CN110966243A - 一种空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于空调控制技术领域，公开了一种空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法及系统，风机的逆风转速不超过n1，风机正常开启并关闭风机逆风转速检测电路；风机的逆风转速为n1～n2，风机首先进行软启动，直至逆风转速降至n1以下，再进行正常启动并关闭风机逆风转速检测电路；风机的逆风转速大于n2，控制器直接发出保护信号，禁止风机启动。本发明检测到外风机的转速，根据转速来进行不同的控制策略，软启动控制即为MCU发出一定频率的驱动信号来控制逆变器，线路中的电流不会达到过流值；本发明拓宽了空调外风机的工作范围，使得其在高速反转的情况下仍能开启，从而保护控制器和电机。给用户提供更好的使用效果。

Description

一种空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法及系统

技术领域

本发明属于空调控制技术领域，尤其涉及一种空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法及系统。

背景技术

目前，最接近的现有技术：

目前空调外风机没有检测逆风转速的功能且一般放置在室外，风扇极易受室外风吹动而发生旋转，尤其沿海等海风较大地区。风机启动时，外风机可能处于反转状态，在高速反转情况下直接启动风机容易引起过流进而烧坏IPM的内部功率器件，严重者将导致电机退磁。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现有空调风机启动控制技术中，风机在高速反转状态下直接启动时，由于风机过流而烧坏控制器或者导致电机退磁。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法及系统。

本发明是这样实现的，一种空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法，包括：

风机的逆风转速不超过n1，风机正常开启并关闭风机逆风转速检测电路；

风机的逆风转速为n1～n2，风机首先进行软启动，直至逆风转速降至n1以下，再进行正常启动并关闭风机逆风转速检测电路；

风机的逆风转速大于n2，控制器直接发出保护信号，禁止风机启动，并发出故障显示信号显示故障原因。

进一步，所述控制器控制风机的软启动方法包括：

外风机反转时，产生一个感应电动势，当空调风机开启时，控制器首先发出高电平控制继电器K吸合，风机逆风转速检测电路接通，霍尔传感器输出接到R3的信号是正弦形式的电压信号，电压跟随器A1提供电压为V1的直流偏置电压，经过运放A2输出一个放大的信号与V1进行比较后输出与初始信号频率相同的方波，方波传给控制器进行相关计算，得出风机转速；

软启动时，控制器输出一个定频的驱动控制信号，控制逆变器的通断，三相电机产生电流以及产生阻止风机反转的力矩，实现风机降速。

进一步，在风机启动前，通过逆风转速检测电路计算风机反电动势的频率并控制风机的启停，霍尔传感器采得的信号经过运算放大器后与电压跟随器A1产生的信号分别接入比较器A3的反向端和正向端。

本发明另一目的在于提供一种空调风机的逆风转速检测与软启动控制系统包括：

霍尔电流传感器将采集的电流信号变换为电压信号通过继电器K，再经由R3接入A2的同向端，电压V经过R5，R6分压电阻分压后，通过C1接入A1同向端，A1输出与A1反向端相连并通过R4接到A2同向端，电阻R7一端接地，一端接A2反向端，同时A2输出端经过R8接入到A2反向端，A3反向端为A2输出，同向端为A1输出，A3输出端接入控制器。

进一步，控制器通过限流电阻R1控制mosfet的通断来控制继电器的通断。

进一步，控制器通过控制驱动模块控制逆变桥的工作状态。

本发明另一目的在于提供一种终端，所述终端搭载所述空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法的控制器。

本发明另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法。

本发明另一目的在于提供一种实现所述空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法的空调变频器。

本发明另一目的在于提供一种实现所述空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法的中央集中供暖风或冷风空调。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

由于空调外风机没有逆风转速的检测功能，风机启动时，风扇很可能处于高速反转情况，此时风机会产生很大的反电动势，若启动风机则需较大转矩，造成风机过流，容易烧坏控制器的驱动模块，本发明解决风机在高速反转状态下直接正常启动，由于风机过流而烧坏控制器或者导致电机退磁等问题。

与现有技术相比，本发明的优点进一步包括：

本发明提供一种空调外风机转速检测方案,在启动前检测风机是否反转，同时检测反转转速,若转速不超过n1,则直接正常启动(转速小于n1，正常启动可以让其停止反转并正常工作)。若转速在n1～n2之间，则先进行一种软启动过程(MCU发出一定频率的驱动控制信号)来降低反转速度，直至反转速度降到n1以下，再进行正常启动过程(当转速在n1～n2之间，正常启动的话会造成过流，但降速后的正常启动过程中，风阻不至于使其过流)。若转速超过n2，则直接关闭正常启动逻辑，禁止风机启动(即使降速后启动，较大的风阻仍会使其正常工作下产生过流)。

本发明通过这一方案可以检测到外风机的转速，根据转速来进行不同的控制策略，软启动控制即为MCU发出一定频率的驱动信号来控制逆变器，此时线路中的电流不会达到过流值，在软启动过程中，高速反转的外风机转速会逐渐下降，等下降至n1以下时，进行正常的风机启动控制逻辑，软启动结束。

本发明拓宽了空调外风机的工作范围，使得其在高速反转的情况下仍能开启，从而保护控制器和电机。给用户提供更好的使用效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法流程图。

图2是本发明实施例提供的空调风机的逆风转速检测电路图。

图3是本发明实施例提供的空调风机的逆风转速检测与软启动控制系统图。

图4是本发明实施例提供的空调风机的启停控制信号图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现有空调风机启动控制技术中，风机在高速反转状态下直接启动时，由于风机过流而烧坏控制器或者导致电机退磁。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

本发明实施例提供的空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法，包括：

风机的逆风转速不超过n1，风机正常开启并关闭风机逆风转速检测电路。

风机的逆风转速为n1～n2，风机首先进行软启动，直至逆风转速降至n1以下，再进行正常启动并关闭风机逆风转速检测电路。

风机的逆风转速大于n2，控制器直接发出保护信号，禁止风机启动，并发出故障显示信号显示故障原因。

若风机的逆风转速不超过n1，则让风机正常开启并关闭风机逆风转速检测电路

若风机的逆风转速在n1～n2之间，则让风机首先进行软启动，直至逆风转速降至n1以下，再进行正常启动并关闭风机逆风转速检测电路。这样可以让风机在这种较高转速下，仍然能够启动而不至于发生过流烧坏控制器。

若风机的逆风转速大于n2，则直接让控制器发出保护信号，不让风机启动，并发出故障显示信号显示故障原因。这样可以保护风机不让其在高速反转的情况下启动因而发生过流烧坏控制器。

如图1所示，本发明实施例提供的控制器控制风机的软启动方法包括：

S101，外风机反转时，会产生一个感应电动势，当空调要开启时，控制器(MCU)首先发出高电平控制继电器K吸合，风机反转检测控制电路接通。

S102，霍尔传感器输出接到R3的信号是一个正弦形式的电压信号，电压跟随器A1提供一个电压为V1的直流偏置电压，经过运放A2输出一个放大的信号与V1进行比较后输出一个与初始信号频率相同的方波，方波传给控制器进行相关计算，即可得出风机转速。

S103，当需要软启动时，MCU输出一个定频的驱动控制信号，来控制逆变器的通断，三相电机中会产生一定的电流，从而产生阻止风机反转的力矩。达到将低转速的目的。

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。

如图2所示，空调外风机逆风转速检测电路，空调外风机处于反转情况下会产生感应电动势且随转速增大而增大，若在逆风转速过高情况下直接启动风机，风机会因过流而烧坏控制器，严重者将导致电机退磁。因此在风机启动前，通过逆风转速检测电路检测空调外风机的逆风转速，若转速在n1以下，则正常启动风机并关闭逆风检测电路，若风机反转转速在n2～n2之间，则首先进行一段软启动过程来降低风机转速，直至转速降低到n1以下时，再进行正常启动。若逆风转速超过n2则直接关闭电机驱动逻辑，不让风机启动，防止过流导致的控制器损坏。

图3为本发明实施例提供的空调风机的逆风转速检测与软启动控制系统(风机逆风转速检测电路原理)包括：

霍尔电流传感器将采集的电流信号变换为电压信号通过继电器K，再经由R3接入A2的同向端，电压V经过R5，R6分压电阻分压后，通过C1接入A1同向端，A1输出与A1反向端相连并通过R4接到A2同向端，电阻R7一端接地，一端接A2反向端，同时A2输出端经过R8接入到A2反向端，A3反向端为A2输出，同向端为A1输出，A3输出端接入MCU。MCU可以通过限流电阻R1控制mosfet的通断来控制继电器的通断。MCU也可通过控制驱动模块来控制逆变桥的工作状态。

风机的反电动势波形为正弦波电压信号且逆风转速越大，反电动势波形频率越高，因此在风机启动前，通过逆风转速检测电路计算风机反电动势的频率进而来控制风机的启停，霍尔传感器采得的信号经过运算放大器后与电压跟随器A1产生的信号分别接入比较器A3的反向端和正向端。

两个输入波形和输出波形如图4所示。输出波形是高低电平跳变的方波，该方波的频率与风机反转的频率一致，根据公式

即可算出风机转速，MCU通过内置程序来根据不同转速，给出相应的操作。当转速在n1以下，直接正常启动风机并关闭检测电路。当转速在n1到n2之间，首先进行一段软启动过程(即MCU给出一定占空比的PWM来控制驱动模块)，此过程可以让风机转速降低，直至降至n1以下，再进行正常启动过程。若风机转速在软起动过程中不降低，则停止启动并关闭检测电路。若转速在n2以上，则直接禁止风机启动。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法，其特征在于，所述空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法包括：

风机的逆风转速不超过n1，风机正常开启并关闭风机逆风转速检测电路；

风机的逆风转速为n1～n2，风机首先进行软启动，直至逆风转速降至n1以下，再进行正常启动并关闭风机逆风转速检测电路；

风机的逆风转速大于n2，控制器直接发出保护信号，禁止风机启动。

2.如权利要求1所述的空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法，其特征在于，所述控制器控制风机的软启动方法包括：

外风机反转时，产生一个感应电动势，当空调风机开启时，控制器首先发出高电平控制继电器K吸合，风机逆风转速检测电路接通，霍尔传感器输出接到R3正弦形式的电压信号，电压跟随器A1提供电压为V1的直流偏置电压，经过运放A2输出一个放大的信号与V1进行比较后输出与初始信号频率相同的方波，方波传给控制器进行相关计算，得出风机转速；

软启动时，控制器输出一个定频的驱动控制信号，控制逆变器的通断，三相电机产生电流以及产生阻止风机反转的力矩，实现风机降速。

3.如权利要求2所述的空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法，其特征在于，在风机启动前，通过逆风转速检测电路计算风机反电动势的频率并控制风机的启停，霍尔传感器采得的信号经过运算放大器后与电压跟随器A1产生的信号分别接入比较器A3的反向端和正向端。

4.一种如权利要求1～3任意一项所述空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法的空调风机的逆风转速检测与软启动控制系统，其特征在于，所述空调风机的逆风转速检测与软启动控制系统包括：

霍尔电流传感器将采集的电流信号变换为电压信号通过继电器K，再经由R3接入A2的同向端，电压V经过R5，R6分压电阻分压后，通过C1接入A1同向端，A1输出与A1反向端相连并通过R4接到A2同向端，电阻R7一端接地，一端接A2反向端，同时A2输出端经过R8接入到A2反向端，A3反向端为A2输出，同向端为A1输出，A3输出端接入控制器。

5.如权利要求4所述的空调风机的逆风转速检测与软启动控制系统，其特征在于，控制器通过限流电阻R1控制mosfet的通断来控制继电器的通断。

6.如权利要求4所述的空调风机的逆风转速检测与软启动控制系统，其特征在于，控制器通过控制驱动模块控制逆变桥的工作状态。

7.一种终端，其特征在于，所述终端搭载实现权利要求1～3任意一项所述空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法的控制器。

8.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-7任意一项所述的空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法。

9.一种实现权利要求1～3任意一项所述空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法的空调变频器。

10.一种实现权利要求1～3任意一项所述空调风机的逆风转速检测与软启动控制方法的中央集中供暖风或冷风空调。

Images