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CN109282432A - 一种风机顺风启动控制方法、装置和空调机组 - Google Patents

一种风机顺风启动控制方法、装置和空调机组 Download PDF

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CN109282432A
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刘志辉
贺小林
史欧阳
刘文斌
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Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/46—Improving electric energy efficiency or saving
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24F11/00—Control or safety arrangements
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Abstract

本发明公开了一种风机顺风启动控制方法、装置和空调机组，本发明可以检测风向，根据风向控制风机转向、使风机顺风启动运行，风机出风方向与所述风向相同；其控制方法包括以下步骤：步骤S1：检测是否有风机开机信号，如果没有开机信号、则转入步骤S2，如果有开机信号、则转入步骤S3；步骤S2：关断风机驱动信号，并循环执行步骤S1；步骤S3：检测风机状态，判断风机转向；如果风机顺风、则转入步骤S4，如果风机逆风、则转入步骤S5；步骤S4：风机顺风启动运行，同时转入步骤S1；步骤S5：反转风机转向，转入步骤S4；本发明风机启动阻力和启动电流小，运行能耗低，尤其在风力较大的情况下能将风能转换成电能，极大的降低了电能损耗。

Description

一种风机顺风启动控制方法、装置和空调机组
技术领域
本发明涉及风机，尤其涉及一种可以使用在空调系统中，启动阻力小、运行能耗低的风机顺风启动控制方法、以及使用该方法的风机顺风启动控制装置和空调机组。
背景技术
目前空调机组系统是用户家庭最大的耗能设备，室外机组安装到用户建筑外部，由于室外风力较大，在风机未启动时即有可能被风吹动；而空调设计时已经规定风机的出风方向。因此，当风机由外部风力导致其与规定方向相反时，风机处于逆风启动和运行。此时，风机驱动需要克服外部风力做功，从而导致机组功耗增加。
因此，设计一种启动阻力小、运行能耗低的空调风机顺风启动控制方法是业内亟需解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有风机启动阻力大、运行能耗高的缺陷，本发明提出一种启动阻力小、运行能耗低的风机顺风启动控制方法、以及使用该方法的空调机组。
本发明采用的技术方案是一种风机顺风启动控制方法，其包括以下步骤：检测风向，根据风向控制风机转向，使风机顺风启动运行，风机出风方向与风向相同。
风机启动前判断风机转向，测量风机绕组的电压，根据绕组电压和相位关系判断风机转向。
如果检测风向为逆风、则将风机驱动电源中的相位进行变换使风机顺风启动运行。
风机顺风启动控制方法，包括以下步骤：
步骤S1：检测是否有风机开机信号，如果没有开机信号、则转入步骤S2，如果有开机信号、则转入步骤S3；
步骤S2：关断风机驱动信号，并循环执行步骤S1；
步骤S3：检测风机状态，判断风机转向；如果风机顺风、则转入步骤S4，如果风机逆风、则转入步骤S5；
步骤S4：风机顺风启动运行，同时转入步骤S1；
步骤S5：反转风机转向，转入步骤S4。
当风吹动风机高速转动在风机绕组上产生的电压高于风机供电电压时，风机向风机供电方反馈电能。
本发明还设计一种风机顺风启动控制装置，其包括依次连接的整流桥、风机IPM模块、风机，以及连接风机IPM模块的风机驱动模块和连接风机驱动模块的中央控制器，中央控制器检测风向，根据风向通过驱动模块控制风机转向、使风机顺风启动运行，风机出风方向与所述风向相同。
所述整流桥与风机IPM模块之间串接电容组。
当风吹动风机高速转动在风机绕组上产生的电压高于电容组电压时，风机通过风机IPM模块中上桥臂的续流二极管向电容组充电。
所述风机采用直流风机。
本发明还设计一种空调机组，所述空调机组的风机采用权利要求1至5任一项所述的风机顺风启动控制方法。
本发明还设计一种空调机组，所述空调机组采用权利要求6至9任一项所述的风机顺风启动控制装置。
与现有技术相比，本发明风机启动阻力和启动电流小，运行能耗低，尤其在风力较大的情况下能将风能转换成电能，极大的降低了电能损耗。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是较佳实施例流程框图；
图2是风机顺风启动控制装置拓扑结构图；
图3是空调机组拓扑结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明公开了一种风机顺风启动控制方法，其包括以下步骤：检测风向，根据风向控制风机转向、使风机顺风启动运行，风机出风方向与所述风向相同。在空调机组系统（或通风式散热器）开发时，会根据换热器换热效果规定风机的某个旋转方向为正方向，另外一个旋转方向为逆方向，风机驱动开发时按正方向驱动风机旋转。当空调机组安装到用户建筑上，由于外部风力的作用，风机被吹旋转，其方向或为规定的正方向，或为规定的逆方向。若为正方向，风机开机按正方向运行时，对于风机驱动来说，负载变小，所需的驱动功率亦变小，即空调机组系统可实现节能的效果；若为逆方向，风机开机按正方向运行时，对于风机驱动来说，需要克服外部分力，负载变大，所需驱动功率亦变大，即空调机组系统功耗变大。因此，通过控制直流风机按外风力作用下风机自动旋转的方向，即顺风运行，就可达到空调机组系统节能的效果。若直流风机顺风速度较高时，由上述硬件工作原理可知，不但直流风机不需功耗，而且还可向电容组充电，从而可大大降低了空调机组系统功耗，即有明显的机组系统节能效果，同时，由于外风力和风机叶轮作用下，换热器的换热效果亦不会降低。
在较佳实施例中,风机启动前判断风机转向，测量风机绕组的电压，根据绕组电压和相位关系判断风机转向。在风机启动前，可通过实时检测风机绕组的两相之间的端电压，根据两相之间的端电压与UVW三相的电压之间的关系，可计算出风机的每相实时相电压，之后由每相电压之间的相位差为120°，在同一时刻UVW三相的大小关系，是与风机旋转方向相关的，从而可判断出风机的初始方向。具体步骤是：
分别检测外风机三相端子上的U相、V相、W相的线电压，将U相和V相的线电压经过运算放大器输出UV线电压，将U相和W相的线电压经过运算放大器输出UW线电压；
将所述UV相电压和UW相电压带入以下公式计算，得出在矢量空间反电动势矢量的位置，
再通过公式得到外风机的转速；所述转速是0时外风机为静止，所述转速是正数时外风机为正转，所述转速是负数时外风机为反转。
如果检测风向为逆风、则将风机驱动电源中的相位进行变换使风机顺风启动运行。参看图2或图3，风机驱动模块控制风机IPM模块（IPM模块为智能功率模块），令U相和V相换相，使风机处于顺风运行状态。
参看图1示出的流程框图，风机顺风启动控制方法包括以下步骤：
步骤S1：检测是否有风机开机信号，如果没有开机信号、则转入步骤S2（不予启动），如果有开机信号、则转入步骤S3（判断风向）；
步骤S2：关断风机驱动信号，并循环执行步骤S1（等待开机信号）；
步骤S3：检测风机状态，判断风机转向；如果风机顺风、则转入步骤S4（顺风启动），如果风机逆风、则转入步骤S5（风机反转）；
步骤S4：风机顺风启动运行，同时转入步骤S1（检测开机信号是否消失）；
步骤S5：反转风机转向，转入步骤S4（顺风启动）。
当风吹动风机高速转动在风机绕组上产生的电压高于风机供电电压时，风机向风机供电方反馈电能。
本发明还设计一种风机顺风启动控制装置，其包括依次连接的整流桥、风机IPM模块、风机，以及连接风机IPM模块的风机驱动模块和连接风机驱动模块的中央控制器，中央控制器检测风向，根据风向通过驱动模块控制风机转向、使风机顺风启动运行，风机出风方向与所述风向相同。
所述整流桥与风机IPM模块之间串接电容组。
当风吹动风机高速转动在风机绕组上产生的电压高于电容组电压时，风机通过风机IPM模块中上桥臂的续流二极管向电容组充电。
所述风机采用直流风机。
下面结合图2示出的较佳实施例拓扑结构图详述风机控制装置的运行原理：将供电电源的零火线上连接到整流桥的L和N端，经整流桥变为直流电，再由电容组进行储能，正极P和负极N，提供至压缩机和直流风机IPM模块，由压缩机驱动模块控制IPM桥臂控制信号来驱动压缩机IPM模块工作，从而驱动压缩机运行；由直流风机驱动模块控制IPM桥臂控制信号来驱动直流风机IPM模块工作，从而驱动直流风机运行。当直流风机由外部风力作用下，自动旋转的时候，此时直流风机转子的磁通不断切割直流风机定子的绕组，根据法拉第电磁感应定律，绕组两端会产生电压，若该电压高于电池组电压时，就会经直流风机IPM模块的上桥臂的续流二极管向电容组充电。
本发明还设计一种空调机组，所述空调机组的风机采用上述的风机顺风启动控制方法。
本发明还设计一种空调机组，参看图3，其采用上述的风机顺风启动控制装置，所述电容组连接压缩机IPM模块，该压缩机IPM模块连接压缩机和压缩机驱动模块。当风机顺风速度较高时，由上述硬件工作原理可知，不但风机不需功耗，而且还可向电容组充电，以供压缩机使用，从而可大大降低了空调机组系统功耗，即有明显的机组系统节能效果。
以上实施例仅为举例说明，非起限制作用。任何未脱离本申请精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本申请的权利要求范围之中。

Claims (11)

1.一种风机顺风启动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：检测风向，根据风向控制风机转向，使风机顺风启动运行，风机出风方向与风向相同。
2.如权利要求1所述的风机顺风启动控制方法，其特征在于，风机启动前判断风机转向，测量风机绕组的电压，根据绕组电压和相位关系判断风机转向。
3.如权利要求1所述的风机顺风启动控制方法，其特征在于，如果检测风向为逆风、则将风机驱动电源中的相位进行变换使风机顺风启动运行。
4.如权利要求1所述的风机顺风启动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：检测是否有风机开机信号，如果没有开机信号、则转入步骤S2，如果有开机信号、则转入步骤S3；
步骤S2：关断风机驱动信号，并循环执行步骤S1；
步骤S3：检测风机状态，判断风机转向；如果风机顺风、则转入步骤S4，如果风机逆风、则转入步骤S5；
步骤S4：风机顺风启动运行，同时转入步骤S1；
步骤S5：反转风机转向，转入步骤S4。
5.如权利要求1所述的风机顺风启动控制方法，其特征在于，当风吹动风机高速转动在风机绕组上产生的电压高于风机供电电压时，风机向风机供电方反馈电能。
6.一种风机顺风启动控制装置，其特征在于，包括依次连接的整流桥、风机IPM模块、风机，以及连接风机IPM模块的风机驱动模块和连接风机驱动模块的中央控制器，中央控制器检测风向，根据风向通过驱动模块控制风机转向、使风机顺风启动运行，风机出风方向与所述风向相同。
7.如权利要求6所述的风机顺风启动控制装置，其特征在于，所述整流桥与风机IPM模块之间串接电容组。
8.如权利要求7所述的风机顺风启动控制装置，其特征在于，当风吹动风机高速转动在风机绕组上产生的电压高于电容组电压时，风机通过风机IPM模块中上桥臂的续流二极管向电容组充电。
9.如权利要求6所述的风机顺风启动控制装置，其特征在于，所述风机采用直流风机。
10.一种空调机组，其特征在于，所述空调机组的风机采用权利要求1至5任一项所述的风机顺风启动控制方法。
11.一种空调机组，其特征在于，所述空调机组采用权利要求6至9任一项所述的风机顺风启动控制装置。
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