定效果，但不是很理想，噪音依然很大。对于这种自动清洁功能而言，如果在夜晚运行时功能开启，此噪音对已经入睡的用户会造成很大的困扰。因而发明一种行之有效的降噪方法十分必要。

发明内容

本发明提供一种电磁阀开关控制方法、系统及空调，目的在于解决目前空调开关构件在关断或导通时发生很大噪音，影响用户使用的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种电磁阀开关控制方法，所述控制方法包括：

S1、检测开关控制器是否向电磁阀开关发送了关断或导通信号，如果是，则执行S2，如果否，则执行S1；

S2、通过调节电压控制电磁阀开关在开关过程中的电磁线圈电流产生逐步平缓或分段阶跃式的变化。

本发明的有益效果是：本发明在电磁阀开关的通断过程中对电磁线圈的电流进行调节，使电磁阀线圈中电流由跳变式转变为逐步平缓或分段阶跃式的变化，从而使电磁力能够平缓变化，因而受力平衡被打破后合外力不能瞬间变为很大，即加速度不会很大，电磁阀中的金属栓经过从一端到另一端的运动过程后，速度不能加速到很大，碰撞过程动量变化量也就不能很大，所以最终大大降低了冲力大小，有效降低了碰撞产生的声响。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述S2中控制电磁线圈电流的具体实现方式为：调节电磁阀开关关断或导通过程中控制信号的占空比，进而调节电磁线圈的电流。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过调节占空比对电流进行调节的方式更具有适用性。

进一步，所述S2中采用PWM脉宽调制方式实现对控制信号的占空比进行调节。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用PWM脉宽调制方式对控制信号的占空比进行更为精确的调节。

进一步，所述PWM脉宽调制方式在调节占空比时输出的脉宽周期为50ms以上。

进一步，所述PWM脉宽调制方式在调节占空比时输出的脉宽周期为50μs以下。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够避免电磁阀开关在通断过程中由于线圈的通断电产生二次噪音。

进一步，所述占空比由100％梯度递减至0％。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用梯度递减的方式能够使占空比更为平缓的进行改变，除噪效果更好。

为了解决上述技术问题，本发明还提出了一种电磁阀开关控制系统，所述控制系统包括：

检测判断模块，用于检测开关控制器是否向电磁阀开关发送了关断或导通信号，如果是，则启动占空比调节模块，如果否，则重复进行检测；

电流调节模块，用于通过调节电压控制电磁阀开关中电磁线圈的电流。

本发明的有益效果是：本发明在电磁阀开关的通断过程中对电磁线圈的电流进行调节，使电磁阀线圈中电流由跳变式转变为逐步平缓或分段阶跃式的变化，从而使电磁力能够平缓变化，因而受力平衡被打破后合外力不能瞬间变为很大，即加速度不会很大，电磁阀中的金属栓经过从一端到另一端的运动过程后，速度不能加速到很大，碰撞过程动量变化量也就不能很大，所以最终大大降低了冲力大小，有效降低了碰撞产生的声响。

进一步，所述电流调节模块中通过调节电磁阀开关关断或导通过程中控制信号的占空比，进而调节电磁线圈的电流。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过调节占空比对电流进行调节的方式更具有适用性。

进一步，所述占空比调节模块中采用PWM脉宽调制方式实现对控制信号的占空比进行调节。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用PWM脉宽调制方式对控制信号的占空比进行更为精确的调节。

进一步，所述PWM脉宽调制方式在调节占空比时输出的脉宽周期为50ms以上。

进一步，所述PWM脉宽调制方式在调节占空比时输出的脉宽周期为50μs以下。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够避免电磁阀开关在通断过程中由于线圈的通断电产生二次噪音。

进一步，所述占空比由100％梯度递减至0％。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用梯度递减的方式能够使占空比更为平缓的进行改变，除噪效果更好。

本发明还提出了一种空调，所述空调包括了上述所述的电磁阀开关控制系统，能够有效的降低电磁阀开关通断噪音。

附图说明

图1为采用现有技术对电磁阀开关进行控制时的电磁阀开关电流波形示意图；

图2为本发明实施例所述的电磁阀开关控制方法的流程图；

图3为本发明实施例所述的电磁线圈电流在开关过程中阶跃式变化曲线图；

图4为本发明实施例所述的电压变化曲线图；

图5为采用本发明实施例所述的电磁阀开关控制方法时的电磁阀开关电流波形示意图；

图6为采用本发明实施例所述的电磁阀开关控制方法时的占空比变化波形示意图；

图7为本发明实施例所述的电磁阀开关控制系统的原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

水槽放水开关为电磁阀控制的通断机构，其内部构造为开关处设有一个活动的金属栓，金属栓的一端为软塑料，另一端为弹簧。电池阀线圈套在圆形滑道管一端，金属栓在滑道管内可移动。正常状态下，电磁阀线圈不通电，弹簧顶住金属栓，使其位于滑道管非电磁阀一端，堵住通水管路。需要放水时，给线圈通电产生磁力，克服弹簧的压缩弹力将金属栓吸附回来，通水管路打开。

在上述开关过程中，由于对电磁阀线圈通电与断电，电磁力极快产生与消失，金属栓受力平衡状态被打破，由牛顿第二定律可知F1-F2-F3＝ma，产生较大的加速度，F1为电磁线圈产生的电磁力，F2为弹簧的弹力阻力，F3为滑道对金属栓的摩擦力阻力，m为金属栓质量，由v＝at可知金属栓运动到另一端的时候速度已经非常大了，因而金属栓动量很大，撞在端头后速度骤减为零，碰撞时间极短，冲力非常大，因而产生很大的声响。根源为电磁力F1远大于弹簧的弹力阻力F2与滑道的摩擦力阻力F3，弹簧的弹力系数与滑道摩擦力系数在确定弹簧与滑道后都是不变的。而电磁力线圈产生的电磁力F1＝k×I，其中k为系数，电磁线圈确定后k为定值，I为流过线圈的电流。

基于上述因素，本实施例提出了一种电磁阀开关控制方法，如图2所示，所述控制方法包括：

S1、检测开关控制器是否向电磁阀开关发送了关断或导通信号，如果是，则执行S2，如果否，则执行S1；

S2、通过调节电压控制电磁阀开关在开关过程中的电磁线圈电流产生逐步平缓或分段阶跃式的变化。

其中，控制电磁线圈电流的具体实现方式为：调节电磁阀开关关断或导通过程中控制信号的占空比，进而调节电磁线圈的电流。

对开关时刻电磁线圈中的电流进行控制，通过控制电流的大小调节电磁力大小进而调节加速度的大小，最终控制碰撞时栋梁变化量大小实现对冲力的控制而降低噪音。对电流的控制可通过调节电压实现，例如通过软硬件结合调节串入电磁阀回路中的阻值，调节通断电占空比等方法。

在电磁阀开关的通断过程中对控制信号的占空比进行调节，使电磁阀线圈中电流由跳变式转变为逐步平缓或分段阶跃式的变化，从而使电磁力能够平缓变化，当电磁力接近或刚刚超过临界值时金属栓受力平衡被打破，但合外力并不会瞬间变为很大，而是很小的一个值，即加速度很小，电磁阀中的金属栓经过从一端到另一端的运动过程后，速度不能加速到很大，碰撞过程动量变化量也就不能很大，所以最终大大降低了冲力大小，有效降低了碰撞产生的声响。

电磁阀通电时，金属栓向有弹簧一端运动，由于压缩量越大弹簧的弹力越大，弹簧起到缓冲作用，因而开启时声音较小。而在电磁阀断电时，弹簧压缩量处于最大处，弹力也处于最大值，此时电磁力突然消失，金属栓快速运动到另一端发生碰撞，发出的噪音相对开启时大很多，而通过本实施例所述的方法则完美解决了以上问题，同时，电磁阀通电和关断过程中的控制原理是完全相同的，只是控制过程相反而已。

以电磁阀关断为例，图1所示为传统关断控制方法，在控制器发出关断信号后，电磁阀瞬间被断电，线圈中的电流急速降为0，导致电磁力陡降为极小值，远小于平衡时刻的弹簧弹力，因此发出的噪音是非常大的。

图3为控制电流在通断过程中阶跃式变化，从而使电磁力阶跃式变化，在电磁力最接近阻力的时候开通或关断，使金属栓低速由一端运动到另一端。其横向时间的分段份数与纵向电流分段的份数根据实际情况调节。

其横向的时间段可均分也可非均分，非均分的情况为在大致平衡的临界力范围扩大时间长度，而非此范围缩短时间长度。纵向电流分段同样可均分和非均分，非均分的情况为在大致平衡的临界力范围减小阶跃梯度，而非此范围扩大阶跃梯度。其实现方法采用逐步串入电阻或其他方式，使电压变化如图4所示，

图5为采用占空比方式的控制方法，在控制器发出关断信号后，利用PWM脉宽调制技术调节占空比，使占空比由100％逐渐下降至0％，控制电磁阀线圈中的电流逐渐下降，因而电磁力逐步下降，这样就极大降低了瞬间失去电磁力引起的碰撞噪音。

优选的，所述PWM脉宽调制方式在调节占空比时输出的脉宽周期为50ms以上或50μs以下，能够避免在关断过程中由于线圈的通断电产生的二次噪音。总的关断过程时间根据具体的被控机构决定。例如空调用放水开关的关断控制时间1s左右即可。

在电磁阀关断过程中，如图6所示，占空比变化由100％逐级递减至0％，采用梯度递减形式。递减梯度由占空比可调精度、关断控制时间、脉宽周期决定，精度高、脉宽周期短、关断控制时间足够长时可设置小些，每个脉宽周期递减一个梯度，反之可设置为一个占空比维持多个脉宽周期再递减一个梯度。

如图7所示，本实施例还提出了一种电磁阀开关控制系统，所述控制系统包括：

检测判断模块，用于检测开关控制器是否向电磁阀开关发送了关断或导通信号，如果是，则启动占空比调节模块，如果否，则重复进行检测；

电流调节模块，用于通过调节电压控制电磁阀开关中电磁线圈的电流，具体为采用PWM脉宽调制方式调节电磁阀开关关断或导通过程中控制信号的占空比由100％梯度递减至0％。

优选的，所述PWM脉宽调制方式在调节占空比时输出的脉宽周期为50ms以上或50μs以下，能够避免电磁阀开关在通断过程中由于线圈的通断电产生二次噪音。

本实施例还提出了一种空调，所述空调包括了上述所述的电磁阀开关控制系统，能够有效的降低电磁阀开关通断噪音。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电磁阀开关控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

S1、检测开关控制器是否向电磁阀开关发送了关断或导通信号，如果是，则执行S2，如果否，则执行S1;

S2、通过调节电压控制电磁阀开关在接收到关断信号后， 电磁线圈电流产生逐步平缓或分段阶跃式的下降趋势变化;

所述S2中控制电磁线圈电流的具体实现方式为：调节电磁阀开关关断过程中控制信号的占空比，进而调节电磁线圈的电流;

所述占空比由100%梯度递减至0%。

2.根据权利要求1所述的一种电磁阀开关控制方法，其特征在于，所述S2中采用PWM脉宽调制方式实现对控制信号的占空比进行调节。

3.根据权利要求2所述的一种电磁阀开关控制方法，其特征在于，所述PWM脉宽调制方式在调节占空比时输出的脉宽周期为50ms以上。

4.根据权利要求2所述的一种电磁阀开关控制方法，其特征在于，所述PWM脉宽调制方式在调节占空比时输出的脉宽周期为50μs以下。

5.一种电磁阀开关控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

检测判断模块，用于检测开关控制器是否向电磁阀开关发送了关断或导通信号，如果是，则启动占空比调节模块，如果否，则重复进行检测；

电流调节模块，用于通过调节电压控制电磁阀开关在接收到关断信号后，电磁线圈电流产生逐步平缓或分段阶跃式的下降趋势变化；

所述电流调节模块中通过调节电磁阀开关关断过程中控制信号的占空比，进而调节电磁线圈的电流;

所述占空比由100%梯度递减至0%。

6.根据权利要求5所述的一种电磁阀开关控制系统，其特征在于，所述占空比调节模块中采用PWM脉宽调制方式实现对控制信号的占空比进行调节。

7.根据权利要求6所述的一种电磁阀开关控制系统，其特征在于，所述PWM脉宽调制方式在调节占空比时输出的脉宽周期为50ms以上。

8.根据权利要求6所述的一种电磁阀开关控制系统，其特征在于，所述PWM脉宽调制方式在调节占空比时输出的脉宽周期为50μs以下。

9.一种空调，其特征在于，所述空调包括权利要求5至8任一项所述的电磁阀开关控制系统。

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