CN108469559B - 用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法、装置 - Google Patents
用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法、装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法、装置，所述方法包括以下步骤：控制压缩机启动运行，通过检测功率因数校正器的输出侧直流母线电压以获取第一直流母线电压，并获取当前功率因数以作为第一功率因数；获取输出侧直流母线目标电压；开启功率因数校正器并根据输出侧直流母线目标电压对功率因数校正器进行控制，获取当前功率因数以作为第二功率因数；根据第一功率因数和第二功率因数判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常。该方法通过获取功率因数校正器开启前后的功率因数，可以准确判断出功率因数校正功能是否存在异常，从而可以提高功率因数校正器工作的可靠性，进而可以提高空调器工作的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电器技术领域，特别涉及一种用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法、一种非临时性计算机可读存储介质、一种计算机设备、一种用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置和一种空调器。
背景技术
多数家用电器产品(例如空调器)采用如下所述电路拓扑：单相交流电源经过不可控整流输出脉动直流电，再经过PFC(power factor correction，功率因数校正器)调节输出稳定的直流电压，接至大容量的电解电容，最后再给内部开关电源和主要负载供电。
其中，功率因数校正器是产品不可或缺的部分，其功率因数校正功能正常才能保证产品合格，如果其功率因数校正功能发生异常，不仅会导致电源的浪费，还可能导致产品无法正常运行。因此，如何有效检测功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常，以提高产品的可靠性，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法，该方法通过获取功率因数校正器开启前后的功率因数，可以准确判断出功率因数校正功能是否存在异常，从而可以提高功率因数校正器工作的可靠性，进而可以提高空调器工作的可靠性。
本发明的第二个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
本发明的第三个目的在于提出一种计算机设备。
本发明的第四个目的在于提出一种用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置。
本发明的第五个目的在于提出一种空调器。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法，所述空调器包括整流电路和压缩机，所述功率因数校正器连接在所述整流电路和压缩机之间，所述方法包括以下步骤：控制所述压缩机启动运行，并关闭所述功率因数校正器，以及通过检测所述功率因数校正器的输出侧直流母线电压以获取第一直流母线电压，并获取当前功率因数以作为第一功率因数；根据所述第一直流母线电压获取所述功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压；开启所述功率因数校正器，并根据所述输出侧直流母线目标电压和检测到的功率因数校正器的输出侧直流母线电压对所述功率因数校正器进行控制，以及获取当前功率因数以作为第二功率因数；根据所述第一功率因数和所述第二功率因数判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常。
根据本发明实施例的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法，先控制压缩机启动运行，并关闭功率因数校正器，以及通过检测功率因数校正器的输出侧直流母线电压以获取第一直流母线电压，并获取当前功率因数以作为第一功率因数，再根据第一直流母线电压获取功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压，然后开启功率因数校正器，并根据输出侧直流母线目标电压和检测到的功率因数校正器的输出侧直流母线电压对功率因数校正器进行控制，以及获取当前功率因数以作为第二功率因数，最后根据第一功率因数和第二功率因数判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常。该方法通过获取功率因数校正器开启前后的功率因数，可以准确判断出功率因数校正功能是否存在异常，从而可以提高功率因数校正器工作的可靠性，进而可以提高空调器工作的可靠性。
另外，根据本发明上述实施例提出的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，在所述第一直流母线电压上叠加第一电压阈值以获得所述功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压。
根据本发明的一个实施例，根据所述第一功率因数和所述第二功率因数判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常，包括：判断所述第二功率因数与所述第一功率因数之间的差值是否大于第一预设值；如果所述第二功率因数与所述第一功率因数之间的差值大于第一预设值，则判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能正常；如果所述第二功率因数与所述第一功率因数之间的差值小于等于第一预设值，则判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能存在异常。
根据本发明的一个实施例，根据所述第一功率因数和所述第二功率因数判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常，包括：判断所述第一功率因数是否小于第二预设值，并判断所述第二功率因数是否大于第三预设值，其中，所述第二预设值小于所述第三预设值；如果所述第一功率因数小于第二预设值且所述第二功率因数大于第三预设值，则判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能正常；如果所述第一功率因数大于等于第二预设值或者所述第二功率因数小于等于第三预设值，则判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能存在异常。
根据本发明的一个实施例，根据以下步骤获取所述第一功率因数或所述第二功率因数：检测所述功率因数校正器的输入侧瞬时电流和输入侧瞬时电压；根据所述输入侧瞬时电流和输入侧瞬时电压获取所述功率因数校正器的输入功率平均值、输入电压有效值和输入电流有效值；根据所述输入功率平均值、所述输入电压有效值和所述输入电流有效值获取所述第一功率因数或所述第二功率因数。
为达到上述目的，本发明的第二方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明第一方面实施例所述的方法。
根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，先控制压缩机启动运行，并关闭功率因数校正器，以及通过检测功率因数校正器的输出侧直流母线电压以获取第一直流母线电压，并获取当前功率因数以作为第一功率因数，再根据第一直流母线电压获取功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压，然后开启功率因数校正器，并根据输出侧直流母线目标电压和检测到的功率因数校正器的输出侧直流母线电压对功率因数校正器进行控制，以及获取当前功率因数以作为第二功率因数，最后根据第一功率因数和第二功率因数判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常，从而可以提高功率因数校正器工作的可靠性，进而可以提高空调器工作的可靠性。
为达到上述目的，本发明的第三方面实施例提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现本发明第一方面实施例所述的方法。
根据本发明实施例的计算机设备，先控制压缩机启动运行，并关闭功率因数校正器，以及通过检测功率因数校正器的输出侧直流母线电压以获取第一直流母线电压，并获取当前功率因数以作为第一功率因数，再根据第一直流母线电压获取功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压，然后开启功率因数校正器，并根据输出侧直流母线目标电压和检测到的功率因数校正器的输出侧直流母线电压对功率因数校正器进行控制，以及获取当前功率因数以作为第二功率因数，最后根据第一功率因数和第二功率因数判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常，从而可以提高功率因数校正器工作的可靠性，进而可以提高空调器工作的可靠性。
为达到上述目的，本发明的第四方面实施例提出了一种用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置，所述空调器包括整流电路和压缩机，所述功率因数校正器连接在所述整流电路和压缩机之间，所述装置包括第一获取模块、第二获取模块、第三获取模块和故障诊断模块，其中，在所述故障诊断模块控制所述压缩机启动运行、并关闭所述功率因数校正器时，所述第一获取模块通过检测所述功率因数校正器的输出侧直流母线电压以获取第一直流母线电压，所述第二获取模块获取当前功率因数以作为第一功率因数；所述第三获取模块根据所述第一直流母线电压获取所述功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压；在所述故障诊断模块开启所述功率因数校正器、并根据所述输出侧直流母线目标电压和检测到的功率因数校正器的输出侧直流母线电压对所述功率因数校正器进行控制时，所述第二获取模块还获取当前功率因数以作为第二功率因数；所述故障诊断模块还用于，根据所述第一功率因数和所述第二功率因数判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常。
根据本发明实施例的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置，在故障诊断模块控制压缩机启动运行、并关闭功率因数校正器时，第一获取模块通过检测功率因数校正器的输出侧直流母线电压以获取第一直流母线电压，第二获取模块获取当前功率因数以作为第一功率因数，第三获取模块根据第一直流母线电压获取功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压，在故障诊断模块开启功率因数校正器、并根据输出侧直流母线目标电压和检测到的功率因数校正器的输出侧直流母线电压对功率因数校正器进行控制时，第二获取模块还获取当前功率因数以作为第二功率因数，故障诊断模块还根据第一功率因数和第二功率因数判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常。由此，该装置通过获取功率因数校正器开启前后的功率因数，可以准确判断出功率因数校正功能是否存在异常，从而可以提高功率因数校正器工作的可靠性，进而可以提高空调器工作的可靠性。
另外，根据本发明上述实施例提出的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述第三获取模块进一步用于：在所述第一直流母线电压上叠加第一电压阈值以获得所述功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压。
根据本发明的一个实施例，所述故障诊断模块进一步用于：判断所述第二功率因数与所述第一功率因数之间的差值是否大于第一预设值，并在所述第二功率因数与所述第一功率因数之间的差值大于第一预设值时，判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能正常，以及在所述第二功率因数与所述第一功率因数之间的差值小于等于第一预设值时，判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能存在异常。
根据本发明的一个实施例，，所述故障诊断模块进一步用于：判断所述第一功率因数是否小于第二预设值，并判断所述第二功率因数是否大于第三预设值，并在所述第一功率因数小于第二预设值且所述第二功率因数大于第三预设值时，判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能正常，以及在所述第一功率因数大于等于第二预设值或者所述第二功率因数小于等于第三预设值时，判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能存在异常，其中，所述第二预设值小于所述第三预设值。
根据本发明的一个实施例，上述的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置还包括：检测模块，所述检测模块用于检测所述功率因数校正器的输入侧瞬时电流和输入侧瞬时电压，所述第二获取模块进一步用于根据所述输入侧瞬时电流和输入侧瞬时电压获取所述功率因数校正器的输入功率平均值、输入电压有效值和输入电流有效值，并根据所述输入功率平均值、所述输入电压有效值和所述输入电流有效值获取所述第一功率因数或所述第二功率因数。
为达到上述目的，本发明的第五方面实施例提出了一种空调器，其包括本发明第四方面实施例所述的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置。
根据本发明实施例的空调器，通过获取功率因数校正器开启前后的功率因数，可以准确判断出功率因数校正功能是否存在异常，从而可以提高功率因数校正器工作的可靠性，进而可以提高空调器工作的可靠性。
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是根据本发明第一个实施例的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的空调器的电路拓扑图；
图3是根据本发明第二个实施例的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法的流程图；
图4是根据本发明第三个实施例的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法的流程图；
图5是根据本发明第四个实施例的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法的流程图；
图6是根据本发明一个实施例的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置的方框示意图；
图7是根据本发明另一个实施例的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置的方框示意图。
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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法、非临时性计算机可读存储介质、计算机设备、用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置和空调器。
图1是根据本发明第一个实施例的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法的流程图。其中，如图2所示，空调器包括整流电路10和压缩机20，功率因数校正器30连接在整流电路10和压缩机20之间；如图1所示，功率因数校正器的故障诊断方法包括以下步骤：
S1，控制压缩机启动运行，并关闭功率因数校正器，以及通过检测功率因数校正器的输出侧直流母线电压Vdc以获取第一直流母线电压，并获取当前功率因数以作为第一功率因数。
S2，根据第一直流母线电压Vdc获取功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压Vo。
进一步地，在本发明的实施例中，在第一直流母线电压上叠加第一电压阈值以获得功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压Vo。其中，第一电压阈值一般大于-5V。
S3，开启功率因数校正器，并根据输出侧直流母线目标电压Vo和检测到的功率因数校正器的输出侧直流母线电压Vdc对功率因数校正器进行控制，以及获取当前功率因数以作为第二功率因数。
S4，根据第一功率因数和第二功率因数判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常。
具体地，如图2所示，空调器的整流电路10与压缩机20之间设置有功率因数校正器30(也称PFC电路)，单相交流电源AC输出的单相交流电经整流电路10整流后输出脉动直流电，再经过功率因数校正器30进行功率因数校正以输出稳定的直流电，接至大容量的电解电容E进行滤波后，以给压缩机20供电。功率因数校正器常采用Boost(升压)型功率因数校正器，其可以包括电感L、功率开关管Q和二极管D，其中，电感L可以为电抗器，功率开关管Q可以为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)和MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)，二极管D可以为快恢复二极管。功率因数校正器的功率因数校正功能的工作原理是：设定期望的输出侧直流母线目标电压Vo，根据输出侧直流母线目标电压Vo和检测到的输出侧直流母线电压Vdc采用PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)技术调节功率开关管Q的占空比，以实现输出侧直流母线电压Vdc跟踪输出侧直流母线目标电压Vo，并同时实现功率因数近似为1(即输入侧电流相位跟踪输入侧电压相位)，以提高电源的转换效率。
为保证功率因数校正器工作的可靠性，可在空调器上电后自动启动功率因数校正器的故障诊断功能，也可通过遥控器等用户输入接口启动功率因数校正器的故障诊断功能。当接收到启动功率因数校正器的故障诊断功能的指令时，控制压缩机启动运行，但关闭功率因数校正器的功率因数校正功能，稳定一段时间后(一般大于5s)，检测功率因数校正器的输出侧直流母线电压Vdc以获取第一直流母线电压(可增加低通滤波环节)，并且检测当前功率因数以作为第一功率因数(可增加低通滤波环节)，第一直流母线电压和第一功率因数即为功率因数校正器的开启前输出侧直流母线电压和开启前功率因数。再根据第一直流母线电压设定功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压Vo，其中，输出侧直流母线目标电压＝第一直流母线电压(开启前输出侧直流母线电压)+第一电压阈值，输出侧直流母线目标电压Vo可以高于或者略低于第一直流母线电压(开启前输出侧直流母线电压)，所以，第一电压阈值一般大于-5V。
然后，开启功率因数校正器的功率因数校正功能，并根据输出侧直流母线目标电压Vo和当前输出侧直流母线电压Vdc调节功率开关管Q的占空比，以进行功率因数校正，待功率因数校正的功率因数校正功能达到稳定状态后(一般需要3s以上)，获取当前功率因数以作为第二功率因数即开启后功率因数(可增加低通滤波环节)。最后，根据开启前后的功率因数(即第一功率因数和第二功率因数)判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常，例如，如果开启后功率因数明显大于开启前功率因数，则判断功率因数校正器的功率因数校正功能正常，否则，判断功率因数校正功能异常。由此，该方法通过获取功率因数校正器开启前后的功率因数，可以准确判断出功率因数校正功能是否存在异常，从而可以提高功率因数校正器工作的可靠性，进而可以提高空调器工作的可靠性。
下面结合具体的实施例描述如何根据第一功率因数和第二功率因数判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常。
根据本发明的一个实施例，如图3所示，根据第一功率因数和第二功率因数判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常，可以包括：
S401，判断第二功率因数与第一功率因数之间的差值是否大于第一预设值。其中，第一预设值一般不低于10％，例如，第一预设值可以为15％。
S402，如果第二功率因数与第一功率因数之间的差值大于第一预设值，则判断功率因数校正器的功率因数校正功能正常。
S403，如果第二功率因数与第一功率因数之间的差值小于等于第一预设值，则判断功率因数校正器的功率因数校正功能存在异常。
具体地，功率因数校正器开启后，如果开启后功率因数-开启前功率因数>15％，即第二功率因数-第一功率因数>15％，说明开启功率因数校正功能后的功率因数明显高于开启功率因数校正功能前的功率因数，因此判断功率因数校正器的功率因数校正功能正常。而如果开启后功率因数-开启前功率因数≤15％，即第二功率因数—第一功率因数≤15％，则说明开启功率因数校正功能后功率因数并没有明显提高，因此判断功率因数校正器的功率因数校正功能存在异常。
除可通过上述方法判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否正常，也可以通过以下方法判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否正常。
根据本发明的一个实施例，如图4所示，根据第一功率因数和第二功率因数判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常，可以包括：
S404，判断第一功率因数是否小于第二预设值，并判断第二功率因数是否大于第三预设值。其中，第二预设值小于第三预设值，第二预设值和第三预设值可以根据实际情况进行预设，例如，第二预设值可以为85％，第三预设值可以为95％。
S405，如果第一功率因数小于第二预设值且第二功率因数大于第三预设值，则判断功率因数校正器的功率因数校正功能正常。
S406，如果第一功率因数大于等于第二预设值或者第二功率因数小于等于第三预设值，则判断功率因数校正器的功率因数校正功能存在异常。
具体地，功率因数校正器开启后，如果开启前功率因数＜85％且开启后功率因数＞95％，即第一功率因数＜85％且第二功率因数＞95％，则判断功率因数校正器的功率因数校正功能正常。而如果开启前功率因数≥85％或者开启后功率因数≤95％，即第一功率因数≥85％或者第二功率因数≤95％，则判断功率因数校正器的功率因数校正功能存在异常。
可以理解，本发明是根据开启功率因数校正器前后的功率因数判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常，因此，需要获取功率因数，下面结合具体的实施例描述如何获取功率因数。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，可以根据以下步骤获取第一功率因数或第二功率因数：
S101，检测功率因数校正器的输入侧瞬时电流Iin和输入侧瞬时电压Vin。
S102，根据输入侧瞬时电流Iin和输入侧瞬时电压Vin获取功率因数校正器的输入功率平均值、输入电压有效值和输入电流有效值。
S103，根据输入功率平均值、输入电压有效值和输入电流有效值获取第一功率因数或第二功率因数。
具体地，功率因数＝输入功率平均值/(输入电压有效值×输入电流有效值)，因此可通过获取输入功率平均值、输入电压有效值和输入电流有效值获取第一功率因数或第二功率因数。而如图2所示，交流单相电源AC经整流电路10整流后的脉动直流电是一个周期电压信号，在其周期内，有效值计算公式为：
公式(1)中：U为输入电压有效值；Vin为输入侧瞬时电压；T为周期。
并且，
Vin＝Um|Sin(ωt)| (2)
公式(2)中：Um为输入电压最大值；Vin为输入侧瞬时电压。
对公式(2)进行平方可得：
由公式(3)可知，输入侧瞬时电压的平方实际上是一个电压最大值的平方的半的直流分量与一个以2ω为角速度的交流信号之和。若将直流以外的谐波信号滤掉，即可得到输入电压最大值的平方的一半，亦即输入电压有效值的平方，进一步开方即可得到输入电压有效值。
输入电流有效值的获取原理同上。
因此，可以通过获取功率因数校正器的输入侧瞬时电流Iin和输入侧瞬时电压Vin，同时增加低通滤波环节，即可获取功率因数校正器的输入电压有效值和输入电流有效值。其中，输入电压有效值为(输入侧瞬时电压×输入侧瞬时电压)进行低通滤波，再开平方根；输入电流有效值为(输入侧瞬时电流×输入侧瞬时电流)进行低通滤波，再开平方根；输入功率平均值为(输入侧瞬时电流×输入侧瞬时电压)进行低通滤波。低通滤波截止频率可以小于10Hz。
为此，在本发明的实施例中，如图2所示，可以以远高于输入电压频率的采样频率检测功率因数校正器的输入侧瞬时电流Iin和输入侧瞬时电压Vin。由于输入电压频率一般为50Hz或者60Hz，因此采样频率可以设置为10kHz或以上(例如18kHz)，然后，采用低通滤波的方式根据输入侧瞬时电流Iin和输入侧瞬时电压Vin获取功率因数校正器的输入功率平均值、输入电压有效值和输入电流有效值，其中，低通滤波截止频率要远低于输入电压频率，例如低通滤波截止频率可以小于10Hz。最后，根据功率因数＝输入功率平均值/(输入电压有效值×输入电流有效值)即可获取第一功率因数或第二功率因数。
可以理解，在本发明的实施例中，输入侧瞬时电流Iin可通过电阻采样方法或者霍尔电流传感器检测得到。输入侧瞬时电压Vin和输出侧直流母线电压Vdc均可采用电阻分压方法检测得到。在判断功率因数校正器的功率因数校正功能存在异常时，可通过控制相应的提示单元发出异常提示信息，以方便进行检修。
综上所述，根据本发明实施例的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法，先控制压缩机启动运行，并关闭功率因数校正器，以及通过检测功率因数校正器的输出侧直流母线电压以获取第一直流母线电压，并获取当前功率因数以作为第一功率因数，再根据第一直流母线电压获取功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压，然后开启功率因数校正器，并根据输出侧直流母线目标电压和检测到的功率因数校正器的输出侧直流母线电压对功率因数校正器进行控制，以及获取当前功率因数以作为第二功率因数，最后根据第一功率因数和第二功率因数判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常。该方法通过获取功率因数校正器开启前后的功率因数，可以准确判断出功率因数校正功能是否存在异常，从而可以提高功率因数校正器工作的可靠性，进而可以提高空调器工作的可靠性。
本发明的实施例还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法。
根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，先控制压缩机启动运行，并关闭功率因数校正器，以及通过检测功率因数校正器的输出侧直流母线电压以获取第一直流母线电压，并获取当前功率因数以作为第一功率因数，再根据第一直流母线电压获取功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压，然后开启功率因数校正器，并根据输出侧直流母线目标电压和检测到的功率因数校正器的输出侧直流母线电压对功率因数校正器进行控制，以及获取当前功率因数以作为第二功率因数，最后根据第一功率因数和第二功率因数判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常，从而可以提高功率因数校正器工作的可靠性，进而可以提高空调器工作的可靠性。
本发明的实施例还提出一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现上述的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法。
根据本发明实施例的计算机设备，先控制压缩机启动运行，并关闭功率因数校正器，以及通过检测功率因数校正器的输出侧直流母线电压以获取第一直流母线电压，并获取当前功率因数以作为第一功率因数，再根据第一直流母线电压获取功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压，然后开启功率因数校正器，并根据输出侧直流母线目标电压和检测到的功率因数校正器的输出侧直流母线电压对功率因数校正器进行控制，以及获取当前功率因数以作为第二功率因数，最后根据第一功率因数和第二功率因数判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常，从而可以提高功率因数校正器工作的可靠性，进而可以提高空调器工作的可靠性。
图6是根据本发明一个实施例的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置的方框示意图。其中，如图2所示，空调器包括整流电路10和压缩机20，功率因数校正器30连接在整流电路10和压缩机20之间；如图6所示，故障诊断装置包括第一获取模块100、第二获取模块200、第三获取模块300和故障诊断模块400。
其中，在故障诊断模块400控制压缩机20启动运行、并关闭功率因数校正器30时，第一获取模块100通过检测功率因数校正器的输出侧直流母线电压Vdc以获取第一直流母线电压，第二获取模块200获取当前功率因数以作为第一功率因数。第三获取模块300根据第一直流母线电压获取功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压Vo。在故障诊断模块400开启功率因数校正器30、并根据输出侧直流母线目标电压Vo和检测到的功率因数校正器的输出侧直流母线电压Vdc对功率因数校正器30进行控制时，第二获取模块200还获取当前功率因数以作为第二功率因数。故障诊断模块400还用于根据第一功率因数和第二功率因数判断功率因数校正器30的功率因数校正功能是否存在异常。
进一步地，在本发明的实施例中，第三获取模块300进一步用于：在第一直流母线电压上叠加第一电压阈值以获得功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压Vo。
具体地，如图2所示，空调器的整流电路10与压缩机20之间设置有功率因数校正器30(也称PFC电路)，单相交流电源AC输出的单相交流电经整流电路10整流后输出脉动直流电，再经过功率因数校正器30进行功率因数校正以输出稳定的直流电，接至大容量的电解电容E进行滤波后，以给压缩机20供电。功率因数校正器常采用Boost(升压)型功率因数校正器，其可以包括电感L、功率开关管Q和二极管D，其中，电感L可以为电抗器，功率开关管Q可以为IGBT和MOSFET，二极管D可以为快恢复二极管。功率因数校正器30的功率因数校正功能的工作原理是：设定期望的输出侧直流母线目标电压Vo，根据输出侧直流母线目标电压Vo和检测到的输出侧直流母线电压Vdc采用PWM技术调节功率开关管Q的占空比，以实现输出侧直流母线电压Vdc跟踪输出侧直流母线目标电压Vo，并同时实现功率因数近似为1(即输入侧电流相位跟踪输入侧电压相位)，以提高电源的转换效率。
为保证功率因数校正器30工作的可靠性，可在空调器上电后自动启动功率因数校正器的故障诊断功能，也可通过遥控器等用户输入接口启动功率因数校正器的故障诊断功能。当故障诊断模块400接收到启动功率因数校正器30的故障诊断功能的指令时，控制压缩机20启动运行，但关闭功率因数校正器30的功率因数校正功能，稳定一段时间后(一般大于5s)，第一获取模块100获取功率因数校正器的输出侧直流母线电压Vdc以获取第一直流母线电压(可增加低通滤波环节)，并且第二获取模块200获取当前功率因数以作为第一功率因数(可增加低通滤波环节)，第一直流母线电压和第一功率因数即为功率因数校正器的开启前输出侧直流母线电压和开启前功率因数。第三获取模块300再根据第一直流母线电压获取功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压Vo，其中，输出侧直流母线目标电压＝第一直流母线电压(开启前输出侧直流母线电压)+第一电压阈值，输出侧直流母线目标电压Vo可以高于或者略低于第一直流母线电压(开启前输出侧直流母线电压)，所以，第一电压阈值一般大于-5V。
然后，故障诊断模块400开启功率因数校正器30的功率因数校正功能，并根据输出侧直流母线目标电压Vo和当前输出侧直流母线电压Vdc调节功率开关管Q的占空比，以进行功率因数校正，待功率因数校正的功率因数校正功能达到稳定状态后(一般需要3s以上)，第二获取模块200获取当前功率因数以作为第二功率因数即开启后功率因数(可增加低通滤波环节)。最后，故障诊断模块400根据开启前后的功率因数(即第一功率因数和第二功率因数)判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常，例如，如果开启后功率因数明显大于开启前功率因数，则故障诊断模块400判断功率因数校正器的功率因数校正功能正常，否则，判断功率因数校正功能异常。由此，该装置通过获取功率因数校正器开启前后的功率因数，可以准确判断出功率因数校正功能是否存在异常，从而可以提高功率因数校正器工作的可靠性，进而可以提高空调器工作的可靠性。
下面结合具体的实施例描述故障诊断模块400如何根据第一功率因数和第二功率因数判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常。
根据本发明的一个实施例，故障诊断模块400进一步用于：判断第二功率因数与第一功率因数之间的差值是否大于第一预设值，并在第二功率因数与第一功率因数之间的差值大于第一预设值时，判断功率因数校正器的功率因数校正功能正常，以及在第二功率因数与第一功率因数之间的差值小于等于第一预设值时，判断功率因数校正器的功率因数校正功能存在异常。其中，第一预设值一般不低于10％，例如，第一预设值可以为15％。
具体地，故障诊断模块400控制功率因数校正器30开启后，如果开启后功率因数-开启前功率因数>15％，即第二功率因数-第一功率因数>15％，说明开启功率因数校正功能后的功率因数明显高于开启功率因数校正功能前的功率因数，因此故障诊断模块400判断功率因数校正器30的功率因数校正功能正常。而如果开启后功率因数-开启前功率因数≤15％，即第二功率因数—第一功率因数≤15％，则说明开启功率因数校正功能后功率因数并没有明显提高，因此故障诊断模块400判断率因数校正器30的功率因数校正功能存在异常。
故障诊断模块400除可通过上述方式判断功率因数校正器30的功率因数校正功能是否正常，也可以通过以下方式判断功率因数校正器30的功率因数校正功能是否正常。
根据本发明的一个实施例，故障诊断模块400进一步用于：判断第一功率因数是否小于第二预设值，并判断第二功率因数是否大于第三预设值，并在第一功率因数小于第二预设值且第二功率因数大于第三预设值时，判断功率因数校正器30的功率因数校正功能正常，以及在第一功率因数大于等于第二预设值或者第二功率因数小于等于第三预设值时，判断功率因数校正器30的功率因数校正功能存在异常。其中，第二预设值小于第三预设值，第二预设值和第三预设值可以根据实际情况进行预设，例如，第二预设值可以为85％，第三预设值可以为95％。
具体地，故障诊断模块400控制功率因数校正器30开启后，如果开启前功率因数＜85％且开启后功率因数＞95％，即第一功率因数＜85％且第二功率因数＞95％，则故障诊断模块400判断功率因数校正器30的功率因数校正功能正常。而如果开启前功率因数≥85％或者开启后功率因数≤95％，即第一功率因数≥85％或者第二功率因数≤95％，则故障诊断模块400判断功率因数校正器30的功率因数校正功能存在异常。
可以理解，故障诊断模块400是根据开启功率因数校正器前后的功率因数判断功率因数校正器30的功率因数校正功能是否存在异常，因此，需要获取功率因数，下面结合具体的实施例描述如何获取功率因数。
根据本发明的一个实施例，如图7所示，上述的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置还可以包括：检测模块500，检测模块500用于检测功率因数校正器的输入侧瞬时电流Iin和输入侧瞬时电压Vin，第二获取模块200可以进一步用于根据输入侧瞬时电流Iin和输入侧瞬时电压Vin获取功率因数校正器30的输入功率平均值、输入电压有效值和输入电流有效值，并根据输入功率平均值、输入电压有效值和输入电流有效值获取第一功率因数或第二功率因数。
具体地，功率因数＝输入功率平均值/(输入电压有效值×输入电流有效值)，因此，第二获取模块200可通过获取输入功率平均值、输入电压有效值和输入电流有效值获取第一功率因数或第二功率因数。而如图2所示，交流单相电源AC经整流电路10整流后的脉动直流电是一个周期电压信号，在其周期内，有效值计算公式为：
公式(1)中：U为输入电压有效值；Vin为输入侧瞬时电压；T为周期。
并且，
Vin＝Um|Sin(ωt)| (2)
公式(2)中：Um为输入电压最大值；Vin为输入侧瞬时电压。
对公式(2)进行平方可得：
由公式(3)可知，输入侧瞬时电压的平方实际上是一个电压最大值的平方的半的直流分量与一个以2ω为角速度的交流信号之和。若将直流以外的谐波信号滤掉，即可得到输入电压最大值的平方的一半，亦即输入电压有效值的平方，进一步开方即可得到输入电压有效值。
输入电流有效值的获取原理同上。
因此，第二获取模块200可以根据功率因数校正器的输入侧瞬时电流Iin和输入侧瞬时电压Vin，同时增加低通滤波环节，即可获取功率因数校正器的输入电压有效值和输入电流有效值。其中，输入电压有效值为(输入侧瞬时电压×输入侧瞬时电压)进行低通滤波，再开平方根；输入电流有效值为(输入侧瞬时电流×输入侧瞬时电流)进行低通滤波，再开平方根；输入功率平均值为(输入侧瞬时电流×输入侧瞬时电压)进行低通滤波。低通滤波截止频率可以小于10Hz。
为此，在本发明的实施例中，如图2所示，检测模块500可以以远高于输入电压频率的采样频率检测功率因数校正器30的输入侧瞬时电流Iin和输入侧瞬时电压Vin。由于输入电压频率一般为50Hz或者60Hz，因此采样频率可以设置为10kHz或以上(例如18kHz)。然后，第二获取模块200可以采用低通滤波的方式根据输入侧瞬时电流Iin和输入侧瞬时电压Vin获取功率因数校正器30的输入功率平均值、输入电压有效值和输入电流有效值，其中，低通滤波截止频率要远低于输入电压频率，例如低通滤波截止频率可以小于10Hz。最后，第二获取模块200可以根据功率因数＝输入功率平均值/(输入电压有效值×输入电流有效值)即可获取第一功率因数或第二功率因数。
可以理解，在本发明的实施例中，可通过采样电阻或者霍尔电流传感器检测输入侧瞬时电流Iin，采用分压电阻检测输入侧瞬时电压Vin和输出侧直流母线电压Vdc。故障诊断模块400在判断功率因数校正器30的功率因数校正功能存在异常时，可通过控制相应的提示单元发出异常提示信息，以方便进行检修。
综上所述，根据本发明实施例的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置，在故障诊断模块控制压缩机启动运行、并关闭功率因数校正器时，第一获取模块通过检测功率因数校正器的输出侧直流母线电压以获取第一直流母线电压，第二获取模块获取当前功率因数以作为第一功率因数，第三获取模块根据第一直流母线电压获取功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压，在故障诊断模块开启功率因数校正器、并根据输出侧直流母线目标电压和检测到的功率因数校正器的输出侧直流母线电压对功率因数校正器进行控制时，第二获取模块还获取当前功率因数以作为第二功率因数，故障诊断模块还根据第一功率因数和第二功率因数判断功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常。由此，该装置通过获取功率因数校正器开启前后的功率因数，可以准确判断出功率因数校正功能是否存在异常，从而可以提高功率因数校正器工作的可靠性，进而可以提高空调器工作的可靠性。
此外，本发明的实施例还提出一种空调器，其包括上述的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置。
根据本发明实施例的空调器，通过获取功率因数校正器开启前后的功率因数，可以准确判断出功率因数校正功能是否存在异常，从而可以提高功率因数校正器工作的可靠性，进而可以提高空调器工作的可靠性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (13)
1.一种用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法，其特征在于，所述空调器包括整流电路和压缩机，所述功率因数校正器连接在所述整流电路和压缩机之间，所述方法包括以下步骤：
控制所述压缩机启动运行，并关闭所述功率因数校正器，以及通过检测所述功率因数校正器的输出侧直流母线电压以获取第一直流母线电压，并获取当前功率因数以作为第一功率因数；
根据所述第一直流母线电压获取所述功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压；
开启所述功率因数校正器，并根据所述输出侧直流母线目标电压和检测到的功率因数校正器的输出侧直流母线电压对所述功率因数校正器进行控制，以及获取当前功率因数以作为第二功率因数；
根据所述第一功率因数和所述第二功率因数判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常。
2.如权利要求1所述的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法，其特征在于，在所述第一直流母线电压上叠加第一电压阈值以获得所述功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压。
3.如权利要求1所述的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法，其特征在于，根据所述第一功率因数和所述第二功率因数判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常，包括：
判断所述第二功率因数与所述第一功率因数之间的差值是否大于第一预设值；
如果所述第二功率因数与所述第一功率因数之间的差值大于第一预设值，则判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能正常；
如果所述第二功率因数与所述第一功率因数之间的差值小于等于第一预设值，则判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能存在异常。
4.如权利要求1所述的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法，其特征在于，根据所述第一功率因数和所述第二功率因数判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常，包括：
判断所述第一功率因数是否小于第二预设值，并判断所述第二功率因数是否大于第三预设值，其中，所述第二预设值小于所述第三预设值；
如果所述第一功率因数小于第二预设值且所述第二功率因数大于第三预设值，则判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能正常；
如果所述第一功率因数大于等于第二预设值或者所述第二功率因数小于等于第三预设值，则判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能存在异常。
5.如权利要求1-4中任一项所述的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断方法，其特征在于，根据以下步骤获取所述第一功率因数或所述第二功率因数：
检测所述功率因数校正器的输入侧瞬时电流和输入侧瞬时电压；
根据所述输入侧瞬时电流和输入侧瞬时电压获取所述功率因数校正器的输入功率平均值、输入电压有效值和输入电流有效值；
根据所述输入功率平均值、所述输入电压有效值和所述输入电流有效值获取所述第一功率因数或所述第二功率因数。
6.一种非临时性计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。
7.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。
8.一种用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置，其特征在于，所述空调器包括整流电路和压缩机，所述功率因数校正器连接在所述整流电路和压缩机之间，所述装置包括第一获取模块、第二获取模块、第三获取模块和故障诊断模块，其中，
在所述故障诊断模块控制所述压缩机启动运行、并关闭所述功率因数校正器时，所述第一获取模块通过检测所述功率因数校正器的输出侧直流母线电压以获取第一直流母线电压，所述第二获取模块获取当前功率因数以作为第一功率因数；
所述第三获取模块根据所述第一直流母线电压获取所述功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压；
在所述故障诊断模块开启所述功率因数校正器、并根据所述输出侧直流母线目标电压和检测到的功率因数校正器的输出侧直流母线电压对所述功率因数校正器进行控制时，所述第二获取模块还获取当前功率因数以作为第二功率因数；
所述故障诊断模块还用于，根据所述第一功率因数和所述第二功率因数判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能是否存在异常。
9.如权利要求8所述的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置，其特征在于，所述第三获取模块进一步用于：在所述第一直流母线电压上叠加第一电压阈值以获得所述功率因数校正器的输出侧直流母线目标电压。
10.如权利要求8所述的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置，其特征在于，所述故障诊断模块进一步用于：判断所述第二功率因数与所述第一功率因数之间的差值是否大于第一预设值，并在所述第二功率因数与所述第一功率因数之间的差值大于第一预设值时，判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能正常，以及在所述第二功率因数与所述第一功率因数之间的差值小于等于第一预设值时，判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能存在异常。
11.如权利要求8所述的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置，其特征在于，所述故障诊断模块进一步用于：判断所述第一功率因数是否小于第二预设值，并判断所述第二功率因数是否大于第三预设值，并在所述第一功率因数小于第二预设值且所述第二功率因数大于第三预设值时，判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能正常，以及在所述第一功率因数大于等于第二预设值或者所述第二功率因数小于等于第三预设值时，判断所述功率因数校正器的功率因数校正功能存在异常，其中，所述第二预设值小于所述第三预设值。
12.如权利要求8-10任一项所述的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置，其特征在于，还包括：检测模块，所述检测模块用于检测所述功率因数校正器的输入侧瞬时电流和输入侧瞬时电压，所述第二获取模块进一步用于根据所述输入侧瞬时电流和输入侧瞬时电压获取所述功率因数校正器的输入功率平均值、输入电压有效值和输入电流有效值，并根据所述输入功率平均值、所述输入电压有效值和所述输入电流有效值获取所述第一功率因数或所述第二功率因数。
13.一种空调器，其特征在于，包括如权利要去8-12中任一项所述的用于空调器的功率因数校正器的故障诊断装置。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |