CN107543303A

CN107543303A - 制冷设备的噪音控制方法及制冷设备

Info

Publication number: CN107543303A
Application number: CN201710783501.5A
Authority: CN
Inventors: 刘超丛
Original assignee: Guangdong Meizhi Compressor Co Ltd
Current assignee: Guangdong Meizhi Compressor Co Ltd
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2018-01-05

Abstract

本发明公开一种制冷设备的噪音控制方法及制冷设备，其中，制冷设备的噪音控制方法包括以下步骤：当制冷设备在预设工况运行时，获取制冷设备中压缩机最大回转振动分量，以及与最大回转振动分量对应的第一频率；对压缩机注入频率与第一频率大小相等的谐波转矩，以控制制冷设备的噪音。本发明技术方案具有成本低的特点。

Description

制冷设备的噪音控制方法及制冷设备

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，特别涉及一种制冷设备的噪音控制方法及制冷设备。

背景技术

制冷设备(比如空调器、电冰箱等)运行在某一工况下，在某一频率点噪音幅值较高，影响用户使用舒适度。通过对制冷设备中的管路和压缩机本体结构进行优化，可以降低制冷设备在该频率点的噪音。然而，改变制冷设备中的管路和压缩机结构，需要较高的成本。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种制冷设备的噪音控制方法及制冷设备。

为实现上述目的，本发明提出的制冷设备的噪音控制方法包括以下步骤：

S10，当制冷设备在预设工况运行时，获取制冷设备中压缩机最大回转振动分量，以及与所述最大回转振动分量对应的第一频率；

S20，对压缩机注入频率与所述第一频率大小相等的谐波转矩，以控制所述制冷设备的噪音。

优选地，所述步骤S10具体包括：

S11，在所述压缩机处于运转状态时，检测所述压缩机的回转振动；

S12，根据所述压缩机的回转振动计算所述压缩机回转振动的频率分布信息；

S13，根据所述压缩机回转振动的频率分布信息确定所述压缩机最大回转振动分量所对应的第一频率。

优选地，所述步骤S10之前还包括：

S100，获取所述制冷设备的初始噪音；

所述步骤S20之后还包括步骤：

S200，获取所述制冷设备的当前噪音；

S300，当所述当前噪音大于或者等于所述初始噪音时，返回执行所述步骤S10。

优选地，所述步骤S100具体包括：

S110，选取N个所述预设频率中的任意一个作为待测试频率，并控制所述制冷设备以该待测试频率运行；

S120，检测制冷设备以待测试频率运行时所产生的噪音量并保存；

S130，循环执行所述步骤S120-S130，直至获得与N个预设频率对应的N个所述噪音量；

S140，获取N个所述噪音量中的最大噪音量，并确认该最大噪音量为所述制冷设备的初始噪音。

优选地，所述步骤S20之后还包括：

S30，调节注入的所述谐波转矩的振幅和相位，获取与所述谐波转矩的振幅和相位对应的所述制冷设备的噪音值，确定所述噪音值中的最小值所对应的谐波转矩为最优谐波转矩。

优选地，所述步骤S30具体包括：

S31，保持注入的所述谐波转矩的相位不变，选取M个预设振幅中的任意一个作为目标振幅，并注入幅值为所述目标振幅的谐波转矩；

S32，检测所述制冷设备运转时所产生的噪音值并保存；

S33，循环执行所述步骤S31-S32，直至获得M个与预设振幅对应的M个噪音值；

S34，获取N个噪音值中的最小值，并确认该最小值所对应的谐波转矩为所述最优谐波转矩。

优选地，所述步骤S30具体包括：

S301，保持注入的所述谐波转矩的振幅不变，选取K个预设相位中的任意一个作为目标相位，并注入相位为所述目标相位的谐波转矩；

S302，检测所述制冷设备运转时所产生的噪音值并保存；

S303，循环执行所述步骤301-302，直至获得K个与预设相位对应的K个噪音值；

S304，获取K个噪音值中的最小值，并确认该最小值所对应的谐波转矩为所述最优谐波转矩。

优选地，所述步骤S30之后还包括：

S40，建立映射表，在所述映射表中存储所述制冷设备的运行工况与最优谐波转矩的映射关系；

S50，在接收到再次执行控制制冷设备噪音的指令时，查询所述映射表，并选择对应的最优谐波转矩注入所述压缩机，以控制所述制冷设备的噪音。

优选地，所述步骤S40具体包括：

S41，建立测试组，在所述测试组中设置运行工况选项及最优谐波转矩选项，以及相互之间的映射关系；

S42，将制冷设备的运行工况存入所述运行工况选项中；

S43，将待注入最优谐波转矩的参数存入所述最优谐波转矩选项中；

S44，重复执行上述步骤S42-S43，合并多个所述测试组，以生成所述映射表。

对应的，本发明还提出一种制冷设备，包括压缩机、存储器、处理器及存储在所述存储器内，并可在所述处理器中运行的制冷设备的噪音控制程序；其中，所述制冷设备的噪音控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的制冷设备的噪音控制方法的步骤。

本制冷设备的噪音控制方法中，首先在制冷设备在预设工况运行时，获取压缩机最大回转振动分量，以及与最大回转振动分量对应的第一频率，然后对压缩机注入频率与第一频率大小相等的谐波转矩，以控制制冷设备的噪音。由于本制冷设备的噪音控制方法无需对压缩机或者设备管路的机械结构进行改造，并且能够对运行在不同工况的制冷设备的噪音进行控制，因此，相对于现有技术，成本较低。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明制冷设备的噪音控制方法一实施例的流程示意图；

图2为图1中步骤S10一实施例的细化流程示意图；

图3为本发明制冷设备的噪音控制方法另一实施例的流程示意图；

图4为图3中步骤S100一实施例的细化流程示意图；

图5为本发明制冷设备的噪音控制方法又一实施例的流程示意图；

图6为图5中步骤S30一实施例的细化流程示意图；

图7为图5中步骤S30另一实施例的细化流程示意图；

图8为本发明制冷设备的噪音控制方法再一实施例的流程示意图；

图9为图8中步骤S40一实施例的细化流程示意图；

图10为本发明制冷设备一实施例的控制结构图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种制冷设备的噪音控制方法。其中的制冷设备可以是空调器、电冰箱、冷柜等具有压缩机的用电设备。

请参阅图1，在一实施例中，上述制冷设备的噪音控制方法包括以下步骤：

S10，当制冷设备在预设工况运行时，获取压缩机最大回转振动分量，以及与所述最大回转振动分量对应的第一频率；

本实施例中，预设工况，可以指制冷设备当前的运行工况。比如，制冷设备为空调器，当前的运行工况为标热工况室外7℃室内30℃，对应压缩机运转的机械频率为90Hz。也可以指预先设置的运行工况，此处不做限制。

关于如何获取压缩机最大回转振动分量，以及与最大回转振动分量对应的第一频率，请参阅图2，可采用如下方式实现：

在此，压缩机处于运转状态，可以指压缩机处于启动过程中的运转状态，也可以指压缩机处于稳定工作过程中的运转状态，此处不做限制。

此外，压缩机的回转振动是指压缩机运转时产生振动的一部分。具体地，压缩机运转时产生的振动包括回转振动和切向振动，其中的回转振动状态可以影响到对应制冷设备的运行状态。

本实施例中，检测压缩机回转振动具体指检测压缩机回转振动的机械波。

在此，压缩机回转振动的频率分布信息可以指压缩机回转振动的频率分布曲线(频谱)。

可以理解的是，在获得压缩机回转振动的机械波后，可以将该机械波进行时域-频域转换，以获取压缩机回转振动的频率分布曲线。

在压缩机回转振动的频率分布曲线中，每一曲线均代表压缩机回转振动的一个振动分量。可以表征该振动分量的频率及振幅的对应关系。因此，压缩机回转振动的频率分布曲线中，振幅最大的曲线对应压缩机最大回转振动分量，振幅最大曲线所对应的频率就是第一频率。本实施例中，可假设第一频率的大小为270Hz。

由于注入到压缩机的谐波转矩可以改变压缩机的q轴电流给定，从而改变压缩机的运转状态，进而改变制冷设备的运行状态，控制制冷设备的噪音。因此，本技术方案能够实现对制冷设备噪音的控制。而注入的谐波转矩的频率与压缩机原来回转振动的最大振动分量的频率相同，注入的谐波转矩可以与压缩机原来回转振动的最大振动分量叠加，因此，本技术方案可以在不增加压缩机回转振动其它振动分量的条件下，衰减压缩机回转振动的最大振动分量，从而确保制冷设备的运行工况改变时，在本技术方案的控制下，制冷设备的噪音不会升高，本技术方案具有可靠性高的特点。

进一步地，请参阅图3，在制冷设备的噪音控制方法另一实施例中，上述步骤S10之前还包括：

S100，获取所述制冷设备的初始噪音；

所述步骤S20之后还包括：

S200，获取所述制冷设备的当前噪音；

在此，制冷设备的初始噪音是指，在对制冷设备的噪音进行控制前，制冷设备的噪音。制冷设备的当前噪音是指，在对制冷设备的噪音进行控制后，制冷设备的噪音的噪音。

可以理解的是，在对制冷设备的噪音进行控制之前，获取制冷设备的初始噪音；在对制冷设备的噪音进行控制之后，获取制冷设备的当前噪音，制冷设备的初始噪音与制冷设备的当前噪音进行比较分析，可以验证本技术方案是否能起到降低制冷设备噪音的作用，以及分析本技术方案降低制冷设备噪音的效果。本技术方案可以提高制冷设备的噪音控制方法的可靠性。

为进一步提高本技术方案的可靠性，在执行上述步骤S200之后，还需要执行步骤S300，当所述当前噪音大于或者等于所述初始噪音时，返回执行所述步骤S10。

可以理解的是，若当前噪音小于初始噪音，则说明本制冷设备的噪音控制方法能够降低制冷设备的噪音；若当前噪音大于或者等于初始噪音，则说明在执行上述步骤S10和S20的过程中可能出现异常。

关于如何获取所述制冷设备的初始噪音，请参阅图4，可采用如下方式实现：

在此，预设频率应该是基于制冷设备中压缩机的运转频率确定的。比如，压缩机的运转频率为100Hz，则对应的预设频率包括100Hz，200Hz，等等；压缩机的运转频率为90Hz，则对应的预设频率包括180Hz，270Hz，等等。

N取正整数，且N的取值越大，则对应的预设频率的个数就越多，获取到的制冷设备的初始噪音就越可靠。

在此，可采用专门的音量检测模块(图未示出)检测制冷设备以待测试频率运行时所产生的噪音。

较佳的，可配置多个音量检测模块，获取各音量检测模块检测到的噪音，并计算各音量检测模块检测到的噪音的平均值，以作为制冷设备以待测试频率运行时所产生的噪音。

需要说明的是，为了提高检测结果的可靠性，，应当在无其它噪音的条件下执行此步骤，以确保音量检测模块检测到的噪音是制冷设备产生的噪音，而不包含其它设备产生的噪音。

此外，较佳地，各音量检测模块均邻近制冷设备中压缩机设置。

在此，与N各预设频率对应的N个噪音量中，可能存在大小相等的若干噪音量，也可能不存在任意两个大小相等的噪音量。

关于如何获取N个所述噪音量中的最大值，可采用如下方式实现：

首先，将获得的第一个噪音量与第二个噪音量做差比较，若第一个噪音量大于第二个噪音量，则删除第二个噪音量，保留第一个噪音量，并将第一个噪音量与第三个噪音量比较，否则，删除第一个噪音量，保留第二个噪音量，并将第二个噪音量与第三个噪音量比较；

然后，重复上述过程，直至N个噪音量均参与比较；

最后，确定保留得的噪音量，为N个噪音量中的最大噪音量。

比如，N取5，第一至第五个噪音量依次为2dB，3dB，5dB，7dB，4dB。则按照上述方式可得5个噪音量中的最大噪音量为7dB。具体地：

首先，将2dB和3dB比较，删除2dB，保留3dB；

然后，将3dB和5dB比较，删除3dB，保留5dB；

接着，将5dB和7dB比较，删除5dB，保留7dB；

紧接着，将7dB和4dB比较，删除4dB，保留7dB；

最后，确定5个噪音量中的最大噪音量为7dB。

为进一步优化制冷设备的噪音控制效果，请参阅图5，在制冷设备的控制方法又一实施例中，上述步骤S20之后还包括：

S30，调节注入的所述谐波转矩的振幅和相位，获取与所述谐波转矩的振幅和相位对应的所述制冷设备的噪音值，确定所述噪音值中的最小值所对应的所述谐波转矩为最优谐波转矩。

关于如何调节注入的所述谐波转矩的振幅和相位，确认最优谐波转矩，以最大程度降低制冷设备的噪音，请参阅图7，可采用如下方式实现：

本实施例中，M个预设振幅，可以在执行制冷设备的噪音控制任务之前确定，也可以根据制冷设备当前的运行工况确定。一般的，M个预设振幅可根据压缩机的最大回转振动分量所对应的幅值设置。

S32，检测所述制冷设备运转时所产生的噪音值并保存；

S34，获取N个噪音值中的最小值，并确认该最小值所对应的谐波转矩为所述最优谐波转矩，以最大程度降低所述制冷设备的噪音。

关于如何获取N个所述噪音值中的最小值，可采用如下方式实现：

首先，将获得的第一个噪音值与第二个噪音值做差比较，若第一个噪音值小于第二个噪音值，则删除第二个噪音值，保留第一个噪音值，并将第一个噪音值与第三个噪音值比较，否则，删除第一个噪音值，保留第二个噪音值，并将第二个噪音值与第三个噪音值比较；

然后，重复上述过程，直至N个噪音值均参与比较；

最后，确定保留得的噪音值，为N个噪音值中的最小值。

比如，N取5，第一至第五个噪音值依次为2dB，3dB，5dB，7dB，4dB。则按照上述方式可得5个噪音值中的最小噪音值为2dB。具体地：

首先，将2dB和3dB比较，删除3dB，保留2dB；

然后，将2dB和5dB比较，删除5dB，保留2dB；

接着，将2dB和7dB比较，删除7dB，保留2dB；

紧接着，将2dB和4dB比较，删除4dB，保留2dB；

最后，确定5个噪音值中的最小值为2dB。

或者，请参阅图8，采用如下方式调节注入的所述谐波转矩的振幅和相位，确认最优谐波转矩：

本实施例中，K个预设相位，可以在执行制冷设备的噪音控制任务之前确定，也可以根据制冷设备当前的运行工况确定。一般的，M个预设相位在0°到360°之间选取。

S302，检测所述制冷设备运转时所产生的噪音值并保存；

S304，获取K个噪音值中的最小值，并确认该最小值所对应的谐波转矩为所述最优谐波转矩，以最大程度降低所述制冷设备的噪音。

然后，重复上述过程，直至N个噪音值均参与比较；

最后，确定保留得的噪音值，为N个噪音值中的最小值。

比如，N取5，第一至第五个噪音值依次为2dB，3dB，5dB，7dB，4dB。则按照上述方式可得5个噪音值中的最小值为2dB。具体地：

首先，将2dB和3dB比较，删除3dB，保留2dB；

然后，将2dB和5dB比较，删除5dB，保留2dB；

接着，将2dB和7dB比较，删除7dB，保留2dB；

紧接着，将2dB和4dB比较，删除4dB，保留2dB；

最后，确定5个噪音值中的最小值为2dB。

进一步地，为了更快速地控制制冷设备的噪音，请参阅图8，在制冷设备的噪音控制方法再一实施例中，所述步骤S30之后还包括：

需要说明的是，本实施例中，存储在映射表中的对应待注入最优谐波转矩，所涉及到的参数包括频率、振幅以及相位。

关于如何建立映射表，请参阅图9，可用如下方式实现：

S42，将制冷设备的运行工况存入所述运行工况选项中；

需要说明的是，在接收到再次执行控制制冷设备噪音的指令时，若映射表中没有对应的最优谐波转矩，则再次执行上述步骤S100-S200；若映射表中有对应的最优谐波转矩，则选择对应的最优谐波转矩注入至压缩机。

本实施例是对上述制冷设备的噪音控制方法一实施例的进一步优化，使得在接收到再次执行控制制冷设备噪音控制的指令时，可以直接调用映射表中参数的映射关系，并注入对应的谐波转矩，更快速地对制冷设备的噪音进行控制，效率较高。

本制冷设备的噪音控制方法中，首先在制冷设备在预设工况运行时，获取压缩机最大回转振动分量，以及与最大回转振动分量对应的第一频率，然后对压缩机注入频率与第一频率大小相等的谐波转矩，以控制制冷设备的噪音。由于本制冷设备的噪音控制方法无需对压缩机的机械结构进行改造，并且能够对运行在不同工况的制冷设备的噪音进行控制，因此，相对于现有技术，成本较低。

对应的，本发明公开一种制冷设备，包括压缩机(图未示出)、存储器(图未示出)、处理器(图未示出)及存储在所述存储器内，并可在所述处理器中运行的制冷设备的噪音控制程序；其中，所述制冷设备的噪音控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的制冷设备的噪音控制方法的步骤。

在此，所述存储器与所述处理器可以是两个分立的模块，也可以集成在一个控制芯片中，此处不做限制。此外，可选的，压缩机中具有永磁同步电机。

以下，结合图1至图10，说明制冷设备的工作原理：

首先通过电流采样装置(图未示出)采集电机的三相电流Ia、Ib和Ic；然后clarke坐标转换模块对三相电流Ia、Ib和Ic进行clarke坐标转换以获得两相电流Iα、Iβ；速度磁链观测器根据两相电压Vα、Vβ和两相电流Iα、Iβ估计电机的转子的位置和速度以获得转子的估计角度θ和转子的估计速度ω；park坐标转换模块根据转子的估计角度θ对两相电流Iα、Iβ进行park坐标转换以获得直轴电流Id和交轴电流Iq。

速度校正模块根据给定速度ω*对转子的估计速度ω进行速度校正以获得交轴给定电流Iq*；将交轴电流补偿参数叠加至交轴电流给定Iq*，第一电流校正模块根据叠加后的交轴电流给定Iq*对交轴电流Iq进行电流校正以获得直轴电压Vd；第二电流校正模块根据直轴给定电流Id*(Id*＝0)对直轴电流Id进行电流校正以获得交轴电压Vq；逆park坐标转换模块根据转子的估计角度θ对直轴电压Vd和交轴电压Vq进行逆park坐标转换以获得两相电压Vα、Vβ；空间矢量调制模块通过矢量控制技术(Field-Oriented Control，FOC)对两相电压Vα、Vβ进行空间矢量调制以生成驱动信号；智能功率模块根据驱动信号驱动压缩机的永磁同步电机PMSM，以驱动压缩机，从而控制制冷设备的运行。

在需要对制冷设备的噪音进行控制时，可以通过谐波转矩注入模块注入谐波转矩叠加至存储器的q轴电流给定模块(图未示出)，以衰减压缩机在第一频率的回转振动，从而降低制冷设备的噪音。

值得一提的是，向压缩机控制系统注入正弦谐波转矩。制冷设备中压缩机永磁同步电机采用矢量控制技术，内环为电流环，外环为转速环。旋转坐标系下q轴电流提供转矩信号，因此改变q轴电流即可改变谐波转矩。原有控制结构不变，查询存储谐波转矩应设备，与原有转速环输出叠加作为电流环q轴给定，为实现对谐波转矩跟踪，需适当提高q轴电流环带宽，但应注意电流环带宽不宜过高，否则系统容易震荡。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种制冷设备的噪音控制方法，其特征在于，所述制冷设备包括压缩机，所述制冷设备的噪音控制方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的制冷设备的噪音控制方法，其特征在于，所述步骤S10具体包括：

3.如权利要求1所述的制冷设备的噪音控制方法，其特征在于，所述步骤S10之前还包括步骤：

S100，获取所述制冷设备的初始噪音；

所述步骤S20之后还包括步骤：

S200，获取所述制冷设备的当前噪音；

4.如权利要求3所述的制冷设备的噪音控制方法，其特征在于，所述步骤S100具体包括：

5.如权利要求1所述的制冷设备的噪音控制方法，其特征在于，所述步骤S20之后还包括：

6.如权利要求5所述的制冷设备的噪音控制方法，其特征在于，所述步骤S30具体包括：

S32，检测所述制冷设备运转时所产生的噪音值并保存；

7.如权利要求5所述的制冷设备的噪音控制方法，其特征在于，所述步骤S30具体包括：

S302，检测所述制冷设备运转时所产生的噪音值并保存；

8.如权利要求5所述的制冷设备的噪音控制方法，其特征在于，所述步骤S30之后还包括：

9.如权利要求8所述的制冷设备的噪音控制方法，其特征在于，所述步骤S40具体包括：

S42，将制冷设备的运行工况存入所述运行工况选项中；

10.一种制冷设备，其特征在于，包括压缩机、存储器、处理器及存储在所述存储器内，并可在所述处理器中运行的制冷设备的噪音控制程序；其中，

所述制冷设备的噪音控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-9任意一项所述的制冷设备的噪音控制方法的步骤。