空调室外机运行电流检测方法与流程

本发明涉及空调控制技术，具体涉及一种空调室外机运行电流检测方法。

背景技术：

与定频空调不同，变频空调压缩机一般采用永磁同步电机且压缩机转速可调节。因此，变频空调外机有非常复杂的供电电路和控制电路。

为保证变频空调稳定安全运行，变频空调通常需要对外机运行电流进行检测。通过得到的电流和设定的限频、降频、停机等保护点进行对比，根据对比结果，控制程序就可以对压缩机采取相应的限频、降频、停机等保护。

传统技术中检测变频空调外机电流是通过电流互感器来实现。但是安装电流互感器和检测结果传输布线会占用电路板额外的空间；且此部分电路与其它电路间存在干扰；电流互感器检测电路占用芯片I/O接口资源；采用电流互感器也会提高成本。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提出一种空调室外机运行电流检测方法，不需要安装电流互感器即可实现电流检测，解决传统技术中采用电流互感器检测运行电流带来的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

空调室外机运行电流检测方法，包括：

a.根据PFC电流采样值获取PFC电流有效值；

b.确定室外机运行电流与PFC电流有效值之间的关系；

c.根据室外机运行电流与PFC电流有效值之间的关系，结合获取的PFC电流有效值计算室外机运行电流值；

d.采用最小二乘法对计算获得的室外机运行电流值进行修正。

作为进一步优化，步骤a中，所述根据PFC电流采样值获取PFC电流有效值的方法是：

将采样得到的PFC电流采样值取平方，再进行低通滤波处理，利用低通滤波滤除其中的交流分量部分，保留直流分量部分，根据得到的直流分量获得PFC电流的有效值。

作为进一步优化，步骤b中，根据PFC电路中的升压比确定空调室外机运行电流与PFC电流的有效值比值关系，从而得到由PFC电流的有效值计算室外机运行电流的计算式。

作为进一步优化，步骤a中，PFC电流采样值表示为i_PFC＝|Asin(ωt)|，根据电流有效值的定义，PFC电流有效值为其中对其积分则则有

然后对进行低通滤波，滤除交流分量A²cos(2ωt)/2，保留直流分量A²/2；

进行低通滤波后获得PFC电流有效值其中为低通滤波器。

作为进一步优化，步骤c中，在理想状态下室外机运行电流I_AC＝k₁I_PFC,k₁为整流前室外机运行电流与PFC电流有效值的比值，随PFC电路中的升压比变化而变化。

作为进一步优化，步骤d中，经过最小二乘法修正后，室外机运行电流值I_AC＝(k₁+k₂)I_PFC+k₃，其中，k₂和k₃为通过最小二乘法获得的系数。

作为进一步优化，k₂和k₃的获得方式为：基于公式I_AC＝(k₁+k₂)I_PFC+k₃，测量一定数量的I_AC和I_PFC以及对应的k₁，再通过最小二乘法来计算k₂和k₃的值；其中，I_AC由功率计或电流表装置直接测量，I_PFC可通过仿真器或DA通道输出得到。

本发明的有益效果是：根据PFC电流采样值通过软件方式计算获取室外机运行电流值，从而不需要安装电流互感器，节约成本、减少空间占用、减少资源占用、避免干扰。

附图说明

图1为空调PFC电路示意图；

图2为获取室外机运行电流计算参数的流程图；

图3为通过PFC电流计算室外机运行电流的流程图。

具体实施方式

本发明旨在提出一种空调室外机运行电流检测方法，不需要安装电流互感器即可实现电流检测，解决传统技术中采用电流互感器检测运行电流带来的问题。

一般空调中均有如图1所示的PFC电路，用于为压缩机驱动供电。当PFC电路运行时，整个电路的功率因数接近1，因此电流的高次谐波很小，可忽略不计。整流之前的交流电流为正弦波，整流之后的PFC电流为正弦波取绝对值。则PFC电流可表示为i_PFC＝|Asin(ωt)|。根据电流有效值的定义，PFC电流有效值为其中对其积分则所以即A²/2开算术平方根，因此可以对进行低通滤波，滤除交流分量A²cos(2ωt)/2，保留直流分量A²/2，并对直流分量取算术平方根，得到PFC电流有效值。

另外，主动PFC电路可以看作是一个boost升压电路，整流前交流电流有效值与PFC电流有效值的比值为k₁，k₁会随着升压比的变化而变化，在理想状态下可认为k₁与升压比相同，在理想状态下交流电流有效值I_AC＝k₁I_PFC。因此可用PFC电流，低通滤波器，PFC电路升压比来计算交流电流有效值。利用上面提到的PFC电流有效值计算方法，交流电流有效值可表示为其中为低通滤波器，选取合适的滤波时间τ可得到直流分量。

考虑到以上结果都是在理想情况下分析得到，并且在整流前的交流侧还可能存在其他用电设备和损耗，这些消耗功率相对比较固定，所以还要对得到的结果进行最小二乘法修正。在电流稳定时，为一个稳定的值，并且可以在驱动控制的处理器中得到并显示出来。将计算交流电流的公式修正为I_AC＝(k₁+k₂)I_PFC+k₃，其中k₁通过上面的分析由升压比得到，只要在PFC电路和控制运行时，可实时从控制芯片中读取，作为已知的量，I_AC和I_PFC可以实时测量，也为已知量。k₂和k₃可通过最小二乘法得到。测量大量的I_AC和I_PFC以及当时的k₁，就可来确定k₂和k₃的值。I_AC由功率计或电流表等装置直接测量，I_PFC可在变频驱动器的处理器里面得到，可通过仿真器或DA通道输出得到，计算参数的获取流程如图2所示。

如图3所示，在确定好系数k₂,k₃以后，将k₂,k₃固定不再变动，然后将所有系数带入计算式I_AC＝(k₁+k₂)I_PFC+k₃，根据计算式编写好计算程序。k₁由升压比得到，并根据升压比变化；I_PFC由采样得到的PFC电流加低通滤波得到k₂,k₃由上面提到的最小二乘法计算得到，作为固定值带入式中。空调运行时就可以根据PFC电流、低通滤波、升压比来实时计算得到交流电流有效值。