空调器及其的控制方法和装置与流程

本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种空调器的控制方法、一种空调器的控制装置和一种空调器。

背景技术：

在家用空调、冰箱等类似系统中，一般先将来自电网的单相交流电源，经过不可全桥进行整流，然后经过pfc(powerfactorcorrection，功率因数校正)电路升压，输出直流电源，给大容量电解电容和负载(如系统内部开关电源、压缩机和风机等)供电。其中，压缩机为主要负载，在额定输出时压缩机输出功率占总输入功率的90％以上。

空调系统中一般采用boost型pfc电路，不仅可以达到较高的功率因数，而且可以升压输出稳定的直流母线电压，从而给负载提供稳定的直流电源。其中，当输入电网电压不同时，pfc电路的电压闭环控制可以保持直流母线电压(即电解电容电压)基本稳定在设定值，从而保持输出相同的负载功率。

但是，在农村、城中村、重工业区等电网恶劣地区，电网电压经常发生波动，当输入电网电压跌落时，由于负载功率基本不变，导致pfc电路的输入电流必然增大，很可能触发过流保护而停机，影响用户体验。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种空调器的控制方法，在供电电压跌落时，通过控制压缩机快速降频来使系统继续运行，有效防止因电压跌落导致输入电流过高，进而触发过流保护而停机，影响用户体验。

本发明的第二个目的在于提出一种空调器的控制装置。本发明的第三个目的在于提出一种空调器。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种空调器的控制方法，包括以下步骤：获取所述空调器的输入电压有效值和输入电流有效值；根据所述输入电压有效值判断所述空调器是否处于供电电压跌落状态；如果所述空调器处于所述供电电压跌落状态，则判断所述输入电流有效值是否大于第一电流阈值；如果所述输入电流有效值大于所述第一电流阈值，则降低所述压缩机的目标运行频率，并以第一降频速率控制所述压缩机的运行频率达到降低后的目标运行频率以使所述空调器进入快速降频模式，其中，所述第一降频速率大于所述压缩机的正常降频速率。

根据本发明实施例的空调器的控制方法，在根据空调器的输入电压有效值判断空调器的供电电压发生跌落时，如果输入电流有效值大于第一电流阈值，则降低压缩机的目标运行频率，并以大于压缩机的正常降频速率来控制压缩机的运行频率达到降低后的目标运行频率，以使空调器进入快速降频模式。从而在供电电压跌落时，通过控制压缩机快速降频来使系统继续运行，有效防止因电压跌落导致输入电流过高，进而触发过流保护而停机，影响用户体验。

根据本发明的一个实施例，当所述空调器处于所述供电电压跌落状态时，如果所述输入电流有效值小于第二电流阈值，则控制所述空调器退出所述快速降频模式，其中，所述第二电流阈值小于所述第一电流阈值；如果所述空调器未处于所述供电电压跌落状态，则控制所述空调器退出所述快速降频模式。

根据本发明的一个实施例，所述第一降频速率为所述压缩机的正常降频速率的三倍或以上，所述降低后的目标运行频率为所述压缩机正常运行时的目标运行频率的95％或以下。

根据本发明的一个实施例，在根据所述输入电压有效值判断所述空调器是否处于供电电压跌落状态时，其中，如果第一时间阈值内所述输入电压有效值的下降幅度大于第一电压阈值，则判断所述空调器的供电电压骤降，所述空调器处于所述供电电压跌落状态；如果第二时间阈值内所述输入电压有效值的上升幅度大于第二电压阈值，则判断所述空调器的供电电压骤升，所述空调器未处于所述供电电压跌落状态；如果第三时间阈值内所述输入电压有效值的上升幅度或下降幅度均小于第三电压阈值，则判断所述空调器的供电电压处于稳定状态，所述空调器未处于所述供电电压跌落状态。

为实现上述目的，本发明第二方面实施例提出的一种空调器的控制装置，包括：获取模块，用于获取所述空调器的输入电压有效值和输入电流有效值；判断模块，用于根据所述输入电压有效值判断所述空调器是否处于供电电压跌落状态，并在所述空调器处于所述供电电压跌落状态时，判断所述输入电流有效值是否大于第一电流阈值；控制模块，所述控制模块与所述判断模块相连，所述控制模块用于在所述判断模块判断所述输入电流有效值大于所述第一电流阈值时，降低所述压缩机的目标运行频率，并以第一降频速率控制所述压缩机的运行频率达到降低后的目标运行频率以使所述空调器进入快速降频模式，其中，所述第一降频速率大于所述压缩机的正常降频速率。

根据本发明实施例的空调器的控制装置，在判断模块根据空调器的输入电压有效值判断空调器的供电电压发生跌落，并判断输入电流有效值大于第一电流阈值时，通过控制模块降低压缩机的目标运行频率，并以大于压缩机的正常降频速率来控制压缩机的运行频率达到降低后的目标运行频率，以使空调器进入快速降频模式。从而在供电电压跌落时，通过控制压缩机快速降频来使系统继续运行，有效防止因电压跌落导致输入电流过高，进而触发过流保护而停机，影响用户体验。

根据本发明的一个实施例，当所述空调器处于所述供电电压跌落状态时，如果所述判断模块判断所述输入电流有效值小于第二电流阈值，所述控制模块则控制所述空调器退出所述快速降频模式，其中，所述第二电流阈值小于所述第一电流阈值；如果所述空调器未处于所述供电电压跌落状态，所述控制模块则控制所述空调器退出所述快速降频模式。

根据本发明的一个实施例，所述第一降频速率为所述压缩机的正常降频速率的三倍或以上，所述降低后的目标运行频率为所述压缩机正常运行时的目标运行频率的95％或以下。

根据本发明的一个实施例，所述判断模块在根据所述输入电压有效值判断所述空调器是否处于供电电压跌落状态时，其中，如果第一时间阈值内所述输入电压有效值的下降幅度大于第一电压阈值，所述判断模块则判断所述空调器的供电电压骤降，所述空调器处于所述供电电压跌落状态；如果第二时间阈值内所述输入电压有效值的上升幅度大于第二电压阈值，所述判断模块则判断所述空调器的供电电压骤升，所述空调器未处于所述供电电压跌落状态；如果第三时间阈值内所述输入电压有效值的上升幅度或下降幅度均小于第三电压阈值，所述判断模块则判断所述空调器的供电电压处于稳定状态，所述空调器未处于所述供电电压跌落状态。

为实现上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种空调器，其包括上述的空调器的控制装置。

本发明实施例的空调器，通过上述的空调器的控制装置，能够在供电电压跌落时，通过控制压缩机快速降频来使系统继续运行，有效防止因电压跌落导致输入电流过高，进而触发过流保护而停机，影响用户体验。

附图说明

图1是根据本发明实施例的空调器的控制方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的空调器的电路拓扑图；

图3是根据本发明另一个实施例的空调器的电路拓扑图；

图4是根据本发明一个实施例的空调器正常运行时的频率控制示意图；

图5是根据本发明一个实施例的供电电压波动时空调器的频率控制示意图；

图6是根据本发明另一个实施例的供电电压波动时空调器的频率控制示意图；以及

图7是根据本发明实施例的空调器的控制装置的框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的空调器的控制方法、空调器的控制装置和空调器。

图1是根据本发明实施例的空调器的控制方法的流程图。如图1所示，该空调器的控制方法可包括以下步骤：

s1，获取空调器的输入电压有效值和输入电流有效值。

s2，根据输入电压有效值判断空调器是否处于供电电压跌落状态。

根据本发明的一个实施例，在根据输入电压有效值判断空调器是否处于供电电压跌落状态时，其中，如果第一时间阈值内输入电压有效值的下降幅度大于第一电压阈值，则判断空调器的供电电压骤降，空调器处于供电电压跌落状态；如果第二时间阈值内输入电压有效值的上升幅度大于第二电压阈值，则判断空调器的供电电压骤升，空调器未处于供电电压跌落状态；如果第三时间阈值内输入电压有效值的上升幅度或下降幅度均小于第三电压阈值，则判断空调器的供电电压处于稳定状态，空调器未处于供电电压跌落状态。

具体地，如图2-图3所示，空调器包括变频控制器和压缩机，变频控制器可包括整流桥、pfc电路、电解电容、压缩机驱动电路和控制单元，其中，pfc电路采用经典boost型升压pfc电路，压缩机驱动电路采用ipm(intelligentpowermodule，智能功率模块)，控制单元通过控制pfc电路和压缩机驱动电路，实现功率因数校正功能和压缩机的频率控制功能。

在空调器正常运行的过程中，控制单元通过控制压缩机驱动电路以使压缩机运行在所需目标运行频率。当所需目标运行频率发生变化时，控制单元将以正常降频速率/正常升频速率调节压缩机的给定频率，并通过控制压缩机驱动电路，使得压缩机的实际运行频率跟踪给定频率，直至压缩机的实际运行频率达到目标运行频率，压缩机稳定运行。

具体如图4所示，当压缩机的目标运行频率从目标运行频率1升高至目标运行频率2时，并且给定频率将以正常升频速率线性升高至目标运行频率2，进而通过控制压缩机驱动电路以使压缩机的实际运行频率跟随给定频率；当压缩机的目标运行频率从目标运行频率2降低至目标运行频率3时，并且给定频率将以正常降频速率线性降低至目标运行频率3，进而通过控制压缩机驱动电路以使压缩机的实际运行频率跟随给定频率。

但是在空调器运行的过程中，供电电压(如电网电压)并非是一直处于稳定状态，有可能出现供电电压突然跌落的现象，由于pfc电路具有电压闭环控制功能，能够保证负载功率基本不变，但这样会引起输入电流增大，很可能触发过流保护而停机，影响空调器的正常运行，大大降低用户体验。所以，可以先根据输入电压的状态判断供电电压是否发生跌落，如果发生跌落，则进一步判断输入电流是否过高，如果是，则控制压缩机快速降频，即快速降低负载功率以降低输入电流，保证系统能够继续运行，提高用户体验。

其中，在判断空调器的供电电压是否发生跌落时，可以先采用图2所示的直流侧(整流桥之后)检测法来获取输入电压，或者采用图3所示的交流侧(整流桥之前)检测法来获取输入电压。然后采用求均方根的方法计算获得输入电压有效值，最后根据输入电压有效值判断供电电压是否发生跌落。

具体地，可以采用图2或图3所示的方法采样输入电压，且采样频率远高于供电电压频率。例如，当供电电压频率为50hz时，采用频率可以为20khz，此时每半个周期内将采样得到500个输入电压瞬时值，通过累加每半个周期内输入电压瞬时值的平方和，并开方后即可计算获得输入电压有效值，然后对输入电压有效值进行判断。如果第一时间阈值内输入电压有效值的下降幅度大于第一电压阈值，则判断供电电压发生跌落；如果第二时间阈值内输入电压有效值的上升幅度大于第二电压阈值，则判断供电电压骤升；如果第三时间阈值内输入电压有效值的变化幅度(上升/下降幅度)小于第三电压阈值，则判断供电电压处于稳定状态。

其中，第一时间阈值和第二时间阈值设置的较短，方便快速识别供电电压是否跌落或骤升，例如，第一时间阈值和第二时间阈值可以为半个电压周期，第三时间阈值设置的较长，以确保供电电压已经进入稳定状态，例如，第三时间阈值可设为30秒。第一电压阈值和第二电压阈值均比第三电压阈值大，例如，第一电压阈值和第二电压阈值设置为30v，第三电压阈值设置为10v。

s3，如果空调器处于供电电压跌落状态，则判断输入电流有效值是否大于第一电流阈值。

其中，输入电流有效值的计算方法与输入电压有效值的计算方法可以相同。具体地，可先采用图2所示的直流侧(整流桥之后)检测法来获取输入电流，或者采用图3所示的交流侧(整流桥之前)检测法来获取输入电流，然后采用求均方根的方法计算获得输入电流有效值。

s4，如果输入电流有效值大于第一电流阈值，则降低压缩机的目标运行频率，并以第一降频速率控制压缩机的运行频率达到降低后的目标运行频率以使空调器进入快速降频模式，其中，第一降频速率大于压缩机的正常降频速率。

根据本发明的一个实施例，当空调器处于供电电压跌落状态时，如果输入电流有效值小于第二电流阈值，则控制空调器退出快速降频模式，其中，第二电流阈值小于第一电流阈值，保持迟滞区间，避免反复进入或退出快速降频模式；如果空调器未处于供电电压跌落状态，则控制空调器退出快速降频模式，也就是说，当空调器的供电电压骤升或者处于稳定状态时，不需要对空调器进行快速降频。

具体地，在空调器运行的过程中，当供电电压发生跌落时，还对输入电流有效值进行判断。如果输入电流有效值小于第二电流阈值，则说明虽然供电电压有一定的跌落，但是当前负载功率并不高，即压缩机的运行频率并不高，输入电流仍处于安全电流范围内，所以不对压缩机进行快速降频处理。

如果输入电流有效值大于第一电流阈值，则说明当前输入电流过高，很可能引起过流保护而停机，此时控制空调器进入快速降频模式，即重新调整压缩机的目标运行频率，并以快速降频速率(即第一降频速率)控制压缩机快速降频。其中，快速降频速率比正常降频速率更快，并且压缩机快速降频的目标运行频率比压缩机正常运行时的目标运行频率低，这样可以保证短时间内输入电流下降至安全电流范围内，防止触发过流保护。

如果输入电流有效值处于第一电流阈值与第二电流阈值之间，则保持当前状态不变，以避免反复进入或退出快速降频模式。

根据本发明的一个实施例，第一降频速率为压缩机的正常降频速率的三倍或以上，降低后的目标运行频率为压缩机正常运行时的目标运行频率的95％或以下。例如，当正常降频速率为1hz/s时，第一降频速率可以为50hz/s，降低后的目标运行频率可以为压缩机正常运行时的目标运行频率的80％，并且降低后的目标运行频率为系统可以工作的频率点(如不在共振点处)，且不低于压缩机的最低允许频率。

可以理解的是，有时经过一次的快速降频处理后，空调器可能仍处于快速降频模式，所以可以以相同方式继续进行快速降频处理，例如，压缩机快速降频的目标运行频率为当前目标运行频率的80％，即为正常目标运行频率的64％，直至输入电流有效值小于第二电流阈值或者供电电压处于骤升或稳定状态。

图5是根据本发明一个实施例的供电电压波动时空调器的频率控制示意图。如图5所示，当供电电压处于稳定状态时，控制压缩机按照目标运行频率4运行，电压跌落状态标志位清零。当第一时间阈值内输入电压有效值的下降幅度大于第一电压阈值时，电压跌落状态标志位置位，如果此时输入电流有效值大于第一电流阈值，则进入快速降频模式，将压缩机的目标运行频率调低至目标运行频率5，并以第一降频速率控制给定频率线性降低至目标运行频率5，进而通过控制压缩机驱动电路以使压缩机的实际运行频率跟随给定频率，以对压缩机进行一次快速降频处理。在对压缩机进行一次快速降频处理后，如果第三时间阈值内输入电压有效值的变化幅度很小或不变，则说明供电电压处于稳定状态，电压跌落状态标志位清零，此时退出快速降频模式，将压缩机的目标运行频率恢复至目标运行频率4，并以正常升频速率控制给定频率线性升高至目标运行频率4，进而通过控制压缩机驱动电路以使压缩机的实际运行频率跟随给定频率，使得压缩机恢复正常运行状态。

图6是根据本发明另一个实施例的供电电压波动时空调器的频率控制示意图。如图6所示，当供电电压处于稳定状态时，控制压缩机按照目标运行频率4运行，电压跌落状态标志位清零。当第一时间阈值内输入电压有效值的下降幅度大于第一电压阈值时，电压跌落状态标志位置位，如果此时输入电流有效值大于第一电流阈值，则进入快速降频模式，将压缩机的目标运行频率调低至目标运行频率5，并以第一降频速率控制给定频率线性降低至目标运行频率5，进而通过控制压缩机驱动电路以使压缩机的实际运行频率跟随给定频率，以对压缩机进行一次快速降频处理。在对压缩机进行一次快速降频处理后，如果第二时间阈值内输入电压有效值的上升幅度大于第二电压阈值，则说明供电电压骤升，电压跌落状态标志位清零，此时退出快速降频模式，将压缩机的目标运行频率恢复至目标运行频率4，并以正常升频速率控制给定频率线性升高至目标运行频率4，进而通过控制压缩机驱动电路以使压缩机的实际运行频率跟随给定频率，使得压缩机恢复正常运行状态。

综上所述，根据本发明实施例的空调器的控制方法，在根据空调器的输入电压有效值判断空调器的供电电压发生跌落时，如果输入电流有效值大于第一电流阈值，则降低压缩机的目标运行频率，并以大于压缩机的正常降频速率来控制压缩机的运行频率达到降低后的目标运行频率，以使空调器进入快速降频模式。从而在供电电压跌落时，通过控制压缩机快速降频来使系统继续运行，有效防止因电压跌落导致输入电流过高，进而触发过流保护而停机，影响用户体验。

图7是根据本发明一个实施例的空调器的控制装置的方框示意图。如图7所示，该空调器的控制装置包括获取模块10、判断模块20和控制模块30。

其中，获取模块10用于获取空调器的输入电压有效值和输入电流有效值，判断模块20用于根据输入电压有效值判断空调器是否处于供电电压跌落状态，并在空调器处于供电电压跌落状态时，判断输入电流有效值是否大于第一电流阈值。控制模块30与判断模块20相连，控制模块30用于在判断模块20判断输入电流有效值大于第一电流阈值时，降低压缩机的目标运行频率，并以第一降频速率控制压缩机的运行频率达到降低后的目标运行频率以使空调器进入快速降频模式，其中，第一降频速率大于压缩机的正常降频速率。

根据本发明的一个实施例，当空调器处于供电电压跌落状态时，如果判断模块20判断输入电流有效值小于第二电流阈值，控制模块30则控制空调器退出快速降频模式，其中，第二电流阈值小于第一电流阈值；如果空调器未处于供电电压跌落状态，控制模块30则控制空调器退出快速降频模式。

根据本发明的一个实施例，第一降频速率为压缩机的正常降频速率的三倍或以上，降低后的目标运行频率为压缩机正常运行时的目标运行频率的95％或以下。

根据本发明的一个实施例，判断模块20在根据输入电压有效值判断空调器是否处于供电电压跌落状态时，其中，如果第一时间阈值内输入电压有效值的下降幅度大于第一电压阈值，判断模块20则判断空调器的供电电压骤降，空调器处于供电电压跌落状态；如果第二时间阈值内输入电压有效值的上升幅度大于第二电压阈值，判断模块20则判断空调器的供电电压骤升，空调器未处于供电电压跌落状态；如果第三时间阈值内输入电压有效值的上升幅度或下降幅度均小于第三电压阈值，判断模块20则判断空调器的供电电压处于稳定状态，空调器未处于供电电压跌落状态。

需要说明的是，本发明实施例的空调器的控制装置中未披露的细节，请参照本发明实施例的空调器的控制方法中所披露的细节，具体这里不再赘述。另外，本发明实施例的空调器的控制装置可集成在图2和图3所示的控制单元中。

根据本发明实施例的空调器的控制装置，在判断模块根据空调器的输入电压有效值判断空调器的供电电压发生跌落，并判断输入电流有效值大于第一电流阈值时，通过控制模块降低压缩机的目标运行频率，并以大于压缩机的正常降频速率来控制压缩机的运行频率达到降低后的目标运行频率，以使空调器进入快速降频模式。从而在供电电压跌落时，通过控制压缩机快速降频来使系统继续运行，有效防止因电压跌落导致输入电流过高，进而触发过流保护而停机，影响用户体验。

此外，本发明的实施例还提出了一种空调器，其包括上述的空调器的控制装置。

本发明实施例的空调器，通过上述的空调器的控制装置，能够在供电电压跌落时，通过控制压缩机快速降频来使系统继续运行，有效防止因电压跌落导致输入电流过高，进而触发过流保护而停机，影响用户体验。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。