CN115111711B - 变频空调的室外电机转速控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变频空调技术领域，公开了一种变频空调的室外电机转速控制方法及装置，旨在解决现有避免拍频声的方法容易导致用户舒适性较差的问题，方案主要包括：获取压缩机运行频率和室外环境温度；根据压缩机运行频率和室外环境温度确定室外电机最优转速；确定拍频声对应的第一转速避让区间；根据室外风道噪声和管路冷媒噪声确定室外电机最低可运行转速、室外电机最高可运行转速和异常噪声对应的第二转速避让区间；根据室外电机最优转速、第一转速避让区间、室外电机最低可运行转速、室外电机最高可运行转速和第二转速避让区间确定室外电机的最终转速，并控制室外电机按最终转速运行。本发明避免了因转速避让对用户温度舒适性的影响。

Description

变频空调的室外电机转速控制方法及装置

技术领域

本发明涉及变频空调技术领域，具体来说涉及一种变频空调的室外电机转速控制方法及装置。

背景技术

风冷式变频空调室外机通常由变频压缩机及连接管、室外电机及风扇风道、变频控制板、冷凝器及结构件等组成，压缩机运转时，压缩机及连接管产生不同频率的振动和噪声，其中基频(基频指压缩机运行频率)和(或)2倍频(倍频指压缩机运行频率的倍数)通常较大，当压缩机运行频率变化时，压缩机及连接管的基频和倍频噪声频率相应变化。风扇由室外电机带动，运行时产生扇叶通过频率(扇叶通过频率指扇叶通过风道同一位置的频率，即扇叶数*风扇电机频率)及其倍频噪声，当室外电机转速变化时，扇叶通过频率及其倍频相应变化。

拍频声是由响度差异不是很大、频率相近但不相同的两个声音叠加形成的忽大忽小的噪声。当前风冷式家用变频空调室外机大多采用三叶轴流风扇，转速n通常在500～950rpm之间，其扇叶通过频率为n/60*3＝n/20Hz，倍频为m*n/20Hz(m＝2、3、4……)，当风扇转速较高(750rpm以上)、压缩机频率在室外风扇的扇叶通过频率的2倍附近且不相同时，室外机的拍频声往往较大，影响用户及邻居。

现有技术中拍频声的主要解决方法有压缩机跳频或室外电机转速避让两种。压缩机跳频是室外风扇转速确定后，压缩机运行频率避让室外风扇扇叶通过频率的2倍频附近，比如三叶风扇转速850rpm，扇叶通过频率的2倍频是85Hz，压缩机运行频率可能在85±a(a是拍频常数，可能在3～10之间)Hz之间产生拍频声，此时压缩机不运行在该频率范围内，但过宽的跳频范围影响用户温度舒适性，加上压缩机连接管振动应力和振动噪声也需要跳频，设计师往往难以平衡，可能对噪声妥协或者方案失败。室外电机转速避让原理与压缩机跳频一样，要求控制室外电机转速在压缩机频率*10±a(a是拍频常数，可能在30～100之间)rpm之外，但过宽的转速避让影响用户温度舒适性和噪声舒适性。

发明内容

本发明旨在解决现有避免拍频声的方法容易导致用户舒适性较差的问题，提出一种变频空调的室外电机转速控制方法及装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一方面，提供一种变频空调的室外电机转速控制方法，包括以下步骤：

获取压缩机运行频率和室外环境温度；

根据所述压缩机运行频率和室外环境温度确定室外电机最优转速；

确定拍频声对应的室外电机的第一转速避让区间；

根据室外风道噪声和管路冷媒噪声确定室外电机最低可运行转速、室外电机最高可运行转速和异常噪声对应的室外电机的第二转速避让区间；

根据所述室外电机最优转速、第一转速避让区间、室外电机最低可运行转速、室外电机最高可运行转速和第二转速避让区间确定室外电机的最终转速，并控制室外电机按所述最终转速运行。

进一步地，所述确定拍频声对应的室外电机的第一转速避让区间，具体包括：

确定用于消除拍频声的室外电机转速参数，根据所述压缩机运行频率和室外电机转速参数确定拍频声对应的室外电机的第一转速避让区间。

进一步地，所述确定用于消除拍频声的室外电机转速参数，具体包括：

预设用于消除拍频声的室外电机转速参数；或者

根据所述压缩机运行频率确定用于消除拍频声的室外电机转速参数，所述压缩机运行频率越大，则所述室外电机转速参数越大，所述压缩机运行频率越小，则所述室外电机转速参数越小。

进一步地，所述第一转速避让区间为：

[f*10-a,f*10)和(f*10,f*10+a]；

其中，f表示压缩机运行频率，a表示室外电机转速参数。

进一步地，所述确定室外电机的最终转速，具体包括：

将不属于第一转速避让区间和第二转速避让区间，处于室外电机最低可运行转速和室外电机最高可运行转速之间，并且与室外电机最优转速相等或与室外电机最优转速最接近的转速值作为室外电机的最终转速。

另一方面，提供一种变频空调的室外电机转速控制装置，包括：

压缩机运行频率获取模块，用于获取压缩机运行频率；

室外环境温度获取模块，用于获取室外环境温度；

室外电机转速计算模块，用于根据所述压缩机运行频率和室外环境温度确定室外电机最优转速；确定拍频声对应的室外电机的第一转速避让区间；根据室外风道噪声和管路冷媒噪声确定室外电机最低可运行转速、室外电机最高可运行转速和异常噪声对应的室外电机的第二转速避让区间；以及根据所述室外电机最优转速、第一转速避让区间、室外电机最低可运行转速、室外电机最高可运行转速和第二转速避让区间确定室外电机的最终转速；

室外电机转速执行模块，用于控制室外电机按所述最终转速运行。

进一步地，所述确定拍频声对应的室外电机的第一转速避让区间，具体包括：

确定用于消除拍频声的室外电机转速参数，根据所述压缩机运行频率和室外电机转速参数确定拍频声对应的室外电机的第一转速避让区间。

进一步地，所述确定用于消除拍频声的室外电机转速参数，具体包括：

预设用于消除拍频声的室外电机转速参数；或者

根据所述压缩机运行频率确定用于消除拍频声的室外电机转速参数，所述压缩机运行频率越大，则所述室外电机转速参数越大，所述压缩机运行频率越小，则所述室外电机转速参数越小。

进一步地，所述第一转速避让区间为：

[f*10-a,f*10)和(f*10,f*10+a]；

其中，f表示压缩机运行频率，a表示室外电机转速参数。

进一步地，所述确定室外电机的最终转速，具体包括：

将不属于第一转速避让区间和第二转速避让区间，处于室外电机最低可运行转速和室外电机最高可运行转速之间，并且与室外电机最优转速相等或与室外电机最优转速最接近的转速值作为室外电机的最终转速。

本发明的有益效果是：本发明所述的变频空调的室外电机转速控制方法及装置，通过室外电机转速避让或跟随压缩机频率，使压缩机及连接管产生的噪声频率与室外风道产生的噪声频率相差较大或者完全一样，避免两个频率相近但不相等产生的拍频声。并且本发明的室外电机转速跨越转速避让区时的跨度小，避免了风道噪声大幅度变化导致的不舒适，同时室外电机转速与压缩机频率和室外环境温度关联，使得转速与空调换热需求相匹配，提升了空调效率，也避免了因转速避让对用户温度舒适性的影响，提升了空调效率。

附图说明

图1为本发明实施例所述的变频空调的室外电机转速控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例所述的变频空调的室外电机转速控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。

本实施例提供的变频空调的室外电机转速控制方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1、获取压缩机运行频率f和室外环境温度t；

步骤2、根据所述压缩机运行频率f和室外环境温度t确定室外电机最优转速V0；

其中，室外电机最优转速V0用于表示在不考虑噪声的前提下，空调换热性能最好时对应的室外电机转速。

步骤3、确定拍频声对应的室外电机的第一转速避让区间M；

其中，第一转速避让区间M用于表示室外电机运转噪声与压缩机运行噪声产生拍频声时对应的室外电机转速范围。本实施例中，可以通过以下方法确定第一转速避让区间M：

确定用于消除拍频声的室外电机转速参数a，根据所述压缩机运行频率f和室外电机转速参数a确定拍频声对应的室外电机的第一转速避让区间M。

具体而言，室外电机转速参数a用于确定拍频声对应的室外电机的第一转速避让区间M，室外电机转速参数a可以为预先设置的常数，也可以根据压缩机运行频率确定。具体地，压缩机运行频率越大，则所述室外电机转速参数越大，所述压缩机运行频率越小，则所述室外电机转速参数越小。

在确定室外电机转速参数a之后，可以根据压缩机运行频率f和室外电机转速参数a确定拍频声对应的室外电机的第一转速避让区间M。本实施例中，所述第一转速避让区间为：[f*10-a,f*10)和(f*10,f*10+a]；其中，f*10不包括在第一转速避让区间M。

步骤4、根据室外风道噪声和管路冷媒噪声确定室外电机最低可运行转速Vmin、室外电机最高可运行转速Vmax和异常噪声对应的室外电机的第二转速避让区间N；

其中，第二转速避让区间N用于表示室外风道噪声或管路冷媒噪声异常时对应的室外电机转速范围。在实际应用时，第二转速避让区间N可能为空集，即不存在异常噪声对应的室外电机转速范围。

步骤5、根据所述室外电机最优转速V0、第一转速避让区间M、室外电机最低可运行转速Vmin、室外电机最高可运行转速Vmax和第二转速避让区间N确定室外电机的最终转速V，并控制室外电机按所述最终转速V运行。

本实施例中，确定室外电机的最终转速V，具体包括：将不属于第一转速避让区间M和第二转速避让区间N，处于室外电机最低可运行转速Vmin和室外电机最高可运行转速Vmax之间，并且与室外电机最优转速V0相等或与室外电机最优转速V0最接近的转速值作为室外电机的最终转速V。

综上所述，本实施例通过室外电机转速避让或跟随压缩机频率，使压缩机及连接管产生的噪声频率与室外风道产生的噪声频率要么相差较大，要么完全一样，避免两个频率相近但不相等产生的拍频声；与采用压缩机跳频解决室外机拍频声的方法相比，本实施例采用室外电机转速避让或跟随方法，使压缩机跳频全部用于解决压缩机连接管因振动应力、振动噪声或向室内的传递声超标问题，使压缩机运行频率更多，噪声解决更好；与传统的室外电机转速避让解决室外机拍频声方法相比，本实施例的室外电机转速增加了跟随压缩机运行频率一起变化的条件(室外电机转速＝压缩机运行频率f*10)，当室外电机最优需求转速V0落在转速避让区间且与压缩机运行频率f*10的差值较大时，最终转速V在Vmin-Vmax范围内取比f*10+a大或比f*10+a小的值，当室外电机最优需求转速V0落在转速避让区间且与压缩机运行频率f*10的差值较小或差值为零时，最终转速V取f*10，使室外电机转速跨越避让区间时的跨度小，避免了风道噪声大幅变化导致的不舒适。

同时，由于本实施例的室外电机转速与压缩机频率和室外环境温度关联，使转速与空调换热需求相匹配，提升了空调的换热效率。并且本实施例的室外电机转速避让不但考虑了与压缩机运转形成的拍频声，还考虑了风道异常噪声和最大噪声值的限制，使控制更完善、更通用。

基于上述技术方案，本实施例还提出一种变频空调的室外电机转速控制装置，如图2所示，包括：

压缩机运行频率获取模块，用于获取压缩机运行频率；

室外环境温度获取模块，用于获取室外环境温度；

室外电机转速计算模块，用于根据所述压缩机运行频率和室外环境温度确定室外电机最优转速；确定拍频声对应的室外电机的第一转速避让区间；根据室外风道噪声和管路冷媒噪声确定室外电机最低可运行转速、室外电机最高可运行转速和异常噪声对应的室外电机的第二转速避让区间；以及根据所述室外电机最优转速、第一转速避让区间、室外电机最低可运行转速、室外电机最高可运行转速和第二转速避让区间确定室外电机的最终转速；

室外电机转速执行模块，用于控制室外电机按所述最终转速运行。

可以理解，由于本发明实施例所述的变频空调的室外电机转速控制装置是用于实现实施例所述变频空调的室外电机转速控制方法的装置，对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的较为简单，相关之处参见方法的部分说明即可。

Claims (10)

1.变频空调的室外电机转速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取压缩机运行频率和室外环境温度；

根据所述压缩机运行频率和室外环境温度确定室外电机最优转速；

确定拍频声对应的室外电机的第一转速避让区间；

根据室外风道噪声和管路冷媒噪声确定室外电机最低可运行转速、室外电机最高可运行转速和异常噪声对应的室外电机的第二转速避让区间；

根据所述室外电机最优转速、第一转速避让区间、室外电机最低可运行转速、室外电机最高可运行转速和第二转速避让区间确定室外电机的最终转速，并控制室外电机按所述最终转速运行。

2.如权利要求1所述的变频空调的室外电机转速控制方法，其特征在于，所述确定拍频声对应的室外电机的第一转速避让区间，具体包括：

确定用于消除拍频声的室外电机转速参数，根据所述压缩机运行频率和室外电机转速参数确定拍频声对应的室外电机的第一转速避让区间。

3.如权利要求2所述的变频空调的室外电机转速控制方法，其特征在于，所述确定用于消除拍频声的室外电机转速参数，具体包括：

预设用于消除拍频声的室外电机转速参数；或者

根据所述压缩机运行频率确定用于消除拍频声的室外电机转速参数，所述压缩机运行频率越大，则所述室外电机转速参数越大，所述压缩机运行频率越小，则所述室外电机转速参数越小。

4.如权利要求2所述的变频空调的室外电机转速控制方法，其特征在于，所述第一转速避让区间为：

[f*10-a,f*10)和(f*10,f*10+a]；

其中，f表示压缩机运行频率，a表示室外电机转速参数。

5.如权利要求1所述的变频空调的室外电机转速控制方法，其特征在于，所述确定室外电机的最终转速，具体包括：

将不属于第一转速避让区间和第二转速避让区间，处于室外电机最低可运行转速和室外电机最高可运行转速之间，并且与室外电机最优转速相等或与室外电机最优转速最接近的转速值作为室外电机的最终转速。

6.变频空调的室外电机转速控制装置，其特征在于，包括：

压缩机运行频率获取模块，用于获取压缩机运行频率；

室外环境温度获取模块，用于获取室外环境温度；

室外电机转速计算模块，用于根据所述压缩机运行频率和室外环境温度确定室外电机最优转速；确定拍频声对应的室外电机的第一转速避让区间；根据室外风道噪声和管路冷媒噪声确定室外电机最低可运行转速、室外电机最高可运行转速和异常噪声对应的室外电机的第二转速避让区间；以及根据所述室外电机最优转速、第一转速避让区间、室外电机最低可运行转速、室外电机最高可运行转速和第二转速避让区间确定室外电机的最终转速；

室外电机转速执行模块，用于控制室外电机按所述最终转速运行。

7.如权利要求6所述的变频空调的室外电机转速控制装置，其特征在于，所述确定拍频声对应的室外电机的第一转速避让区间，具体包括：

确定用于消除拍频声的室外电机转速参数，根据所述压缩机运行频率和室外电机转速参数确定拍频声对应的室外电机的第一转速避让区间。

8.如权利要求7所述的变频空调的室外电机转速控制装置，其特征在于，所述确定用于消除拍频声的室外电机转速参数，具体包括：

预设用于消除拍频声的室外电机转速参数；或者

根据所述压缩机运行频率确定用于消除拍频声的室外电机转速参数，所述压缩机运行频率越大，则所述室外电机转速参数越大，所述压缩机运行频率越小，则所述室外电机转速参数越小。

9.如权利要求7所述的变频空调的室外电机转速控制装置，其特征在于，所述第一转速避让区间为：

[f*10-a,f*10)和(f*10,f*10+a]；

其中，f表示压缩机运行频率，a表示室外电机转速参数。

10.如权利要求6所述的变频空调的室外电机转速控制装置，其特征在于，所述确定室外电机的最终转速，具体包括：

将不属于第一转速避让区间和第二转速避让区间，处于室外电机最低可运行转速和室外电机最高可运行转速之间，并且与室外电机最优转速相等或与室外电机最优转速最接近的转速值作为室外电机的最终转速。