一种空调器和控制方法与流程

1.本技术涉及空调控制技术领域，更具体地，涉及一种空调器和控制方法。


背景技术：

2.pfc(power factor correction，功率因数校正)是为了提高用电设备功率因数的技术，功率因数指的是有效功率与总耗电量之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量的比值。功率因数是用来衡量用电设备用电效率的参数，当功率因数值越大，代表其电力利用率越高。
3.变频控制器在进行pfc控制时，要以交流电压为参考波形进行电流的控制，通常的控制方法有两种，一种是通过采用标准正弦波并根据交流电压的过零点进行校准的方式进行控制，一种方法是根据输入交流电压的实时采样数据进行控制。第一种方法的优点是参考波形精准，缺点是当输入电压发生畸变过零点偏移时，将导致电流控制也发生偏移，影响控制结果；第二种方法的优点是对输入电压的跟踪性很强，缺点是当电压采样有干扰信号发生时，也将影响电流的控制结果。
4.目前对于空调变频控制器pfc控制中，通常变频控制器的强电与采样的弱电的地为公共地，这就导致在igbt或ipm等功率器件在进行开关动作时极易造成对弱电采样部分电路的干扰，影响采样结果，进而会影响到电流的控制。现有技术中为解决干扰问题一般通过调整pcb布局或滤波电路来实现干扰的屏蔽，也有通过增加光耦的方式进行强弱电隔离，但这些方式需增加较多的额外成本。并且在一些特殊控制器场合，受到功率器件布局的影响也难以通过调整pcb解决干扰。
5.因此，如何在空调器不改变pcb布局和不增加额外成本的情况下，克服干扰因素对空调变频控制器pfc控制的影响是目前有待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.由于现有技术中在不增加额外成本的情况下难以通过改变pcb布局解决空调变频控制器pfc控制的干扰问题，本发明提供了一种空调器，包括:
7.冷媒循环回路，使冷媒在压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、四通阀和减压器组成回路中进行循环；
8.压缩机，用于进行将低温低压冷媒气体压缩成高温高压冷媒气体并排至冷凝器的工作；
9.室内热交换器，作为冷凝器或蒸发器进行工作；
10.变频控制器被配置为，预先获取电源频率和有效电压；
11.当所述电源频率与预设电源频率相同时，根据当前采样电压与前一次采样电压的差值确定实际电压变化率；
12.根据所述实际电压变化率与对应的参考电压变化率确定控制电压，并根据所述控制电压进行pfc控制，所述对应的参考电压变化率是根据所述有效电压和预设拟合公式确
定的。
13.一些实施例中，所述预设拟合公式具体为：
14.dfv＝vacmax
×
(ax2 bx c)；
15.其中，dfv为参考电压变化率，vacmax为电压幅值，x为所述当前采样电压对应的电压采样次序，a/b/c为预设参数；
16.所述预设参数是根据所述预设电源频率和预设电压采样频率确定的。
17.一些实施例中，所述变频控制器具体被配置为：
18.若所述实际电压变化率超出所述对应的参考电压变化率，则将前一次采样电压加上所述对应的参考电压变化率的数值作为所述控制电压，并记录所述当前采样电压为异常电压；
19.若所述实际电压变化率未超出所述对应的参考电压变化率，则将所述当前采样电压作为所述控制电压。
20.一些实施例中，所述变频控制器还被配置为：
21.若所述异常电压高于过压阈值且连续出现次数超过预设阈值，则确认出现过压故障；
22.若所述异常电压低于低压阈值且连续出现次数超过预设阈值，则确认出现电压跌落。
23.一些实施例中，所述变频控制器还被配置为：
24.当所述电源频率与预设电源频率不相同时，根据所述电源频率和所述当前采样电压进行pfc控制。
25.相应的，本发明还提供了一种空调器控制方法，所述方法应用于包括冷媒循环回路、压缩机、室内热交换器和变频控制器的空调器中，所述方法包括:
26.预先获取电源频率和有效电压；
27.当所述电源频率与预设电源频率相同时，根据当前采样电压与前一次采样电压的差值确定实际电压变化率；
28.根据所述实际电压变化率与对应的参考电压变化率确定控制电压，并根据所述控制电压进行pfc控制，所述对应的参考电压变化率是根据所述有效电压和预设拟合公式确定的。
29.一些实施例中，所述预设拟合公式具体为：
30.dfv＝vacmax
×
(ax2 bx c)；
31.其中，dfv为参考电压变化率，vacmax为电压幅值，x为所述当前采样电压对应的电压采样次序，a/b/c为预设参数；
32.所述预设参数是根据所述预设电源频率和预设电压采样频率确定的。
33.一些实施例中，根据所述实际电压变化率与对应的参考电压变化率确定控制电压，具体为：
34.若所述实际电压变化率超出所述对应的参考电压变化率，则将前一次采样电压加上所述对应的参考电压变化率的数值作为所述控制电压，并记录所述当前采样电压为异常电压；
35.若所述实际电压变化率未超出所述对应的参考电压变化率，则将所述当前采样电
压作为所述控制电压。
36.一些实施例中，所述方法还包括：
37.若所述异常电压高于过压阈值且连续出现次数超过预设阈值，则确认出现过压故障；
38.若所述异常电压低于低压阈值且连续出现次数超过预设阈值，则确认出现电压跌落。
39.一些实施例中，所述方法还包括：
40.当所述电源频率与预设电源频率不相同时，根据所述电源频率和所述当前采样电压进行pfc控制。
41.本发明公开了一种空调器和控制方法，所述空调器包括冷媒循环回路、压缩机、室内热交换器和变频控制器。变频控制器被配置为预先获取电源频率和有效电压；当所述电源频率与预设电源频率相同时，根据当前采样电压与前一次采样电压的差值确定实际电压变化率；根据所述实际电压变化率与对应的参考电压变化率确定控制电压，并根据所述控制电压进行pfc控制，所述对应的参考电压变化率是根据所述有效电压和预设拟合公式确定的。通过应用以上技术方案，能够在不增加额外成本和不改变pcb布局的情况下，克服干扰因素对空调变频控制器pfc控制的影响。
附图说明
42.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
43.图1是示出本发明实施例提出的一种空调器的结构示意图；
44.图2是示出本发明实施例提出的一种空调器控制方法的流程示意图。
具体实施方式
45.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
46.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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技术和简化描述，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技术的限制。
47.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一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
48.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
49.为进一步对本技术的方案进行描述，如图1所示为本技术实施例提出的一种空调器的结构示意图，具体为：
50.冷媒循环回路101，使冷媒在压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、四通阀和减压器组成回路中进行循环。
51.在本技术的优选实施例中，空调器通过使用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器来执行空调器的制冷循环。制冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，并向已被调节和热交换的空气供应制冷剂。
52.压缩机102，用于进行将低温低压冷媒气体压缩成高温高压冷媒气体并排至冷凝器的工作。
53.在本技术的优选实施例中，压缩机压缩处于高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩后的制冷剂气体。所排出的制冷剂气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的制冷剂冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。
54.室内热交换器103，作为冷凝器或蒸发器进行工作。
55.在本技术的优选实施例中，空调器的室外单元包含制冷循环的包括压缩机和室外热交换器的部分，空调器的室内单元包括室内热交换器，并且膨胀阀可以提供在室内单元或室外单元中。
56.膨胀阀使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低压的液相制冷剂。蒸发器蒸发在膨胀阀中膨胀的制冷剂，并使处于低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，空调器可以调节室内空间的温度。
57.室内热交换器和室外热交换器用作冷凝器或蒸发器。当室内热交换器用作冷凝器时，空调器用作制热模式的加热器，当室内热交换器用作蒸发器时，空调器用作制冷模式的冷却器。
58.变频控制器104被配置为，预先获取电源频率和有效电压；
59.当所述电源频率与预设电源频率相同时，根据当前采样电压与前一次采样电压的差值确定实际电压变化率；
60.根据所述实际电压变化率与对应的参考电压变化率确定控制电压，并根据所述控制电压进行pfc控制，所述对应的参考电压变化率是根据所述有效电压和预设拟合公式确定的。
61.在具体实施场景中，由于变频控制器开始工作前电流很小，没有功率器件动作，很少有干扰，此时获取的电源频率和实际输入电压的有效值可作为无干扰存在的电源频率和有效电压。例如可以预先在变频控制器上电前几个电周期中获取电源频率和有效电压。
62.预设电源频率与预设拟合公式是相互对应的，预设电源频率可以预设一个或多个，相应的预设拟合公式也存在一个或多个，将它们写入存储器中，方便变频控制器调用以适用多种应用场景。当获取的电源频率与预设电源频率相同时，即表示变频控制器可以调
用对应的预设拟合公式计算参考电压变化率，以进行pfc抗干扰控制。
63.实际电压变化率可以根据当前采样电压与前一次采样电压的差值直接确定，例如当前实际采样电压为117v，前一次采样电压为115.5v，二者差值1.5v即为实际电压变化率。
64.实际电压变化率对应的参考电压变化率可以根据有效电压和预设拟合公式确定。由于交流电压的标准波形为正弦波，因此在正常情况下，已知有效电压、电源频率和电压采样频率，是可以获知每次采样电压相比于前一次采样电压的最大电压变化率的。在实际应用中存在电压波动及波形畸变的情况，电压会在一定范围内进行波动(通常情况下电压波动范围不会高于20％)，参考电压变化率就是在电压波动及波形畸变的情况下的当前采样电压相比于前一次采样电压的最大电压变化率。
65.根据正弦波的特性，在电周期0度附近参考电压变化率数值最大，在90度附近参考电压变化率数值最小，并逐渐变化。同时90度到180度与0到90相对称，180度到360度与0到180度对称，因此只需要计算1/4电周期的参考电压变化率(如0度到90度之间的电压变化率)，便可轻易获知整个电周期的参考电压变化率。预设拟合公式就是拟合了1/4电周期的参考电压变化率的公式，根据预设拟合公式可以计算出每次采样电压相比于前一次采样电压的参考电压变化率的数值。
66.为了准确计算实际电压变化率对应的参考电压变化率，在本技术的优选实施例中，所述预设拟合公式具体为：
67.dfv＝vacmax
×
(ax2 bx c)；
68.其中，dfv为参考电压变化率，vacmax为电压幅值，x为所述当前采样电压对应的电压采样次序，a/b/c为预设参数；所述预设参数是根据所述预设电源频率和预设电压采样频率确定的。
69.在具体实施场景中，由于交流电的特性，电压幅值即交流电最大电压，是有效电压的1.414(2的算术平方根)倍。由于在实际应用中存在电压波动及波形畸变的情况，其实际电压幅值会更高，因此可以根据有效电压和预设电压波动阈值确定在电压波动及波形畸变的情况下的电压幅值，预设电压波动阈值可根据具体实施情况设置。例如预设电压波动阈值为20％，有效电压为220v，则电压幅值为vacmax＝220*(1 20％)*1.414＝375v。
70.x为所述当前采样电压对应的电压采样次序，即当前采样电压是计算周期内相对于计算周期起始点的第x次电压采样，计算周期是预设拟合公式所拟合的1/4电周期。例如需要计算电周期0度到90度之间的第10次电压采样得到的采样电压对应的参考电压变化率时，x取值为10。
71.所述预设参数是根据所述预设电源频率和预设电压采样频率确定的，具体的，根据预设电源频率和预设电压采样频率计算出参考电压变化率，将参考电压变化率代入预设参数未知的拟合公式中计算出预设参数；将预设参数写入存储器中构成相应的预设拟合公式。因此预设电源频率与预设拟合公式是相互对应，不同的预设电源频率对应不同预设参数，不同的预设参数构成不同的预设拟合公式。
72.下面将举例说明根据预设电源频率和预设电压采样频率计算参考电压变化率的方法，已知电源频率50hz，有效电压为220v，pfc控制所需的电压采样频率为20khz，该方法具体为：
73.通过电压采样频率除以电源频率可计算一个电周期内电压采样次数为400次；
74.由于一个电周期的角度为360度，则每次电压采样角度变化为0.9度；
75.根据有效电压可以计算出电压幅值为311v，考虑电压波动及波形畸变，以预设电压波动阈值20％为例，此时最大电压幅值为375v；
76.根据正弦波的特性波的特性计算每一次电压采样得到的采样电压对应的参考电压变化率，如在电周期0度到90度之间的第1次电压采样的参考电压变化率为375*sin(0.9)＝5.89v。
77.需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本技术所提出的一种具体实现方案，其他获取用于计算参考电压变化率的预设拟合公式的方式均属于本技术的保护范围。
78.在具体实施场景中，由于干扰的存在导致采样电压出现异常，若直接将采样电压作为控制电压进行pfc控制，将影响电流的控制结果。因此需要根据所述实际电压变化率与对应的参考电压变化率来进一步确定控制电压。
79.为了控制电压能够实现pfc抗干扰控制，在本技术的优选实施例中，根据所述实际电压变化率与对应的参考电压变化率确定控制电压，具体为：
80.若所述实际电压变化率超出所述对应的参考电压变化率，则将前一次采样电压加上所述对应的参考电压变化率的数值作为所述控制电压，并记录所述当前采样电压为异常电压；
81.若所述实际电压变化率未超出所述对应的参考电压变化率，则将所述当前采样电压作为所述控制电压。
82.在具体实施场景中，通过当前采样电压与前一次采样电压的差值确定实际电压变化率，若实际电压变化率超出对应的参考电压变化率时，说明当前采样电压受到外在干扰因素的影响，因此不能直接使用当前采样电压作为控制电压进行pfc控制。为了克服干扰因素的影响，可以将前一次采样电压加上当前采样电压对应的参考电压变化率的数值作为控制电压进行pfc控制。由于参考电压变化率是就是在电压波动及波形畸变的情况下的当前采样电压相比于前一次采样电压的最大电压变化率，因此前一次采样电压加上该参考电压变化率的数值得到的电压值就是不影响实际控制结果的最大电压值，将该最大电压值作为控制电压，可以有效避免外在干扰因素对变频控制器进行pfc控制的影响。同时将受干扰影响的采样电压记录下来，标注为异常电压，以便后续进行设备安全管理和数据溯源。
83.若实际电压变化率未超出对应的参考电压变化率时，说明当前采样电压是有效的，未受到外在干扰因素的影响，因此可以直接使用当前采样电压作为控制电压进行pfc控制。
84.需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本技术所提出的一种具体实现方案，其他根据所述实际电压变化率与对应的参考电压变化率确定控制电压的方式均属于本技术的保护范围。
85.为了防止由于干扰影响或其他原因导致的电压异常使空调器损坏，在本技术的优选实施例中，所述变频控制器还被配置为：
86.若所述异常电压高于过压阈值且连续出现次数超过预设阈值，则确认出现过压故障；
87.若所述异常电压低于低压阈值且连续出现次数超过预设阈值，则确认出现电压跌落。
88.在具体实施场景中，当异常电压高于过压阈值或低于低压阈值，且连续多次出现，说明空调器出现过压故障或电压跌落的情况，可能导致空调器部件出现严重的损伤，需要启动相应的故障处理措施。上述预设阈值、过压阈值和低压阈值可以根据具体实施情况进行设置，具体的故障处理措施本领域技术人员可根据具体实施情况进行操作，在此不再赘述。
89.需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本技术所提出的一种具体实现方案，其他针对电压异常进行安全管理的方式均属于本技术的保护范围。
90.为了保证空调器在各种应用环境中使用，在本技术的优选实施例中，所述变频控制器还被配置为：
91.当所述电源频率与预设电源频率不相同时，根据所述电源频率和所述当前采样电压进行pfc控制。
92.在具体实施场景中，可能会出现电源频率与预设电源频率不相同的情况，此时变频控制器无可调用的预设拟合公式来计算参考电压变化率，无法进行pfc抗干扰控制。为了保证空调器能够正常运行，则可以直接将当前采样电压作为，根据所述电源频率和所述控制电压进行无抗干扰的pfc控制；或者根据电源频率生成新的预设拟合公式，由于此时电源频率与新生成的预设拟合公式对应的预设电源频率相同，可按照本发明的pfc抗干扰控制的方案进行pfc控制。
93.需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本技术所提出的一种具体实现方案，其他保证空调器在各种应用环境中使用的方式均属于本技术的保护范围。
94.本发明公开了一种空调器和控制方法，所述空调器包括冷媒循环回路、压缩机、室内热交换器和变频控制器。变频控制器被配置为预先获取电源频率和有效电压；当所述电源频率与预设电源频率相同时，根据当前采样电压与前一次采样电压的差值确定实际电压变化率；根据所述实际电压变化率与对应的参考电压变化率确定控制电压，并根据所述控制电压进行pfc控制，所述对应的参考电压变化率是根据所述有效电压和预设拟合公式确定的。通过应用以上技术方案，能够在不增加额外成本和不改变pcb布局的情况下，克服干扰因素对空调变频控制器pfc控制的影响。
95.与本技术实施例中的空调器相对应，本技术实施例还提出了一种空调器控制方法，所述方法应用于包括冷媒循环回路、压缩机、室内热交换器和变频控制器的空调器中，如图2所示，所述方法包括:
96.步骤201，预先获取电源频率和有效电压。
97.步骤202，当所述电源频率与预设电源频率相同时，根据当前采样电压与前一次采样电压的差值确定实际电压变化率。
98.步骤203，根据所述实际电压变化率与对应的参考电压变化率确定控制电压，并根据所述控制电压进行pfc控制，所述对应的参考电压变化率是根据所述有效电压和预设拟合公式确定的。
99.为了准确计算实际电压变化率对应的参考电压变化率，在本技术的优选实施例中，所述预设拟合公式具体为：
100.dfv＝vacmax
×
(ax2 bx c)；
101.其中，dfv为参考电压变化率，vacmax为电压幅值，x为所述当前采样电压对应的电
压采样次序，a/b/c为预设参数；
102.所述预设参数是根据所述预设电源频率和预设电压采样频率确定的。
103.需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本技术所提出的一种具体实现方案，其他获取用于计算参考电压变化率的预设拟合公式的方式均属于本技术的保护范围。
104.为了控制电压能够实现pfc抗干扰控制，在本技术的优选实施例中，根据所述实际电压变化率与对应的参考电压变化率确定控制电压，具体为：
105.若所述实际电压变化率超出所述对应的参考电压变化率，则将前一次采样电压加上所述对应的参考电压变化率的数值作为所述控制电压，并记录所述当前采样电压为异常电压；
106.若所述实际电压变化率未超出所述对应的参考电压变化率，则将所述当前采样电压作为所述控制电压。
107.需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本技术所提出的一种具体实现方案，其他根据所述实际电压变化率与对应的参考电压变化率确定控制电压的方式均属于本技术的保护范围。
108.为了防止由于干扰影响或其他原因导致的电压异常使空调器损坏，在本技术的优选实施例中，所述方法还包括：
109.若所述异常电压高于过压阈值且连续出现次数超过预设阈值，则确认出现过压故障；
110.若所述异常电压低于低压阈值且连续出现次数超过预设阈值，则确认出现电压跌落。
111.需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本技术所提出的一种具体实现方案，其他针对电压异常进行安全管理的方式均属于本技术的保护范围。
112.为了保证空调器在各种应用环境中使用，在本技术的优选实施例中，所述方法还包括：
113.当所述电源频率与预设电源频率不相同时，根据所述电源频率和所述当前采样电压进行pfc控制。
114.需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本技术所提出的一种具体实现方案，其他保证空调器在各种应用环境中使用的方式均属于本技术的保护范围。
115.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。