一種電機(jī)及空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的恒風(fēng)量控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電機(jī)及空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)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)量控制可以在這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。
[0003] 為了實(shí)現(xiàn)恒風(fēng)量控制，一些技術(shù)方案采用直接安裝風(fēng)量計(jì)，不僅提高成本，還帶來 潛在的因?yàn)轱L(fēng)量計(jì)失效導(dǎo)致控制失敗的風(fēng)險。當(dāng)前空調(diào)廠商大多采用無風(fēng)量計(jì)的恒風(fēng)量控 制方法。
[0004] 另外，一些技術(shù)方案要監(jiān)視靜壓的變化來調(diào)速，如：美國專利US4806833,通過檢 測靜壓來調(diào)整轉(zhuǎn)速，達(dá)到恒風(fēng)量的目的。美國專利US201000298993A1，通過直接測量外部靜 壓來決定風(fēng)量，這需要事先把靜壓與風(fēng)量的關(guān)系測量出來，電機(jī)力矩然后通過在指定風(fēng)量 下對應(yīng)的靜壓來計(jì)算，監(jiān)視靜壓的變化來調(diào)速。有的計(jì)算公式設(shè)計(jì)到對數(shù)計(jì)算或者高階多 項(xiàng)式，這需要電機(jī)控制器的微處理器MCU具有較強(qiáng)大的計(jì)算能力，進(jìn)一步提高了成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種電機(jī)的恒風(fēng)量控制方法，該方法效率高、速度快、控制精 度高、風(fēng)量計(jì)算數(shù)學(xué)模型簡單便捷，實(shí)施成本低，可以自動適應(yīng)在廣泛的靜壓范圍。
[0006] 本發(fā)明的電機(jī)的恒風(fēng)量控制方法的技術(shù)方案如下：
[0007] -種電機(jī)的恒風(fēng)量控制方法，其特征在于，它包括如下步驟過程：
[0008] 步驟1)電機(jī)控制器的微處理器接受外部輸入的目標(biāo)風(fēng)量Qref。
[0009] 步驟2)電機(jī)控制器控制電機(jī)在一定的力矩T下啟動電機(jī)，使電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)；
[0010] 步驟3)記錄這時候的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速n，并通過查表法獲得該力矩T下的調(diào)整系數(shù)V，然 后根據(jù)計(jì)算風(fēng)量的函數(shù)關(guān)系Q=F(T，n，V)計(jì)算出該穩(wěn)態(tài)下的風(fēng)量Q。，其中Q是風(fēng)量，T是 力矩，n是轉(zhuǎn)速，V是調(diào)整系數(shù)，多個力矩段都有一個對應(yīng)的調(diào)整系數(shù)V;
[0011] 步驟4)電機(jī)控制器的微處理器比較目標(biāo)風(fēng)量Qraf與計(jì)算風(fēng)量Q。，若目標(biāo)風(fēng)量Qraf 與計(jì)算風(fēng)量Q。相等或相當(dāng)，則電機(jī)維持當(dāng)前力矩進(jìn)入穩(wěn)態(tài)工作并記錄該穩(wěn)態(tài)下的轉(zhuǎn)速n; 若目標(biāo)風(fēng)量Qraf大于計(jì)算風(fēng)量Q。，電機(jī)控制器提升輸出力矩T，若目標(biāo)風(fēng)量Qraf少于計(jì)算風(fēng) 量Q。，電機(jī)控制器的微處理器減少輸出力矩T;
[0012] 步驟5)電機(jī)經(jīng)調(diào)整力矩進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，重新記錄提升或者減少力矩下的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速 n，并再次查表獲取新力矩下的V值，然后重新計(jì)算風(fēng)量Q。；
[0013] 步驟6)重復(fù)步驟4和步驟5,直到計(jì)算風(fēng)量Q。與目標(biāo)風(fēng)量Q相等或相當(dāng)，停止 調(diào)整力矩，電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，同時記錄該穩(wěn)態(tài)下的轉(zhuǎn)速n。
[0014] 上述所述的步驟6)后面還有步驟7)，如果外部系統(tǒng)發(fā)生改變，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速和輸出風(fēng) 量變化，這時電機(jī)控制器通過比較新的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速和步驟4)或步驟6)里的轉(zhuǎn)速可以知道輸 出風(fēng)量已經(jīng)發(fā)生了變化，重復(fù)步驟3、步驟4、步驟5和步驟6。
[0015] 上述計(jì)算風(fēng)量的函數(shù)關(guān)系Q=F(T，n，V)，
[0019] 系數(shù)c。，（^和c2是通過在基準(zhǔn)力矩Tb_，不同外部靜壓情況下根據(jù)轉(zhuǎn)速和風(fēng)量參 數(shù)的原始數(shù)據(jù)通過曲線擬合的方法來獲得，
[0020] 上述所述的基準(zhǔn)力矩Tbase的范圍為30%T。至80%T。，T。是電機(jī)額定力矩。
[0021] 上述所述的函數(shù)關(guān)系Q=F(T，n，V)中調(diào)整系數(shù)V值在0. 1到2之間變化。
[0022] 上述所述的步驟4和步驟6)所述的計(jì)算風(fēng)量Q。與目標(biāo)風(fēng)量Qraf相等或相當(dāng)，指計(jì) 算風(fēng)量Q。在目標(biāo)風(fēng)量Q±誤差窗口之內(nèi)，目標(biāo)風(fēng)量Qraf的誤差窗口 一般在1 %到2 %范圍 內(nèi)。
[0023] 上述所述的步驟4)所述的電機(jī)控制器提升或減少輸出力矩T，主要指在步驟4) 所述當(dāng)前力矩下按每次至少1%T。的步長順序提升或減少，或者可以讓新力矩=當(dāng)前力矩 x(目標(biāo)風(fēng)量Qraf/當(dāng)前計(jì)算風(fēng)量Q。)2。
[0024] 上述所述的函數(shù)關(guān)系Q=F(T，n，V)是利用基準(zhǔn)力矩和其他力矩下的不同外部靜 壓情況下轉(zhuǎn)速和風(fēng)量參數(shù)的原始數(shù)據(jù)來獲得的，將電機(jī)安裝在風(fēng)輪上放在一個空調(diào)設(shè)備里 面，設(shè)置好電機(jī)在恒力矩工作狀態(tài)，在不大于額定力矩的范圍內(nèi)，選擇包括基準(zhǔn)力矩在內(nèi)的 多個力矩的值，使電機(jī)在每個力矩下工作，并依次改變系統(tǒng)的外部靜壓，來采集包括轉(zhuǎn)速， 風(fēng)量參數(shù)的原始數(shù)據(jù)。
[0025] 本發(fā)明的空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的恒風(fēng)量控制方法的技術(shù)方案如下：
[0026] -種空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的恒風(fēng)量控制方法，所述的空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)包括電機(jī)和風(fēng)輪，所 述的電機(jī)包括電機(jī)控制器、定子組件和轉(zhuǎn)子組件，其特征在于：它包括如下步驟過程：
[0027] 步驟1)電機(jī)控制器接受外部輸入的目標(biāo)風(fēng)量Qraf;
[0028] 步驟2)在一定的力矩T下啟動電機(jī)，使電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)；
[0029] 步驟3)記錄這時候的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速n，并通過查表法獲得該力矩T下的調(diào)整系數(shù)V，然 后根據(jù)計(jì)算風(fēng)量的函數(shù)關(guān)系Q=F(T，n，V)計(jì)算出該穩(wěn)態(tài)下的風(fēng)量Q。，其中Q是風(fēng)量，T是 力矩，n是轉(zhuǎn)速，V是調(diào)整系數(shù)，多個力矩段都有一個對應(yīng)的調(diào)整系數(shù)V;
[0030] 步驟4)比較目標(biāo)風(fēng)量Qraf與計(jì)算風(fēng)量Q。，若目標(biāo)風(fēng)量Qraf與計(jì)算風(fēng)量Q。相等或相 當(dāng)，則電機(jī)維持當(dāng)前力矩進(jìn)入穩(wěn)態(tài)工作并記錄該穩(wěn)態(tài)下的轉(zhuǎn)速n;若目標(biāo)風(fēng)量Qraf大于計(jì)算 風(fēng)量Q。，電機(jī)控制器提升輸出力矩T，若目標(biāo)風(fēng)量Qraf少于計(jì)算風(fēng)量Q。，電機(jī)控制器的微處理 器減少輸出力矩T;
[0031] 步驟5)電機(jī)經(jīng)調(diào)整力矩進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，重新記錄提升或者減少力矩下的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速 n，電機(jī)控制器通過查表法重新查找對應(yīng)的調(diào)整系數(shù)V，重新計(jì)算新穩(wěn)態(tài)下的風(fēng)量Q。；
[0032] 步驟6)重復(fù)步驟4和步驟5,直到計(jì)算風(fēng)量Q。與目標(biāo)風(fēng)量Q相等或相當(dāng)，停止 調(diào)整力矩，電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，同時記錄該穩(wěn)態(tài)下的轉(zhuǎn)速n。
[0033] 上上所述的步驟6)后面還有步驟7)，如果外部系統(tǒng)發(fā)生改變，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速和輸出風(fēng) 量變化，這時電機(jī)控制器通過比較新的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速和步驟4)或步驟6)里的轉(zhuǎn)速可以知道輸 出風(fēng)量已經(jīng)發(fā)生了變化。重復(fù)步驟3、步驟4、步驟5和步驟6。
[0034] 上述計(jì)算風(fēng)量的函數(shù)關(guān)系Q=F(T，n，V)如下
[0038] 系數(shù)c。，cdPc2是通過在基準(zhǔn)力矩Tb_，不同外部靜壓情況下根據(jù)轉(zhuǎn)速和風(fēng)量參 數(shù)的原始數(shù)據(jù)通過曲線擬合的方法來獲得。
[0039] 上述所述的基準(zhǔn)力矩Tbase的范圍為30%T。至80%T。，T。是電機(jī)額定力矩。
[0040] 上述所述的函數(shù)關(guān)系Q=F(T，n，V)中調(diào)整系數(shù)V值在0. 1到2之間變化。
[0041] 上述所述的步驟4和步驟6)所述的計(jì)算風(fēng)量Q。與目標(biāo)風(fēng)量Qraf相等或相當(dāng)，指計(jì) 算風(fēng)量Q。在目標(biāo)風(fēng)量Q±誤差窗口之內(nèi)，目標(biāo)風(fēng)量Qraf的誤差窗口 一般在1 %到2 %范圍 內(nèi)。
[0042] 上述所述的步驟4)所述的電機(jī)控制器提升或減少輸出力矩T，主要指在步驟4) 所述當(dāng)前力矩下按每次至少1%T。的步長順序提升或減少，或者可以讓新力矩=當(dāng)前力矩 X(目標(biāo)風(fēng)量Qraf/當(dāng)前計(jì)算風(fēng)量QJ2
[0043] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：1)通過設(shè)置好電機(jī)在恒力矩工作狀態(tài)，在 不大于額定力矩的范圍內(nèi)，選擇包括基準(zhǔn)力矩在內(nèi)的多個力矩的值，使電機(jī)在每個力矩工 作，并依次改變系統(tǒng)的外部靜壓，來采集包括轉(zhuǎn)速，風(fēng)量參數(shù)的原始數(shù)據(jù)，利用在不同力矩 在不同外部靜壓情況下轉(zhuǎn)速和風(fēng)量參數(shù)的原始數(shù)據(jù)，得到計(jì)算風(fēng)量的函數(shù)關(guān)系Q=F(T， n，V)，計(jì)算風(fēng)量的數(shù)學(xué)模型只有一階或二階的函數(shù)，非常簡單，簡化計(jì)算，效率高、響應(yīng)速度 快、控制精度高、實(shí)施成本低；經(jīng)過大量試驗(yàn)測試，風(fēng)量控制誤差在〇. 5% - 5%的范圍，具 有良好應(yīng)用前景；2)本發(fā)明方法可以適應(yīng)在廣泛的靜壓范圍，風(fēng)量計(jì)算與系統(tǒng)外部靜壓， 從而簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，降低成本。
【附圖說明】：
[0044] 圖1是傳統(tǒng)的空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045] 圖2是本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)的控制流程圖；
[0046] 圖3是本發(fā)明的原理框圖；
[0047] 圖4是本發(fā)明在某臺負(fù)載上的測量數(shù)據(jù)的擬合直線圖；
[0048] 圖5是本發(fā)明的部分的流程圖。
【具體實(shí)施方式