CN1987259A - 变频式空调器的驱动装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变频式空调器的驱动装置及其控制方法，包括：开关电路、压缩机线电流检测装置、控制装置和脉冲幅度变换装置；开关电路为电机提供高频交流电电源；压缩机线电流检测装置直接检测提供给压缩机电机上的电流；控制装置用来比较所检测到的压缩机线电流值是否超过基准值，以判断空调器压缩机是否处于过电流状态；脉冲幅度变换装置根据控制装置发出的控制信号，改变施加到压缩机电机上的驱动脉冲的幅度。有益效果是：提高了压缩机控制的准确度，而且当检测到过电流时，通过增加驱动脉冲的幅度来提高压缩机电机的电压，从而在过负荷条件下使压缩机稳定地运转。

Description

变频式空调器的驱动装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种空调器，特别是涉及一种变频式空调器的驱动装置及其控制方法。

背景技术

一般来说，将交流电变为直流电或者将直流电变为交流电的装置被称为逆向变流器，而采用这种逆向变流器驱动压缩机的空调器则被称为变频式空调器。

在所述的变频式空调器中，将交流电压通过整流变换为直流电压后，再次将直流电压变换为交流电压，并根据空调器的制冷或者制热负荷条件来变换频率，从而来变换冷媒的循环量。所述的逆向变流器用于压缩机电机M上时，可根据频率的变化改变所述的电机的旋转速度，从而来调整制冷或者制热负荷，达到节省能源之目的。

上述已有的普通变频式空调器的工作原理是，当室内温度与室外温度之间的温度差急剧变化时，由于负荷突然增大，有可能使空调器达到过负荷状态，导致压缩机的压力增大，并导致压缩机的电流突然增大，当电流达到上限电流时，在控制装置的控制下，会自动减小压缩机的运转频率或者停止压缩机的旋转，从而保护空调器系统。

如图1所示，已有的普通变频式空调器的驱动装置包括：用来检测电源端线电流的电源端线电流检测装置5和用来变换压缩机的运转频率的压缩机变频装置7。

另外，已有的普通变频式空调器的驱动装置还包括：当电源端线电流检测装置5检测到的电流超过基准值时，用来发出控制信号使压缩机变频装置7降低压缩机运转频率的控制装置6。

但是，上述已有的变频式空调器驱动装置存在以下缺点：由于所述的电源端线电流检测装置5连接在电源端1上，检测到的是提供给驱动装置上的总电流，并没有检测到实际流入压缩机的线电流。因此，对压缩机运转控制不够准确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服上述已有的变频式空调器驱动装置存在的缺点，提供一种变频式空调器的驱动装置及其控制方法；使其能够准确地检测压缩机线电流端的过电流，从而提高对压缩机控制的准确度，并且在检测到过电流时，增加逆向变流器的脉冲幅度，提高提供到压缩机电机上的电压，由此在过负荷条件下也可以使压缩机稳定的运行。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：本发明变频式空调器的驱动装置包括：开关电路、压缩机线电流检测装置、控制装置和脉冲幅度变换装置；所述的开关电路由至少一个开关元件组成，其状态受经过整流及滤波后的直流电控制，可提供高频交流电输出；所述的开关电路的输出端与压缩机的电机相连接，为电机提供高频交流电电源；所述的压缩机线电流检测装置与为压缩机电机提供3相高频交电流中的某一相线电流端相连接，通过该线电流端直接检测提供给压缩机电机上的电流；所述的控制装置的输出端与脉冲幅度变换装置的输入端相连接，用来比较所检测到的压缩机线电流值是否超过基准值，以判断空调器压缩机是否处于过电流状态，当空调器压缩机处于过电流状态时，发出增大脉冲幅度的控制信号；所述的脉冲幅度变换装置根据控制装置发出的控制信号，改变施加到压缩机电机上的驱动脉冲的幅度。

还包括：用来提供交流电源的电源端；通过整流二极管对交流电进行整流的整流器；对整流后获得的直流电的噪声进行滤波，并将滤波后的直流电提供给开关电路的滤波器。

当压缩机线电流检测装置检测到的电流值不超过基准值时，所述的控制装置判断其属于正常电流值范围，并保持驱动脉冲的幅度不变。

当压缩机线电流检测装置检测到的电流值超过基准值时，所述的控制装置判断其属于过电流状态，并控制增大脉冲幅度，从而使压缩机电机上的电压相对正常电流状态的电压增大约60％。

本发明变频式空调器的驱动装置的控制方法包括：

第1阶段：检测压缩机电机的线电流；

第2阶段：将检测到的压缩机电机的线电流值与基准值相比较，以判断空调器压缩机处于过负荷状态还是正常状态；

第3阶段：若检测到的压缩机电机的线电流值超过基准值，表示空调器压缩机处于过负荷状态，则生成增大幅度的驱动脉冲；若检测到的压缩机电机的线电流值未超过基准值，表示空调器压缩机处于正常状态时，则保持预先设定的脉冲幅度不变；

第4阶段：以在第3阶段确定的驱动脉冲驱动压缩机运转。

在第3阶段中，若空调器压缩机处于过负荷状态，在一定的频率范围内以一定的比率增大脉冲幅度。

在第3阶段中，若空调器压缩机处于过负荷状态，在不同的频率区间内以不同的比率增大脉冲幅度。

本发明有益效果是：本发明变频式空调器驱动装置及其控制方法通过在压缩机的线电流端检测过电流，由此提高了压缩机控制的准确度。同时，当检测到过电流时，通过增加驱动脉冲的幅度来提高压缩机电机的电压，从而在过负荷条件下使压缩机稳定地运转，并可以防止过电流引起的电机内部线圈的过热现象。

附图说明

图1为已有的普通变频式空调器的驱动装置的方框图；

图2为本发明变频式空调器驱动装置具体实施方式的方框图；

图3a为本发明变频式空调器驱动装置具体实施方式中压缩机的驱动脉冲的频率与线电压之间的一种关系曲线图；

图3b为本发明变频式空调器驱动装置具体实施方式中压缩机的驱动脉冲的频率与线电压之间的另一种关系曲线图；

图4为本发明变频式空调器驱动装置具体实施方式中表示正常驱动脉冲的幅度的曲线图；

图5为本发明变频式空调器驱动装置具体实施方式中表示检测到过电流时的驱动脉冲的幅度的曲线图；

图6为表示本发明变频式空调器的驱动方法的流程图。

图中：

10：电源端                  20：整流器

30：滤波器                  40：开关电路

50：压缩机线电流检测装置    60：控制装置

70：脉冲幅度变换装置

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图2为本发明变频式空调器驱动装置具体实施方式的方框图。

如图2所示，本发明变频式空调器驱动装置将流入电源端10的交流电变为直流电，并利用直流电进行开关控制，从而产生高频输出电流。这种连接在输出端的装置被称为变频驱动装置。

采用上述变频驱动装置的空调器将变频驱动装置产生的高频电流提供到压缩机电机M上，从而控制压缩机的运转状态，进而控制室外机以及室内机中的冷媒循环量，使空调器随着负荷的变化平稳地运转。

如图2所示，本发明变频式空调器的驱动装置包括：提供交流电源的电源端10、利用整流二极管对交流电进行整流的整流器20和对整流后的直流电的噪声进行过滤的滤波器30。

本发明变频式空调器的驱动装置还包括开关电路40，开关电路40由至少一个开关元件组成，其状态受经过整流及滤波后的直流电控制，可提供高频交流电输出；所述的开关电路40的输出端与压缩机的电机M相连接，为电机M提供高频交流电电源。

本发明变频式空调器的驱动装置还包括压缩机线电流检测装置50，压缩机线电流检测装置50与为压缩机电机提供3相高频交电流中的某一相线电流端相连接，通过该线电流端直接检测提供给压缩机电机上的电流。

与已有的普通的变频式空调器的驱动装置相比，二者的最大区别在于：已有的普通的变频式空调器的驱动装置的线电流检测装置连接在驱动装置的电源端，检测的是电源端的线电流而不是压缩机的线电流；而本发明变频式空调器的驱动装置的线电流检测装置则直接与压缩机的线电流端相连接，从而可以直接检测到提供给电机M的线电流，从而可以提高对压缩机控制的准确度。

本发明变频式空调器的驱动装置的控制装置60的输入端与压缩机线电流检测装置50的输处端相连接，控制装置60可以根据压缩机线电流检测装置50的输出信号判断检测到的电流值是否超过了基准值。所述的基准值是为了判断电机是否出现过电流现象而设定的，其数值大小根据压缩机电机的具体情况而定。

本发明变频式空调器的驱动装置还包括脉冲幅度变换装置70。所述的控制装置60的输出端与脉冲幅度变换装置70的输入端相连接；所述的脉冲幅度变换装置70可在控制装置60的控制下，变换提供到压缩机电机的驱动脉冲的幅度；所述的脉冲幅度变换装置70在正常负荷下，在控制装置60的控制下，将具有如图4所示的脉冲幅度的驱动脉冲提供给压缩机电机M；而在过负荷时，则如图5所示，在增加驱动脉冲幅度之后，将驱动脉冲提供给压缩机电机M。

更具体地说，随着脉冲幅度的增加，提供给压缩机电机M的驱动电压也随之增加，使得电机的扭矩增大，因此在过负荷条件下，不增大压缩机电流，压缩机也可以平稳地运转。

当所述的控制装置60的判断结果为，压缩机线电流检测装置50所检测的电流值在基准值以下时，如图3a和图3b中的G1所示，则控制所述的脉冲幅度变换装置，使其以正常的频率一电压特性工作，维持如图4的驱动脉冲幅度。

图4中示出了对压缩机的驱动不会产生影响的制冷负荷或制热负荷状态下的驱动压缩机电机的驱动脉冲的频率与线电压之间关系曲线图，其值为100V、60Hz。

但是，当所述的控制装置60的判断结果为，压缩机线电流检测装置50所检测的电流值超过了基准值时，即当室内温度与目标温度之间产生巨大的差异，导致压缩机处于过电流状态时，所述的控制装置60为了在同一频率下获得如图3a和图3b中的G2和G2′所示的增加电压，便控制如图5所示的脉冲幅度变换装置70，来增大驱动脉冲的脉冲幅度。如图5所示，脉冲幅度增大后施加到压缩机电机上的驱动脉冲的值为160V、60Hz；可以看出，相对于图4的情况，提供了更大的电压(增大约60％)。

在这里，图3a和图3b分别示出了在控制装置60的控制下，在特定频率范围内，经过脉冲幅度变换装置70变换脉冲幅度之后，驱动脉冲的频率与线电压之间的关系曲线图。图3a示出了可在低频区域为电机提供更大的线电压，而随着频率的增加，所述的线电压的上升率减小的情况。在这种情况下，所述的控制装置60在低频范围内增加了脉冲幅度的增加比率，在高频范围内则降低了脉冲幅度的增加比率。

图3b示出了在一定的频率范围内以相同的比率增加线电压的情况。

下面结合图6对本发明变频式空调器的驱动方法加以说明：

阶段S1：首先，利用压缩机线电流检测装置50检测提供给压缩机电机M的线电流；

阶段S2：控制装置60将检测到的电流值与基准值相比较，判断空调器压缩机处于过负荷状态还是正常负荷状态；当检测到的电流值超过基准值时，说明空调器压缩机处于过负荷状态；当检测到的电流值没有超过基准值时，说明空调器压缩机处于正常负荷状态。

阶段S3至S5：如果空调器压缩机处于正常负荷状态，则保持所设定的脉冲幅度，生成相应的驱动脉冲来驱动压缩机电机；如果空调器压缩机处于过负荷状态，则生成脉冲幅度被增大的驱动脉冲来驱动压缩机电机。

综上所述，通过对驱动脉冲的脉冲幅度控制(PWM)，在过负荷状态下为压缩机电机提供更高的电压，从而防止压缩机电机的线电流过度升高，防止电机线圈由于过电流而被烧坏。

Claims (7)

1.一种变频式空调器的驱动装置，其特征在于：包括：开关电路(40)、压缩机线电流检测装置(50)、控制装置(60)和脉冲幅度变换装置(70)；所述的开关电路(40)由至少一个开关元件组成，其状态受经过整流及滤波后的直流电控制，可提供高频交流电输出；所述的开关电路(40)的输出端与压缩机的电机(M)相连接，为电机(M)提供高频交流电电源；所述的压缩机线电流检测装置(50)与为压缩机电机提供3相高频交电流中的某一相线电流端相连接，通过该线电流端直接检测提供给压缩机电机上的电流；所述的控制装置(60)的输出端与脉冲幅度变换装置(70)的输入端相连接，用来比较所检测到的压缩机线电流值是否超过基准值，以判断空调器压缩机是否处于过电流状态，当空调器压缩机处于过电流状态时，发出增大脉冲幅度的控制信号；所述的脉冲幅度变换装置(70)根据控制装置(60)发出的控制信号，改变施加到压缩机电机上的驱动脉冲的幅度。

2.根据权利要求1所述的变频式空调器的驱动装置，其特征在于：还包括：用来提供交流电源的电源端(10)；通过整流二极管对交流电进行整流的整流器(20)；对整流后获得的直流电的噪声进行滤波，并将滤波后的直流电提供给开关电路(40)的滤波器(30)。

3.根据权利要求1所述的变频式空调器的驱动装置，其特征在于：当压缩机线电流检测装置(50)检测到的电流值不超过基准值时，所述的控制装置(60)判断其属于正常电流值范围，并保持驱动脉冲的幅度不变。

4.根据权利要求3所述的变频式空调器的驱动装置，其特征在于：当压缩机线电流检测装置(50)检测到的电流值超过基准值时，所述的控制装置(60)判断其属于过电流状态，并控制增大脉冲幅度，从而使压缩机电机上的电压相对正常电流状态的电压增大约60％。

5.根据权利要求1所述的变频式空调器的驱动装置的控制方法，其特征在于：包括：

第1阶段：检测压缩机电机的线电流；

第2阶段：将检测到的压缩机电机的线电流值与基准值相比较，以判断空调器压缩机处于过负荷状态还是正常状态；

第3阶段：若检测到的压缩机电机的线电流值超过基准值，表示空调器压缩机处于过负荷状态，则生成增大幅度的驱动脉冲；若检测到的压缩机电机的线电流值未超过基准值，表示空调器压缩机处于正常状态时，则保持预先设定的脉冲幅度不变；

第4阶段：以在第3阶段确定的驱动脉冲驱动压缩机运转。

6.根据权利要求5所述的变频式空调器的驱动装置的控制方法，其特征在于：在第3阶段中，若空调器压缩机处于过负荷状态，在一定的频率范围内以一定的比率增大脉冲幅度。

7.根据权利要求5所述的变频式空调器的驱动装置的控制方法，其特征在于：在第3阶段中，若空调器压缩机处于过负荷状态，在不同的频率区间内以不同的比率增大脉冲幅度。

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