专利名称：空气调节器及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种空气调节器及其控制方法，更具体说，涉及一种具有使 用单相异步电机工作的风扇电机的空气调节器及其控制方法。
背景技术：
通常，诸如空调的空气调节器为了吸入/排放外部空气而使用以单相异步 电机实现的风扇电机。传统的空气调节器为判别风扇电机的故障而采用如下 方法。例如，当制冷运行时的室外机温度长时间维持在高于预定温度的温度或 者制热运行时的室外温度和室外机的温度差大于一定温度时，判断风扇电机 是否出现故障。此时，为了判断风扇电机是否出现故障，当制冷运行时在制冷压缩机运行预定时间之后关闭压缩机；而当制热运行时在制热压缩机运行 预定时间之后关闭压缩机。而且，将室外机的风扇异常信号发送给室内机， 并停止室内外才几。如果因室内外机的停止而导致包含在该室内外机的风扇停止，则智能功 率模块(IPM)上流入过电流而导致压缩机停止，几分钟之后室内外机被再 次起动。此时，如果一直监测到风扇的停止状态，则显示错误信息并停止室 内外机的工作。这种间接冲企测方法通过使用室外温度、室外机温度、压缩机电机电流等 间接方法来判断风扇是否被限制，并且由于风扇停止时电流上升，从而对各 个功率元件施加压力而可能缩短元件的寿命并造成不必要的电力消耗。路部故障的问题。发明内容本发明的目的在于提供一种通过利用风扇电机的主线圈及辅助线圈之间 的相位差直接检测是否发生故障而防止不必要的电力消耗的空气调节器及其控制方法。为了实现上述目的4艮据本发明所提供的空气调节器，包括风扇；异步 电机，该异步电机包括旋转所述风扇的转子、从单相电源流入电流而旋转所 述转子的主线圏、用于启动所述转子的辅助线圏以及用于产生所述主线圏和 辅助线圈之间相位差的电容器；相位检测部，用于4全测所述主线圈和所述辅 助线圈的相位；控制部，用于当依据所述相位^r测部4企测的所述主线圈和所 述辅助线圏之间的相位差小于基准值时，控制所述异步电机而停止所述风扇 的旋转。在此，所述基准值最好是90度。而且，所述相位检测部还可包括检测所述主线圈相位的第一相位检测部 和检测所述辅助线圈相位的第二相位检测部。 此外，所述控制部还可包括零交点电路。而且，所述控制部还包括将电源供应给系统的电源部，并且当所述主线 圏和所述辅助线圈之间的相位差小于所述基准值时关闭所述电源部。另外，为实现上述目的冲艮据本发明所提供的空气调节器的控制方法，该 空气调节器包括风扇和具有旋转所述风扇的转子、从单相电源获得电流而旋 转所述转子的主线圏、用于启动所述转子的辅助线圈以及用于产生所述主线圈和辅助线圈之间相位差的电容器的异步电机，所述方法包括步骤比较所 述主线圏和所述辅助线圈之间相位差是否小于基准值；当所述相位差小于基 准值时，停止所述风扇的旋转。。在此，所述基准值最好是90度。而且，比较所述主线圈和所述辅助线圈之间的相位差是否小于基准值的 步骤还包括确定根据所述主线圈和所述辅助线圈感应的电流零交点位置的步 骤。此外，还进一步包括步骤当所述相位差小于基准值时，切断供应给系统 的电源。
图l是根据本发明所提供的空气调节器的控制框图；图2a和图2b是示出根据本发明所提供的单相异步电机的示意图；图3是4艮据本发明所提供的空气调节器的控制流程图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。图1是根据本发明所提供的空气调节器的控制框图，图2a是根据本发明 所提供的单相异步电机，图2b是相位检测电路的示图。如图1所示，根据本发明所提供的空气调节器包括风扇10、异步电机20、 相位检测部30和控制它们的控制部40。风扇10随下述的异步电机20的运行而旋转。例如，风扇IO可表现为设 置在室外机并对吸入空气进行压缩而排到排气口(未示出)的压缩机或为了 热交换而设置在室内机内部的送风风扇。异步电机接通常用电源并通过流过线圈的磁场旋转转子。作为本发明一 例的异步电机是流入单相电流的单相异步电机。如图2a所示，本发明所提供的异步电机20以在辅助线圈23上串联插入 电容器24而获得起动转矩的电容分相型异步电机作为一例。即，在没有电容 器24的状态下，原先根据流过主线圈22的电流处于磁场平衡状态的供应电 流由流过插入到辅助线圈23的电容器24的残留电流而变成相位变化的供应 电流并流过线圈，从而破坏电,兹力的平衡状态而获得起动转矩。转子21由鼠笼绕组(squirrel cage winding)构成，定子(未示出)由作 为主线圈22的运行绕组和作为辅助线圈23的起动绕组并列缠绕而形成，因 此当向所述并列电^各中接通单相交流电压时，由于主线圈22和辅助线圈23 之间的电抗差，在流过两个电路的电流中产生相位差，/人而产生旋转》兹场并 产生转矩。离心开关26与起动绕组串联，并在起动初期保持接通状态，当转子的速 度增大并达到额定速度的75%左右时切断开关，随之起动绕组电路被切断， 而电机由运行绕组继续旋转。即，在起动时，为了破坏电磁力(磁场)的平 衡状态而获得起动转矩需要电容器24。随后，当转子21开始旋转并且转速 增大到一定转速时，转子21在离心开关26分离电容器24的状态运行。相位检测部30用于冲企测异步电机20的主线圈22和辅助线圈23的相位。 此时，相位检测部30可表现为相位检测电路。相位检测部30可构成为通过 一个相位;险测部冲企测主线圈22和辅助线圈23的相位的结构，也可构成为分 别对应于主线圈22和辅助线圈23而设置的第一相位检测部(未示出)和第二相位检测部(未示出)的结构。在此，如图2b所示，相位检测部30可表现为分别设置在主线圈22和辅 助线圈23的相位检测电路。此时，通过相位检测电路的输入部31输入的主线圈22或辅助线圏23 的交流输入电源经过电路进行预定处理，并通过输出部32以一定的波形输 出。控制部40判别相位检测电路的输出波形相位差，并根据其结果当输出的 主线圏22和辅助线圈23的相位差小于预定值时，判断为风扇电机的故障而 停止风扇IO的运行。在此，根据本发明所提供的控制部可包括根据相位检测 部的检测结果计算主线圈22和辅助线圈23相位差的相位差计算部(未示出) 和控制风扇IO运行的运行控制部(未示出)。在正常运行时，作为电容分相异步电机的风扇电机的主线圈22和辅助线 圈23的相位差是90度。相位差计算部计算相位差。根据本发明所提供的空气调节器的相位差计 算部作为其一例将利用零交点(zero-crossing)电路，并通过主线圈22的电 流的相位和辅助线圈23电流的相位经过零点的位置而计算相位差。当由相位差计算部计算的相位差小于基准值90度或没有相位差时，运行 控制部判断风扇电机处于停止状态或异常状态，并停止风扇IO的运行。另外，控制部40判断风扇电机异常状态的相位差基准值可包括根据本发 明示例性实施例所提供的90度或者能够使其正常运行的范围内的值。而且，控制部40才艮据相位计算部的计算结果，当相位差脱离基准值时， 停止风扇10并将风扇电机处于异常状态的情况通知用户。此时，可通过警报、 OSD、 LED发光等方法通知用户异常状态。此外，如果控制部40监测到风扇电机的异常状态，则可控制电源供应部 50停止向系统供应电源。例如，控制部40可在监测到风扇电机的异常状态 并经过预定时间之后控制电源供应部50停止向系统供应电源。在此，系统意 味着包括在室内外机的用于制冷或制热的所有元件，控制部40可控制电源供 应部50以停止供应包括在系统中的至少 一个部件的电源。以下，参照图3详细描述根据本发明所提供的空气调节器的风扇电机故 障判别方法。首先，相位检测部30检测异步电机20的主线圈22和辅助线圈23的相 位，控制部40通过零交点电路计算主线圏和辅助线圏的相位差(Sl)。由于本发明示例性实施例所提供的异步电机20是电容分相型电机，因此 将主线圈22和辅助线圈23的相位差基准值90度作为一例。接着，控制部40确定主线圈和辅助线圈的相位差是否为90度(S3)，如 果相位差小于90度或没有相位差，则判断风扇电机发生故障而停止风扇10 的运行(S5 )。而且，控制部40停止风扇IO运行，并经过预定时间之后停止供应系统 的电源而4亭止系统的运4亍。如上所述，根据相位差的风扇电机故障的直接检测方法能够区分并判别 风扇电机的零部件、单品和未接线，因此在服务中也具有优势。此外，虽然本发明示例性实施例将90度作为相位差基准值，但是相位差 不局限于此，其可设置为风扇电机正常运行的允许误差范围的值。而且，虽然本发明将利用风扇电机的空气调节器作为其示例，但是本发 明不局限于此，还可适用于使用异步电机的系统。尽管示出和描述本发明的若干实施例，但是本领域技术人员将理解在 不脱离本发明的原则和精神的情况下，可对本发明的实施例进行各种变形。 本发明的范围由权利要求及其等同物定义。综上所述，根据本发明所提供的空气调节器及其控制方法，通过利用风 扇电机的主线圈和辅助线圈之间的相位差直接检测是否发生故障，从而防止 不必要的电力消耗，并且减少施加到空气调节器各功率元件的压力而防止各 个功率元件寿命的缩短。
权利要求
1、一种空气调节器，其特征在于包括风扇；异步电机，该异步电机包括旋转所述风扇的转子、从单相电源流入电流而旋转所述转子的主线圈、用于启动所述转子的辅助线圈以及用于产生所述主线圈和辅助线圈之间相位差的电容器；相位检测部，用于检测所述主线圈和所述辅助线圈的相位；控制部，用于当依据所述相位检测部检测的所述主线圈和所述辅助线圈之间的相位差小于基准值时，控制所述异步电机而停止所述风扇的旋转。
2、 如权利要求1所述的空气调节器，其特征在于所述基准值为90度。
3、 如权利要求1所述的空气调节器，其特征在于所述相位检测部包括检 测所述主线圏相位的第 一相位检测部和4企测所述辅助线圈相位的第二相位检 测部。
4、 如权利要求1所述的空气调节器，其特征在于所述控制部还包括零交 点电^各。
5、 如权利要求1至4中的任何一项所述的空气调节器，其特征在于 还包括将电源供应给系统的电源供应部；当所述主线圈和所述辅助线圈的相位差小于所述基准值时，所述控制部 关闭所述电源供应部。
6、 一种空气调节器的控制方法，该空气调节器包括风扇和具有旋转所述 风扇的转子、从单相电源流入电流而旋转所述转子的主线圈、用于启动所述 转子的辅助线圏以及用于产生所述主线圈和辅助线圏之间相位差的电容器的 异步电机，所述方法包括步骤比较所述主线圏和所述辅助线圈之间的相位差是否小于基准值； 当所述相位差小于基准值时，停止所述风扇的旋转。
7、 如权利要求6所述的空气调节器的控制方法，其特征在于所述基准值 为90度。
8、 如权利要求7所述的空气调节器的控制方法，其特征在于比较所述相 位差是否小于基准值的步骤还包括确定由所述主线圈和所述辅助线圏感应的 电流零交点位置的步骤。9、如权利要求6所述的空气调节器的控制方法，其特征在于还包括当所 述相位差小于所述基准值时切断供应给系统的电源。
全文摘要
根据本发明所提供的空气调节器，包括风扇；异步电机，该异步电极包括旋转所述风扇的转子、从单相电源流入电流而旋转所述转子的主线圈、用于启动上述转子的辅助线圈以及用于产生所述主线圈和辅助线圈之间的相位差的电容器；相位检测部，用于检测所述主线圈和所述辅助线圈的相位；控制部，用于当所述相位检测部检测的所述主线圈和所述辅助线圈之间的相位差小于基准值时，控制所述异步电机而停止所述风扇的旋转。因此，由于利用风扇电机的主线圈和辅助线圈之间的相位差直接检测是否出现故障，从而可以防止不必要的电力消耗。
文档编号F24F11/02GK101245944SQ20071014927
公开日2008年8月20日 申请日期2007年9月10日 优先权日2007年2月12日
发明者金容勋 申请人:三星电子株式会社