CN115899962A - 一种空调器及其风机转速控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调器及其风机转速控制方法，空调器在运行过程中，可能会出现风机功率过大的情况，导致风机过负荷运行，增大风机损坏的风险，因此，本发明实施例中对风机进行控制时特定针对q轴电流进行限制，避免风机进入过负荷运行状态，在无需增加成本、避免整机体积变大且不影响风机性能发挥的情况下降低了风机损坏的风险。

Description

一种空调器及其风机转速控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种空调器及其风机转速控制方法。

背景技术

现有技术中，为避免空调器的风机进入过负荷运行状态，通常采用冗余设计或者限制风机风速的方式。但是，针对风机进行相关冗余设计的方式需要增加成本，且会影响整机结构设计，甚至导致整机体积变大；限制风机风速的方式使得风机在正常运行状态下风速也受到限制，风机性能无法充分发挥，用户体验感较差。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种空调器及其风机转速控制方法，能够通过设置的q轴电流阈值对q轴电流进行限制，避免风机进入过负荷运行状态，无需额外增加成本，避免整机体积变大，且不影响风机性能发挥，避免用户体验感变差。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种空调器，包括：

制冷剂回路，所述制冷剂回路通过压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器依次循环制冷剂；所述冷凝器和所述蒸发器中的一个是室外换热器，另一个是室内换热器；

风机，用于通过风力对换热器进行换热；其中，所述换热器为室内换热器或室外换热器；

控制器，被配置为：

获取所述风机的转速反馈值、q轴电流反馈值和d轴电流反馈值；

对预设的d轴电流指令值和所述d轴电流反馈值的差进行PI调节，得到d轴电压指令值；

对输入的转速指令值和所述转速反馈值的差进行PI调节，得到q轴电流指令值；

当所述q轴电流指令值大于预设的q轴电流阈值时，对所述q轴电流阈值和所述q轴电流反馈值的差进行PI调节，得到q轴电压指令值；

根据所述q轴电压指令值和所述d轴电压指令值生成风机控制信号，并根据所述风机控制信号控制所述风机。

作为上述方案的改进，在根据所述风机控制信号对所述风机进行转速控制之后，获取风机相电流；

当检测到存在所述风机相电流大于或等于预设的相电流保护阈值时，降低所述q轴电流阈值；

当检测到所述风机相电流小于预设的上调阈值时，升高所述q轴电流阈值；其中，所述上调阈值小于所述相电流保护阈值。

作为上述方案的改进，所述空调器还包括：

室外环境温度传感器，设于室外，用于监测室外环境温度；

室外盘管温度传感器，设于所述室外换热器上，用于监测室外盘管温度；

所述控制器还被配置为：

获取直流侧供电电压值、所述室外盘管温度和所述室外环境温度，以作为当前电流阈值参数；其中，所述风机为室外风机，所述换热器为所述室外换热器；

基于预设的电流阈值参数和q轴电流阈值的映射关系，根据所述当前电流阈值参数确定初始的q轴电流阈值；其中，所述直流侧供电电压值和所述q轴电流阈值为正相关关系。

作为上述方案的改进，所述空调器还包括：

室外环境温度传感器，设于室外，用于监测室外环境温度；

所述控制器还被配置为：

获取所述室外环境温度，以作为当前相电流参数；

基于预设的相电流参数与相电流保护阈值的映射关系，根据所述当前相电流参数确定所述相电流保护阈值；其中，所述相电流参数与所述相电流保护阈值为负相关关系。

作为上述方案的改进，所述控制器还被配置为：

当获取的直流侧供电电压值大于预设电压值时，设置所述d轴电流指令值为固定值；

当所述直流侧供电电压值小于等于所述预设电压值时，对所述d轴电流指令值进行弱磁控制；

在对所述d轴电流指令值进行弱磁控制时，若检测到风机相电流大于或等于预设的相电流保护阈值时，以预设步长降低所述d轴电流指令值。

作为上述方案的改进，所述空调器还包括：

室外环境温度传感器，设于室外，用于监测室外环境温度；

室外盘管温度传感器，设于所述室外换热器上，用于监测室外盘管温度；

所述控制器还被配置为：

获取直流侧供电电压值、所述室外盘管温度和所述室外环境温度，以作为当前电流阈值参数；其中，所述风机为室外风机，所述换热器为所述室外换热器；

基于预设的电流阈值参数和d轴电流指令值的映射关系，根据所述当前电流阈值参数确定初始的d轴电流指令值；其中，所述直流侧供电电压值和所述d轴电流指令值为正相关关系。

作为上述方案的改进，当所述q轴电流指令值小于或等于预设的q轴电流阈值时，对所述q轴电流指令值和所述q轴电流反馈值的差进行PI调节，得到所述q轴电压指令值。

作为上述方案的改进，所述空调器还包括：

室外盘管温度传感器，设于所述室外换热器上，用于监测室外盘管温度；

所述控制器，还被配置为：

将当前的室外盘管温度代入预设的室外盘管温度和风机转速下限值的关系式，确定当前的风机转速下限值；其中，所述室外盘管温度与所述风机转速下限值为正相关关系；

当用户设置的固定风速小于当前的风机转速下限值时，以当前的风机转速下限值作为目标转速，生成所述转速指令值；

当所述固定风速大于等于当前的风机转速下限值时，以所述固定风速作为目标转速，生成所述转速指令值。

作为上述方案的改进，所述空调器还包括：

室外环境温度传感器，设于室外，用于监测室外环境温度；

所述控制器，还被配置为：

将所述目标转速和当前的室外环境温度代入预设的风机转速、室外环境温度与压缩机运行频率范围的关系式，确定与所述目标转速、当前的室外环境温度对应的压缩机运行频率范围，以对所述压缩机进行频率限制。

为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种空调器的风机转速控制方法，包括：

获取风机的转速反馈值、q轴电流反馈值和d轴电流反馈值；

对预设的d轴电流指令值和所述d轴电流反馈值的差进行PI调节，得到d轴电压指令值；

对输入的转速指令值和所述转速反馈值的差进行PI调节，得到q轴电流指令值；

当所述q轴电流指令值大于预设的q轴电流阈值时，对所述q轴电流阈值和所述q轴电流反馈值的差进行PI调节，得到q轴电压指令值；

根据所述q轴电压指令值和所述d轴电压指令值生成风机控制信号，并根据所述风机控制信号控制所述风机。

相比于现有技术，本发明实施例公开的空调器及其风机转速控制方法，空调器在运行过程中，可能会出现风机功率过大的情况，导致风机过负荷运行，增大风机损坏的风险，因此，本发明实施例中对风机进行控制时特定针对q轴电流进行限制，避免风机进入过负荷运行状态，在无需增加成本、避免整机体积变大且不影响风机性能发挥的情况下降低了风机损坏的风险。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种空调器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的空调器的制冷系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种风机转速控制算法原理框图；

图4是本发明实施例提供的控制器的第一工作流程图；

图5是本发明实施例提供的一种风机转速控制算法原理框图；

图6是本发明实施例提供的控制器的第二工作流程图；

图7是本发明实施例提供的控制器的第三工作流程图；

图8是本发明实施例提供的控制器的第四工作流程图；

图9是本发明实施例提供的控制器的第五工作流程图；

图10是本发明实施例提供的控制器的第六工作流程图；

图11是本发明实施例提供的空调器的风机转速控制方法的流程图；

其中，100、室内机；200、室外机；10、压缩机；20、冷凝器；30、膨胀阀；40、蒸发器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语″中心″、″上″、″下″、″前″、″后″、″左″、″右″、″竖直″、″水平″、″顶″、″底″、″内″、″外″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语″第一″、″第二″仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，″多个″的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语″安装″、″相连″、″连接″应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参见图1，本发明实施例所述的空调器包括室内机100和室外机200，所述室内机100用于调节室内空气的温度和湿度，所述室外机200通过联机管与所述室内机100连接，所述室外机200安装在室外，所述室内机100安装在室内。

空调器设置了制冷剂回路，具体地，所述制冷剂回路通过压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器依次循环制冷剂；所述冷凝器以及所述蒸发器中的一个是室外换热器，另一个是室内换热器。

制冷剂回路中换热原理如下：

参见图2所示的空调器的制冷系统的结构示意图，制冷系统包括压缩机10、冷凝器20、膨胀阀30和蒸发器40，形成制冷剂回路，制冷剂循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，并向已被调节和热交换的空气供应制冷剂，压缩机10压缩处于高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩后的制冷剂气体，所排出的制冷剂气体流入冷凝器20，冷凝器20将压缩后的制冷剂冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。膨胀阀30使在冷凝器20中冷凝的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低压的液相制冷剂。蒸发器40蒸发在膨胀阀中膨胀的制冷剂，并使处于低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机10。蒸发器40可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。

在整个循环中，所述空调器可以调节室内空间的温度。空调器的室外机200是指制冷循环的包括压缩机10和室外换热器的部分，空调器的室内机100包括室内换热器，并且所述膨胀阀30可以提供在室内机100或所述室外机200中。室内换热器和室外换热器用作冷凝器或蒸发器。当室内换热器用作冷凝器时，空调器为制热用的加热器，当室内换热器用作蒸发器时，空调器为制冷用的冷却器。

值得说明的是，本发明实施例所述的空调器不仅限于上述具体的分体式空调器，也可以是一体式空调器，如窗式空调器，空调器的具体类型在此不作限定。

所述空调器还包括风机，用于通过风力对换热器进行换热，风机可以是室内风机，也可以是室外风机，在此不作限定。在风机风轮受到较大阻力时，会导致风机运行的驱动转矩呈指数关系显著增大，易导致电控因电流过大损坏、直流电机因电流过大进入磁饱和状态或损坏，因此需要对风机进行有效控制避免风机进入过负荷运行状态。

所述空调器还包括控制器，具体地，在本发明实施例中，所述控制器，被配置为：

获取所述风机的转速反馈值、q轴电流反馈值和d轴电流反馈值；

对预设的d轴电流指令值和所述d轴电流反馈值的差进行PI调节，得到d轴电压指令值；

对输入的转速指令值和所述转速反馈值的差进行PI调节，得到q轴电流指令值；

当所述q轴电流指令值大于预设的q轴电流阈值时，对所述q轴电流阈值和所述q轴电流反馈值的差进行PI调节，得到q轴电压指令值；

根据所述q轴电压指令值和所述d轴电压指令生成风机控制信号，并根据所述风机控制信号控制所述风机。

示例性的，参见图3和图4，图3是本发明一实施例提供的一种风机转速控制算法原理框图，图4是本发明一实施例提供的控制器的第一工作流程图，所述控制器用于执行步骤S11～S16：

S11、获取所述风机的转速反馈值ωr^＊、q轴电流反馈值iq^＊、d轴电流反馈值id^＊、转速指令值ωr、d轴电流指令值id，然后进入步骤S12。

S12、对所述d轴电流指令值id和所述d轴电流反馈值id^＊的差值进行PI调节，以得到d轴电压指令值vd，然后进入步骤S13。

S13、对所述转速指令值ωr和所述转速反馈值ωr^＊的差进行PI调节，以得到q轴电流指令值iqr，然后进入步骤S14。

S14、判断所述q轴电流指令值iqr是否大于预设的q轴电流阈值iqy，若是，进入步骤S15，若否，进入步骤S17。

S15、对所述q轴电流阈值iqy和所述q轴电流反馈值iq^＊的差值进行PI调节，以得到q轴电压指令值vq，然后进入步骤S16。

S16、根据所述q轴电压指令值vq和所述d轴电压指令值vd生成风机控制信号，并根据所述风机控制信号控制所述风机。

S17、对所述q轴电流指令值iqr和所述q轴电流反馈值iq^＊的差值进行PI调节，以得到q轴电压指令值vq，然后返回步骤S16。

具体地，将风机的转速指令值ωr减去风机的转速反馈值ωr^＊，然后通过PI限幅滤波器，生成q轴电流指令值iqr，将q轴电流指令值iqr和预设的q轴电流阈值iqy输入选择器进行比较，选出数值较小的数据，当q轴电流指令值iqr大于q轴电流阈值iqy时，以q轴电流阈值iqy作为新的指令值，实现对q轴电流进行限制，避免电流过大，然后与q轴电流反馈值iq^＊进行作差，再通过PI限幅滤波器生成q轴电压指令值vq；将d轴电流指令值id和d轴电流反馈值id^＊作差，然后通过PI限幅滤波器进行PI调节生成d轴电压指令值vd；将q轴电压指令值vq和d轴电压指令值vd经过PARK变换得到vα和vβ最后通过KLARK逆变换生成6路驱动信号以对风机进行驱动，从而控制风机转速。

进一步地，参见图5，图5是本发明一实施例提供的一种风机转速控制算法原理框图，q轴电流反馈值iq^＊、d轴电流反馈值id^＊和转速反馈值ωr^＊通过以下方式生成：检测风机相电流值iu、iv，并根据公式iu+iv+iw＝0得到iw值，结合获取的正交电压值vα和vβ，计算得到角度θ和转速反馈值ωr^＊，将iu、iv和iw进行KLARK变换，生成iα和iβ，再经PARK变换生成转子旋转坐标系下q轴电流反馈值iq^＊和d轴电流反馈值id^＊。

进一步地，所述风机为室外风机，所述换热器为所述室外换热器。

值得说明的是，本发明实施例更适用于室外风机的控制。

在一种优选的实施方式中，所述控制器还被配置为：

在根据所述风机控制信号对所述风机进行转速控制之后，获取风机相电流；

当检测到存在所述风机相电流大于或等于预设的相电流保护阈值时，降低所述q轴电流阈值iqy；

当检测到所述风机相电流小于预设的上调阈值时，升高所述q轴电流阈值iqy；其中，所述上调阈值小于所述相电流保护阈值。

示例性的，参见图6，图6是本发明一实施例提供的控制器的第二工作流程图，所述控制器还用于执行步骤S18～S21：

S18、获取风机相电流iu、iv、iw，然后进入步骤S18。

S19、判断风机相电流iu、iv、iw是否大于或等于预设的相电流保护阈值，若是，进入步骤S20，若否，进入步骤S21。

S20、降低q轴电流阈值iqy。

S21、当风机相电流iu、iv、iw小于预设的上调阈值时，升高q轴电流阈值iqy。

具体地，在以q轴电流为控制目标的同时，还以风机相电流iu、iv、iw为控制方案约束条件，预先设置相电流保护阈值，对风机相电流iu、iv、iw进行监测，若监测得到的数据超出相电流保护阈值，则以预设的步长减小q轴电流阈值iqy，增强对q轴电流的控制，避免风机进入过电流运行状态，避免相电流超过其驱动功率半导体器件IPM模块允许范围、或导致IPM模块温度超过其限值，对电机相电流值也进行了限制，既避免半导体模块、风机本体磁性材料不会因电流过大导致的损坏风险，同时能提升低电压条件下的输出能力。

值得说明的是，q轴电流阈值iqy的具体调节的步长可根据实际情况进行设置，在此不作限定。

在一种优选的实施方式中，所述空调器还包括：

室外环境温度传感器，设于室外，用于监测室外环境温度；

室外盘管温度传感器，设于所述室外换热器上，用于监测室外盘管温度；

所述控制器还被配置为：

获取直流侧供电电压值、所述室外盘管温度和所述室外环境温度，以作为当前电流阈值参数；其中，所述风机为室外风机，所述换热器为所述室外换热器；

基于预设的电流阈值参数和q轴电流阈值iqy的映射关系，根据所述当前电流阈值参数确定初始的q轴电流阈值iqy；其中，所述直流侧供电电压值和所述q轴电流阈值iqy为正相关关系。

值得说明的是，室外环境温度传感器和室外盘管温度传感器是能感受温度并转换成可用输出信号的传感器，按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类，厂商可根据实际应用需求选择具体的温度传感器。

示例性的，参见图7，图7是本发明一实施例提供的控制器的第三工作流程图，所述控制器还用于执行步骤S22～S24：

S22、获取直流侧供电电压值Vdc、所述室外盘管温度和所述室外环境温度，以作为当前电流阈值参数；然后进入步骤S23。

S23、获取电流阈值参数和q轴电流阈值iqy的映射关系，然后进入步骤S24。

S24、基于所述电流阈值参数和q轴电流阈值iqy的映射关系，根据所述当前电流阈值参数确定初始的q轴电流阈值iqy；其中，所述直流侧供电电压值Vdc和所述q轴电流阈值iqy为正相关关系。

具体地，随着直流侧供电电压值Vdc的变化，其对应的q轴电流阈值iqy可以同步发生变化，电压值越高时对应的q轴电流阈值iqy设置得越大，反之则越小。为简化算法，将上述对应关系数字化，即将直流侧供电电压值Vdc分成若干组，每组电压值对应的q轴电流阈值iqy不同，在进行风机控制的初始阶段，根据经验，先通过当前状态以及预设的映射关系来确定初始的q轴电流阈值iqy，对q轴电流进行控制，后续再根据实际应用情况对q轴电流阈值iqy进行适应性的调整，使得其适应于具体的实际工况。

在一种优选的实施方式中，所述空调器还包括：

室外环境温度传感器，设于室外，用于监测室外环境温度；

所述控制器还被配置为：

获取所述室外环境温度，以作为当前相电流参数；

基于预设的相电流参数与相电流保护阈值的映射关系，根据所述当前相电流参数确定所述相电流保护阈值；其中，所述相电流参数与所述相电流保护阈值为负相关关系。

示例性的，参见图8，图8是本发明一实施例提供的控制器的第四工作流程图，所述控制器还用于执行步骤S25～S27：

S25、获取所述室外环境温度，以作为当前相电流参数，然后进入步骤S26。

S26、获取相电流参数与相电流保护阈值的映射关系，然后进入步骤S27。

S27、基于所述相电流参数与相电流保护阈值的映射关系，根据所述当前相电流参数确定所述相电流保护阈值；其中，所述相电流参数与所述相电流保护阈值为负相关关系。

具体地，相电流保护阈值的设置是为了保护硬件，避免电流过大而损坏硬件设备，因此相电流保护阈值的具体数值与硬件本身的特性有关，在不同的室外环境温度下，硬件本身的特性也会不同，可通过测试来获得相电流参数(室外环境温度)与相电流保护阈值的映射关系，示例性的，将室外环境温度按照数值进行分组，每组对应一个预定的相电流保护阈值，温度越高，相电流保护阈值越小，温度越低，相电流保护阈值越大。进一步地，为避免控制量频繁变化，具体实现时采用回差迟滞方案，即在不损坏硬件设备的临界电流的基础上，适当降低预设的电流值，得到上调阈值。

在一种优选的实施方式中，所述控制器还被配置为：

当获取的直流侧供电电压值大于预设电压值时，设置所述d轴电流指令值为固定值；

当所述直流侧供电电压值小于等于所述预设电压值时，对所述d轴电流指令值进行弱磁控制；

在对所述d轴电流指令值进行弱磁控制时，若检测到风机相电流大于或等于预设的相电流保护阈值时，以预设步长降低所述d轴电流指令值。

示例性的，参见图9，图9是本发明实施例提供的控制器的第五工作流程图，所述控制器还用于执行步骤S28～S31：

S28、获取直流侧供电电压值Vdc，然后进入步骤S29。

S29、判断所述直流侧供电电压值Vdc是否大于所述预设电压值，若是，进入步骤S30，若否，进入步骤S31。

S30、设置所述d轴电流指令值为固定值。

S31、对所述d轴电流指令值进行弱磁控制，并在检测到风机相电流大于或等于预设的相电流保护阈值时，以预设步长降低所述d轴电流指令值。

具体地，在以q轴电流为控制目标，以风机相电流为控制方案约束条件的同时，以d轴电流为辅助控制目标。对d轴电流的控制方式有两种，第一种为实现最佳的输出转矩控制，此时存在一个最佳的d轴电流指令值id，使得q轴电流得到最大输出转矩，是正常运行控制的最优选择，为简化算法，可以将d轴电流指令值id设置为零；其二是实现弱磁控制，当因受直流侧供电电压值Vdc限制，导致电机转速不能提高时，采用弱磁控制可以实现在直流侧供电电压值Vdc不变的条件下提升电机转速。在降低q轴电流阈值iqy的同时还可以同步调整d轴指令值，d轴指令值一般为负值，在其最大转矩控制点对应的idy0位置，获得最大输出转矩，在小于idy0的范围内，提高d轴指令值可以降低弱磁效应，进而提升逆变效率，有利于整机效率提升，降低d轴指令值可以增加弱磁效应，进而提高实际电机的运行转速，同时d轴指令值的调整受直流侧供电电压值Vdc及相电流保护阈值限制，一般情况下，直流侧供电电压值Vdc越大则d轴指令值可以调整得越大，即越接近idy0值，直流侧供电电压值Vdc越小则d轴指令值需要调整得越小，即负值情况下绝对值越大，在d轴指令值调小时电机的相电流不能超过相电流保护阈值。

具体地，d轴指令值的调整受相电流保护阈值限制，d轴指令值按照值的大小分成若干组，d轴指令值越小(即其绝对值越大)则弱磁深度越大，但同时风机相电流也跟随增大，一方面可能会导致电机退磁，另一方面也可能会导致电机运行不稳，具体可以实现的弱磁深度需要根据具体电机及实际负载实测得到，需要对风机相电流进行监测，以对d轴指令值进行调整以避免出现上述缺陷。

在一种优选的实施方式中，所述空调器还包括：

室外环境温度传感器，设于室外，用于监测室外环境温度；

室外盘管温度传感器，设于所述室外换热器上，用于监测室外盘管温度；

所述控制器还被配置为：

获取直流侧供电电压值Vdc、所述室外盘管温度和所述室外环境温度，以作为当前电流阈值参数；

基于预设的电流阈值参数和d轴电流指令值id的映射关系，根据所述当前电流阈值参数确定初始的d轴电流指令值id；其中，所述直流侧供电电压值Vdc和所述d轴电流指令值id为正相关关系。

示例性的，参见图10，图10是本发明一实施例提供的控制器的第六工作流程图，所述控制器还用于执行步骤S32～S34：

S32、获取直流侧供电电压值Vdc、所述室外盘管温度和所述室外环境温度，以作为当前电流阈值参数，然后进入步骤S33。

S33、获取电流阈值参数和d轴电流指令值id的映射关系，进入步骤S34。

S34、基于所述电流阈值参数和d轴电流指令值id的映射关系，根据所述当前电流阈值参数确定初始的d轴电流指令值id。

在一种优选的实施方式中，所述控制器还被配置为：

当所述q轴电流指令值iqr小于或等于预设的q轴电流阈值iqy时，对所述q轴电流指令值iqr和所述q轴电流反馈值iq^＊的差进行PI调节，得到所述q轴电压指令值vq。

具体地，在q轴电流指令值iqr小于或等于q轴电流阈值iqy时，说明此时的指令值还不足以使得风机进入过负荷运行状态，因此无需对其进行限制，根据实际需求进行风机控制即可。

在一种优选的实施方式中，所述控制器，还被配置为：将当前的室外盘管温度代入预设的室外盘管温度和风机转速下限值的关系式，确定当前的风机转速下限值；其中，所述室外盘管温度与所述风机转速下限值为正相关关系；当用户设置的固定风速小于当前的风机转速下限值时，以当前的风机转速下限值作为目标转速，生成所述转速指令值；当所述固定风速大于等于当前的风机转速下限值时，以所述固定风速作为目标转速，生成所述转速指令值。

示例性的，预先设定当空调器室外盘管温度Tc大于温度预定值Tcn时，风机转速大于风速预定值Son，其中n为1、2、3、......、N，N为预设的自然数，n值越大，表示室外盘管温度对应的预定值越高，则风机转速的下限值(风速预定值)越大，在具体应用过程中，需根据室外盘管温度对风机的转速进行限定。

在一种优选的实施方式中，所述控制器，还被配置为：

将所述目标转速和当前的室外环境温度代入预设的风机转速、室外环境温度与压缩机运行频率范围的关系式，确定与所述目标转速、当前的室外环境温度对应的压缩机运行频率范围，以对所述压缩机进行频率限制。

示例性的，当风机的实际转速被限制时，需要对压缩机最大运行频率进行限制，确保空调整机运行过程中不出现过负荷状态。同时对最小运行频率进行限制，确保低频运行时的振动过大问题。针对不同的室外环境温度及风机转速，对应预设的室外最高压缩机运行频率边界值。示例性的，在根据风机的实际转速确定对应的压缩机运行频率范围之后，若获取到的压缩机运行频率大于确定的压缩机运行频率范围的最大值，则控制压缩机以该压缩机运行频率范围的最大值运行，若获取到的压缩机运行频率小于确定的压缩机运行频率范围的最小值，则控制压缩机以该压缩机运行频率范围的最小值运行，若获取到的压缩机运行频率落在确定的压缩机运行频率范围内，则按照现有技术的压缩机控制方式进行控制。

相比于现有技术，本发明实施例公开的空调器，能够通过设置的q轴电流阈值iqy对q轴电流进行限制，避免风机进入过负荷运行状态，无需额外增加成本，避免整机体积变大，且不影响风机性能发挥，避免用户体验感变差；通过d轴弱磁控制的设置，确保风机在电源供电偏低时能输出更大能力，提升用户感受；通过风机相电流限制，避免风机进入过电流运行状态，避免半导体模块、风机本体磁性材料不会因电流过大导致的损坏风险，同时能提升低电压条件下的输出能力。

参见图11，图11是本发明实施例提供的一种空调器的风机转速控制方法的流程图，本发明实施例所述的空调器的风机转速控制方法由所述空调器中的控制器执行实现，所述空调器的风机转速控制方法包括：

S1、获取风机的转速反馈值、q轴电流反馈值和d轴电流反馈值；

S2、对预设的d轴电流指令值和所述d轴电流反馈值的差进行PI调节，得到d轴电压指令值；

S3、对输入的转速指令值和所述转速反馈值ωr^＊的差进行PI调节，得到q轴电流指令值；

S4、当所述q轴电流指令值大于预设的q轴电流阈值时，对所述q轴电流阈值和所述q轴电流反馈值的差进行PI调节，得到q轴电压指令值vq；

S5、根据所述q轴电压指令值和所述d轴电压指令生成风机控制信号，并根据所述风机控制信号控制所述风机。

在一种优选的实施方式中，所述方法还包括：

在根据所述风机控制信号对所述风机进行转速控制之后，获取风机相电流；

当检测到存在所述风机相电流大于或等于预设的相电流保护阈值时，降低所述q轴电流阈值；

当检测到所述风机相电流小于预设的上调阈值时，升高所述q轴电流阈值；其中，所述上调阈值小于所述相电流保护阈值。

在一种优选的实施方式中，所述方法还包括：

获取直流侧供电电压值、室外盘管温度和室外环境温度，以作为当前电流阈值参数；

基于预设的电流阈值参数和q轴电流阈值的映射关系，根据所述当前电流阈值参数确定初始的q轴电流阈值；其中，所述直流侧供电电压值和所述q轴电流阈值为正相关关系。

在一种优选的实施方式中，所述方法还包括：

获取室外环境温度，以作为当前相电流参数；

基于预设的相电流参数与相电流保护阈值的映射关系，根据所述当前相电流参数确定所述相电流保护阈值；其中，所述相电流参数与所述相电流保护阈值为负相关关系。

在一种优选的实施方式中，所述方法还包括：

当获取的直流侧供电电压值大于预设电压值时，设置所述d轴电流指令值为固定值；

当所述直流侧供电电压值小于等于所述预设电压值时，对所述d轴电流指令值进行弱磁控制；

在对所述d轴电流指令值进行弱磁控制时，若检测到风机相电流大于或等于预设的相电流保护阈值时，以预设步长降低所述d轴电流指令值。

在一种优选的实施方式中，所述方法还包括：

获取直流侧供电电压值、所述室外盘管温度和所述室外环境温度，以作为当前电流阈值参数；其中，所述风机为室外风机，所述换热器为所述室外换热器；

基于预设的电流阈值参数和d轴电流指令值的映射关系，根据所述当前电流阈值参数确定初始的d轴电流指令值；其中，所述直流侧供电电压值Vdc和所述d轴电流指令值为正相关关系。

在一种优选的实施方式中，所述方法还包括：

当所述q轴电流指令值小于或等于预设的q轴电流阈值时，对所述q轴电流指令值和所述q轴电流反馈值的差进行PI调节，得到所述q轴电压指令值。

在一种优选的实施方式中，所述方法还包括：

将当前的室外盘管温度代入预设的室外盘管温度和风机转速下限值的关系式，确定当前的风机转速下限值；其中，所述室外盘管温度与所述风机转速下限值为正相关关系；

当用户设置的固定风速小于当前的风机转速下限值时，以当前的风机转速下限值作为目标转速，生成所述转速指令值；

当所述固定风速大于等于当前的风机转速下限值时，以所述固定风速作为目标转速，生成所述转速指令值。

在一种优选的实施方式中，所述方法还包括：

将所述目标转速和当前的室外环境温度代入预设的风机转速、室外环境温度与压缩机运行频率范围的关系式，确定与所述目标转速、当前的室外环境温度对应的压缩机运行频率范围，以对所述压缩机进行频率限制。

相比于现有技术，本发明实施例公开的空调器的风机转速控制方法，能够通过设置的q轴电流阈值iqy对q轴电流进行限制，避免风机进入过负荷运行状态，无需额外增加成本，避免整机体积变大，且不影响风机性能发挥，避免用户体验感变差；通过d轴弱磁控制的设置，确保风机在电源供电偏低时能输出更大能力，提升用户感受；通过风机相电流限制，避免风机进入过电流运行状态，避免半导体模块、风机本体磁性材料不会因电流过大导致的损坏风险，同时能提升低电压条件下的输出能力。

以上所述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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种空调器，其特征在于，包括：

制冷剂回路，所述制冷剂回路通过压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器依次循环制冷剂；所述冷凝器和所述蒸发器中的一个是室外换热器，另一个是室内换热器；

风机，用于通过风力对换热器进行换热；其中，所述换热器为室内换热器或室外换热器；

控制器，被配置为：

获取所述风机的转速反馈值、q轴电流反馈值和d轴电流反馈值；

对预设的d轴电流指令值和所述d轴电流反馈值的差进行PI调节，得到d轴电压指令值；

对输入的转速指令值和所述转速反馈值的差进行PI调节，得到q轴电流指令值；

当所述q轴电流指令值大于预设的q轴电流阈值时，对所述q轴电流阈值和所述q轴电流反馈值的差进行PI调节，得到q轴电压指令值；

根据所述q轴电压指令值和所述d轴电压指令值生成风机控制信号，并根据所述风机控制信号控制所述风机。

2.如权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述控制器还被配置为：

在根据所述风机控制信号对所述风机进行转速控制之后，获取风机相电流；

当检测到存在所述风机相电流大于或等于预设的相电流保护阈值时，降低所述q轴电流阈值；

当检测到所述风机相电流小于预设的上调阈值时，升高所述q轴电流阈值；其中，所述上调阈值小于所述相电流保护阈值。

3.如权利要求1或2所述的空调器，其特征在于，所述空调器还包括：

室外环境温度传感器，设于室外，用于监测室外环境温度；

室外盘管温度传感器，设于所述室外换热器上，用于监测室外盘管温度；

所述控制器还被配置为：

获取直流侧供电电压值、所述室外盘管温度和所述室外环境温度，以作为当前电流阈值参数；其中，所述风机为室外风机，所述换热器为所述室外换热器；

基于预设的电流阈值参数和q轴电流阈值的映射关系，根据所述当前电流阈值参数确定初始的q轴电流阈值；其中，所述直流侧供电电压值和所述q轴电流阈值为正相关关系。

4.如权利要求2所述的空调器，其特征在于，所述空调器还包括：

室外环境温度传感器，设于室外，用于监测室外环境温度；

所述控制器还被配置为：

获取所述室外环境温度，以作为当前相电流参数；其中，所述风机为室外风机，所述换热器为所述室外换热器；

基于预设的相电流参数与相电流保护阈值的映射关系，根据所述当前相电流参数确定所述相电流保护阈值；其中，所述相电流参数与所述相电流保护阈值为负相关关系。

5.如权利要求1或2所述的空调器，其特征在于，所述控制器还被配置为：

当获取的直流侧供电电压值大于预设电压值时，设置所述d轴电流指令值为固定值；

当所述直流侧供电电压值小于等于所述预设电压值时，对所述d轴电流指令值进行弱磁控制；

在对所述d轴电流指令值进行弱磁控制时，若检测到风机相电流大于或等于预设的相电流保护阈值时，以预设步长降低所述d轴电流指令值。

6.如权利要求1或5所述的空调器，其特征在于，所述空调器还包括：

室外环境温度传感器，设于室外，用于监测室外环境温度；

室外盘管温度传感器，设于所述室外换热器上，用于监测室外盘管温度；

所述控制器还被配置为：

获取直流侧供电电压值、所述室外盘管温度和所述室外环境温度，以作为当前电流阈值参数；其中，所述风机为室外风机，所述换热器为所述室外换热器；

基于预设的电流阈值参数和d轴电流指令值的映射关系，根据所述当前电流阈值参数确定初始的d轴电流指令值；其中，所述直流侧供电电压值和所述d轴电流指令值为正相关关系。

7.如权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述控制器还被配置为：

当所述q轴电流指令值小于或等于预设的q轴电流阈值时，对所述q轴电流指令值和所述q轴电流反馈值的差进行PI调节，得到所述q轴电压指令值。

8.如权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述空调器还包括：

室外盘管温度传感器，设于所述室外换热器上，用于监测室外盘管温度；

所述控制器，还被配置为：

将当前的室外盘管温度代入预设的室外盘管温度和风机转速下限值的关系式，确定当前的风机转速下限值；其中，所述室外盘管温度与所述风机转速下限值为正相关关系；

当用户设置的固定风速小于当前的风机转速下限值时，以当前的风机转速下限值作为目标转速，生成所述转速指令值；

当所述固定风速大于等于当前的风机转速下限值时，以所述固定风速作为目标转速，生成所述转速指令值。

9.如权利要求8所述的空调器，其特征在于，所述空调器还包括：

室外环境温度传感器，设于室外，用于监测室外环境温度；

所述控制器，还被配置为：

将所述目标转速和当前的室外环境温度代入预设的风机转速、室外环境温度与压缩机运行频率范围的关系式，确定与所述目标转速、当前的室外环境温度对应的压缩机运行频率范围，以对所述压缩机进行频率限制。

10.一种空调器的风机转速控制方法，其特征在于，包括：

获取风机的转速反馈值、q轴电流反馈值和d轴电流反馈值；

对预设的d轴电流指令值和所述d轴电流反馈值的差进行PI调节，得到d轴电压指令值；

对输入的转速指令值和所述转速反馈值的差进行PI调节，得到q轴电流指令值；

当所述q轴电流指令值大于预设的q轴电流阈值时，对所述q轴电流阈值和所述q轴电流反馈值的差进行PI调节，得到q轴电压指令值；

根据所述q轴电压指令值和所述d轴电压指令值生成风机控制信号，并根据所述风机控制信号控制所述风机。

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