CN112394236A - 检测空调压缩机的电气参数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变频空调技术领域，具体涉及一种检测空调压缩机的电气参数的方法，旨在提供一种线检测压缩机参数的方案。本发明的方法包括：在压缩机的电机起动时，控制驱动电路，使预设安培数的电流从电机的任意一相输入，从电机的另外两相输出，并保持预设的时间长度；检测直流母线的电压与电流、PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及压缩机的工作频率；根据直流母线的电压与电流计算电机的电阻；根据PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及压缩机的工作频率计算电机的电感；根据电机电感计算电机的交轴电感和直轴电感。本发明在不增加硬件成本的情况下，提供了一种有效的检测压缩机参数的方法。

Description

检测空调压缩机的电气参数的方法

技术领域

本发明涉及变频空调技术领域，具体涉及一种检测空调压缩机的电气参数的方法。

背景技术

随着空调设备的不断普及，空调的用电量也越来越大，为了使空调压缩机工作在最佳状态，降低能耗，专业人员需要根据压缩机的具体参数来设置压缩机的控制器。

现有技术中，只能通过查阅压缩机相关规格书来得到压缩机的具体参数，以此来进一步设计压缩机电机的控制算法。然而，众所周知，电机在运行中的各项参数与理论值存在一定误差，若无法在线检测，则必然会产生误差，导致控制精度不高、能耗增加。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种检测空调压缩机的电气参数的方法，提高了压缩机控制效率，降低了检测电路的硬件成本。

本发明的一方面，提出一种检测空调压缩机的电气参数的方法，所述方法包括：

在所述压缩机的电机起动时，控制所述压缩机的驱动电路，使预设安培数的电流从所述电机的任意一相输入，从所述电机的另外两相输出，并保持预设的时间长度；

检测所述驱动电路的参数；

根据所述驱动电路的参数计算所述电机的电气参数。

优选地，所述空调为变频空调，所述压缩机的驱动电路包括直流母线和PWM控制模块；

所述驱动电路的参数包括所述直流母线的电压与电流、所述PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及所述压缩机的工作频率；

“检测所述驱动电路的参数”的步骤包括：

检测所述直流母线的电压与电流、所述PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及所述压缩机的工作频率。

优选地，所述电机的电气参数包括所述电机的电阻和电感；

“根据所述驱动电路的参数计算所述电机的电气参数”的步骤包括：

根据所述直流母线的电压与电流计算所述电机的电阻；

根据所述PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及所述压缩机的工作频率，计算所述电机的电感。

优选地，“根据所述直流母线的电压与电流计算所述电机的电阻”的步骤具体包括按照下式计算所述电机的电阻：

其中，R为所述电机的电阻，V_dc和I_dc分别所述直流母线的电压和电流。

优选地，“根据所述PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及所述压缩机的工作频率，计算所述电机的电感”的步骤具体包括：

根据所述PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及所述压缩机的工作频率，按照下式计算所述电机的电感：

其中，L为所述电机的电感；V_PK、I_PK分别为所述PWM控制模块输出的交流电压峰值、交流电流峰值；f为所述压缩机的工作频率。

优选地，所述压缩机的电机的电气参数还包括所述电机的交轴电感和直轴电感；

“根据所述驱动电路的参数计算所述电机的电气参数”的步骤还包括：

根据所述电机的电感，分别计算所述电机的交轴电感和直轴电感。

优选地，“根据所述电机的电感，分别计算所述电机的交轴电感和直轴电感”的步骤具体包括根据下列关系式计算所述电机的交轴电感和直轴电感：

其中，L为所述电机的电感；L_q、L_d分别为所述电机的交轴电感和直轴电感。

优选地，所述预设安培数为25A。

优选地，所述预设的时间长度为1秒。

本发明的另一方面，还提出另一种检测空调压缩机的电气参数的方法，所述空调为变频空调，所述压缩机的驱动电路包括直流母线和PWM控制模块，

所述方法包括：

在所述压缩机的电机起动时，控制所述驱动电路，使预设安培数的电流从所述电机的任意一相输入，从所述电机的另外两相输出，并保持预设的时间长度；

检测所述直流母线的电压与电流、所述PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及所述压缩机的工作频率；

根据所述直流母线的电压与电流，按照下式计算所述电机的电阻：

其中，R为所述电机的电阻，V_dc和I_dc分别所述直流母线的电压和电流；

根据所述PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及所述压缩机的工作频率，按照下式计算所述电机的电感：

其中，L为所述电机的电感；V_PK、I_PK分别为所述PWM控制模块输出的交流电压峰值、交流电流峰值；f为所述压缩机的工作频率；

根据下列关系式计算所述电机的交轴电感和直轴电感：

其中，L为所述电机的电感；L_q、L_d分别为所述电机的交轴电感和直轴电感。

与最接近的现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提出的检测空调压缩机的电气参数的方法，在压缩机的电机起动时，控制压缩机的驱动电路，使预设安培数的电流从电机的任意一相输入，从电机的另外两相输出，并保持预设的时间长度；通过这种方式先给电机加热，然后再去检测驱动电路中直流母线的电压与电流、PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及压缩机的工作频率；再根据直流母线的电压与电流计算电机的电阻，根据PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及压缩机的工作频率计算电机的电感，进而计算出电机的交轴电感和直轴电感。本发明不增加额外的硬件电路，只利用现有的条件就可以完成电机参数的检测，提高了控制效率。在不增加硬件成本的情况下，提供了一种有效的检测压缩机参数的方法。

附图说明

图1是本发明实施例中变频空调压缩机驱动电路的原理示意图；

图2是本发明的检测空调压缩机的电气参数的方法实施例一的主要步骤示意图；

图3是本发明的检测空调压缩机的电气参数的方法实施例二的主要步骤示意图；

图4是本发明的检测空调压缩机的电气参数的方法实施例三的主要步骤示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

为解决现有技术中需要通过查表来确定压缩机参数，而表格中参数与实际运行参数有差异的问题，本发明提出autotuning算法，通过在线检测压缩机参数，并更新到控制算法中，使得最终的电机控制算法精准高效并降低能耗。

本发明实施例中所涉及的空调为变频空调，图1为本发明实施例中变频空调压缩机驱动电路的原理示意图。如图1所示，压缩机驱动电路主要包括：整流模块、滤波电容C、逆变模块和PWM控制模块(图中未示出)。其中，逆变模块由6个IGBT管组成，R₁、R₂和R₃为三个采样电阻。下文中提到的“直流母线”是指从滤波电容C的输出侧到逆变模块输入侧之间的直流线路。

图2是本发明的检测空调压缩机的电气参数的方法实施例一的主要步骤示意图。如图2所示，本实施例中监测空调压缩机的电气参数的方法包括步骤A1-A3：

步骤A1，在压缩机的电机起动时，控制压缩机的驱动电路，使预设安培数的电流从电机的任意一相输入，从电机的另外两相输出，并保持预设的时间长度。

例如，可以控制图1中逆变模块的6个IGBT管，令U、Y和Z导通，V、W和X截止，从U相输入电机一个电流i_U，大小为25A，从另外两相中流出，并保持1秒的时间，以便给电机加热，使其更好地运行。

步骤A2，检测驱动电路的参数。

本实施例中，压缩机的驱动电路的参数可以包括：直流母线的电压(相当于滤波电容两端的电压V_dc)与电流(相当于流经采样电阻R₃的电流I_dc)、PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及压缩机的工作频率等。

步骤A3，根据驱动电路的参数计算电机的电气参数。

本实施例中，电机的电气参数可以具体包括：电机的电阻和电感等。

具体地，步骤A3中根据驱动电路的参数计算电机的电气参数的步骤可以包括步骤A31-A32：

步骤A31，根据直流母线的电压与电流计算电机的电阻，如公式(1)所示：

其中，R为电机的电阻，V_dc和I_dc分别直流母线的电压和电流。

步骤A32，根据PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及压缩机的工作频率，计算电机的电感。

具体地，因为电机的电抗X_L的计算方法如公式(2)所示：

当PWM控制模块输出的交流电压V_ac和交流电流I_ac处于峰值时，上述公式(2)将如公式(3)所示：

其中，V_PK、I_PK分别为PWM控制模块输出的交流电压峰值、交流电流峰值。根据如公式(4)所示的电抗X_L与电感L、频率f之间的关系：

X_L＝2π·f·L (4)

可以计算出压缩机电机的电感，如公式(5)所示：

其中，L为压缩机电机的电感；f为压缩机的工作频率。

图3是本发明的检测空调压缩机的电气参数的方法实施例二的主要步骤示意图。本实施例中，压缩机的电机的电气参数除了包括电阻与电感外，还可以包括电机的交轴电感和直轴电感。如图3所示，本实施例的监测方法包括步骤B1-B4：

步骤B1，在压缩机的电机起动时，控制压缩机的驱动电路，使预设安培数的电流从电机的任意一相输入，从电机的另外两相输出，并保持预设的时间长度；

步骤B2，检测驱动电路的参数；

步骤B3，根据驱动电路的参数计算电机的电气参数。

步骤B4，根据电机的电感，分别计算电机的交轴电感和直轴电感。

其中，步骤B1-B3与上面实施例一中的步骤A1-A3对应相同，此处不再展开描述。在步骤B4中，根据关系式(6)、(7)可以推导出电机的交轴电感和直轴电感：

其中，L为电机的电感，L_q、L_d分别为电机的交轴电感和直轴电感，0.68为经验值。

图4是本发明的检测空调压缩机的电气参数的方法实施例三的主要步骤示意图。如图4所示，本实施例的监测方法包括步骤C1-C5：

步骤C1，在压缩机的电机起动时，控制驱动电路，使预设安培数的电流从电机的任意一相输入，从电机的另外两相输出，并保持预设的时间长度；

步骤C2，检测直流母线的电压与电流、PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及压缩机的工作频率；

步骤C3，根据直流母线的电压与电流，按照公式(1)计算电机的电阻；

步骤C4，根据PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及压缩机的工作频率，按照公式(5)计算电机的电感；

步骤C5，根据关系式(6)-(7)计算电机的交轴电感和直轴电感。

上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本发明的保护范围之内。

本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种检测空调压缩机的电气参数的方法，其特征在于，所述方法包括：

在所述压缩机的电机起动时，控制所述压缩机的驱动电路，使预设安培数的电流从所述电机的任意一相输入，从所述电机的另外两相输出，并保持预设的时间长度；

检测所述驱动电路的参数；

根据所述驱动电路的参数计算所述电机的电气参数。

2.根据权利要求1所述的检测空调压缩机的电气参数的方法，其特征在于，

所述空调为变频空调，所述压缩机的驱动电路包括直流母线和PWM控制模块；

所述驱动电路的参数包括所述直流母线的电压与电流、所述PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及所述压缩机的工作频率；

“检测所述驱动电路的参数”的步骤包括：

检测所述直流母线的电压与电流、所述PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及所述压缩机的工作频率。

3.根据权利要求2所述的检测空调压缩机的电气参数的方法，其特征在于，

所述电机的电气参数包括所述电机的电阻和电感；

“根据所述驱动电路的参数计算所述电机的电气参数”的步骤包括：

根据所述直流母线的电压与电流计算所述电机的电阻；

根据所述PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及所述压缩机的工作频率，计算所述电机的电感。

4.根据权利要求3所述的检测空调压缩机的电气参数的方法，其特征在于，“根据所述直流母线的电压与电流计算所述电机的电阻”的步骤具体包括按照下式计算所述电机的电阻：

其中，R为所述电机的电阻，V_dc和I_dc分别所述直流母线的电压和电流。

5.根据权利要求3所述的检测空调压缩机的电气参数的方法，其特征在于，“根据所述PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及所述压缩机的工作频率，计算所述电机的电感”的步骤具体包括：

根据所述PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及所述压缩机的工作频率，按照下式计算所述电机的电感：

其中，L为所述电机的电感；V_PK、I_PK分别为所述PWM控制模块输出的交流电压峰值、交流电流峰值；f为所述压缩机的工作频率。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的检测空调压缩机的电气参数的方法，其特征在于，所述压缩机的电机的电气参数还包括所述电机的交轴电感和直轴电感；

“根据所述驱动电路的参数计算所述电机的电气参数”的步骤还包括：

根据所述电机的电感，分别计算所述电机的交轴电感和直轴电感。

7.根据权利要求6所述的检测空调压缩机的电气参数的方法，其特征在于，“根据所述电机的电感，分别计算所述电机的交轴电感和直轴电感”的步骤具体包括根据下列关系式计算所述电机的交轴电感和直轴电感：

其中，L为所述电机的电感；L_q、L_d分别为所述电机的交轴电感和直轴电感。

8.根据权利要求2-5中任一项所述的检测空调压缩机的电气参数的方法，其特征在于，所述预设安培数为25A。

9.根据权利要求2-5中任一项所述的检测空调压缩机的电气参数的方法，其特征在于，所述预设的时间长度为1秒。

10.一种检测空调压缩机的电气参数的方法，所述空调为变频空调，所述压缩机的驱动电路包括直流母线和PWM控制模块，

其特征在于，所述方法包括：

在所述压缩机的电机起动时，控制所述驱动电路，使预设安培数的电流从所述电机的任意一相输入，从所述电机的另外两相输出，并保持预设的时间长度；

检测所述直流母线的电压与电流、所述PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及所述压缩机的工作频率；

根据所述直流母线的电压与电流，按照下式计算所述电机的电阻：

其中，R为所述电机的电阻，V_dc和I_dc分别所述直流母线的电压和电流；

根据所述PWM控制模块输出的交流电压峰值与交流电流峰值以及所述压缩机的工作频率，按照下式计算所述电机的电感：

其中，L为所述电机的电感；V_PK、I_PK分别为所述PWM控制模块输出的交流电压峰值、交流电流峰值；f为所述压缩机的工作频率；

根据下列关系式计算所述电机的交轴电感和直轴电感：

其中，L为所述电机的电感；L_q、L_d分别为所述电机的交轴电感和直轴电感。

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