专利名称：：正弦直流变频一拖多空调控制系统及其控制方法
技术领域：
：本发明涉及直流变频空调
技术领域：
，特别是关于正弦直流变频一拖多空调控制系统及其方法。
背景技术：
：随着世界范围内能源危机的到来，各国政府都在为经济可持续发展的目的积极地推广节能降耗技术。作为家庭用电的主要设备，传统的定频空调和交流变频空调由于其运行效率低下正在逐渐退出市场。直流变频空调器因为良好的节能性、精确控温、超低温启动、快速制热等特点越来越受到广大用户的喜爱。一拖多空调是一个室外机带多个室内机(大于或等于三个)，它具有节约空间，降低成本等优势，在市场上一直受到用户关注。原来的一拖多空调大都是定频一拖多、交流变频一拖多，他们均有各自的缺点。比如定频一拖多空调的频率不能变化，无论开一个室内机或多个室内机，压缩机的频率都一样，所消耗的电力也差不多，甚至有可能开一个室内机比多个室内机更耗电；交流变频一拖多空调可以根据室内机的需要而调节压缩机的运行频率，不过交流变频压缩机的本质是交流异步电动机，它在节能方面没有大的突破；直流变频空调中，其直流变频压缩机的电机是直流无刷电动机，它的效率远优于交流异步电动机，而空调的能耗主要就在压缩机上，所以直流变频空调在效率上远优于交流变频空调和定频空调，同样的，直流变频一拖多空调要远优于定频一拖多空调和交流变频一拖多空调。在直流变频空调
技术领域：
，一种压缩机控制方案是用120度控制的方案，又叫梯形波控制方案。该方案在检测转子位置时采用过零检测法，根据过零点信息及换相逻辑来选择最佳的换流顺序。现在的直流变频空调大都釆用这个方法来检测压缩机转子的位置。但由于过零检测法只能检测一些特定的点，而且随着电才几转速在大范围内变化，反电势的变频率也会变化，枱"测电路中的滤波器件会带来一定的相移，这会大大影响检测过零点的准确性；同时由于功率器件上续流二极管的反向电流作用，在大电流情况下也会对过零点的检测带来一定的影响，而且这种检测方式需要被检测相不导通，只能用于120度变频模式，而无法用于180度正弦波变频模式，这就大大降低了压缩机的利用效率，而且120度控制模式的低频特性不好，振动大，这就使得这种控制模式不能很好的发挥直流变频压缩机的特性，也使得一拖多空调系统的优点不能4艮好的发挥。对于一拖多空调系统来说，另一个技术重点是压缩机的频率控制。因为有多个内机系统，各个内机系统有各自的能力需求，不能再像一拖一变频空调系统那样由室内机计算频率，室外机控制器按照内机频率运行了。
发明内容本发明要解决的问题是提供正弦直流变频一拖多空调控制系统及其控制方法，改善一拖多空调系统的高频特性和低频特性，提高一拖多空调的节能效果。为达到上述目的，本发明的实施例的技术方案提出正弦直流变频一拖多空调控制系统，包括一室外机控制器、至少三个室内机和一直流变频压缩机，所述室外机控制器进一步包括一室外机智能控制模块、一智能变频模块、一内外机通讯模块和一温度采集模块；所述室外机智能控制模块，用于控制所述直流变频压缩机的驱动；所述内外机通讯模块，用于控制所述每个室内机与所述室外机智能控制模块之间信息的通讯。本发明的实施例的技术方案提出正弦直流变频一拖多空调控制方法，该方法包括以下步骤A、釆集多个室内机各自的设定温度、室内环境温度、内机能力和内机风速信息，并将所述各室内信息传送至室外机智能控制模块；B、采集室外温度信息，并将所述室外温度信息传送至室外机智能控制模块；C、根据所述室内信息和室外温度信息，通过数学模型计算需要的所述直流变频压缩机的频率；D、根据母线电流推算直流变频压缩机三相电流，并根据所述三相电流计算所述直流变频压缩机转子的瞬时位置和速度信息；E、根据所述直流变频压缩机转子的瞬时位置和速度信息及所述需要的直流变频压缩机的频率，控制智能变频模块输出的电流；F、所述智能变频模块输出的电流驱动直流变频压缩机运行。本发明的实施例的技术方案通过正弦直流变频控制一拖多空调，提高了一拖多空调的高频特性和低频特性，使一拖多空调的节能效果接近理想。图l是现有4支术中120度控制方案压缩机电流波形图2是本发明的180度正弦波控制压缩机电流波形图3是本发明的正弦直流变频一拖多空调控制系统图4是本发明的正弦直流变频一拖多空调控制方法的实施例流程图。具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述本发明的正弦直流变频一拖多空调控制系统如图3所示，该系统包括室外机控制器l、至少三个室内机和直流变频压缩机2，直流变频压缩机2包括转子21和压机22;其中室外机控制器l包括室外机智能控制模块ll、智能变频模块12、温度采集模块13和内外机通讯模块14，室外机智能控制模块ll用于控制直流变频压缩机2的驱动；内外机通讯模块14用于控制每个室内机与室外机智能控制模块ll间信息的通讯；室外机智能控制模块ll进一步包括位置计算和变频时序控制单元111和频率计算单元112;频率计算单元112,用于根据室内信息和室外温度信息，计算需要的直流变频压缩机2的频率；位置计算和变频时序控制单元lll，用于根据母线电流推算直流变频压缩机2的三相电流，进而计算直流变频压缩才几转子21的瞬时位置和速度信息，并4艮据转子21的瞬时位置和速度信息及所述需要的直流变频压缩机2的频率，控制智能变频模块12输出的电流；位置计算和变频时序控制单元111进一步包括180度正弦直流变频驱动子单元113、弱磁控制子单元114、力矩补偿子单元115和退磁电流自动控制子单元116;180度正弦直流变频驱动子单元113,用于将直流变频压缩机2的三相电流变换为旋转空间矢量坐标，实现对直流变频压缩机2的正弦直流变频控制；弱磁控制子单元114,用于当母线电流不足以驱动直流变频压缩机2运转到所述需要的频率时，运用弱磁控制理论，提供直流变频压缩机2去磁电流以驱动其运转到所述需要的频率；力矩补偿子单元115,用于当直流变频压缩机2在低频运行时，在压机22转动一周的时间里对压机22的阻力矩进行检测，根据压机22阻力矩的大小相应调节动力矩的大小，减小直流变频压缩机2的低频振动；退磁电流自动控制子单元116,用于当转子21受到足以引起其永》兹体产生退磁的逆》兹场时，控制直流变频压缩机2的D轴电流，进而控制所述逆磁场的大小。实施例一，当釆用图3所示的正弦直流变频一拖多空调控制系统，本发明的正弦直流变频一拖多空调控制方法流程如图4所示，本发明包括以下步骤步骤SIOI,多个室内机采集各自的设定温度、室内环境温度、内机能力和内机风速信息，并将所述各室内信息传送至室外机智能控制模块11。步骤S102，温度采集模块13采集室外温度信息，并将所述室外温度信息传送至室外机智能控制模块11。步骤S103,频率计算单元112根据步骤S101得到的室内信息和步骤S102得到的室外温度信息，通过数学模型计算需要的直流变频压缩机2的频率，所述步骤S103进一步包括以下步骤频率计算单元l12根据步骤S101得到的各个内机能力和内机风速信息，通过风速频率权重表格查到各个室内机的风速频率权重，所述风速频率权重表格为<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>频率计算单元112，根据所述风速频率权重，通过室内机风速权重公式计算室内机风速权重，所述室内机风速权重公式为K=SKi/n其中K代表室内机风速权重，Ki代表第i台内机风速权重，n代表室内机有效运行台数。频率计算单元112根据所述各个室内机的室内信息和室外温度信息，通过室内机温差公式计算室内机温差，所述室内机温差公式为△T=S(ATi*Vi)/SPi式中ATi叫Tstj-TnhJI，AT代表室内机温差，ATi代表第i台内机温差，Tst_i代表第i台内机的设定温度，Tnh—i代表第i台内机的环境温度，Vi代表第i台内机设计能力。当直流变频一拖多空调处于制冷模式，频率计算单元112根据所述室内机温差AT,通过制冷模式表查找到制冷温差权重，所述制冷模式表为<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>当直流变频一拖多空调处于制热模式，频率计算单元112根据所述室内机温差AT，通过制热模式表查找到制热温差权重，所述制热模式表为<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>所述风速频率权重表格、制热模式表和制冷模式表，均为与系统的参数有关的实验值。频率计算单元112根据所述室内机风速权重和所述室内机温差权重，通过压缩机频率公式计算需要的直流变频压缩机2的频率，所述压缩机频率公式为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>式中F代表计算目标频率，F-ED代表基准频率，P代表室内机温差权重，K代表室内才几风速4又重。步骤S104，位置计算和变频时序控制单元lll根据母线电流推算直流变频压缩机2的三相电流，将其变换为旋转空间矢量坐标，并根据所述三相电流的旋转空间矢量坐标，计算直流变频压缩机2的转子21的瞬时位置和速度信息。步骤S105,位置计算和变频时序控制单元111根据步骤S104得到的直流变频压缩机2的转子21的瞬时位置和速度信息与步骤S103得到的需要的直流变频压缩机2的频率，控制智能变频模块12输出的电流。步骤S106,智能变频模块12输出的电流驱动直流变频压缩机2运行，所述步骤S106进一步包括以下步骤当母线电流不足以驱动直流变频压缩机2运转到步骤S103得到的需要的频率时，启用弱磁控制子单元114,运用弱磁控制理论，提供直流变频压缩机2去磁电流以驱动其运转到所述需要的频率。当直流变频压缩机2在低频运行时，启用力矩补偿子单元115,在压机运转一周的时间里对压机22的阻力矩进行上千次的检测，从而时时地根据压机阻力矩的大小来相应地调节动力矩的大小，减小直流变频压缩机2的低频振动。当转子21受到足以引起其永磁体产生退磁的逆磁场时，启用退磁电流自动控制子单元116,控制直流变频压缩机2的旋转空间矢量电流的D轴电流，进而控制所述逆磁场的大小。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
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的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若千改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。权利要求1、一种正弦直流变频一拖多空调控制系统，包括一室外机控制器、至少三个室内机和一直流变频压缩机，其特征在于，所述室外机控制器进一步包括一室外机智能控制模块、一智能变频模块、一内外机通讯模块和一温度采集模块；所述室外机智能控制模块，用于控制所述直流变频压缩机的驱动；所述内外机通讯模块，用于控制所述每个室内机与所述室外机智能控制模块之间信息的通讯。2、如权利要求l所述的正弦直流变频一拖多空调控制系统，其特征在于，所述室外机智能控制模块进一步包括频率计算单元及位置计算和变频时序控制单元，所述频率计算单元，用于根据室内信息和室外温度信息，计算需要的所述直流变频压缩才几的频率；所述位置计算和变频时序控制单元，用于根据母线电流推算所述直流变频压缩机的三相电流，进而计算所述直流变频压缩机的转子的瞬时位置和速度信息，并根据所述需要的直流变频压缩机的频率，控制所述智能变频模块输出的电流。3、如权利要求2所述的正弦直流变频一拖多空调控制系统，其特征在于，所述位置计算和变频时序控制单元进一步包括180度正弦直流变频驱动子单元、弱》兹控制子单元、力矩补偿子单元和退磁电流自动控制子单元，所述180度正弦直流变频驱动子单元，用于将所述直流变频压缩机的三相电流变换为旋转空间矢量坐标，实现对所述直流变频压缩机的正弦直流变频控制；所述弱磁控制子单元，用于当母线电流不足以驱动所述直流变频压缩机运转到需要的频率时，提供所述直流变频压缩机去磁电流以驱动其运转到需要的频率；所述力矩补偿子单元，用于当所述直流变频压缩机在低频运行时，减小所述直流变频压缩机的低频振动；所述退》兹电流自动控制子单元，用于当所述直流变频压缩机转子受到足以引起其永磁体产生退磁的逆磁场时，控制所述逆磁场的大小。4、一种正弦直流变频一拖多空调控制方法，其特征在于，包括以下步骤A、采集多个室内机各自的设定温度、室内环境温度、内机能力和内机风速信息，并将所述各室内信息传送至室外机智能控制模块；B、采集室外温度信息，并将所述室外温度信息传送至室外机智能控制模块；C、根据所述室内信息和室外温度信息，通过数学模型计算需要的所述直流变频压缩才几的频率；D、根据母线电流推算直流变频压缩机三相电流，并根据所述三相电流计算所述直流变频压缩机转子的瞬时位置和速度信息；E、根据所述直流变频压缩机转子的瞬时位置和速度信息及所述需要的直流变频压缩机的频率，控制智能变频模块输出的电流；F、所述智能变频模块输出的电流驱动所述直流变频压缩机运行。5、如权利要求4所述的正弦直流变频一拖多空调控制方法，其特征在于，所述步骤F进一步包括以下步骤Fl、当母线电流不足以驱动所述直流变频压缩机运转到所述需要的频率时，运用弱磁控制理论，提供所述直流变频压缩机去磁电流；F2、当所述直流变频压缩机在低频运行时，在压机转动一周的时间里对压机的阻力矩进行检测，根据所述压机阻力矩的大小相应调节动力矩的大小，减小所述直流变频压缩机的低频振动；F3、当所述直流变频压缩机转子受到足以引起其永磁体产生退磁的逆磁场时，控制所述直流变频压缩机的D轴电流，进而控制所述逆^f兹场的大小。6、如权利要求4所述的正弦直流变频一拖多空调控制方法，其特征在于，所述步骤C中的所述数学模型是F=F-EDxPxK所述F代表计算目标频率，所述F-ED代表基准频率.，所述P代表室内机温差权重，所述K代表室内机风速权重。7、如权利要求6所述的正弦直流变频一拖多空调控制方法，其特征在于，所述数学模型中，所述室内机风速权重通过以下公式计算得出K=i:Ki/n所述K代表室内机风速权重，所述Ki代表第i台内机风速权重，所述n代表室内机有效运行台数。8、如权利要求6所述的正弦直流变频一拖多空调控制方法，其特征在于，所述室内机温差权重进一步分为制冷温差权重和制热温差权重，分别用于制冷模式和制热模式，所述制冷温差权重和制热温差权重分别与室内机温差对应，其对应关系由与系统参数有关的经-睑值确定。9、如权利要求8所述的正弦直流变频一拖多空调控制方法，其特征在于，所述室内机温差权重中，所述室内机温差通过以下公式计算得出AT=S(ATi*Vi)/SPi所述ATi叫Tstj-TnhJI，所述AT代表室内机温差，所述ATi代表第i台室内机温差，所述Tst一i代表第i台室内机的设定温度，所述Tnh—i代表第i台室内机的环境温度，所述Vi代表第i台室内机设计能力，所述Pi代表第i台室内机温差权重。全文摘要本发明公开了正弦直流变频一拖多空调控制系统，包括一室外机控制器、至少三个室内机和一直流变频压缩机，室外机控制器进一步包括一室外机智能控制模块、一智能变频模块、一内外机通讯模块和一温度采集模块，室外机智能控制模块用于控制所述直流变频压缩机的驱动。本发明还公开了正弦直流变频一拖多空调控制方法，首先计算需要的直流变频压缩机的频率，然后计算直流变频压缩机转子的瞬时位置和速度信息，最后驱动直流变频压缩机。本发明提高了一拖多空调的压缩机的使用效率，改善了空调的高频特性和低频特性，使一拖多空调更节能。文档编号F24F11/00GK101191651SQ200610145000公开日2008年6月4日申请日期2006年11月29日优先权日2006年11月29日发明者刘俊杰,程永甫,谷东照申请人:海尔集团公司;青岛海尔空调器有限总公司