CN111397002A - 一种控制器散热组件、控制方法和空调器 - Google Patents

一种控制器散热组件、控制方法和空调器 Download PDF

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CN111397002A CN202010254743.7A CN202010254743A CN111397002A CN 111397002 A CN111397002 A CN 111397002A CN 202010254743 A CN202010254743 A CN 202010254743A CN 111397002 A CN111397002 A CN 111397002A
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Abstract

本发明提供一种控制器散热组件、控制方法和空调器，控制器散热组件包括：散热基板、散热翅片和风机组件，散热基板的一侧与发热元器件贴合设置，散热基板的另一侧设置有散热翅片，散热翅片具有多个，且多个散热翅片在其内部形成有空腔，风机组件设置于散热翅片的内部的空腔中，通过控制风机组件的开启或关闭、和/或控制风机组件开启时的转速大小以对发热元器件的散热进行控制。通过本发明能够从散热翅片内部抽吸或吹出气流，可以降低元器件局部高温点，解决空调变频控制器元器件温度偏高，元器件温度不均匀和不一致的问题，同时根据散热器中风机组件的运行情况来反馈调节系统，保证元器件温度在合理的范围内。

Description

一种控制器散热组件、控制方法和空调器
技术领域
本发明属于空调技术领域，具体涉及一种控制器散热组件、控制方法和空调器。
背景技术
现有空调变频控制器元器件散热大部分采用铝型材散热器，一方面在高温环境下，控制器元器件的温升无法满足要求，限制了空调高温制冷量的提升，甚至空调保护停机；另一方面由于元器件的发热量不一致，元器件的温度均匀性无法保证，部分元器件温度出现偏高现象，影响其可靠性和寿命，进而影响空调运行的安全性和可靠性。
由于现有技术中的空调存在变频控制器元器件温度偏高，元器件温度不均匀不一致等技术问题，因此本发明研究设计出一种控制器散热组件、控制方法和空调器。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的空调变频控制器元器件温度偏高，元器件温度不均匀不一致的缺陷，从而提供一种控制器散热组件、控制方法和空调器。
本发明提供一种控制器散热组件，其包括：
散热基板、散热翅片和风机组件，所述散热基板的一侧与发热元器件贴合设置，所述散热基板的另一侧设置有散热翅片，所述散热翅片具有多个，且多个所述散热翅片在其内部形成有空腔，所述风机组件设置于所述散热翅片的内部的所述空腔中，通过控制所述风机组件的开启或关闭、和/或控制风机组件开启时的转速大小以对发热元器件的散热进行控制。
优选地，
多个所述散热翅片为从中间朝外径向发散的翅片布置，且在中间形成容纳所述风机组件的所述空腔。
优选地，
所述散热翅片为板状结构，多个所述散热翅片为层叠设置的多层板结构，且每个所述散热翅片中部都设置有孔洞，多个所述板结构的所述孔洞叠置、形成容纳所述风机组件的所述空腔。
优选地，
还包括热管，所述散热基板设置于所述散热翅片的下端，所述热管设置在所述散热基板和所述散热翅片之间，且所述热管的下端与所述散热基板连接、所述热管的上端与所述散热翅片连接。
优选地，
所述热管为U形形状，包括依次连接的第一段、第二段和第三段，所述第二段设置于所述散热基板和所述散热翅片之间，所述第一段从与所述第二段连接的位置向上延伸至所述第一段的自由端处，所述第三段从与所述第二段连接的位置向上延伸至所述第三段的自由端处。
优选地，
所述热管为多个，多个所述热管沿所述散热基板的长度方向或宽度方向间隔布置。
优选地，
所述风机组件包括轴流风机、离心风机和对旋风机中的至少一种。
本发明还提供一种控制器散热控制方法，其利用前任一项所述的控制器散热组件，通过控制所述风机组件的开启或关闭、和/或控制风机组件开启时的转速大小以对发热元器件的散热进行控制。
优选地，
①当外环温度T外环≥T风机外环下限值，元器件温度T温度≥T元器件温度下限值；或，
②当外环温度T外环≥T风机外环下限值，压缩机相电流I压缩机≥I风机开启下限值；或，
③当外环温度T外环≥T风机外环下限值，压缩机频率F压缩机≥F风机开启下限值；或，
④当外环温度T外环≥T风机外环下限值，整机电流I整机≥I风机开启下限值；
控制所述风机组件开启，并持续检测运行时间t风机开启时间。
优选地，
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环≤T外环1，且T元器件温度1≥T元器件温度，则控制风机组件的转速为N1；
当T外环≤T外环1，且T元器件温度1＜T元器件温度≤T元器件温度2，则控制风机组件的转速为N2；
当T外环≤T外环1，且T元器件温度2≤T元器件温度，则控制风机组件的转速为N3；
其中T外环1、T元器件温度1和T元器件温度2均为常数，且T元器件温度1＜T元器件温度2，N1、 N2和N3均为常数，且有N1＜N2＜N3。
优选地，
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环1＜T外环≤T外环2，且T元器件温度1≥T元器件温度，则控制风机组件的转速为 N1+△N1；
当T外环1＜T外环≤T外环2，且T元器件温度1＜T元器件温度≤T元器件温度2，则控制风机组件的转速为N2+△N1；
当T外环1＜T外环≤T外环2，且T元器件温度2≤T元器件温度，则控制风机组件的转速为 N3+△N1；
其中T外环1和T外环2均为常数，且T外环1＜T外环2，T元器件温度1和T元器件温度2均为常数，且T元器件温度1＜T元器件温度2，N1、N2和N3均为常数，且有N1＜N2 ＜N3，△N1为正常数。
优选地，
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环2＜T外环，且T元器件温度1≥T元器件温度，则控制风机组件的转速为N1+△ N2；
当T外环2＜T外环，且T元器件温度1＜T元器件温度≤T元器件温度2，则控制风机组件的转速为N2+△N2；
当T外环2＜T外环，且T元器件温度2＜T元器件温度，则控制风机组件的转速为N3+△ N2；
其中T外环1和T外环2均为常数，且T外环1＜T外环2，T元器件温度1和T元器件温度2均为常数，且T元器件温度1＜T元器件温度2，N1、N2和N3均为常数，且有N1＜N2 ＜N3，△N1和△N2为正常数，且有△N1＜△N2。
优选地，
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环≤T外环1，且I压缩机1≥I压缩机，则控制风机组件的转速为N01；
当T外环≤T外环1，且I压缩机1＜I压缩机≤I压缩机2，则控制风机组件的转速为N02；
当T外环≤T外环1，且I压缩机2＜I压缩机，则控制风机组件的转速为N03；
其中T外环1、I压缩机1和I压缩机2均为常数，且I压缩机1＜I压缩机2，N01、N02和N03 均为常数，且有N01＜N02＜N03。
优选地，
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环1＜T外环≤T外环2，且I压缩机1≥I压缩机，则控制风机组件的转速为N01+ △N01；
当T外环1＜T外环≤T外环2，且I压缩机1＜I压缩机≤I压缩机2，则控制风机组件的转速为N02+△N01；
当T外环1＜T外环≤T外环2，且I压缩机2＜I压缩机，则控制风机组件的转速为N03+ △N01；
其中T外环1和T外环2均为常数，且T外环1＜T外环2，I压缩机1和I压缩机1均为常数，且I压缩机1＜I压缩机1，N01、N02和N03均为常数，且有N01＜N02＜N03，△N01为正常数。
优选地，
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环2＜T外环，且I压缩机1≥I压缩机，则控制风机组件的转速为N01+△N02；
当T外环2＜T外环，且I压缩机1＜I压缩机≤I压缩机2，则控制风机组件的转速为N02+ △N02；
当T外环2＜T外环，且I压缩机2＜I压缩机，则控制风机组件的转速为N03+△N02；
其中T外环1和T外环2均为常数，且T外环1＜T外环2，I压缩机1和I压缩机1均为常数，且I压缩机1＜I压缩机1，N01、N02和N03均为常数，且有N01＜N02＜N03，△ N01和△N02为正常数，且有△N01＜△N02。
优选地，
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环≤T外环1，且I整机1≥I整机，则控制风机组件的转速为N001；
当T外环≤T外环1，且I整机1＜I整机≤I整机2，则控制风机组件的转速为N002；
当T外环≤T外环1，且I整机2＜I整机，则控制风机组件的转速为N003；
其中T外环1、I整机1和I整机2均为常数，且I整机1＜I整机2，N001、N002和N003 均为常数，且有N001＜N002＜N003。
优选地，
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环1＜T外环≤T外环2，且I整机1≥I整机，则控制风机组件的转速为N001+△ N001；
当T外环1＜T外环≤T外环2，且I整机1＜I整机≤I整机2，则控制风机组件的转速为 N002+△N001；
当T外环1＜T外环≤T外环2，且I整机2＜I整机，则控制风机组件的转速为N003+△ N001；
其中T外环1和T外环2均为常数，且T外环1＜T外环2，I整机1和I整机1均为常数，且I整机1＜I整机1，N001、N002和N003均为常数，且有N001＜N002＜N003，△N001为正常数。
优选地，
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环2＜T外环，且I整机1≥I整机，则控制风机组件的转速为N001+△N002；
当T外环2＜T外环，且I整机1＜I整机≤I整机2，则控制风机组件的转速为N002+△ N002；
当T外环2＜T外环，且I整机2＜I整机，则控制风机组件的转速为N003+△N002；
其中T外环1和T外环2均为常数，且T外环1＜T外环2，I整机1和I整机1均为常数，且I整机1＜I整机1，N001、N002和N003均为常数，且有N001＜N002＜N003，△N001和△N002为正常数，且有△N001＜△N002。
优选地，
当检测到风机组件运行到最大转速或者检测到风机组件失效时，根据外环温度T外环或者外机换热器管温T外管设置压缩机上限运行频率F频率，控制F频率与T外环成台阶型下降或线性下降或曲线下降的关系，或控制F频率与T外管成台阶型下降或线性下降或曲线下降的关系。
优选地，
当检测到风机组件运行到最大转速或者检测到风机组件失效时，根据外环温度T外环或者外机换热器管温T外管设置压缩机整机电流I电流，控制I电流与T外环成台阶型下降或线性下降或曲线下降的关系，或控制I电流与T外管成台阶型下降或线性下降或曲线下降的关系。
本发明还提供一种空调器，其包括前任一项所述的控制器散热组件。
本发明提供的一种控制器散热组件、控制方法和空调器具有如下有益效果：
1.本发明通过将风机组件设置于散热翅片内部的空腔中，能够从散热翅片内部抽吸或吹出气流，相对于风机布置在散热翅片前方或后方进行吹风或吸风的方式而言，可以降低元器件局部高温点，使得空气能够更大面积地流经散热翅片的表面，提高了翅片的换热利用率，有效地增强了散热翅片的翅片换热效率，有效解决了空调变频控制器元器件温度偏高，元器件温度不均匀和不一致的问题，增强空气与翅片、空气与热管元件之间的换热，对控制元器件的温升有明显的优势；
2.本发明结合空调系统运行特性，通过对空调系统参数的调节来控制散热器中的风机组件，包括风机组件的启动、关闭与空调系统参数(元器件温度、电流参数、压缩机频率、排气等)、外界环境温度(外机换热器的管温)联动控制，对风机组件进行反馈调节，对元器件进行降温；同时根据散热器中风机组件的运行情况来反馈调节系统，使风机系统运行的更为合理，从而保证元器件温度在合理的范围内，提升空调运行的可靠性；
3.本发明的风机组件运行到最大转速或者出现故障时，根据外环温度或者外机换热器的管温设置空调系统运行参数(压缩机上限频率、整机上限电流等)，能够保证空调系统可靠性运转。
附图说明
图1是本发明实施例1的控制器散热组件的正面立体结构示意图；
图2是本发明实施例1的控制器散热组件的爆炸结构示意图；
图3是本发明实施例1的控制器散热组件的背面立体结构示意图；
图4是本发明实施例2的控制器散热组件的正面立体结构示意图；
图5是本发明实施例2的控制器散热组件的爆炸结构示意图；
图6是本发明的控制器散热组件的控制流程示意图；
图7a是本发明的控制器散热控制方法在检测到故障时的控制压缩机运行频率与外环/外管温度之间的逻辑一曲线图；
图7b是本发明的控制器散热控制方法在检测到故障时的控制压缩机运行频率与外环/外管温度之间的逻辑二曲线图；
图8a是本发明的控制器散热控制方法在检测到故障时的控制压缩机整机电流与外环/外管温度之间的逻辑一曲线图；
图8b是本发明的控制器散热控制方法在检测到故障时的控制压缩机整机电流与外环/外管温度之间的逻辑二曲线图。
图中附图标记表示为：
1、风机组件；2、散热翅片；20、空腔；3、散热基板；4、发热元器件； 5、热管；51、第一段；52、第二段；53、第三段。
具体实施方式
如图1-8b所示，本发明提供一种控制器散热组件，其包括：
散热基板3、散热翅片2和风机组件1，所述散热基板3的一侧与发热元器件4贴合设置，所述散热基板3的另一侧设置有散热翅片2，所述散热翅片 2具有多个，且多个所述散热翅片2在其内部形成有空腔20，所述风机组件1 设置于所述散热翅片2的内部的所述空腔20中，通过控制所述风机组件的开启或关闭、和/或控制风机组件开启时的转速大小以对发热元器件的散热进行控制。
本发明通过将风机组件设置于散热翅片内部的空腔中，能够从散热翅片内部抽吸或吹出气流，相对于风机组件布置在散热翅片前方或后方进行吹风或吸风的方式而言，可以降低元器件局部高温点，使得空气能够更大面积地流经散热翅片的表面，提高了翅片的换热利用率，有效地增强了散热翅片的翅片换热效率，有效解决了空调变频控制器元器件温度偏高，元器件温度不均匀和不一致的问题，增强空气与翅片、空气与热管元件之间的换热，对控制元器件的温升有明显的优势；通过对空调系统参数的调节来控制散热器中的风机组件，包括风机组件的启动、关闭与空调系统参数(元器件温度、电流参数、压缩机频率、排气等)、外界环境温度(外机换热器的管温)联动控制，对风机组件进行反馈调节，对元器件进行降温；同时根据散热器中风机组件的运行情况来反馈调节系统，使风机系统运行的更为合理，从而保证元器件温度在合理的范围内，提升空调运行的可靠性。
本发明提出的一种变频控制器散热方式，如图1-5所示。
散热翅片2沿中心呈圆周分布，在散热翅片2中间位置布置风机组件1，风机组件的形式可以是轴流风机、离子风机、对旋风机等。在散热基板3布置需要散热的元器件，元器件包括整流桥、IGBT、二极管、IPM等。风机组件布置位置不限于上述形式，最优的方式设置在发热量最大的元器件对应的位置。
发热元器件4产生的热量由散热基板3传递到翅片上，再由外界空气与翅片换热将热量传递出来。在散热器翅片内部增加风机组件，一方面可以增大周围气流的扰动，增加翅片与环境周围的散热量，另一方面发热量大的元器件温度也会下降，元器件的温度均匀性有所保证。
实施例1，如图1-3所示，优选地，
多个所述散热翅片2为从中间朝外径向发散的翅片布置，且在中间形成容纳所述风机组件1的所述空腔20。这是本发明的实施例1的优选结构形式，即多个散热翅片布置成从中间到四周发射状的布置形式，能够将热量通过翅片朝外径向地发散传递出去；风机组件设置在翅片内部中央，相比于从翅片后方或前方的风机组件吹风的方式而言能够使得空气更加充分地从所有翅片内部经过，气流流经翅片的每一处表面，进一步有效增大了翅片表面与空气的换热面积，提高了翅片换热效果。
实施例2，如图4-5所示，优选地，
所述散热翅片2为板状结构，多个所述散热翅片2为层叠设置的多层板结构，且每个所述散热翅片2中部都设置有孔洞，多个所述板结构的所述孔洞叠置、形成容纳所述风机组件1的所述空腔20。这是本发明的实施例2的优选结构形式，即多个散热翅片布置成层叠状的布置形式，能够将热量通过翅片以层叠的形式在相邻层之间换热、被传递出去；风机组件设置在翅片内部中央，相比于从翅片后方或前方的风机组件吹风的方式而言能够使得空气更加充分地从所有翅片内部经过，气流流经翅片的每一处表面，进一步有效增大了翅片表面与空气的换热面积，提高了翅片换热效果。
优选地，
还包括热管5，所述散热基板3设置于所述散热翅片2的下端，所述热管 5设置在所述散热基板3和所述散热翅片2之间，且所述热管的下端与所述散热基板连接、所述热管的上端与所述散热翅片连接。这是本发明的进一步优选结构形式，通过热管的设置能够利用热管将发热元器件上的热量通过热管内部的制冷剂带到翅片部位、进而通过翅片放热至空气中，提高了换热效率；热管结构同时适用于实施例1和2。
在散热器上设置热管5。元器件产生的热量由散热器基板传递到热管元件上，热管元件内部的介质吸热蒸发变为气态后，在蒸气压力的作用下，内部气态介质运动到上部，然后与热管元件的壁面换热，将热量传递到翅片上，翅片再与空气换热，从而将热量传递到空气中。热管元件内部的气态介质在换热后冷凝成液态，在内部毛细结构的作用下回到蒸发端，周而复始。
在翅片中间位置增加风机组件，目的增强空气与翅片、空气与热管元件之间的换热，对控制元器件的温升有明显的优势。
优选地，
所述热管5为U形形状，包括依次连接的第一段51、第二段52和第三段 53，所述第二段52设置于所述散热基板3和所述散热翅片2之间，所述第一段51从与所述第二段52连接的位置向上延伸至所述第一段51的自由端处，所述第三段53从与所述第二段52连接的位置向上延伸至所述第三段53的自由端处。这是本发明的热管的进一步优选结构形式，即热管的优选形状和结构， U形的结构形式能够使得位于中间段的第二段与散热基板相接，从散热基板处吸收热量，并传递至两端的第一段或第三段，并将热量放出至翅片处、进而散发至空气中，使得第一段和第三段能同时工作、同时换热，进一步提高了换热效率。
优选地，
所述热管5为多个，多个所述热管5沿所述散热基板3的长度方向或宽度方向间隔布置。这是本发明的热管的进一步优选结构形式，通过排布设置的多个热管能够进一步提高换热效率，增强对发热元器件的散热效率。
优选地，
所述风机组件1包括轴流风机、离心风机和对旋风机中的至少一种。这是本发明的风机组件的优选结构形式。
本发明还提供一种控制器散热控制方法，其利用前述的控制器散热组件，通过控制所述风机组件的开启或关闭、或控制风机组件开启时的转速大小以对发热元器件的散热进行控制。本发明结合空调系统运行特性，通过对空调系统参数的调节来控制散热器中的风机组件，包括风机组件的启动、关闭与空调系统参数(元器件温度、电流参数、压缩机频率、排气等)、外界环境温度(外机换热器的管温)联动控制，对风机组件进行反馈调节，对元器件进行降温；同时根据散热器中风机组件的运行情况来反馈调节系统，使风机系统运行的更为合理，从而保证元器件温度在合理的范围内，提升空调运行的可靠性。
1、本发明提出一种变频控制器散热方式及控制方法，通过对空调系统参数的调节来控制散热器中的风机组件，对元器件进行降温；同时根据散热器中风机组件的运行情况来反馈调节系统，保证系统的可靠性。
2、风机组件的启动、关闭与空调系统参数(元器件温度、电流参数、压缩机频率、排气等)、外界环境温度(外机换热器的管温)联动控制。
3、散热器中的风机目标转速计算：
①根据外环温度或者外机换热器的管温、内环温度、元器件温度进行确定；
②根据外环温度或者外机换热器的管温、压缩机相电流或者频率进行确定；
③根据外环温度或者外机换热器的管温、整机电流进行确定；
4、风机组件运行到最大转速或者出现故障时，根据外环温度或者外机换热器的管温设置空调系统运行参数(压缩机上限频率、整机上限电流等)，保证空调系统可靠性运转。
本发明中散热器的风机组件控制与空调系统联动，分为风机运转模式或者不运转模式，具体实施方式如下：
1.优选地，
①当外环温度T外环≥T风机外环下限值，元器件温度T温度≥T元器件温度下限值；或，
②当外环温度T外环≥T风机外环下限值，压缩机相电流I压缩机≥I风机开启下限值；或，
③当外环温度T外环≥T风机外环下限值，压缩机频率F压缩机≥F风机开启下限值；或，
④当外环温度T外环≥T风机外环下限值，整机电流I整机≥I风机开启下限值；
控制所述风机组件开启，并持续检测运行时间t风机开启时间。这是本发明的开启风机组件的优选控制方式，即要么外环温度过高的同时元器件温度过高、因此需要开启风机组件对元器件降温，要么外环温度过高的同时压缩机相电流过大、因此需要开启风机组件对元器件降温，要么外环温度过高的同时压缩机频率过大、因此需要开启风机组件对元器件降温，要么外环温度过高的同时整机电流过大、因此需要开启风机组件对元器件降温，均说明此时元器件需要进行降温了，能够准确有效判断出元器件需要降温的时机，提高控制风机组件开启的精度。
优选地，
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环≤T外环1，且T元器件温度1≥T元器件温度，则控制风机组件的转速为N1；
当T外环≤T外环1，且T元器件温度1＜T元器件温度≤T元器件温度2，则控制风机组件的转速为N2；
当T外环≤T外环1，且T元器件温度2≤T元器件温度，则控制风机组件的转速为N3；
其中T外环1、T元器件温度1和T元器件温度2均为常数，且T元器件温度1＜T元器件温度2，N1、 N2和N3均为常数，且有N1＜N2＜N3。
这是风机组件运行后控制风机组件运行转速的第一种有效控制方式，即根据外环温度和元器件温度分别与各自的预设温度进行比较来控制风机组件转速大小的方式，当T外环≤T外环1，且T元器件温度1≥T元器件温度，说明外环温度和元器件温度都较小，控制风机组件转速运行至指定最小档位N1；当T外环≤T外环1，且T元器件温度1＜T元器件温度≤T元器件温度2，说明外环温度较小但是元器件温度适中，则控制风机组件的转速运行至指定的中间档位N2；当T外环≤T外环1，且T元器件温度2≤T元器件温度，说明外环温度较小但是元器件温度较大，则控制风机组件转速运行至指定的较高档位N3，以满足目前对于元器件散热的需求，提高散热能力。
优选地，
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环1＜T外环≤T外环2，且T元器件温度1≥T元器件温度，则控制风机组件的转速为 N1+△N1；
当T外环1＜T外环≤T外环2，且T元器件温度1＜T元器件温度≤T元器件温度2，则控制风机组件的转速为N2+△N1；
当T外环1＜T外环≤T外环2，且T元器件温度2≤T元器件温度，则控制风机组件的转速为 N3+△N1；
其中T外环1和T外环2均为常数，且T外环1＜T外环2，T元器件温度1和T元器件温度2均为常数，且T元器件温度1＜T元器件温度2，N1、N2和N3均为常数，且有N1＜N2 ＜N3，△N1为正常数。
这是风机组件运行后控制风机组件运行转速的第二种有效控制方式，即根据外环温度和元器件温度分别与各自的预设温度进行比较来控制风机组件转速大小的方式，当T外环1＜T外环≤T外环2，且T元器件温度1≥T元器件温度，说明外环温度适中但元器件温度都较小，控制风机组件转速运行至指定最小档位N1加上递加小档位△N1；当T外环1＜T外环≤T外环2，且T元器件温度1＜T元器件温度≤T元器件温度2，说明外环温度适中且元器件温度适中，则控制风机组件的转速运行至指定的中间档位N2加上递加小档位△N1；当T外环1＜T外环≤T外环2，且T元器件温度2≤T元器件温度，说明外环温度适中但是元器件温度较大，则控制风机组件转速运行至指定的较高档位N3加上递加小档位△N1，以满足目前对于元器件散热的需求，提高散热能力。
优选地，
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环2＜T外环，且T元器件温度1≥T元器件温度，则控制风机组件的转速为N1+△ N2；
当T外环2＜T外环，且T元器件温度1＜T元器件温度≤T元器件温度2，则控制风机组件的转速为N2+△N2；
当T外环2＜T外环，且T元器件温度2＜T元器件温度，则控制风机组件的转速为N3+△ N2；
其中T外环1和T外环2均为常数，且T外环1＜T外环2，T元器件温度1和T元器件温度2均为常数，且T元器件温度1＜T元器件温度2，N1、N2和N3均为常数，且有N1＜N2 ＜N3，△N1和△N2为正常数，且有△N1＜△N2。
这是风机组件运行后控制风机组件运行转速的第三种有效控制方式，即根据外环温度和元器件温度分别与各自的预设温度进行比较来控制风机组件转速大小的方式，当T外环2＜T外环，且T元器件温度1≥T元器件温度，说明外环温度较大但元器件温度都较小，控制风机组件转速运行至指定最小档位N1加上递加中档位△N2；当T外环2＜T外环，且T元器件温度1＜T元器件温度≤T元器件温度2，说明外环温度适较大且元器件温度适中，则控制风机组件的转速运行至指定的中间档位N2加上递加中档位△N2；当T外环2＜T外环，且T元器件温度2≤T元器件温度，说明外环温度较大且元器件温度较大，则控制风机组件转速运行至指定的较高档位N3加上递加中档位△N2，以满足目前对于元器件散热的需求，提高散热能力。
上述三种控制方式可以归纳为下表：
2、风机组件目标转速计算：下述外环温度T外环可以也可以是外机换热器的管温T外管。
①由外环温度T外环、元器件温度T元器件温度进行确定。
Figure 1
注：ΔN1、ΔN2取值范围[0,200]。上述区间划分可以为多段区间，不局限于上述三段区间，可根据实际情况调整。
优选地，
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环≤T外环1，且I压缩机1≥I压缩机，则控制风机组件的转速为N01；
当T外环≤T外环1，且I压缩机1＜I压缩机≤I压缩机2，则控制风机组件的转速为N02；
当T外环≤T外环1，且I压缩机2＜I压缩机，则控制风机组件的转速为N03；
其中T外环1、I压缩机1和I压缩机2均为常数，且I压缩机1＜I压缩机2，N01、N02和N03 均为常数，且有N01＜N02＜N03。
这是风机组件运行后控制风机组件运行转速的第四种有效控制方式，即根据外环温度和压缩机相电流I相电流或压缩机运行频率F频率分别与各自的预设值进行比较来控制风机组件转速大小的方式，当T外环≤T外环1，且I压缩机1≥I压缩机，说明外环温度较小和压缩机相电流较小，控制风机组件转速运行至指定最小档位N01；当T外环≤T外环1，且I压缩机1＜I压缩机≤I压缩机2，说明外环温度较小但是压缩机相电流适中，则控制风机组件的转速运行至指定的中间档位N02；当T外环≤T外环1，且I压缩机2＜I压缩机，说明外环温度较小但是压缩机相电流较大，则控制风机组件转速运行至指定的较高档位N03，以满足目前对于元器件散热的需求，提高散热能力。
优选地，
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环1＜T外环≤T外环2，且I压缩机1≥I压缩机，则控制风机组件的转速为N01+ △N01；
当T外环1＜T外环≤T外环2，且I压缩机1＜I压缩机≤I压缩机2，则控制风机组件的转速为N02+△N01；
当T外环1＜T外环≤T外环2，且I压缩机2＜I压缩机，则控制风机组件的转速为N03+ △N01；
其中T外环1和T外环2均为常数，且T外环1＜T外环2，I压缩机1和I压缩机1均为常数，且I压缩机1＜I压缩机1，N01、N02和N03均为常数，且有N01＜N02＜N03，△N01为正常数。
这是风机组件运行后控制风机组件运行转速的第五种有效控制方式，即根据外环温度和压缩机相电流I相电流或压缩机运行频率F频率分别与各自的预设值进行比较来控制风机组件转速大小的方式，当T外环1＜T外环≤T外环2，且I压缩机1≥I压缩机，说明外环温度适中但压缩机相电流较小，控制风机组件转速运行至指定最小档位N01加上递加小档位△N01；当T外环1＜T外环≤T外环2，且I压缩机1＜I 压缩机≤I压缩机2，说明外环温度适中且压缩机相电流适中，则控制风机组件的转速运行至指定的中间档位N02加上递加小档位△N01；当T外环1＜T外环≤T外环2，且I压缩机2＜I压缩机，说明外环温度适中但是压缩机相电流较大，则控制风机组件转速运行至指定的较高档位N03加上递加小档位△N01，以满足目前对于元器件散热的需求，提高散热能力。
优选地，
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环2＜T外环，且I压缩机1≥I压缩机，则控制风机组件的转速为N01+△N02；
当T外环2＜T外环，且I压缩机1＜I压缩机≤I压缩机2，则控制风机组件的转速为N02+ △N02；
当T外环2＜T外环，且I压缩机2＜I压缩机，则控制风机组件的转速为N03+△N02；
其中T外环1和T外环2均为常数，且T外环1＜T外环2，I压缩机1和I压缩机1均为常数，且I压缩机1＜I压缩机1，N01、N02和N03均为常数，且有N01＜N02＜N03，△ N01和△N02为正常数，且有△N01＜△N02。
这是风机组件运行后控制风机组件运行转速的第六种有效控制方式，即根据外环温度和压缩机相电流I相电流或压缩机运行频率F频率分别与各自的预设值进行比较来控制风机组件转速大小的方式，当T外环2＜T外环，且I压缩机1≥I压缩机，说明外环温度较大但压缩机相电流较小，控制风机组件转速运行至指定最小档位N01加上递加中档位△N02；当T外环2＜T外环，且I压缩机1＜I压缩机≤I压缩机2，说明外环温度适较大且压缩机相电流适中，则控制风机组件的转速运行至指定的中间档位N02加上递加中档位△N02；当T外环2＜T外环，且I压缩机2＜I压缩机，说明外环温度较大且压缩机相电流较大，则控制风机组件转速运行至指定的较高档位N03加上递加中档位△N02，以满足目前对于元器件散热的需求，提高散热能力。
上述三种控制方式可以归纳为下表：
3、风机组件目标转速计算：下述外环温度T外环可以也可以是外机换热器的管温T外管。
②根据外环温度T外环，压缩机相电流I压缩机或者压缩机运行频率F频率确定。
Figure RE-GDA0002522436110000151
注：ΔN01、ΔN02取值范围[0,200]。上述区间划分可以为多段区间，不局限于上述三段区间，可根据实际情况调整。
优选地，
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环≤T外环1，且I整机1≥I整机，则控制风机组件的转速为N001；
当T外环≤T外环1，且I整机1＜I整机≤I整机2，则控制风机组件的转速为N002；
当T外环≤T外环1，且I整机2＜I整机，则控制风机组件的转速为N003；
其中T外环1、I整机1和I整机2均为常数，且I整机1＜I整机2，N001、N002和N003 均为常数，且有N001＜N002＜N003。
这是风机组件运行后控制风机组件运行转速的第七种有效控制方式，即根据外环温度和压缩机整机I整机分别与各自的预设值进行比较来控制风机组件转速大小的方式，当T外环≤T外环1，且I整机1≥I整机，说明外环温度较小和压缩机整机电流较小，控制风机组件转速运行至指定最小档位N001；当T外环≤T外环1，且I整机1＜I整机≤I整机2，说明外环温度较小但是压缩机整机电流适中，则控制风机组件的转速运行至指定的中间档位N002；当T外环≤T外环1，且I整机2＜I整机，说明外环温度较小但是压缩机整机电流较大，则控制风机组件转速运行至指定的较高档位N003，以满足目前对于元器件散热的需求，提高散热能力。
优选地，
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环1＜T外环≤T外环2，且I整机1≥I整机，则控制风机组件的转速为N001+△ N001；
当T外环1＜T外环≤T外环2，且I整机1＜I整机≤I整机2，则控制风机组件的转速为 N002+△N001；
当T外环1＜T外环≤T外环2，且I整机2＜I整机，则控制风机组件的转速为N003+△ N001；
其中T外环1和T外环2均为常数，且T外环1＜T外环2，I整机1和I整机1均为常数，且I整机1＜I整机1，N001、N002和N003均为常数，且有N001＜N002＜N003，△N001为正常数。
这是风机组件运行后控制风机组件运行转速的第八种有效控制方式，即根据外环温度和压缩机整机电流I整机分别与各自的预设值进行比较来控制风机组件转速大小的方式，当T外环1＜T外环≤T外环2，且I整机1≥I整机，说明外环温度适中但压缩机相电流较小，控制风机组件转速运行至指定最小档位N001加上递加小档位△N001；当T外环1＜T外环≤T外环2，且I整机1＜I整机≤I整机2，说明外环温度适中且压缩机整机电流适中，则控制风机组件的转速运行至指定的中间档位 N002加上递加小档位△N001；当T外环1＜T外环≤T外环2，且I整机2＜I整机，说明外环温度适中但是压缩机整机电流较大，则控制风机组件转速运行至指定的较高档位N003加上递加小档位△N001，以满足目前对于元器件散热的需求，提高散热能力。
优选地，
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环2＜T外环，且I整机1≥I整机，则控制风机组件的转速为N001+△N002；
当T外环2＜T外环，且I整机1＜I整机≤I整机2，则控制风机组件的转速为N002+△N002；
当T外环2＜T外环，且I整机2＜I整机，则控制风机组件的转速为N003+△N002；
其中T外环1和T外环2均为常数，且T外环1＜T外环2，I整机1和I整机1均为常数，且I整机1＜I整机1，N001、N002和N003均为常数，且有N001＜N002＜N003，△N001和△N002为正常数，且有△N001＜△N002。
这是风机组件运行后控制风机组件运行转速的第九种有效控制方式，即根据外环温度和压缩机整机电流I整机分别与各自的预设值进行比较来控制风机组件转速大小的方式，当T外环2＜T外环，且I整机1≥I整机，说明外环温度较大但压缩机相电流较小，控制风机组件转速运行至指定最小档位N001加上递加中档位△N002；当T外环2＜T外环，且I整机1＜I整机≤I整机2，说明外环温度适较大且压缩机相电流适中，则控制风机组件的转速运行至指定的中间档位N002加上递加中档位△N002；当T外环2＜T外环，且I整机2＜I整机，说明外环温度较大且压缩机整机电流较大，则控制风机组件转速运行至指定的较高档位N003加上递加中档位△N002，以满足目前对于元器件散热的需求，提高散热能力。
上述三种控制方式可以归纳为下表：
4、风机组件目标转速计算：下述外环温度T外环可以也可以是外机换热器的管温T外管。
③根据外环温度T外环，整机电流I整机确定
Figure RE-GDA0002522436110000171
注：ΔN01、ΔN02取值范围[0,200]。上述区间划分可以为多段区间，不局限于上述三段区间，可根据实际情况调整。
优选地，
当检测到风机组件组件运行到最大转速或者检测到风机组件组件失效时，根据外环温度T外环或者外机换热器管温T外管设置压缩机上限运行频率F频率，控制F频率与T外环成台阶型下降或线性下降或曲线下降的关系，或控制F频率与T外管成台阶型下降或线性下降或曲线下降的关系。
优选地，
当检测到风机组件运行到最大转速或者检测到风机组件失效时，根据外环温度T外环或者外机换热器管温T外管设置压缩机整机电流I电流，控制I电流与T外环成台阶型下降或线性下降或曲线下降的关系，或控制I电流与T外管成台阶型下降或线性下降或曲线下降的关系。
本发明的风机组件运行到最大转速或者出现故障时，根据外环温度或者外机换热器的管温设置空调系统运行参数(压缩机上限频率、整机上限电流等)，能够保证空调系统可靠性运转。
5、风机组件运行到最大转速或者检测到风机组件失效时，为保证系统运行的可靠性，对整机电流或者压缩机运转频率进行反馈调节。
①根据外环温度T外环或者外机换热器管温T外管设置压缩机上限运行频率F 频率曲线，如图3所示，其中频率上限曲线可以设置台阶型曲线，台阶的数量不限，至少≥3；或者设置成线性曲线，其中曲线的斜率根据具体的试验数据来定。上述曲线设置的目的：在风机组件的转速达到最大值或者风机组件失效时，随着外环温或者外管温的升高，系统运行的最大频率会降低，保证元器件的温度在可靠性范围内。②根据外环温度T外环或者外机换热器管温T外管设置整机电流I电流上限曲线，风机组件的转速达到最大值或者风机组件失效时，随着外环温或者外管温的升高，系统运行的整机电流会降低，保证元器件的温度在可靠性范围内。
本发明还提供一种空调器，其包括前述的控制器散热组件。
本发明通过将风机设置于散热翅片内部的空腔中，能够从散热翅片内部抽吸或吹出气流，可以降低元器件局部高温点，使得空气能够更大面积地流经散热翅片的表面，提高了翅片的换热利用率，有效地增强了散热翅片的翅片换热效率，有效解决了空调变频控制器元器件温度偏高，元器件温度不均匀和不一致的问题，增强空气与翅片、空气与热管元件之间的换热，对控制元器件的温升有明显的优势。
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。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种控制器散热组件，其特征在于：包括：
散热基板(3)、散热翅片(2)和风机组件(1)，所述散热基板(3)的一侧与发热元器件(4)贴合设置，所述散热基板(3)的另一侧设置有散热翅片(2)，所述散热翅片(2)具有多个，且多个所述散热翅片(2)在其内部形成有空腔(20)，所述风机组件(1)设置于所述散热翅片(2)的内部的所述空腔(20)中，通过控制所述风机组件的开启或关闭、和/或控制风机组件开启时的转速大小以对发热元器件的散热进行控制。
2.根据权利要求1所述的控制器散热组件，其特征在于：
多个所述散热翅片(2)为从中间朝外径向发散的翅片布置，且在中间形成容纳所述风机组件(1)的所述空腔(20)。
3.根据权利要求1所述的控制器散热组件，其特征在于：
所述散热翅片(2)为板状结构，多个所述散热翅片(2)为层叠设置的多层板结构，且每个所述散热翅片(2)中部都设置有孔洞，多个所述板结构的所述孔洞叠置、形成容纳所述风机组件(1)的所述空腔(20)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的控制器散热组件，其特征在于：
还包括热管(5)，所述散热基板(3)设置于所述散热翅片(2)的下端，所述热管(5)设置在所述散热基板(3)和所述散热翅片(2)之间，且所述热管的下端与所述散热基板连接、所述热管的上端与所述散热翅片连接。
5.根据权利要求4所述的控制器散热组件，其特征在于：
所述热管(5)为U形形状，包括依次连接的第一段(51)、第二段(52)和第三段(53)，所述第二段(52)设置于所述散热基板(3)和所述散热翅片(2)之间，所述第一段(51)从与所述第二段(52)连接的位置向上延伸至所述第一段(51)的自由端处，所述第三段(53)从与所述第二段(52)连接的位置向上延伸至所述第三段(53)的自由端处。
6.根据权利要求4所述的控制器散热组件，其特征在于：
所述热管(5)为多个，多个所述热管(5)沿所述散热基板(3)的长度方向或宽度方向间隔布置。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的控制器散热组件，其特征在于：
所述风机组件(1)包括轴流风机、离心风机和对旋风机中的至少一种。
8.一种控制器散热控制方法，其特征在于：
利用权利要求1-7中任一项所述的控制器散热组件，通过控制所述风机组件的开启或关闭、和/或控制风机组件开启时的转速大小以对发热元器件的散热进行控制。
9.根据权利要求8所述的控制器散热控制方法，其特征在于：
①当外环温度T外环≥T风机外环下限值，元器件温度T温度≥T元器件温度下限值；或，
②当外环温度T外环≥T风机外环下限值，压缩机相电流I压缩机≥I风机开启下限值；或，
③当外环温度T外环≥T风机外环下限值，压缩机频率F压缩机≥F风机开启下限值；或，
④当外环温度T外环≥T风机外环下限值，整机电流I整机≥I风机开启下限值；
控制所述风机组件开启，并持续检测运行时间t风机开启时间。
10.根据权利要求8或9所述的控制器散热控制方法，其特征在于：
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环≤T外环1，且T元器件温度1≥T元器件温度，则控制风机组件的转速为N1；
当T外环≤T外环1，且T元器件温度1＜T元器件温度≤T元器件温度2，则控制风机组件的转速为N2；
当T外环≤T外环1，且T元器件温度2≤T元器件温度，则控制风机组件的转速为N3；
其中T外环1、T元器件温度1和T元器件温度2均为常数，且T元器件温度1＜T元器件温度2，N1、N2和N3均为常数，且有N1＜N2＜N3。
11.根据权利要求8-10任一项所述的控制器散热控制方法，其特征在于：
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环1＜T外环≤T外环2，且T元器件温度1≥T元器件温度，则控制风机组件的转速为N1+△N1；
当T外环1＜T外环≤T外环2，且T元器件温度1＜T元器件温度≤T元器件温度2，则控制风机组件的转速为N2+△N1；
当T外环1＜T外环≤T外环2，且T元器件温度2≤T元器件温度，则控制风机组件的转速为N3+△N1；
其中T外环1和T外环2均为常数，且T外环1＜T外环2，T元器件温度1和T元器件温度2均为常数，且T元器件温度1＜T元器件温度2，N1、N2和N3均为常数，且有N1＜N2＜N3，△N1为正常数。
12.根据权利要求8-11任一项所述的控制器散热控制方法，其特征在于：
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环2＜T外环，且T元器件温度1≥T元器件温度，则控制风机组件的转速为N1+△N2；
当T外环2＜T外环，且T元器件温度1＜T元器件温度≤T元器件温度2，则控制风机组件的转速为N2+△N2；
当T外环2＜T外环，且T元器件温度2＜T元器件温度，则控制风机组件的转速为N3+△N2；
其中T外环1和T外环2均为常数，且T外环1＜T外环2，T元器件温度1和T元器件温度2均为常数，且T元器件温度1＜T元器件温度2，N1、N2和N3均为常数，且有N1＜N2＜N3，△N1和△N2为正常数，且有△N1＜△N2。
13.根据权利要求8-12任一项所述的控制器散热控制方法，其特征在于：
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环≤T外环1，且I压缩机1≥I压缩机，则控制风机组件的转速为N01；
当T外环≤T外环1，且I压缩机1＜I压缩机≤I压缩机2，则控制风机组件的转速为N02；
当T外环≤T外环1，且I压缩机2＜I压缩机，则控制风机组件的转速为N03；
其中T外环1、I压缩机1和I压缩机2均为常数，且I压缩机1＜I压缩机2，N01、N02和N03均为常数，且有N01＜N02＜N03。
14.根据权利要求8-13任一项所述的控制器散热控制方法，其特征在于：
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环1＜T外环≤T外环2，且I压缩机1≥I压缩机，则控制风机组件的转速为N01+△N01；
当T外环1＜T外环≤T外环2，且I压缩机1＜I压缩机≤I压缩机2，则控制风机组件的转速为N02+△N01；
当T外环1＜T外环≤T外环2，且I压缩机2＜I压缩机，则控制风机组件的转速为N03+△N01；
其中T外环1和T外环2均为常数，且T外环1＜T外环2，I压缩机1和I压缩机1均为常数，且I压缩机1＜I压缩机1，N01、N02和N03均为常数，且有N01＜N02＜N03，△N01为正常数。
15.根据权利要求8-14任一项所述的控制器散热控制方法，其特征在于：
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环2＜T外环，且I压缩机1≥I压缩机，则控制风机组件的转速为N01+△N02；
当T外环2＜T外环，且I压缩机1＜I压缩机≤I压缩机2，则控制风机组件的转速为N02+△N02；
当T外环2＜T外环，且I压缩机2＜I压缩机，则控制风机组件的转速为N03+△N02；
其中T外环1和T外环2均为常数，且T外环1＜T外环2，I压缩机1和I压缩机1均为常数，且I压缩机1＜I压缩机1，N01、N02和N03均为常数，且有N01＜N02＜N03，△N01和△N02为正常数，且有△N01＜△N02。
16.根据权利要求8-15任一项所述的控制器散热控制方法，其特征在于：
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环≤T外环1，且I整机1≥I整机，则控制风机组件的转速为N001；
当T外环≤T外环1，且I整机1＜I整机≤I整机2，则控制风机组件的转速为N002；
当T外环≤T外环1，且I整机2＜I整机，则控制风机组件的转速为N003；
其中T外环1、I整机1和I整机2均为常数，且I整机1＜I整机2，N001、N002和N003均为常数，且有N001＜N002＜N003。
17.根据权利要求8-16任一项所述的控制器散热控制方法，其特征在于：
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环1＜T外环≤T外环2，且I整机1≥I整机，则控制风机组件的转速为N001+△N001；
当T外环1＜T外环≤T外环2，且I整机1＜I整机≤I整机2，则控制风机组件的转速为N002+△N001；
当T外环1＜T外环≤T外环2，且I整机2＜I整机，则控制风机组件的转速为N003+△N001；
其中T外环1和T外环2均为常数，且T外环1＜T外环2，I整机1和I整机1均为常数，且I整机1＜I整机1，N001、N002和N003均为常数，且有N001＜N002＜N003，△N001为正常数。
18.根据权利要求8-17任一项所述的控制器散热控制方法，其特征在于：
当风机组件运行后，若检测到：
当T外环2＜T外环，且I整机1≥I整机，则控制风机组件的转速为N001+△N002；
当T外环2＜T外环，且I整机1＜I整机≤I整机2，则控制风机组件的转速为N002+△N002；
当T外环2＜T外环，且I整机2＜I整机，则控制风机组件的转速为N003+△N002；
其中T外环1和T外环2均为常数，且T外环1＜T外环2，I整机1和I整机1均为常数，且I整机1＜I整机1，N001、N002和N003均为常数，且有N001＜N002＜N003，△N001和△N002为正常数，且有△N001＜△N002。
19.根据权利要求8-18任一项所述的控制器散热控制方法，其特征在于：
当检测到风机组件运行到最大转速或者检测到风机组件失效时，根据外环温度T外环或者外机换热器管温T外管设置压缩机上限运行频率F频率，控制F频率与T外环成台阶型下降或线性下降或曲线下降的关系，或控制F频率与T外管成台阶型下降或线性下降或曲线下降的关系。
20.根据权利要求8-18任一项所述的控制器散热控制方法，其特征在于：
当检测到风机组件运行到最大转速或者检测到风机组件失效时，根据外环温度T外环或者外机换热器管温T外管设置压缩机整机电流I电流，控制I电流与T外环成台阶型下降或线性下降或曲线下降的关系，或控制I电流与T外管成台阶型下降或线性下降或曲线下降的关系。
21.一种空调器，其特征在于：包括权利要求1-7中任一项所述的控制器散热组件。
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