CN110260484A - 控制风机启动的方法、装置、计算机可读存储介质及空调 - Google Patents

控制风机启动的方法、装置、计算机可读存储介质及空调 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种控制风机启动的方法、装置、计算机可读存储介质及空调，涉及自动化控制技术领域。其中的控制风机启动的方法包括：检测风机的电流；在电流的数值大于预设数值的情况下，检测风机的当前旋转方向和当前旋转速度，并根据当前旋转方向和当前旋转速度控制风机启动。本公开在控制风机启动之前先检测风机的初始状态，根据风机的初始状态采用相应的启动方式来控制风机启动，从而提高了成功启动风机的概率。

Description

控制风机启动的方法、装置、计算机可读存储介质及空调
技术领域
本公开涉及自动化控制技术领域，特别涉及一种控制风机启动的方法、装置、计算机可读存储介质及空调。
背景技术
空调开机后，空调的风机会进入启动模式。
在风机开始启动时，传统的控制风机启动的方法，通常是直接给予风机转子一个正旋转方向的转矩，从而驱动风机转子正向旋转。
发明内容
发明人研究发现，由于空调的风机放置在室外环境下，有时会因室外的气候条件影响，导致风机在开始启动时自身就拥有较大的转速和转矩。对于风机在开始启动时的不同状态，风机需要不同的启动条件。如果永远采用相同的启动条件控制风机启动可能导致风机无法正常开机，使得成功启动风机的概率较低。
状态观测器能够估算风机的当前状态。风机在旋转时会产生反电动势，状态观测器根据实时产生的反电动势能够推算当前风机的转速。然而，如果当前风机的转速较低，此时实时的反电动势较小，状态观测器不能准确估计风机的当前状态，导致成功启动风机的概率依然较低。
本公开解决的一个技术问题是，如何提高成功启动风机的概率。
根据本公开实施例的一个方面，提供了一种控制风机启动的方法，包括：检测风机的电流；在电流的数值大于预设数值的情况下，检测风机的当前旋转方向和当前旋转速度，并根据当前旋转方向和当前旋转速度控制风机启动。
在一些实施例中，还包括：在电流的数值不大于预设数值的情况下，以第一预设电流控制风机开环启动，第一预设电流的数值大于预设数值。
在一些实施例中，根据当前旋转方向和当前旋转速度控制风机启动包括：在当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相反、且当前旋转速度大于第一预设速度的情况下，控制风机闭环制动，直至当前旋转速度等于第一预设速度；以第二预设电流控制风机开环制动，直至当前旋转速度为零；其中，第二预设电流大于第一预设电流；控制风机开环启动。
在一些实施例中，根据当前旋转方向和当前旋转速度控制风机启动还包括：在当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相反、且当前旋转速度不大于第一预设速度的情况下，以及在当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相同、且当前旋转速度不大于第二预设速度的情况下，以第三预设电流控制风机开环制动，直至当前旋转速度为零；其中，第三预设电流大于第一预设电流，且第三预设电流小于第二预设电流；控制风机开环启动。
在一些实施例中，根据当前旋转方向和当前旋转速度控制风机启动还包括：在当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相同、且当前旋转速度大于第二预设速度的情况下，控制风机闭环运行。
在一些实施例中，根据当前旋转方向和当前旋转速度控制风机启动还包括：控制风机开环启动成功后，控制风机闭环运行。
根据本公开实施例的另一个方面，提供了一种控制风机启动的装置，包括：电流检测模块，被配置为检测风机的电流；风机控制模块，被配置为：在电流的数值大于预设数值的情况下，检测风机的当前旋转方向和当前旋转速度，并根据当前旋转方向和当前旋转速度控制风机启动。
在一些实施例中，风机控制模块还被配置为：在电流的数值不大于预设数值的情况下，以第一预设电流控制风机开环启动，第一预设电流的数值大于预设数值。
在一些实施例中，风机控制模块被配置为：在当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相反、且当前旋转速度大于第一预设速度的情况下，控制风机闭环制动，直至当前旋转速度等于第一预设速度；以第二预设电流控制风机开环制动，直至当前旋转速度为零；其中，第二预设电流大于第一预设电流；控制风机开环启动。
在一些实施例中，风机控制模块还被配置为：在当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相反、且当前旋转速度不大于第一预设速度的情况下，以及在当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相同、且当前旋转速度不大于第二预设速度的情况下，以第三预设电流控制风机开环制动，直至当前旋转速度为零，其中，第三预设电流大于第一预设电流，且第三预设电流小于第二预设电流；控制风机开环启动。
在一些实施例中，风机控制模块还被配置为：在当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相同、且当前旋转速度大于第二预设速度的情况下，控制风机闭环运行。
在一些实施例中，风机控制模块还被配置为：控制风机开环启动成功后，控制风机闭环运行。
根据本公开实施例的又一个方面，提供了一种控制风机启动的装置，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器中的指令，执行前述的控制风机启动的方法。
根据本公开实施例的再一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现前述的控制风机启动的方法。
根据本公开实施例的再一个方面，提供了一种空调，包括风机以及前述的控制风机启动的装置。
本公开在控制风机启动之前先检测风机的初始状态，根据风机的初始状态采用相应的启动方式来控制风机启动，从而提高了成功启动风机的概率。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本公开一些实施例的控制风机启动的方法的流程示意图。
图2示出了风机的驱动电路的示意图。
图3示出了一些实施例的根据风机的当前旋转方向和当前旋转速度控制风机启动的流程示意图。
图4示出了风机的当前转速与控制策略之间的对应关系示意图。
图5示出了本公开一些实施例的控制风机启动的装置的结构示意图。
图6示出了本公开另一些实施例的控制风机启动的装置的结构示意图。
图7示出了本公开一些实施例的空调的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，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它实施例，都属于本公开保护的范围。
下面结合图1描述本公开控制风机启动的方法的一些实施例，以便从查询目标数据的角度解释本公开的控制风机启动的方法。
图1示出了本公开一些实施例的控制风机启动的方法的流程示意图。如图1所示，本实施例包括步骤S101～步骤S104。
在步骤S101中，检测风机的电流。
图2示出了风机的驱动电路的示意图。如图2所示，交流电源AC经过整流桥输出直流电，再通过三相逆变器形成变频交流电。D1-D6为逆变器的绝缘栅双极型晶体管，通过控制器控制D1-D6的开断，实现变频控制风机M。R1、R2、R3为三个支路上的采样电阻，根据R1、R2、R3上的电压，可以检测得到各个支路上的电流值。
本领域技术人员应理解，在风机在室外环境的作用下转动时，风机中的转子切割风机中定子产生的磁场，产生反电动势。该反电动势会使得R1、R2、R3中产生幅值相同、相位不同的电流Is。空调上电后，首先判断是否开机。确定开机之后检测当前风机的电流值Is。具体的检测手段例如可以为通过检测R1两端经过运放元件放大之后连入单片机AD转换接口的电压值、R1的阻值来折算出当前电流值Is。
在步骤S102中，判断风机的电流的数值是否大于预设数值。
预设数值Iset是状态观测器能否准确检测风机转速的电流阈值，是通过实验和测试结果预先设置的。风机的电流Is的数值大于预设数值Iset的情况下，状态观测器能准确检测风机的转速；风机的电流Is的数值不大于预设数值Iset的情况下，状态观测器不能准确检测风机的转速。
在风机的电流的数值大于预设数值的情况下，执行步骤S103。在步骤S103中，检测风机的当前旋转方向和当前旋转速度，并根据当前旋转方向和当前旋转速度控制风机启动。
例如，风机的电流Is的数值大于预设数值Iset的情况下，开启状态观测器，采用状态观测器检测风机的初始状态，并根据风机的初始状态控制风机启动。各个初始状态所对应的启动方式在后文中进行详细介绍。
在风机的电流的数值不大于预设数值的情况下，执行步骤S104。在步骤S104中，以第一预设电流控制风机开环启动。其中，第一预设电流的数值大于该预设数值。
例如，风机的电流Is的数值不大于预设数值Iset的情况下，通过交流电AC使电阻R1、R2、R3上产生Iset1大小的电流，控制风机进行开环启动。在风机的电流较小时，使用大于Iset的电流Iset1开环启动，可以拖起风机旋转。本领域技术人员应理解，开环启动是转速电流双闭环调速系统中的专业术语。开环是指从转速、电流双闭环的调速系统中去掉转速环反馈，起到的作用是不控制风机的转速只控制风机的电流。
鉴于风机受室外环境因素的影响导致在启动之前可能存在多种初始状态，本实施例在控制风机启动之前先检测风机的初始状态，根据风机的初始状态采用相应的启动方式来控制风机启动。在风机的电流较大时检测风机的转速，在风机的电流较小时控制风机开环启动，从而提高了成功启动风机的概率。
下面结合图3描述如何根据风机的当前旋转方向和当前旋转速度控制风机启动。
图3示出了一些实施例的根据风机的当前旋转方向和当前旋转速度控制风机启动的流程示意图。如图3所示，本实施例包括步骤S3031～步骤S3037。
在步骤S3031中，检测风机的当前旋转方向和当前旋转速度。
例如，状态观测器检测风机当前转速为ωe。当ωe为正时，表示当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相同；当ωe为负时，表示当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相反。
在当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相反、且当前旋转速度大于第一预设速度的情况下，执行步骤S3032～步骤S3034。
在步骤S3032中，控制风机闭环制动，直至当前旋转速度等于第一预设速度。
例如，ωset1＜0，|ωset1|为第一预设速度；ωset2＞0，ωset2为第二预设速度。若ωe＜ωset1，即当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相反，且当前旋转速度较快。此时，状态观测器能够准确观测风机的旋转速度以及电机电流产生旋转磁场的空间角度。利用观测风机的旋转速度以及电机电流产生旋转磁场的空间角度进行闭环制动，使得风机的当前旋转速度降至ωset1，此时风机的当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相反。本领域技术人员应理解，闭环制动是转速电流双闭环调速系统中的专业术语。闭环是指利用转速、电流双闭环的调速系统中的转速环反馈和电流环反馈，起到的作用是即控制风机的转速又控制风机的电流。
在步骤S3033中，以第二预设电流控制风机开环制动，直至当前旋转速度为零。其中，第二预设电流大于第一预设电流。
风机的当前旋转速度降至ωset1后，状态观测器不能准确观测风机的旋转速度以及电机电流产生旋转磁场的空间角度，此时采用闭环制动的制动效果较差，因此去掉转速环的反馈，改用开环制动的方式以电流Iset2使风机的旋转速度降至0，其中Iset2＞Iset1＞Iset。
在步骤S3034中，控制风机开环启动。
风机的旋转速度降至0后，依然使用开环方式，只控制电流，例如以Iset2控制风机开环启动。
在当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相反、且当前旋转速度不大于第一预设速度的情况下，以及在当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相同、且当前旋转速度不大于第二预设速度的情况下，执行步骤S3035～步骤S3036。
在步骤S3035中，以第三预设电流控制风机开环制动，直至当前旋转速度为零。其中，第三预设电流大于第一预设电流，且第三预设电流小于第二预设电流。
例如，当ωset1＜ωe＜ωset2时，以Iset3控制风机开环制动，直至风机的当前旋转速度为零。其中，Iset2＞Iset3＞Iset1。
在步骤S3036中，控制风机开环启动。
例如，风机的当前旋转速度为零后，以Iset3控制风机开环启动。
在当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相同、且当前旋转速度大于第二预设速度的情况下，以及在步骤S3034、步骤S3036中控制风机开环启动成功后，执行步骤S3037。
在步骤S3037中，控制风机闭环运行。
例如，若ωe＞ωset2，就可以直接切入闭环运行状态。再比如，风机的压缩机启动后，表示控制风机启动成功，不报启动失败保护。此时可以切入闭环运行状态。
本实施例利用状态观测器，能够根据风机的不同转速采用不同的策略控制风机启动。如果当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相反且当前旋转速度较快，状态观测器能够准确观测风机的初始状态，采用闭环制动能够准确、迅速的对风机进行制动。如果当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相同且当前旋转速度较快，可直接进入闭环运行。若风机的转速较低，状态观测器不能非常精确的观测风机的初始状态，采用开环制动的方式使风机停止以避开状态观测器观测不准的旋转速度区间，再用较大电流启动风机，从而提高了控制风机启动的成功率。
图4示出了风机的当前转速与控制策略之间的对应关系示意图。根据图4可以清楚简明的知晓风机的当前转速与控制策略之间的对应关系。
下面结合图5描述本公开控制风机启动的装置的一些实施例。
图5示出了本公开一些实施例的控制风机启动的装置的结构示意图。如图5所示，本实施例中的控制风机启动的装置50包括：电流检测模块502，被配置为检测风机的电流；风机控制模块504，被配置为：在电流的数值大于预设数值的情况下，检测风机的当前旋转方向和当前旋转速度，并根据当前旋转方向和当前旋转速度控制风机启动。
在一些实施例中，风机控制模块504还被配置为：在电流的数值不大于预设数值的情况下，以第一预设电流控制风机开环启动，第一预设电流的数值大于预设数值。
鉴于风机受室外环境因素的影响导致在启动之前可能存在多种初始状态，本实施例在控制风机启动之前先检测风机的初始状态，根据风机的初始状态采用相应的启动方式来控制风机启动。在风机的电流较大时检测风机的转速，在风机的电流较小时控制风机开环启动，从而提高了成功启动风机的概率。
在一些实施例中，风机控制模块504被配置为：在当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相反、且当前旋转速度大于第一预设速度的情况下，控制风机闭环制动，直至当前旋转速度等于第一预设速度；以第二预设电流控制风机开环制动，直至当前旋转速度为零；其中，第二预设电流大于第一预设电流；控制风机开环启动。
在一些实施例中，风机控制模块504还被配置为：在当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相反、且当前旋转速度不大于第一预设速度的情况下，以及在当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相同、且当前旋转速度不大于第二预设速度的情况下，以第三预设电流控制风机开环制动，直至当前旋转速度为零，其中，第三预设电流大于第一预设电流，且第三预设电流小于第二预设电流；以第三预设电流控制风机开环启动。
在一些实施例中，风机控制模块504还被配置为：在当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相同、且当前旋转速度大于第二预设速度的情况下，控制风机闭环运行。
在一些实施例中，风机控制模块504还被配置为：控制风机开环启动成功后，控制风机闭环运行。
本实施例利用状态观测器，能够根据风机的不同转速采用不同的策略控制风机启动。如果当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相反且当前旋转速度较快，状态观测器能够准确观测风机的初始状态，采用闭环制动能够准确、迅速的对风机进行制动。如果当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相同且当前旋转速度较快，可直接进入闭环运行。若风机的转速较低，状态观测器不能非常精确的观测风机的初始状态，采用开环制动的方式使风机停止以避开状态观测器观测不准的旋转速度区间，再用较大电流启动风机，从而提高了控制风机启动的成功率。
下面结合图6描述本公开控制风机启动的装置的另一些实施例。
图6示出了本公开另一些实施例的控制风机启动的装置的结构示意图。如图6所示，该实施例的控制风机启动的装置60包括：存储器610以及耦接至该存储器610的处理器620，处理器620被配置为基于存储在存储器610中的指令，执行前述任意一些实施例中的控制风机启动的方法。
其中，存储器610例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。
控制风机启动的装置60还可以包括输入输出接口630、网络接口640、存储接口650等。这些接口630、640、650以及存储器610和处理器620之间例如可以通过总线660连接。其中，输入输出接口630为显示器、鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备提供连接接口。网络接口640为各种联网设备提供连接接口。存储接口650为SD卡、U盘等外置存储设备提供连接接口。
本公开还包括一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现前述任意一些实施例中的控制风机启动的方法。
图7示出了本公开一些实施例的空调的结构示意图。如图7所示，该实施例的空调70包括风机702以及控制风机启动的装置50。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种控制风机启动的方法，包括：
检测风机的电流；
在所述电流的数值大于预设数值的情况下，检测风机的当前旋转方向和当前旋转速度，并根据所述当前旋转方向和当前旋转速度控制风机启动。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：在所述电流的数值不大于预设数值的情况下，以第一预设电流控制风机开环启动，第一预设电流的数值大于所述预设数值。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述根据所述当前旋转方向和当前旋转速度控制风机启动包括：
在所述当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相反、且所述当前旋转速度大于第一预设速度的情况下，控制风机闭环制动，直至所述当前旋转速度等于第一预设速度；
以第二预设电流控制风机开环制动，直至所述当前旋转速度为零；其中，第二预设电流大于第一预设电流；
控制风机开环启动。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述根据所述当前旋转方向和当前旋转速度控制风机启动还包括：
在所述当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相反、且所述当前旋转速度不大于第一预设速度的情况下，以及在所述当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相同、且所述当前旋转速度不大于第二预设速度的情况下，以第三预设电流控制风机开环制动，直至所述当前旋转速度为零；其中，第三预设电流大于第一预设电流，且第三预设电流小于第二预设电流；
控制风机开环启动。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述根据所述当前旋转方向和当前旋转速度控制风机启动还包括：
在所述当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相同、且所述当前旋转速度大于第二预设速度的情况下，控制风机闭环运行。
6.如权利要求3或4所述的方法，其中，所述根据所述当前旋转方向和当前旋转速度控制风机启动还包括：
控制风机开环启动成功后，控制风机闭环运行。
7.一种控制风机启动的装置，包括：
电流检测模块，被配置为检测风机的电流；
风机控制模块，被配置为：在所述电流的数值大于预设数值的情况下，检测风机的当前旋转方向和当前旋转速度，并根据所述当前旋转方向和当前旋转速度控制风机启动。
8.如权利要求7所述的装置，其中，风机控制模块还被配置为：
在所述电流的数值不大于预设数值的情况下，以第一预设电流控制风机开环启动，第一预设电流的数值大于所述预设数值。
9.如权利要求8所述的装置，其中，所述风机控制模块被配置为：
在所述当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相反、且所述当前旋转速度大于第一预设速度的情况下，控制风机闭环制动，直至所述当前旋转速度等于第一预设速度；以第二预设电流控制风机开环制动，直至所述当前旋转速度为零；其中，第二预设电流大于第一预设电流；控制风机开环启动。
10.如权利要求9所述的装置，其中，所述风机控制模块还被配置为：
在所述当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相反、且所述当前旋转速度不大于第一预设速度的情况下，以及在所述当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相同、且所述当前旋转速度不大于第二预设速度的情况下，以第三预设电流控制风机开环制动，直至所述当前旋转速度为零，其中，第三预设电流大于第一预设电流，且第三预设电流小于第二预设电流；控制风机开环启动。
11.如权利要求10所述的装置，其中，所述风机控制模块还被配置为：
在所述当前旋转方向与风机运行时的旋转方向相同、且所述当前旋转速度大于第二预设速度的情况下，控制风机闭环运行。
12.如权利要求9或10所述的装置，其中，所述风机控制模块还被配置为：
控制风机开环启动成功后，控制风机闭环运行。
13.一种控制风机启动的装置，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求1至6中任一项所述的控制风机启动的方法。
14.一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的控制风机启动的方法。
15.一种空调，包括：风机以及如权利要求7至13任一项所述的控制风机启动的装置。
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