一種具有抽風(fēng)或者送風(fēng)功能的電器設(shè)備的恒風(fēng)量控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有抽風(fēng)或者送風(fēng)功能的電器設(shè)備的恒風(fēng)量控制方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 在家用空調(diào)的室內(nèi)通風(fēng)管道里，靜壓往往隨著時間的流逝而變化，比如因?yàn)楣艿?積灰或者過濾器堵塞。靜壓也因?yàn)楣艿赖陌惭b不同而往往高于廠商實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)稱系統(tǒng)時的 標(biāo)準(zhǔn)靜壓。恒風(fēng)量控制可W在送些情況下給用戶帶來恒定的風(fēng)量，從而在廣泛的靜壓條件 下維持舒適的通風(fēng)，制冷或制熱的效果，并使系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到高效節(jié)能。
[0003] 另外，在抽油煙機(jī)的領(lǐng)域同樣存在恒風(fēng)量控制的問題，因?yàn)殡S著樓層的不同或者 油路的積壓，外部靜壓是不同的，如何在不同的靜壓下給用戶帶來恒定的風(fēng)量，從而在廣泛 的靜壓條件下維持舒適的通風(fēng)，送對我們提出了更高的要求。
[0004] 一般恒風(fēng)量控制方法是直接安裝風(fēng)量計，不僅提高成本，還帶來潛在的因?yàn)轱L(fēng)量 計失效導(dǎo)致控制失敗，當(dāng)前空調(diào)廠商也通常采用無風(fēng)量計的恒風(fēng)量控制方法，有的要監(jiān)視 靜壓的變化來調(diào)速，有的計算公式涉及到對數(shù)計算或者高階多項式，送需要電機(jī)控制器的 MCU具有較強(qiáng)大的計算能力，進(jìn)一步提高了成本。因?yàn)椋泔L(fēng)量控制主要依靠 PM電機(jī)的里面 的電機(jī)控制器來實(shí)現(xiàn)，PM電機(jī)是直流無刷永磁同步電機(jī)的簡稱，也可W稱作ECM電機(jī)，PM電 機(jī)帶有電機(jī)控制器，電機(jī)控制器安裝在電機(jī)單體上，電機(jī)控制器隨著電機(jī)單體一起安裝在 電器設(shè)備的風(fēng)道里面，電機(jī)控制器會占據(jù)風(fēng)道里面的部分空間，影響電器設(shè)備的送風(fēng)效率， 而且直流電機(jī)的體積相對較大，會造成安裝麻煩，電機(jī)控制器的制造成本也相對較高，影響 其市場競爭力。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種具有抽風(fēng)或者送風(fēng)功能的電器設(shè)備的恒風(fēng)量控制方 法，采用不帶控制器的電機(jī)單體，主要恒風(fēng)量控制方法集中在系統(tǒng)控制器的主控制線路板 上，并且算法簡單，從而大大節(jié)省成本和簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案予W實(shí)現(xiàn)的。
[0007] -種具有抽風(fēng)或者送風(fēng)功能的電器設(shè)備的恒風(fēng)量控制方法，所述的電器設(shè)備包括 電機(jī)、風(fēng)輪、電源部分和系統(tǒng)控制器，系統(tǒng)控制器帶有實(shí)現(xiàn)電器設(shè)備本身功能的主控制線路 板，主控制線路板驅(qū)動電機(jī)帶動風(fēng)輪轉(zhuǎn)動，其中；所述的電機(jī)單體是一個不帶控制器的電機(jī) 單體，包括轉(zhuǎn)軸、永磁轉(zhuǎn)子組件、定子組件和機(jī)殼組件，永磁轉(zhuǎn)子組件上安裝永磁體，永磁轉(zhuǎn) 子組件和定子組件形成磁葫合，定子組件包括定子鐵芯和卷繞在定子鐵芯上的線圈繞組； 所述的主控制線路板上布局有微處理器、逆變電路和電機(jī)運(yùn)行參數(shù)檢測電路，運(yùn)行參數(shù)檢 測電路將電機(jī)實(shí)時運(yùn)行參數(shù)輸入到微處理器，微處理器的輸出端控制逆變電路，逆變電路 的輸出端與線圈繞組連接；其特征在于：所述的控制方法包括如下步驟：
[0008] A)在系統(tǒng)控制器的微處理器里面建立Μ個風(fēng)量點(diǎn)CFMi對應(yīng)的Μ個恒風(fēng)量控制函 數(shù)Qi = F (η)，其中Q可W是輸入功率或者是直流母線電流或者是力矩，η是電機(jī)的轉(zhuǎn)速；i 是整數(shù)，由1開始到Μ;
[0009] Β)微處理器接收或預(yù)設(shè)的目標(biāo)風(fēng)量值IN-CFM ;
[0010] C)啟動電機(jī)，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，比較Μ個風(fēng)量點(diǎn)CFMi和目標(biāo)風(fēng)量值IN-CFM，確定目標(biāo) 風(fēng)量值IN-CFM處于兩個已知風(fēng)量點(diǎn)CFMi和CFMi-1之間；
[0011] D)利用確定的兩個風(fēng)量點(diǎn)CFMi和CFMi-1通過插值法計算出目標(biāo)風(fēng)量值IN-CFM 對應(yīng)的恒風(fēng)量控制函數(shù)Q0 = F(n);
[0012] 巧控制電機(jī)參數(shù)Q0和轉(zhuǎn)速η,使電機(jī)按照恒風(fēng)量控制函數(shù)Q0 = F (η)的定義曲線 運(yùn)行，保證電器設(shè)備的風(fēng)量吸入或者輸出恒定。
[0013] 上述所述的函數(shù)Qi = F(n)是送樣獲得的：先采集原始數(shù)據(jù)，在風(fēng)道設(shè)備中，針對 Μ個目標(biāo)風(fēng)量，從低靜壓一直調(diào)節(jié)到高靜壓，送個靜壓要能涵蓋應(yīng)用的實(shí)際靜壓范圍，在調(diào) 節(jié)靜壓的過程中，讓電機(jī)處于恒轉(zhuǎn)速控制，并通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速η和參數(shù)Q保持風(fēng)量為目標(biāo) 風(fēng)量，并記錄此時的電機(jī)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速η和對應(yīng)的參數(shù)Q，送樣，針對Μ個目標(biāo)風(fēng)量，都產(chǎn)生了一 組轉(zhuǎn)速η和參數(shù)Q，然后通過曲線擬合的方法產(chǎn)生Μ個目標(biāo)風(fēng)量中每一個目標(biāo)風(fēng)量對應(yīng)一個 函數(shù) Qi = F(n)。
[0014] 上述所述若干個風(fēng)量點(diǎn)CFMi包括最大的輸出風(fēng)量和最小的輸出風(fēng)量。
[0015] 上述所述的Qi =F(n)是一個二階函數(shù)，每個目標(biāo)風(fēng)量點(diǎn)對應(yīng)的函數(shù)Q = Ci+CzXn+CsXnZ。
[0016] 上述所述的目標(biāo)風(fēng)量值IN-CFM對應(yīng)的恒風(fēng)量控制函數(shù)QO = F(n)是送樣得到 的；步驟一）選定3個轉(zhuǎn)速點(diǎn)nl、n2、n3,送3個轉(zhuǎn)速點(diǎn)nl、n2、n3代入兩個風(fēng)量點(diǎn)CFMi和 CFMi-1對應(yīng)的恒風(fēng)量控制函數(shù)Qi = F(n)和Qi-1 = F(n)，得到6個值Q11、Q21、Q12、Q22、 913、923，轉(zhuǎn)速點(diǎn)111對應(yīng)911、921，轉(zhuǎn)速點(diǎn)112對應(yīng)912、922，轉(zhuǎn)速點(diǎn)113對應(yīng)913、923;
[0017] 步驟2)計算權(quán)重值
利用權(quán)重值計算3個轉(zhuǎn)速點(diǎn)nl、n2、 n3對應(yīng)目標(biāo)風(fēng)量值IN-CFM的恒風(fēng)量控制函數(shù)中Q0的數(shù)值Q01、Q02和Q03，Q01 = Q21+W(Q11-Q21),Q02 = Q22+W(Q12-Q22), Q03 = Q23+W(Q13-Q23)；
[001引步驟Η )將3個轉(zhuǎn)速點(diǎn)nl、n2、n3和與之對應(yīng)的QOl、Q02和Q03代入函數(shù)Q = Ci+CzXn+CsXnZ，求解到系數(shù) Cl、C2、C3。
[0019] 上述所述的電器設(shè)備是一種空調(diào)系統(tǒng)，主控制線路板是空調(diào)控制器主控板，空調(diào) 控制器主控板還與壓縮機(jī)和膨脹閥等設(shè)備連接。
[0020] 上述所述的電器設(shè)備是一種抽油煙機(jī)，主控制線路板是抽油煙機(jī)主控板，抽油煙 機(jī)主控板還包括顯示電路和按鍵輸入電路，顯示電路和按鍵輸入電路與微處理器連接。
[0021] 上述所述的Μ個風(fēng)量點(diǎn)指至少有5個。
[0022] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下效果：
[0023] 1)本發(fā)明利用在系統(tǒng)控制器的微處理器里面建立Μ個風(fēng)量點(diǎn)CFMi對應(yīng)的Μ個恒 風(fēng)量控制函數(shù)Qi = F (η)，微處理器接收或預(yù)設(shè)的目標(biāo)風(fēng)量值IN-CFM，比較Μ個風(fēng)量點(diǎn)CFMi 和目標(biāo)風(fēng)量值IN-CFM,確定目標(biāo)風(fēng)量值IN-CFM處于兩個已知風(fēng)量點(diǎn)CFMi和CFMi-1之間， 利用確定的兩個風(fēng)量點(diǎn)CFMi和CFMi-1通過插值法計算出目標(biāo)風(fēng)量值IN-CFM對應(yīng)的恒風(fēng) 量控制函數(shù)Q0 = F (η)，然后控制電機(jī)參數(shù)Q0和轉(zhuǎn)速η,使電機(jī)按照恒風(fēng)量控制函數(shù)Q0 = F (η)的定義曲線運(yùn)行，算法簡單，采用不帶控制器的電機(jī)單體，主要恒風(fēng)量控制方法集中在 系統(tǒng)控制器的主控制線路板上，從而大大節(jié)省成本和簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
[0024] 2)在系統(tǒng)控制器的微處理器里面建立Μ個風(fēng)量點(diǎn)CFMi對應(yīng)的Μ個恒風(fēng)量控制函 數(shù)Qi = F (η)，就可W通過權(quán)重插值計算方法得到任意輸入目標(biāo)風(fēng)量值IN-CFM對應(yīng)的恒風(fēng) 量控制函數(shù)Q0 = F (η)，方法簡單，實(shí)用性強(qiáng)，并不需要微處理器有強(qiáng)大的運(yùn)算能力，從而可 W降低成本；
[00巧]3)上述所述的函數(shù)Qi = F (η)是送樣獲得的：先采集原始數(shù)據(jù)，在風(fēng)道設(shè)備中，針 對Μ個目標(biāo)風(fēng)量，從低靜壓一直調(diào)節(jié)到高靜壓，送個靜壓要能涵蓋應(yīng)用的實(shí)際靜壓范圍，在 調(diào)節(jié)靜壓的過程中，讓電機(jī)處于恒轉(zhuǎn)速控制，并通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速η和參數(shù)Q保持風(fēng)量為目 標(biāo)風(fēng)量，并記錄此時的電機(jī)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速η和對應(yīng)的參數(shù)Q，送樣，針對Μ個目標(biāo)風(fēng)量，都產(chǎn)生了 一組轉(zhuǎn)速η和參數(shù)Q，然后通過曲線擬合的方法產(chǎn)生Μ個目標(biāo)風(fēng)量中每一個目標(biāo)風(fēng)量對應(yīng)一 個函數(shù)Qi = F (η)，上述Μ個風(fēng)量點(diǎn)指至少有5個，可W有效保證測量的精度。
【附圖說明】：
[0026] 圖1是本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2是本發(fā)明電機(jī)單體的立體圖；
[0028] 圖3是本發(fā)明電機(jī)單體的剖視圖
[0029] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例一在空調(diào)應(yīng)用的安裝示意圖；
[0030] 圖5是本發(fā)明的一種實(shí)施電路方框圖；
[0031] 圖6是本發(fā)明恒風(fēng)量控制方法的實(shí)施例一的控制流程圖；
[0032] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例一通過實(shí)驗(yàn)測得到得一族恒風(fēng)量擬合曲線；
[0033] 圖8是本發(fā)明實(shí)施例一的直接功率控制恒風(fēng)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合曲線圖；
[0034] 圖9是本發(fā)明實(shí)施例一利用插值法求解任意輸入風(fēng)量的恒風(fēng)量控制函數(shù)的原理 示意圖；
[0035] 圖10是本發(fā)明的恒風(fēng)量控制方法的實(shí)施例二的安裝示意圖；
[0036] 圖11是本發(fā)明實(shí)施例二的具體方框原理圖；
[0037] 圖12是本發(fā)明實(shí)施例二的曲線擬合圖；
[0038] 圖13是本發(fā)明實(shí)施例Η的具體方框原理圖。
【具體實(shí)施方式】：
[0039] 下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0040] 如圖1所示，在一個典型的通風(fēng)管道（簡稱風(fēng)道）里，安裝了一個鼓風(fēng)系統(tǒng)（如 燃?xì)鉅t或空氣處理機(jī)），圖中W"電機(jī)單體+風(fēng)輪"代替，管道里還有空氣過濾網(wǎng)，電機(jī)啟動 時開始鼓風(fēng)，由于出風(fēng)口和入風(fēng)口的數(shù)量與房間數(shù)有關(guān)，管道的設(shè)計也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，同 時空氣過濾網(wǎng)也可能有不同的壓降，如果要獲得恒定的風(fēng)量必需有一個好的技術(shù)方案。本 發(fā)明的一種具有抽風(fēng)或者送風(fēng)功能的電器設(shè)備的恒風(fēng)量控制方法，所述的電器設(shè)備包括電 機(jī)、風(fēng)輪、電源部分和系統(tǒng)控制器，系統(tǒng)控制器帶有實(shí)現(xiàn)電器設(shè)備本身功能的主控制線路 板，主控制線路板驅(qū)動電機(jī)帶動風(fēng)輪轉(zhuǎn)動，其中；所述的電機(jī)單體是一個不帶控制器的電機(jī) 單體，包括轉(zhuǎn)軸、永磁轉(zhuǎn)子組件、定子組件和機(jī)殼組件，永磁轉(zhuǎn)子組件上安裝永磁體，永磁轉(zhuǎn) 子組件和定子組件形成磁葫合，定子組件包括定子鐵芯和卷繞在定子鐵芯上的線圈繞組； 所述的主控制線路板上布局有微處理器、逆變電路和電機(jī)運(yùn)行參數(shù)檢測電路，運(yùn)行參數(shù)檢 測電路將電機(jī)實(shí)時運(yùn)