一種空調器及其控制方法與流程
2023-12-12 15:51:17
本發明涉及空調技術領域，尤其涉及一種空調器及其控制方法。
背景技術：
近年來各地對空調器的需求不斷擴大，尤其是北方地區利用空調器在冬天低溫條件下使用空調器制熱，來提升室內溫度，達到制暖的目的。空調器在低溫工況下工作時，室外機的壓縮機內部油池的潤滑油粘度大幅度增加，這種情況下需要極大的轉動力矩才能使壓縮機開機運轉。然而極大的轉動力矩需要很大的驅動電流，這會造成壓縮機內部永磁體的退磁問題。
目前為了避免壓縮機工作在低溫條件下由於內部的潤滑油粘度增加，壓縮機驅動電流過大而導致壓縮機內部永磁體退磁的問題，通常是給壓縮機追加輔助電加熱帶加熱，來降低壓縮機內部的潤滑油粘度，這種方式存在以下問題：
一、追加輔助電加熱帶的能耗較大，由於輔助電加熱帶是追加的因此會增加空調器的製造成本。
二、由於壓縮機周圍有保溫棉，這種加熱方式存在空調器起火的安全隱患。
由上述可知，現有技術中通過對空調器追加輔助電加熱帶加熱，來降低壓縮機內部的潤滑油粘度時，存在製造成本高的問題。
技術實現要素：
本發明的實施例提供一種空調器及其控制方法，解決了現有技術中通過對空調器追加輔助電加熱帶加熱，來降低壓縮機內部的潤滑油粘度時，存在製造成本高的問題。
為達到上述目的，本發明的實施例採用如下技術方案：
第一方面、本發明的實施例提供一種空調器，空調器包括：主控板、功率模塊、壓縮機以及油池；壓縮機包括線圈，功率模塊與主控板和線圈連接，油池與壓縮機連接，包括：主控板，用於接收空調器的開機信號，並在接收到開機信號後獲取油池的實際溫度；主控板，還用於當確定油池的實際溫度低於預設開機溫度時，生成需求加熱量並根據需求加熱量生成控制時序信號；功率模塊，用於根據主控板生成的控制時序信號驅動線圈對油池進行加熱。
可選的，主控板，還用於當確定油池的實際溫度大於或等於預設開機溫度時控制空調器運行。
可選的，線圈包括定子線圈；功率模塊，具體用於根據主控板生成的控制時序信號輸出偏置偏壓，並根據偏置電壓驅動定子線圈對油池進行加熱。
可選的，功率模塊，具體用於根據偏置電壓驅動定子線圈產生直流電，並根據直流電驅動定子線圈對油池進行加熱。
可選的，線圈還包括：轉子線圈；功率模塊，具體用於根據主控板生成的控制時序信號輸出脈衝寬度調製pwm脈衝變換的電壓；功率模塊，還用於根據pwm脈衝變換的電壓驅動定子線圈產生周期性變化的交流電場；功率模塊，還用於根據周期性變化的交流電場驅動轉子線圈對油池進行加熱。
第二方面、本發明的實施例提供一種空調器的控制方法，應用於如第一方面提供的任一項空調器，包括：接收空調器的開機信號，並在接收到開機信號後獲取油池的實際溫度；當確定油池的實際溫度低於預設開機溫度時，生成需求加熱量並根據需求加熱量生成控制時序信號；根據控制時序信號驅動線圈對油池進行加熱。
可選的，該方法還包括：當確定油池的實際溫度大於或等於預設開機溫度時控制空調器運行。
可選的，線圈包括定子線圈；根據控制時序信號驅動線圈對油池進行加熱，包括：根據控制時序信號輸出偏置偏壓，並根據偏置電壓驅動定子線圈對油池進行加熱。
可選的，根據偏置電壓驅動定子線圈對油池進行加熱，包括：根據偏置電壓驅動定子線圈產生直流電，並根據直流電驅動定子線圈對油池進行加熱。
可選的，線圈還包括：轉子線圈；根據控制時序信號驅動定子線圈對油池進行加熱，包括：根據控制時序信號輸出脈衝寬度調製pwm脈衝變換的電壓；根據pwm脈衝變換的電壓驅動定子線圈產生周期性變化的交流電場；根據周期性變化的交流電場驅動轉子線圈對油池進行加熱。
本發明實施例提供的空調器及其控制方法，無需像現有技術中額外追加輔助電加熱帶加熱；而是接收到空調器的開機信號後，根據油池的實際溫度與預設加熱溫度，生成需求加熱量並根據需求加熱量生成控制時序信號，然後根據控制時序信號驅動線圈對所述油池進行加熱，從而降低了空調器的製造成本；解決了現有技術中通過對空調器追加輔助電加熱帶加熱，來降低壓縮機內部的潤滑油粘度時，存在製造成本高的問題。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明的實施例提供的空調器的結構的示意圖；
圖2為本發明的實施例提供的空調器的實際結構的示意圖；
圖3為本發明的實施例提供的空調器的主控板生成的控制時序信號的示意圖；
圖4為本發明的實施例提供的空調器的功率模塊的電壓波形圖；
圖5為本發明的實施例提供的空調器的功率模塊的另一種電壓波形圖；
圖6為本發明的實施例提供的空調器的功率模塊的對稱波形圖；
圖7為本發明的實施例提供的空調器的功率模塊的另一種不對稱波形圖；
圖8為本發明的實施例提供的空調器的控制方法的流程示意圖；
圖9為本發明的實施例提供的空調器的控制方法的另一種流程示意圖。
附圖標記：
空調器-1；
主控板-10；
功率模塊-11；
壓縮機-12；線圈-120；定子線圈-1021；轉子線圈-1022；
油池-13。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
實施例一、本發明的實施例提供一種空調器1，如圖1所示空調器1包括：主控板10、功率模塊11、壓縮機12以及油池13；壓縮機12包括線圈120，功率模塊11與主控板10和線圈120連接，油池13與壓縮機12連接，包括：主控板10，用於接收空調器1的開機信號，並在接收到開機信號後獲取油池13的實際溫度；主控板10，還用於當確定油池13的實際溫度低於預設開機溫度時，生成需求加熱量並根據需求加熱量生成控制時序信號；功率模塊11，用於根據主控板10生成的控制時序信號驅動線圈對油池13進行加熱。
需要說明的是，空調器的主控板、功率模塊、壓縮機以及油池的實際連接結構如圖2所示，功率模塊由六個絕緣柵雙極型電晶體(英文全稱：insulatedgatebipolartransistor，簡稱：igbt)構成，其中第一igbt通常用u+表示，第四igbt通常用u-表示，第二igbt通常用v+表示，第四igbt通常用v-表示，第三igbt通常用w+表示，第六igbt通常用w-表示；主控板通過對功率模塊內部六個igbt的通斷來實現在壓縮機內部三個線圈上s1、s2、s3上進行交直流疊加，從而實現電磁加熱技術(每個igbt由一個三極體和一個二極體組成)；具體的連接關係如下：主控板的第一信號輸出端與所述功率模塊的第一控制信號輸入端連接，第二信號輸出端與所述功率模塊的第二控制信號輸入端連接，第三信號輸出端與所述功率模塊的第三控制信號輸入端連接，第四信號輸出端與所述功率模塊的第四控制信號輸入端連接，第五信號輸出端與所述功率模塊的第五控制信號輸入端連接，第六信號輸出端與所述功率模塊的第六控制信號輸入端連接；功率模塊包括：電信號輸入端a，與電信號輸入端連接的第一三極體的集電極、第二三極體的集電極以及第三三極體的集電極，與第一三極體的發射極連接的節點u，與第二三極體的發射極連接的節點v，與第三三極體的發射極連接的節點w，與節點u連接的第四三極體的集電極，與節點v連接的第五三極體的集電極，與節點w連接的第六三極體的集電極，與第四三極體的發射極、第五三極體的發射極以及第六三極體的發射極連接的電信號輸出端b與第一三極體的基極連接的第一控制信號輸入端，與第二三極體的基極連接的第二控制信號輸入端，與第三三極體的基極連接的第三控制信號輸入端，與第四三極體的基極連接的第四控制信號輸入端，與第五三極體的基極連接的第五控制信號輸入端，與第六三極體的基極連接的第六控制信號輸入端，與第一三極體的集電極連接的第一二極體的陰極，與第一三極體的發射極連接的第一二極體的陽極，與第二三極體的集電極連接的第二二極體的陰極，與第二三極體的發射極連接的第二二極體的陽極，與第三三極體的集電極連接的第三二極體的陰極，與第三三極體的發射極連接的第三二極體的陽極，與第四三極體的集電極連接的第四二極體的陰極，與第四三極體的發射極連接的第四二極體的陽極，與第五三極體的集電極連接的第五二極體的陰極，與第五三極體的發射極連接的第五二極體的陽極，與第六三極體的集電極連接的第六二極體的陰極，與第六三極體的發射極連接的第六二極體的陽極；壓縮機的線圈包括：定子線圈和轉子線圈，定子線圈包括第一定子線圈(通常用s1表示)、第二定子線圈(通常用s2表示)以及第三定子線圈(通常用s3表示)；其中第一定子線圈與節點w連接，第二定子線圈與節點v連接，第三定子線圈與節點w連接；油池與壓縮機相連接。
如圖3所示，在一個循環周期內包括4個階段：第一階段：結合圖2和圖3可知，主控板控制第一igbt導通，第五igbt導通，第六igbt導通；電信號輸入端a通過第一igbt的集電極將電信號發送至第一igbt的發射極，然後通過第一igbt的發射極將電信號傳輸至節點u，由節點u將電信號傳輸至第三定子線圈s3，經由第一定子線圈s1將電信號傳輸至第六igbt的集電極，由於主控板已經控制第六igbt導致，因此通過第六igbt的發射極將電信號傳輸至電信號輸出端b從而形成供電迴路；經由第二定子線圈s2將電信號傳輸至第五igbt的集電極，由於主控板已經控制第五igbt導致，因此通過第五igbt的發射極將電信號傳輸至電信號輸出端b從而形成供電迴路。
第二階段：結合圖2和圖3可知，主控板控制第一igbt導通，第二igbt導通，第六igbt導通；電信號輸入端a通過第一igbt的集電極將電信號發送至第一igbt的發射極，然後通過第一igbt的發射極將電信號傳輸至節點u，電信號輸入端a通過第二igbt的集電極將電信號發送至第二igbt的發射極，然後通過第二igbt的發射極將電信號傳輸至節點v，由節點u將電信號傳輸至第三定子線圈s3，由節點v將電信號傳輸至第二定子線圈s2，經由第一定子線圈s1將電信號傳輸至第六igbt的集電極，由於主控板已經控制第六igbt導致，因此通過第六igbt的發射極將電信號傳輸至電信號輸出端b從而形成供電迴路。
第三階段：結合圖2和圖3可知，主控板控制第二igbt導通，第四igbt導通，第六igbt導通；電信號輸入端a通過第二igbt的集電極將電信號發送至第二igbt的發射極，然後通過第二igbt的發射極將電信號傳輸至節點v，由節點v將電信號傳輸至第三定子線圈s2，經由第一定子線圈s1將電信號傳輸至第六igbt的集電極，由於主控板已經控制第六igbt導致，因此通過第六igbt的發射極將電信號傳輸至電信號輸出端b從而形成供電迴路；經由第三定子線圈s3將電信號傳輸至第四igbt的集電極，由於主控板已經控制第四igbt導致，因此通過第四igbt的發射極將電信號傳輸至電信號輸出端b從而形成供電迴路。
第四階段：結合圖2和圖3可知，主控板控制第三igbt導通，第四igbt導通，第五igbt導通；電信號輸入端a通過第三igbt的集電極將電信號發送至第三igbt的發射極，然後通過第三igbt的發射極將電信號傳輸至節點w，由節點w將電信號傳輸至第一定子線圈s1，經由第二定子線圈s2將電信號傳輸至第五igbt的集電極，由於主控板已經控制第五igbt導致，因此通過第五igbt的發射極將電信號傳輸至電信號輸出端b從而形成供電迴路；經由第三定子線圈s3將電信號傳輸至第四igbt的集電極，由於主控板已經控制第四igbt導致，因此通過第四igbt的發射極將電信號傳輸至電信號輸出端b從而形成供電迴路。
通常將主控板，還用於當確定油池13的實際溫度低於預設開機溫度時，生成需求加熱量並根據需求加熱量生成控制時序信號這一流程稱為六脈波算法；示例性的，主控板根據六脈波算法生成的控制時序信號如圖3所示，第一igbt的佔空比與第四igbt的佔空比不同，第二igbt的佔空比與第五igbt的佔空比相同(佔空比為50％)，第三igbt的佔空比與第六igbt的佔空比相同(佔空比為50％)；通過圖3的控制波形圖對六個igbt的通斷控制，可得到壓縮機的輸入側至節點u(通常稱為u相電壓)、輸入側至節點v(通常稱為v相電壓)以及輸入側至節點w(通常稱為w相電壓)的電壓波形圖，如圖4所示；將施加在輸入側至節點u的電壓波形與輸入側至節點v的電壓波形進行合併、將輸入側至節點v的電壓波形與輸入側至節點w的電壓波形進行，合併後的電壓波形如圖5所示(輸入側至節點u的電壓波形與輸入側至節點w的電壓波形進行合併後的電壓波形與輸入側至節點u的電壓波形與輸入側至節點v的電壓波形進行合併後的電壓波形相同，此處不再展開)需要說明的是，在實際的應用中，主控板是通過高低電平來控制功率模塊的導通與關閉，由圖4可知加在功率模塊節點u上的高電平的持續時間與低電平的持續時間不同，進一步地通過圖7可知，處於低電平的持續時間b等於處於高電平的持續時間a加上ε，其中ε表示時間差；因此，在ε的時間內會差生一個偏置電壓，從而使得定子線圈發熱。
可選的，主控板10，還用於當確定油池13的實際溫度大於或等於預設開機溫度時控制空調器1運行。
需要說明的是，本發明的實施例中對第一igbt、第四igbt進行非50％對稱佔空比波形控制，對第二igbt、第五igbt進行50％對稱佔空比波形控制，對第三igbt、第六igbt進行50％對稱佔空比波形控制(需要說明的是，圖3給出了t時間內對功率模塊中的第一igbt、第四igbt進行非50％對稱佔空比波形控制，對第二igbt、第五igbt進行50％對稱佔空比波形控制，對第三igbt、第六igbt進行50％對稱佔空比波形控制；為了防止某個定子線圈一直處於加熱狀態而其他的定子線圈處於非加熱狀態，因此需要經過t時間對第一igbt、第四igbt進行非50％對稱佔空比波形控制，對第二igbt、第五igbt進行50％對稱佔空比波形控制，對第三igbt、第六igbt進行50％對稱佔空比波形控制後；在下一個t時間需要對第二igbt、第五igbt進行非50％對稱佔空比波形控制，對第一igbt、第四igbt進行50％對稱佔空比波形控制，對第三igbt、第六igbt進行50％對稱佔空比波形控制；在下一個t時間需要對第三igbt、第六igbt進行非50％對稱佔空比波形控制，對第一igbt、第四igbt進行50％對稱佔空比波形控制，第二igbt、第五igbt進行50％對稱佔空比波形控制，從而保證每個定子線圈均發熱，其波形圖與圖3類似，此處不再贅述)，圖5中輸入側至節點u的電壓波形與輸入側至節點v的電壓波形進行合併後的電壓波形中的一個周期波形如圖7所示，此時在壓縮機s2和s3上疊加非對稱的交流脈衝波電壓，此時壓機轉子因電磁感應而發熱，也同時因偏置電壓ε的存在，在壓縮機s2和s3上有偏置直流電壓疊加，此時壓機定子因直流偏置電流而發熱，實現定子和轉子同時電磁加熱，且使加熱功率變大，從而滿足壓縮機加熱要求。
可選的，線圈120包括定子線圈1201；功率模塊11，具體用於根據主控板10生成的控制時序信號輸出偏置偏壓，並根據偏置電壓驅動定子線圈1021對油池13進行加熱。
可選的，功率模塊11，具體用於根據偏置電壓驅動定子線圈1021產生直流電，並根據直流電驅動定子線圈1021對油池13進行加熱。
可選的，線圈120還包括：轉子線圈1202；功率模塊11，具體用於根據主控板10生成的控制時序信號輸出脈衝寬度調製pwm脈衝變換的電壓；功率模塊11，還用於根據pwm脈衝變換的電壓驅動定子線圈1021產生周期性變化的交流電場；功率模塊11，還用於根據周期性變化的交流電場驅動轉子線圈1022對油池進行加熱。
需要說明的是，本發明的實施例中因對第二igbt、第四igbt、第三igbt、第六igbt進行50％對稱佔空比控制，圖4中可以看到加在功率模塊節點v上的高電平的持續時間與低電平的持續時間相同，加在功率模塊節點w上的高電平的持續時間與低電平的持續時間相同；由圖5可知v-w上一個周期波形內見圖6所示。此時在壓縮機s1和s2上疊加交流脈衝波電壓，由於高電平的持續時間a與低電平的持續時間b相同，即形成周期性變化的電壓，進而產生周期性變化的電流；從而導致在定子線圈上產生變化的交流電場，進而轉子線圈因電磁感應而發熱，實現對油池的電磁加熱。
本發明實施例提供的空調器，無需像現有技術中額外追加輔助電加熱帶加熱；而是接收到空調器的開機信號後，根據油池的實際溫度與預設加熱溫度，生成需求加熱量並根據需求加熱量生成控制時序信號，然後根據控制時序信號驅動線圈對所述油池進行加熱，從而降低了空調器的製造成本；解決了現有技術中通過對空調器追加輔助電加熱帶加熱，來降低壓縮機內部的潤滑油粘度時，存在製造成本高的問題。
實施例二、本發明的實施例提供一種空調器的控制方法，應用於如實施例一提供的任一項空調器，如圖8所示包括：
s101、接收空調器的開機信號，並在接收到開機信號後獲取油池的實際溫度。
s102、當確定油池的實際溫度低於預設開機溫度時，生成需求加熱量並根據需求加熱量生成控制時序信號。
s103、根據控制時序信號驅動線圈對油池進行加熱。
需要說明的是，在實際的應用中，油池的預設開機溫度必須高於油池的實際溫度，而只有當油池的溫度加熱到預設開機溫度後，才能使得油池中的冷媒遷移出油池；因此，在生成需求加熱量時，可以根據實際溫度與預設開機溫度的差值，從而計算需要的需求加熱量，防止啟動時油池內製冷劑大量氣化導致油池內的油的粘度和油壓等重要參數不滿足開機條件，對空調器造成損害。
可選的，如圖9所示該方法還包括：當確定油池的實際溫度大於或等於預設開機溫度時控制空調器運行。
可選的，線圈包括定子線圈；根據控制時序信號驅動線圈對油池進行加熱，包括：根據控制時序信號輸出偏置偏壓，並根據偏置電壓驅動定子線圈對油池進行加熱。
可選的，根據偏置電壓驅動定子線圈對油池進行加熱，包括：根據偏置電壓驅動定子線圈產生直流電，並根據直流電驅動定子線圈對油池進行加熱。
可選的，線圈還包括：轉子線圈；根據控制時序信號驅動定子線圈對油池進行加熱，包括：根據控制時序信號輸出脈衝寬度調製pwm脈衝變換的電壓；根據pwm脈衝變換的電壓驅動定子線圈產生周期性變化的交流電場；根據周期性變化的交流電場驅動轉子線圈對油池進行加熱。
本發明實施例提供的空調器的控制方法，無需像現有技術中額外追加輔助電加熱帶加熱；而是接收到空調器的開機信號後，根據油池的實際溫度與預設加熱溫度，生成需求加熱量並根據需求加熱量生成控制時序信號，然後根據控制時序信號驅動線圈對所述油池進行加熱，從而降低了空調器的製造成本；解決了現有技術中通過對空調器追加輔助電加熱帶加熱，來降低壓縮機內部的潤滑油粘度時，存在製造成本高的問題。
以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。