CN113137702A - 空调压缩机频率调整的方法和空调 - Google Patents
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Abstract
提供了一种空调压缩机频率调整的方法，包括：S1：当压缩机收到频率调整信号时，在T1时间段内以预设速率V1将压缩机频率调整至预设频率f1；S2：在第2j时间段内，压缩机以第2j‑1时间段的频率fj运行，在第2j+1个时间段内，以速率Vj+1将压缩机的频率调整至fj+1；S3：依次增加调整的时间段，按步骤S2调整压缩机的频率；S4：当压缩机的频率在第N个时间段TN调整至预设的目标频率时，将压缩机以该目标频率运行。本发明还提供了一种空调。采用了时间限制保护控制方法，使得变频空调器能够增加保护措施，提高机组运行可靠性和压缩机使用寿命；本发明的方案还优化变频空调升频运行保护机制，降低压缩机运行异常抖动风险，提升用户使用舒适性，降低用户投诉风险。
Description
技术领域
本发明涉及智能控制领域，更具体地涉及空调压缩机频率调整的方法和空调。
背景技术
变频空调器即空调压缩机运行频率会随着外部输入条件的变化而升频、降频、恒频来达到空调运行的可靠性，不至于压缩机频繁开停影响其使用效果，甚至损伤压缩机使用寿命，变频空调器一般设置有各种保护参数点(如限流保护点、限降频保护点等)，通过预设的保护点使得变频空调机组可稳定运行。
但在不同使用工况下，变频空调压缩机在升频过程中，机组负荷越来越大，暂未达到相应故障保护条件时，会误触发限降频保护条件，导致升频过程中还未达到目标运行频率先触发限频保护点或者降频保护点，从而使得机组性能大打折扣，甚至极限工况下频率不稳定的情况发生，产生压缩机异常抖动噪声影响到终端用户使用舒适性及用户投诉等。
目前变频空调相关保护措施均未对此问题提出一种更优的处理方案，急需一种方法来解除以上变频空调瓶颈问题。
上述在背景部分公开的信息仅用于对本发明的背景做进一步的理解，因此它可以包含对于本领域普通技术人员已知的不构成现有技术的信息。
发明内容
本发明提供了一种空调压缩机频率调整的方法和空调，采用了时间限制保护控制方法，使得变频空调器能够增加保护措施，提高机组运行可靠性和压缩机使用寿命；本发明的方案还优化变频空调升频运行保护机制，降低压缩机运行异常抖动风险，提升用户使用舒适性，降低用户投诉风险。
为解决现有技术的上述问题，本发明的提供了一种空调压缩机频率调整的方法和空调。
本发明的第一方面提供了一种空调压缩机频率调整的方法，包括：S1：当压缩机收到频率调整信号时，在T1时间段内以预设速率V1将压缩机频率调整至预设频率f1；S2：在第2j时间段内，压缩机以第2j-1时间段的频率fj运行，在第2j+1个时间段内，以速率Vj+1将压缩机的频率调整至fj+1；S3：依次增加调整的时间段，按步骤S2调整压缩机的频率；S4：当压缩机的频率在第N个时间段TN调整至预设的目标频率时，将压缩机以该目标频率运行。
根据本发明的一个实施例，在T1时间段内以预设速率V1升频将压缩机频率升高至预设频率f1升频；在第2j时间段内，压缩机以第2j-1时间段的频率fj升频运行，在第2j+1个时间段内，以速率Vj+1升频将压缩机的频率升高至fj+1升频，其中fj+1升频＝fj升频+Δf，其中Δf为频率调整量。
根据本发明的一个实施例，其中，当降低压缩机频率时，在T1时间段内以预设速率V1降频将压缩机频率从预设初始频率f降低至预设频率f1降频；在第2j时间段内，压缩机以第2j-1时间段的频率fj降频运行，在第2j+1个时间段内，以速率Vj+1降频将压缩机的频率降低至fj+1降频，其中fj+1降频＝fj降频-Δf，其中Δf为频率调整量。
根据本发明的一个实施例所述预设频率f1为压缩机调整阶段的预设的频率保护点或频率停留点。
根据本发明的一个实施例，其中，在预设时间段内，根据所述预设速率V1、V1升高、V1降低、速率Vj+1、Vj+1升高、Vj+1降低对频率的调整为线性调整。
根据本发明的一个实施例，其中所述Vj+1的取值和预设的N个时间段T1-TN以及压缩机的内环和外环温度变化相关，所述预设的N个时间段T1-TN根据空调系统中预设的查找表选择确定。
根据本发明的一个实施例，其中在压缩机频率调整过程中，速率Vj+1小于Vj、速率Vj+1升高小于Vj升高、速率Vj+1降低小于Vj降低。
根据本发明的一个实施例，Vj+1＝(|α*ΔT2j-1内环|+|β*ΔT2j-1外环|)/((2j-1)*T2j-1)，其中，Vj为取值不同阶段的调整速率、T2j-1为2j-1时间段、ΔT2j-1内环和ΔT2j-1外环为2j-1时间段内内环温度和外环温度变化量、α和β为内环温度、外环温度变化量的矫正系数，取值0-1之间。
根据本发明的一个实施例，其中，T2j-1时间段的取值根据空调系统中预设的查找表选择确定。
本发明的第二方面提供了一种空调，其采用了本发明的一种空调压缩机频率调整的方法。
根据本发明的变频空调升降频时间控制保护和调整方法，优化了变频空调保护机制，提高变频空调运行稳定性及压缩机寿命，提升用户使用体验，降低投诉风险；此外，本发明提出的控制方法，通过优化控制逻辑和软件代码升级，不涉及硬件更改，不增加整机生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图进行简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明的一个示例性的本发明的空调压缩机频率调整的方法流程图。
图2是根据本发明的一个示例性的实施例的空调压缩机升频控制流程图。
图3是根据本发明的一个示例性的实施例的空调压缩机降频控制流程图。
图4是根据本发明的一个示例性的实施例的空调压缩机升频控制的时频图。
图5是根据本发明的一个示例性的实施例的空调压缩机降频控制的时频图。
具体实施例
如在本文中所使用的，词语“第一”、“第二”等可以用于描述本发明的示例性实施例中的元件。这些词语只用于区分一个元件与另一元件，并且对应元件的固有特征或顺序等不受该词语的限制。除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术或科学术语)具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含意相同的含意。如在常用词典中定义的那些术语被解释为具有与相关技术领域中的上下文含意相同的含意，而不被解释为具有理想或过于正式的含意，除非在本发明中被明确定义为具有这样的含意。
本领域的技术人员将理解的是，本文中描述的且在附图中说明的本发明的装置和方法是非限制性的示例性实施例，并且本发明的范围仅由权利要求书限定。结合一个示例性实施例所说明或描述的特征可与其他实施例的特征组合。这种修改和变化包括在本发明的范围内。
下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。在附图中，省略相关已知功能或配置的详细描述，以避免不必要地遮蔽本发明的技术要点。另外，通篇描述中，相同的附图标记始终指代相同的电路、模块或单元，并且为了简洁，省略对相同电路、模块或单元的重复描述。
此外，应当理解一个或多个以下方法或其方面可以通过至少一个控制单元或控制器执行。术语“控制单元”，“控制器”,“控制模块”或者“主控模块”可以指代包括存储器和处理器的硬件设备，术语“空调”可以指代类似于空调的设备。存储器或者计算机可读存储介质配置成存储程序指令，而处理器具体配置成执行程序指令以执行将在以下进一步描述的一个或更多进程。而且，应当理解，正如本领域普通技术人员将意识到的，以下方法可以通过包括处理器并结合一个或多个其他部件来执行。
本发明通过时间控制来实现变频空调器升降频调整的方法，具体的流程如图1所示，
在步骤S1处，当压缩机收到频率调整信号时，在T1时间段内以预设速率V1将压缩机频率调整至预设频率f1；
在步骤S2处，在第2j时间段内，压缩机以第2j-1时间段的频率fj运行，在第2j+1个时间段内，以速率Vj+1将压缩机的频率调整至fj+1，其中j为正整数；
在步骤S3处，依次增加调整的时间段，按步骤S2调整压缩机的频率，当压缩机的频率在第N个时间段TN调整至预设的目标频率时，将压缩机以该目标频率运行。
在步骤S4处，当压缩机的频率在第N个时间段TN调整至预设的目标频率时，将压缩机以该目标频率运行。
图2是根据本发明的一个示例性的实施例的空调压缩机升频控制流程图。
变频空调器在开机运行时，外机接收到内机温度等相关条件，压缩机启动运行过程中，升频阶段：外机压缩机按照预设的目标频率以一定的速率升频，机组运行负荷越来越大，升频过程中如果满足限降频保护条件(但未有相应故障保护触发)，压缩机运行频率会趋于稳定甚至降频，这样就会导致压缩机一直无法达到预设的目标运行频率，以一种不稳定的状态运行。以上情况发生后会使得压缩机频率升降冲突，最终误报各种不可预测的故障代码。
出现以上情况，升频时间控制保护条件即可同时计时预设时间段t，触发频率运行保护，具体方式如下：
如图2所示，当压缩机收到升频控制信号需求时，升频时间控制保护条件即可同时计时t，触发频率运行保护，具体方式如下：
在压缩机运行升频阶段中，压缩机的限频保护点f1升频<目标运行频率fn升频：
当压缩机启动后，按照预设速率V1升频运行T1时间段达到限频保护点f1升频，然后以f1升频运行T2时间段，此时f1升频自增Δf变为f2升频，同时，按照预设速率V2升频运行T3时间达到f2升频，然后以f2升频运行T4时间段，按此模式直到在时间段为TN，f1升频自增(n-1)Δf后达到目标运行频率fn升频，随后按照实际控制指令运行。
表1是压缩机频率、调整时间段和升频速率的对应表。
表1压缩机频率、调整时间段和升频速率的对应表
在压缩机执行升频模式时同时执行定时器计时保护，特殊工况下压缩机无法达到目标运行频率时，预设计时时间到即调整限频保护参数点，继续执行升频模式，防止压缩机运行频率异常，产生抖动噪声，影响整机使用效果。
根据本发明的一个或多个实施例，非线性的频率变化对于变频压缩机运行易产生抖动噪音，一般采用线性控制方案，并且对应的时间段为均匀调整。
根据本发明的一个或多个实施例，对压缩机的升降频速率及限频点和运行时间具体数值通常在空调机的整机系统参数中设置，存储在主芯片或者E方存储器中。-其中,E方存储器为贴片元件或者插件元器件，一般安装在外机主板上，用于存储整机系统参数，通过软件将含有参数的程序文件烧写进E方芯片中，用于控制器读取E方中参数，从而使整机可正常工作
根据本发明的一个或多个实施例，在T1时间段内以预设速率V1升频将压缩机频率升高至预设频率f1升频；在第2j时间段内，压缩机以时间段2j-1的频率fj升频运行，在第2j+1个时间段内，以速率Vj+1升频将压缩机的频率升高至fj+1升频，其中fj+1升频＝fj升频+Δf，其中Δf为频率调整量。
图3是根据本发明的一个示例性的实施例的空调压缩机降频控制流程图。
压缩机运行降频模式时，机组负荷减轻，不会轻易触发相应保护条件，为确保制冷/制热效果不会出现快速变化，故通过时间控制方式实现频率稳定下降。
如图3所示，具体实施方式为：压缩机按照目标运行频率fn降频过程中，在T1时间段内，按照预设速率V1降频运行，将压缩机频率从预设的频率f降到到第一运行频率f1降频，然后以f1降频运行T2时间段，在T3时间段，以按照预设速率V2降频运行，此时，f1降频自减Δf变为f2降频，在T4时间段，压缩机以f2降频运行。按此模式直到f1降频自减(n-1)Δf后达到目标运行频率fn降频，随后按照实际控制指令运行。此方案，可以防止压缩机频率快速下降而导致使用体验效果。f1降频为限频保护点(或者频率停留点)，此由压缩机启动前内环和内管温确定的系统参数，依据系统可靠性实验确定，通过调整控制限频保护点逐步达到目标运行频率。
表2是压缩机频率、调整时间段和降频速率的对应表。
表2压缩机频率、调整时间段和降频速率的对应表
根据本发明的一个或多个实施例，当降低压缩机频率时，在T1时间段内以预设速率V1降频将压缩机频率从预设初始频率f降低至预设频率f1降频；在第2j时间段内，压缩机以第2j-1时间段的频率fj降频运行，在第2j+1个时间段内，以速率Vj+1降频将压缩机的频率降低至fj+1降频，其中fj+1降频＝fj降频-Δf，其中Δf为频率调整量。
根据本发明的一个或多个实施例，对于压缩机频率的调整速率的变化方式在不同的阶段是不同的，并且采用逐渐减少的趋势，即在压缩机频率调整过程中，调整速率Vj+1小于Vj、升频速率Vj+1升频小于Vj升频、降频速率Vj+1降频小于Vj降频。并且在预设时间段内，根据所述预设速率V1、V1升频、V1降频、速率Vj+1、Vj+1升频、Vj+1降频对频率的调整为线性调整。
根据本发明的一个或多个实施例，所述速率Vj+1的取值和N个时间段T1-TN以及压缩机的内环和外环温度变化相关，所述N个时间段T1-TN的时长根据空调系统中预设的查找表选择确定，该查找表存储在存储在空调系统主芯片或者E方存储器中。
根据本发明的一个或多个实施例，调整速率Vj+1的取值可根据Vj+1＝(|α*ΔT2j-1内环|+|β*ΔT2j-1外环|)/((2j-1)*T2j-1)来确定，其中，Vj为取值不同阶段的调整速率、T2j-1为2j-1时间段的时长、ΔT2j-1内环和ΔT2j-1外环为第2j-1时间段内内环温度和外环温度变化量、α和β为内环温度、外环温度变化量的矫正系数，取值0-1之间。第2j-1时间段的时长T2j-1根据空调系统中预设的查找表选择确定。
根据本发明的一个或多个实施例，由于N个升频时间段和降频时间段是按照时间顺序连续编号，而升频速率和降频速率的调整为间隔一个时间段调整一次，因此其编号与时间段的顺序隔一个时间段错开，因此升频和降频速率、频率的编号n与N不对应一致，具体为依次错开对应，即如步骤S2所述，在第2j时间段内，压缩机以第2j-1时间段的频率fj运行，在第2j+1个时间段内，以速率Vj+1将压缩机的频率调整至fj+1，其中j为正整数，即j对应于n。
表3是存储在空调系统主芯片或者E方存储器中时间段的查找表。
表3时间段的查找表/(秒)
在表3中示出了根据不同的内环和外环温度确定的时间段长度查找表，停留时间(时间段)一般依据整机系统可靠性确定参数确定。停留时间对于变频空调作为系统确定参数，以供机组运行时选择调用，参数由E方程序书写后烧写进E方芯片中，放置在控制器上，或者是写在主芯片代码区作为常用变量使用。
图4和图5是根据本发明的一个示例性的实施例的空调压缩机升频和降频控制的时频图。
在图4和图5中，Tn分别表示升频和降频的时间段，在实际的操作中，升频时间段和降频时间段的取值可以相同或不同。其中在升频的时序图中，目标频率fn升频表示升高的频率，Vn升频表示升频的速率。在降频的时频图中，采用Vn降频表示降频的速率，fn降频表示降低的频率。
根据本发明的一个或多个实施例，还提供了一种空调，该空调采用了本发明以上所述的压缩机频率调整方法。
根据本发明的一个或多个实施例，本发明的空调压缩机频率调整方法的控制逻辑可以使用存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质(例如硬盘驱动器、闪存、只读存储器、光盘、数字多功能磁盘、高速缓存、随机存取存储器和/或任何其他存储设备或存储磁盘)上的编码的指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现如本发明以上所述自动调节方案的处理，在非暂时性计算机和/或机器可读介质中存储任何时间期间(例如，延长的时间段、永久的、短暂的实例、临时缓存和/或信息高速缓存)的信息。如本文所使用的，术语“非暂时性计算机可读介质”被明确定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并且排除传播信号并排除传输介质。
根据本发明的一个或多个实施例，本发明的空调压缩机频率调整可在控制电路、(控制逻辑、主控系统或控制模块)中实现，其中控制电路可以包含一个或多个处理器，也可以在内部包含有非暂时性计算机可读介质。具体地，在智能装置中(主控系统或控制模块)可以包括微控制器MCU，其布置在空调中，用于空调压缩机频率调整的各种操作和实施多种功能。用于实现本发明空调压缩机频率调整功能的处理器可以诸如但不限于一个或多个单核或多核处理器。(一个或多个)处理器可包括通用处理器和专用处理器(例如，图形处理器、应用处理器等)的任何组合。处理器可与其耦接和/或可包括计存储器/存储装置，并且可被配置为执行存储在存储器/存储装置中的指令，以实现在本发明中控制器上运行的各种应用和/或操作系统。
作为本发明示例的上文涉及的附图和本发明的详细描述，用于解释本发明，但不限制权利要求中描述的本发明的含义或范围。因此，本领域技术人员可以很容易地从上面的描述中实现修改。此外，本领域技术人员可以删除一些本文描述的组成元件而不使性能劣化，或者可以添加其它的组成元件以提高性能。此外，本领域技术人员可以根据工艺或设备的环境来改变本文描述的方法的步骤的顺序。因此，本发明的范围不应该由上文描述的实施例来确定，而是由权利要求及其等同形式来确定。
尽管本发明结合目前被认为是可实现的实施例已经进行了描述，但是应当理解本发明并不限于所公开的实施例，而相反的，意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同配置。
Claims (10)
1.一种空调压缩机频率调整的方法，包括：
S1：当压缩机收到频率调整信号时，在T1时间段内以预设速率V1将压缩机频率调整至预设频率f1；
S2：在第2j时间段内，压缩机以第2j-1时间段的频率fj运行，在第2j+1个时间段内，以速率Vj+1将压缩机的频率调整至fj+1；
S3：依次增加调整的时间段，按步骤S2调整压缩机的频率；
S4：当压缩机的频率在第N个时间段TN调整至预设的目标频率时，将压缩机以该目标频率运行。
2.根据权利要求1所述的方法，其中当升高压缩机频率时，
在T1时间段内以预设速率V1升频将压缩机频率升高至预设频率f1升频；在第2j时间段内，压缩机以第2j-1时间段的频率fj升频运行，在第2j+1个时间段内，以速率Vj+1升频将压缩机的频率升高至fj+1升频，其中fj+1升频＝fj升频+Δf，其中Δf为频率调整量。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，当降低压缩机频率时，在T1时间段内以预设速率V1降频将压缩机频率从预设初始频率f降低至预设频率f1降频；在第2j时间段内，压缩机以第2j-1时间段的频率fj降频运行，在第2j+1个时间段内，以速率Vj+1降频将压缩机的频率降低至fj+1降频，其中fj+1降频＝fj降频-Δf，其中Δf为频率调整量。
4.根据权利要求1所述的方法，所述预设频率f1为压缩机调整阶段的预设的频率保护点或频率停留点。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其中，在预设时间段内，根据所述预设速率V1、V1升频、V1降频、速率Vj+1、Vj+1升频、Vj+1降频对频率的调整为线性调整。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述Vj+1的取值和N个时间段T1-TN以及压缩机的内环和外环温度变化相关，所述N个时间段T1-TN的时长根据空调系统中预设的查找表选择确定。
7.根据权利要求1-3所述的方法，其中在压缩机频率调整过程中，速率Vj+1小于Vj、速率Vj+1升频小于Vj升频、速率Vj+1降频小于Vj降频。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，
Vj+1＝(|α*ΔT2j-1内环|+|β*ΔT2j-1外环|)/((2j-1)*T2j-1)，其中，Vj为取值不同阶段的调整速率、T2j-1为2j-1时间段、ΔT2j-1内环和ΔT2j-1外环为2j-1时间段内内环温度和外环温度变化量、α和β为内环温度、外环温度变化量的矫正系数，取值0-1之间。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，T2j-1时间段的时长根据空调系统中预设的查找表选择确定。
10.一种空调，其采用权利要求1-9中任一项所述的方法。
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