一种空调器及其控制方法与流程

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种空调器及其控制方法。

背景技术：

近年来各地对空调器的需求不断扩大，尤其是北方地区利用空调器在冬天低温条件下使用空调器制热，来提升室内温度，达到制暖的目的。空调器在低温工况下工作时，室外机的压缩机内部油池的润滑油粘度大幅度增加，这种情况下需要极大的转动力矩才能使压缩机开机运转。然而极大的转动力矩需要很大的驱动电流，这会造成压缩机内部永磁体的退磁问题。

目前为了避免压缩机工作在低温条件下由于内部的润滑油粘度增加，压缩机驱动电流过大而导致压缩机内部永磁体退磁的问题，通常是给压缩机追加辅助电加热带加热，来降低压缩机内部的润滑油粘度，这种方式存在以下问题：

一、追加辅助电加热带的能耗较大，由于辅助电加热带是追加的因此会增加空调器的制造成本。

二、由于压缩机周围有保温棉，这种加热方式存在空调器起火的安全隐患。

由上述可知，现有技术中通过对空调器追加辅助电加热带加热，来降低压缩机内部的润滑油粘度时，存在制造成本高的问题。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种空调器及其控制方法，解决了现有技术中通过对空调器追加辅助电加热带加热，来降低压缩机内部的润滑油粘度时，存在制造成本高的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面、本发明的实施例提供一种空调器，空调器包括：主控板、功率模块、压缩机以及油池；压缩机包括线圈，功率模块与主控板和线圈连接，油池与压缩机连接，包括：主控板，用于接收空调器的开机信号，并在接收到开机信号后获取油池的实际温度；主控板，还用于当确定油池的实际温度低于预设开机温度时，生成需求加热量并根据需求加热量生成控制时序信号；功率模块，用于根据主控板生成的控制时序信号驱动线圈对油池进行加热。

可选的，主控板，还用于当确定油池的实际温度大于或等于预设开机温度时控制空调器运行。

可选的，线圈包括定子线圈；功率模块，具体用于根据主控板生成的控制时序信号输出偏置偏压，并根据偏置电压驱动定子线圈对油池进行加热。

可选的，功率模块，具体用于根据偏置电压驱动定子线圈产生直流电，并根据直流电驱动定子线圈对油池进行加热。

可选的，线圈还包括：转子线圈；功率模块，具体用于根据主控板生成的控制时序信号输出脉冲宽度调制pwm脉冲变换的电压；功率模块，还用于根据pwm脉冲变换的电压驱动定子线圈产生周期性变化的交流电场；功率模块，还用于根据周期性变化的交流电场驱动转子线圈对油池进行加热。

第二方面、本发明的实施例提供一种空调器的控制方法，应用于如第一方面提供的任一项空调器，包括：接收空调器的开机信号，并在接收到开机信号后获取油池的实际温度；当确定油池的实际温度低于预设开机温度时，生成需求加热量并根据需求加热量生成控制时序信号；根据控制时序信号驱动线圈对油池进行加热。

可选的，该方法还包括：当确定油池的实际温度大于或等于预设开机温度时控制空调器运行。

可选的，线圈包括定子线圈；根据控制时序信号驱动线圈对油池进行加热，包括：根据控制时序信号输出偏置偏压，并根据偏置电压驱动定子线圈对油池进行加热。

可选的，根据偏置电压驱动定子线圈对油池进行加热，包括：根据偏置电压驱动定子线圈产生直流电，并根据直流电驱动定子线圈对油池进行加热。

可选的，线圈还包括：转子线圈；根据控制时序信号驱动定子线圈对油池进行加热，包括：根据控制时序信号输出脉冲宽度调制pwm脉冲变换的电压；根据pwm脉冲变换的电压驱动定子线圈产生周期性变化的交流电场；根据周期性变化的交流电场驱动转子线圈对油池进行加热。

本发明实施例提供的空调器及其控制方法，无需像现有技术中额外追加辅助电加热带加热；而是接收到空调器的开机信号后，根据油池的实际温度与预设加热温度，生成需求加热量并根据需求加热量生成控制时序信号，然后根据控制时序信号驱动线圈对所述油池进行加热，从而降低了空调器的制造成本；解决了现有技术中通过对空调器追加辅助电加热带加热，来降低压缩机内部的润滑油粘度时，存在制造成本高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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来讲，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为本发明的实施例提供的空调器的结构的示意图；

图2为本发明的实施例提供的空调器的实际结构的示意图；

图3为本发明的实施例提供的空调器的主控板生成的控制时序信号的示意图；

图4为本发明的实施例提供的空调器的功率模块的电压波形图；

图5为本发明的实施例提供的空调器的功率模块的另一种电压波形图；

图6为本发明的实施例提供的空调器的功率模块的对称波形图；

图7为本发明的实施例提供的空调器的功率模块的另一种不对称波形图；

图8为本发明的实施例提供的空调器的控制方法的流程示意图；

图9为本发明的实施例提供的空调器的控制方法的另一种流程示意图。

附图标记：

空调器-1；

主控板-10；

功率模块-11；

压缩机-12；线圈-120；定子线圈-1021；转子线圈-1022；

油池-13。

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做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。

实施例一、本发明的实施例提供一种空调器1，如图1所示空调器1包括：主控板10、功率模块11、压缩机12以及油池13；压缩机12包括线圈120，功率模块11与主控板10和线圈120连接，油池13与压缩机12连接，包括：主控板10，用于接收空调器1的开机信号，并在接收到开机信号后获取油池13的实际温度；主控板10，还用于当确定油池13的实际温度低于预设开机温度时，生成需求加热量并根据需求加热量生成控制时序信号；功率模块11，用于根据主控板10生成的控制时序信号驱动线圈对油池13进行加热。

需要说明的是，空调器的主控板、功率模块、压缩机以及油池的实际连接结构如图2所示，功率模块由六个绝缘栅双极型晶体管(英文全称：insulatedgatebipolartransistor，简称：igbt)构成，其中第一igbt通常用u+表示，第四igbt通常用u-表示，第二igbt通常用v+表示，第四igbt通常用v-表示，第三igbt通常用w+表示，第六igbt通常用w-表示；主控板通过对功率模块内部六个igbt的通断来实现在压缩机内部三个线圈上s1、s2、s3上进行交直流叠加，从而实现电磁加热技术(每个igbt由一个三极管和一个二极管组成)；具体的连接关系如下：主控板的第一信号输出端与所述功率模块的第一控制信号输入端连接，第二信号输出端与所述功率模块的第二控制信号输入端连接，第三信号输出端与所述功率模块的第三控制信号输入端连接，第四信号输出端与所述功率模块的第四控制信号输入端连接，第五信号输出端与所述功率模块的第五控制信号输入端连接，第六信号输出端与所述功率模块的第六控制信号输入端连接；功率模块包括：电信号输入端a，与电信号输入端连接的第一三极管的集电极、第二三极管的集电极以及第三三极管的集电极，与第一三极管的发射极连接的节点u，与第二三极管的发射极连接的节点v，与第三三极管的发射极连接的节点w，与节点u连接的第四三极管的集电极，与节点v连接的第五三极管的集电极，与节点w连接的第六三极管的集电极，与第四三极管的发射极、第五三极管的发射极以及第六三极管的发射极连接的电信号输出端b与第一三极管的基极连接的第一控制信号输入端，与第二三极管的基极连接的第二控制信号输入端，与第三三极管的基极连接的第三控制信号输入端，与第四三极管的基极连接的第四控制信号输入端，与第五三极管的基极连接的第五控制信号输入端，与第六三极管的基极连接的第六控制信号输入端，与第一三极管的集电极连接的第一二极管的阴极，与第一三极管的发射极连接的第一二极管的阳极，与第二三极管的集电极连接的第二二极管的阴极，与第二三极管的发射极连接的第二二极管的阳极，与第三三极管的集电极连接的第三二极管的阴极，与第三三极管的发射极连接的第三二极管的阳极，与第四三极管的集电极连接的第四二极管的阴极，与第四三极管的发射极连接的第四二极管的阳极，与第五三极管的集电极连接的第五二极管的阴极，与第五三极管的发射极连接的第五二极管的阳极，与第六三极管的集电极连接的第六二极管的阴极，与第六三极管的发射极连接的第六二极管的阳极；压缩机的线圈包括：定子线圈和转子线圈，定子线圈包括第一定子线圈(通常用s1表示)、第二定子线圈(通常用s2表示)以及第三定子线圈(通常用s3表示)；其中第一定子线圈与节点w连接，第二定子线圈与节点v连接，第三定子线圈与节点w连接；油池与压缩机相连接。

如图3所示，在一个循环周期内包括4个阶段：第一阶段：结合图2和图3可知，主控板控制第一igbt导通，第五igbt导通，第六igbt导通；电信号输入端a通过第一igbt的集电极将电信号发送至第一igbt的发射极，然后通过第一igbt的发射极将电信号传输至节点u，由节点u将电信号传输至第三定子线圈s3，经由第一定子线圈s1将电信号传输至第六igbt的集电极，由于主控板已经控制第六igbt导致，因此通过第六igbt的发射极将电信号传输至电信号输出端b从而形成供电回路；经由第二定子线圈s2将电信号传输至第五igbt的集电极，由于主控板已经控制第五igbt导致，因此通过第五igbt的发射极将电信号传输至电信号输出端b从而形成供电回路。

第二阶段：结合图2和图3可知，主控板控制第一igbt导通，第二igbt导通，第六igbt导通；电信号输入端a通过第一igbt的集电极将电信号发送至第一igbt的发射极，然后通过第一igbt的发射极将电信号传输至节点u，电信号输入端a通过第二igbt的集电极将电信号发送至第二igbt的发射极，然后通过第二igbt的发射极将电信号传输至节点v，由节点u将电信号传输至第三定子线圈s3，由节点v将电信号传输至第二定子线圈s2，经由第一定子线圈s1将电信号传输至第六igbt的集电极，由于主控板已经控制第六igbt导致，因此通过第六igbt的发射极将电信号传输至电信号输出端b从而形成供电回路。

第三阶段：结合图2和图3可知，主控板控制第二igbt导通，第四igbt导通，第六igbt导通；电信号输入端a通过第二igbt的集电极将电信号发送至第二igbt的发射极，然后通过第二igbt的发射极将电信号传输至节点v，由节点v将电信号传输至第三定子线圈s2，经由第一定子线圈s1将电信号传输至第六igbt的集电极，由于主控板已经控制第六igbt导致，因此通过第六igbt的发射极将电信号传输至电信号输出端b从而形成供电回路；经由第三定子线圈s3将电信号传输至第四igbt的集电极，由于主控板已经控制第四igbt导致，因此通过第四igbt的发射极将电信号传输至电信号输出端b从而形成供电回路。

第四阶段：结合图2和图3可知，主控板控制第三igbt导通，第四igbt导通，第五igbt导通；电信号输入端a通过第三igbt的集电极将电信号发送至第三igbt的发射极，然后通过第三igbt的发射极将电信号传输至节点w，由节点w将电信号传输至第一定子线圈s1，经由第二定子线圈s2将电信号传输至第五igbt的集电极，由于主控板已经控制第五igbt导致，因此通过第五igbt的发射极将电信号传输至电信号输出端b从而形成供电回路；经由第三定子线圈s3将电信号传输至第四igbt的集电极，由于主控板已经控制第四igbt导致，因此通过第四igbt的发射极将电信号传输至电信号输出端b从而形成供电回路。

通常将主控板，还用于当确定油池13的实际温度低于预设开机温度时，生成需求加热量并根据需求加热量生成控制时序信号这一流程称为六脉波算法；示例性的，主控板根据六脉波算法生成的控制时序信号如图3所示，第一igbt的占空比与第四igbt的占空比不同，第二igbt的占空比与第五igbt的占空比相同(占空比为50％)，第三igbt的占空比与第六igbt的占空比相同(占空比为50％)；通过图3的控制波形图对六个igbt的通断控制，可得到压缩机的输入侧至节点u(通常称为u相电压)、输入侧至节点v(通常称为v相电压)以及输入侧至节点w(通常称为w相电压)的电压波形图，如图4所示；将施加在输入侧至节点u的电压波形与输入侧至节点v的电压波形进行合并、将输入侧至节点v的电压波形与输入侧至节点w的电压波形进行，合并后的电压波形如图5所示(输入侧至节点u的电压波形与输入侧至节点w的电压波形进行合并后的电压波形与输入侧至节点u的电压波形与输入侧至节点v的电压波形进行合并后的电压波形相同，此处不再展开)需要说明的是，在实际的应用中，主控板是通过高低电平来控制功率模块的导通与关闭，由图4可知加在功率模块节点u上的高电平的持续时间与低电平的持续时间不同，进一步地通过图7可知，处于低电平的持续时间b等于处于高电平的持续时间a加上ε，其中ε表示时间差；因此，在ε的时间内会差生一个偏置电压，从而使得定子线圈发热。

可选的，主控板10，还用于当确定油池13的实际温度大于或等于预设开机温度时控制空调器1运行。

需要说明的是，本发明的实施例中对第一igbt、第四igbt进行非50％对称占空比波形控制，对第二igbt、第五igbt进行50％对称占空比波形控制，对第三igbt、第六igbt进行50％对称占空比波形控制(需要说明的是，图3给出了t时间内对功率模块中的第一igbt、第四igbt进行非50％对称占空比波形控制，对第二igbt、第五igbt进行50％对称占空比波形控制，对第三igbt、第六igbt进行50％对称占空比波形控制；为了防止某个定子线圈一直处于加热状态而其他的定子线圈处于非加热状态，因此需要经过t时间对第一igbt、第四igbt进行非50％对称占空比波形控制，对第二igbt、第五igbt进行50％对称占空比波形控制，对第三igbt、第六igbt进行50％对称占空比波形控制后；在下一个t时间需要对第二igbt、第五igbt进行非50％对称占空比波形控制，对第一igbt、第四igbt进行50％对称占空比波形控制，对第三igbt、第六igbt进行50％对称占空比波形控制；在下一个t时间需要对第三igbt、第六igbt进行非50％对称占空比波形控制，对第一igbt、第四igbt进行50％对称占空比波形控制，第二igbt、第五igbt进行50％对称占空比波形控制，从而保证每个定子线圈均发热，其波形图与图3类似，此处不再赘述)，图5中输入侧至节点u的电压波形与输入侧至节点v的电压波形进行合并后的电压波形中的一个周期波形如图7所示，此时在压缩机s2和s3上叠加非对称的交流脉冲波电压，此时压机转子因电磁感应而发热，也同时因偏置电压ε的存在，在压缩机s2和s3上有偏置直流电压叠加，此时压机定子因直流偏置电流而发热，实现定子和转子同时电磁加热，且使加热功率变大，从而满足压缩机加热要求。

可选的，线圈120包括定子线圈1201；功率模块11，具体用于根据主控板10生成的控制时序信号输出偏置偏压，并根据偏置电压驱动定子线圈1021对油池13进行加热。

可选的，功率模块11，具体用于根据偏置电压驱动定子线圈1021产生直流电，并根据直流电驱动定子线圈1021对油池13进行加热。

可选的，线圈120还包括：转子线圈1202；功率模块11，具体用于根据主控板10生成的控制时序信号输出脉冲宽度调制pwm脉冲变换的电压；功率模块11，还用于根据pwm脉冲变换的电压驱动定子线圈1021产生周期性变化的交流电场；功率模块11，还用于根据周期性变化的交流电场驱动转子线圈1022对油池进行加热。

需要说明的是，本发明的实施例中因对第二igbt、第四igbt、第三igbt、第六igbt进行50％对称占空比控制，图4中可以看到加在功率模块节点v上的高电平的持续时间与低电平的持续时间相同，加在功率模块节点w上的高电平的持续时间与低电平的持续时间相同；由图5可知v-w上一个周期波形内见图6所示。此时在压缩机s1和s2上叠加交流脉冲波电压，由于高电平的持续时间a与低电平的持续时间b相同，即形成周期性变化的电压，进而产生周期性变化的电流；从而导致在定子线圈上产生变化的交流电场，进而转子线圈因电磁感应而发热，实现对油池的电磁加热。

本发明实施例提供的空调器，无需像现有技术中额外追加辅助电加热带加热；而是接收到空调器的开机信号后，根据油池的实际温度与预设加热温度，生成需求加热量并根据需求加热量生成控制时序信号，然后根据控制时序信号驱动线圈对所述油池进行加热，从而降低了空调器的制造成本；解决了现有技术中通过对空调器追加辅助电加热带加热，来降低压缩机内部的润滑油粘度时，存在制造成本高的问题。

实施例二、本发明的实施例提供一种空调器的控制方法，应用于如实施例一提供的任一项空调器，如图8所示包括：

s101、接收空调器的开机信号，并在接收到开机信号后获取油池的实际温度。

s102、当确定油池的实际温度低于预设开机温度时，生成需求加热量并根据需求加热量生成控制时序信号。

s103、根据控制时序信号驱动线圈对油池进行加热。

需要说明的是，在实际的应用中，油池的预设开机温度必须高于油池的实际温度，而只有当油池的温度加热到预设开机温度后，才能使得油池中的冷媒迁移出油池；因此，在生成需求加热量时，可以根据实际温度与预设开机温度的差值，从而计算需要的需求加热量，防止启动时油池内制冷剂大量气化导致油池内的油的粘度和油压等重要参数不满足开机条件，对空调器造成损害。

可选的，如图9所示该方法还包括：当确定油池的实际温度大于或等于预设开机温度时控制空调器运行。

可选的，线圈包括定子线圈；根据控制时序信号驱动线圈对油池进行加热，包括：根据控制时序信号输出偏置偏压，并根据偏置电压驱动定子线圈对油池进行加热。

可选的，根据偏置电压驱动定子线圈对油池进行加热，包括：根据偏置电压驱动定子线圈产生直流电，并根据直流电驱动定子线圈对油池进行加热。

可选的，线圈还包括：转子线圈；根据控制时序信号驱动定子线圈对油池进行加热，包括：根据控制时序信号输出脉冲宽度调制pwm脉冲变换的电压；根据pwm脉冲变换的电压驱动定子线圈产生周期性变化的交流电场；根据周期性变化的交流电场驱动转子线圈对油池进行加热。

本发明实施例提供的空调器的控制方法，无需像现有技术中额外追加辅助电加热带加热；而是接收到空调器的开机信号后，根据油池的实际温度与预设加热温度，生成需求加热量并根据需求加热量生成控制时序信号，然后根据控制时序信号驱动线圈对所述油池进行加热，从而降低了空调器的制造成本；解决了现有技术中通过对空调器追加辅助电加热带加热，来降低压缩机内部的润滑油粘度时，存在制造成本高的问题。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。