專利名稱：一拖多式空調(diào)器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空調(diào)器，特別是涉及一種一拖多式空調(diào)器及其控制方法。
背景技術(shù)：
一般來講，空調(diào)器是一種用來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和/或凈化室內(nèi)空氣的 家用電器。具有多個相互獨(dú)立的室內(nèi)空間的大型建筑物一般使用一拖多 式空調(diào)器，這種一拖多式空調(diào)器一般包括多個分別設(shè)置在相互獨(dú)立的 各自室內(nèi)空間內(nèi)的室內(nèi)機(jī)和一個與各個室內(nèi)機(jī)相連接的室外機(jī)。
圖1為已有的普通一拖多式空調(diào)器的結(jié)構(gòu)框圖。如圖l所示，已有 的普通一拖多式空調(diào)器包括多個室內(nèi)機(jī)la、 lb、 1C和一個室外機(jī)1;
所述的多個室內(nèi)機(jī)la、 lb、 lc分別通過冷媒排管2與室外機(jī)l相連接。 一般情況下，所述的室內(nèi)機(jī)la、 lb、 lc分別設(shè)置在室內(nèi)，而室外
機(jī)l則設(shè)置在室外(例如，設(shè)置在陽臺上)。
圖2已有的普通一拖多式空調(diào)器的室外機(jī)壓縮機(jī)的控制電路框圖。 如圖2所示，已有的普通一拖多式空調(diào)器的室外機(jī)壓縮機(jī)的控制電
路10包括用來連接交流電源的交流電源接線端R、 S、 T;用來將交流 電整流為直流電的二極管整流電路11;用來防止接通電源時防止涌流產(chǎn)
生的防涌流電路S1、 S2、 Rl;用來使整流后的直流電壓變平滑的濾波電
容器C;用來在切斷電源時使濾波電容器C放電的放電電路R2、 S3;用
來使整流后的直流電壓根據(jù)P麵信號進(jìn)行變換，并將變換后的3相交流 電壓輸出到電機(jī)13的變頻器12;和用來控制防涌流電路Sl、 S2、 Rl 及放電電路R2、 S3的控制器14。
另外，室外機(jī)壓縮機(jī)的控制電路IO還包括用來產(chǎn)生P麗信號并 受控制器14控制的P麵發(fā)生器(圖中未示出)。所述的PWM發(fā)生器可 以設(shè)置在變頻器12內(nèi)。
接通空調(diào)器電源時，所述的室外機(jī)壓縮機(jī)的控制電路10的控制器 i4斷開防涌流電路中的電磁開關(guān)Sl、 S2，通過電阻Rl對濾波電容器C
充電，從而防止涌流的產(chǎn)生。為了所述有效地防止涌流和濾波，濾波電 容器C 一般為數(shù)千<的大容量電容器。
當(dāng)濾波電容器C充電結(jié)束后，所述的控制器14接通電磁開關(guān)Sl、 S2，使整流后的直流電壓輸入給到變頻器12。此時，電磁開關(guān)S3保持 斷開狀態(tài)。
當(dāng)切斷空調(diào)器電源時，為了防止濾波電容器C的充電電壓供給到變 變頻器12上，所述的控制器14立即斷開電磁開關(guān)S1、 S2，與此同時接 通電磁開關(guān)S3，從而使濾波電容器C的充電電壓通過電阻R2進(jìn)行放電。
但是，已有的普通一拖多式空調(diào)器存在以下缺點(diǎn)由于其室外機(jī)壓 縮機(jī)的控制電路中包含有一個大容量濾波電容器，因此必須設(shè)置構(gòu)成防 涌流電路的電阻Rl及電磁開關(guān)Sl、 S2和構(gòu)成放電電路的電阻R2及電 磁開關(guān)S3?？刂齐娐分惺褂眠@么多器件，不僅費(fèi)用昂貴，而且占用空間 也相當(dāng)大，不利于電路的最小化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服上述已有的普通一拖多式空調(diào) 器的缺點(diǎn)，提供一種無需使用大容量濾波電容器，也能夠正確計算出用 來驅(qū)動電機(jī)的頻率，從而控制變頻器運(yùn)行的一拖多式空調(diào)器及其控制方法。
另外，本發(fā)明目的還在于，提供一種利用計算出的頻率對變頻器的
PWM信號進(jìn)行補(bǔ)償，從而正確控制電機(jī)的輸出的一拖多式空調(diào)器及其控
制方法。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明一拖 多式空調(diào)器包括多個室內(nèi)機(jī)和一個分別與各室內(nèi)機(jī)相連接的室外機(jī)；其 特征在于所述的室外機(jī)的壓縮機(jī)控制模塊包括用來將交流電整流為 直流電的二極管整流電路；可根據(jù)P麗信號將整流后的直流電壓轉(zhuǎn)換為 3相交流電壓，并將3相交流電壓輸出到電機(jī)的變頻器；和可根據(jù)變頻 器的輸出電流頻率，對施加給變頻器的PWM信號進(jìn)行補(bǔ)償，從而控制變 頻器的控制器；還包括用來檢測變頻器的輸出電流的電流感知器和用 來計算電流感知器檢測到的輸出電流頻率的頻率計算器；所述的控制器 將一定的指令值fn與計算出的頻率f。進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果控制變 頻器的運(yùn)行狀態(tài)。
所述的壓縮機(jī)控制模塊包括多個電流感知器，來檢測變頻器的輸出 電流。
所述電流感知器包括變流器和二極管橋式整流器；所述的變流器 用來檢測變頻器的輸出電流，并將檢測到的輸出電流信號輸送給二極管 橋式整流器，二極管橋式整流器對來自變流器的輸出電流信號進(jìn)行整流。
所述的變流器將變頻器的輸出電流以一定比率衰減后，再輸送給二 極管橋式整流器。
所述的二極管橋式整流器對變流器檢測到的輸出電流進(jìn)行整流。
所述的頻率計算器包括有一個甩來接收來自電流感知器的輸出電 流信號，并產(chǎn)生與之相對應(yīng)的脈沖信號的脈沖轉(zhuǎn)換器，根據(jù)所產(chǎn)生的脈 沖信號計算出輸出電流信號的頻率。
所述的控制器將來自頻率計算器的輸出電流的頻率值f。與指令值f
進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果補(bǔ)償P畫信號的占空比(duty)。
本發(fā)明一拖多式空調(diào)器的控制方法包括檢測變頻器的輸出電流的 階段；計算檢測到的輸出電流的頻率的階段；將計算出的頻率與一定的 指令值進(jìn)行比較的階段；和控制器根據(jù)比較結(jié)果對變頻器進(jìn)行控制的階段。
所述的檢測變頻器的輸出電流的階段，包括對檢測出的輸出電流進(jìn) 行整流的階段。
在所述的對檢測出的輸出電流進(jìn)行整流的階段中，對對檢測出的輸 出電流進(jìn)行半波整流。
所述電流感知器將變頻器的輸出電流以一定比率衰減后進(jìn)行檢測。
本發(fā)明一拖多式空調(diào)器的控制方法還包括生成與整流后的電流相 對應(yīng)的脈沖的階段，并且通過頻率計算器計算出生成的脈沖的頻率。
所述的控制器根據(jù)比較結(jié)果對變頻器進(jìn)行控制的階段中，根據(jù)計算 出的頻率與一定的指令值進(jìn)行比較的結(jié)果補(bǔ)償PWM信號的占空比 (duty)。
本發(fā)明有益效果是無需使用大容量濾波電容器，也能夠正確計算 出用來驅(qū)動電機(jī)的電壓頻率，從而正確地控制變頻器運(yùn)行。
另外，本發(fā)明利用計算出的頻率對變頻器的PWM信號進(jìn)行補(bǔ)償，從 而正確控制電機(jī)的輸出。


圖1為已有的普通一拖多式空調(diào)器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2已有的普通一拖多式空調(diào)器的室外機(jī)壓縮機(jī)的控制電路框圖。 圖3為本發(fā)明一拖多式空調(diào)器的室外機(jī)壓縮機(jī)的控制電路框圖。 圖4為圖3本發(fā)明一拖多式空調(diào)器的室外機(jī)壓縮機(jī)的控制電路框圖 的部分詳細(xì)圖。
圖5a和圖5b為被檢測電流的波形圖。
圖6為本發(fā)明一拖多式空調(diào)器的控制方法的流程圖。
圖中
21: 二極管整流電路 22:變頻器
23:電機(jī) 24:控制器
30:電流感知器 40:頻率計算器
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明 值得指出的是，本發(fā)明保護(hù)范圍并不局限于以下內(nèi)容，本發(fā)明保護(hù) 范圍由權(quán)利要求書記載的內(nèi)容限定。
圖3為本發(fā)明一拖多式空調(diào)器的室外機(jī)壓縮機(jī)的控制電路框圖。 如圖3所示，本發(fā)明一拖多式空調(diào)器的室外機(jī)壓縮機(jī)控制模塊20
包括用來連接交流電源的交流電接線端R、 S、 T;用來將交流電整流 為直流電的二極管整流電路21;可根據(jù)P簡信號將整流后的直流電壓轉(zhuǎn)
換為3相交流電壓，并將3相交流電壓輸出到電機(jī)23的變頻器22;和 可根據(jù)變頻器22的輸出電流頻率，對施加給變頻器22的PWM信號進(jìn)行 補(bǔ)償，從而控制變頻器22的控制器24。
另外，本發(fā)明一拖多式空調(diào)器的室外機(jī)壓縮機(jī)控制模塊20還包括 用來產(chǎn)生PWM信號的P而發(fā)生器(圖中未示出)，所述的可以單獨(dú)設(shè)置， 也可以設(shè)置在變頻器22內(nèi)。所述的控制器24接收到來自PWM發(fā)生器的 PWM信號并對其進(jìn)行一定的補(bǔ)償后，將補(bǔ)償后的PWM信號輸出到變頻器 22，變頻器22根據(jù)補(bǔ)償后的PWM信號將變頻后的3相交流電壓輸出到 電機(jī)23。
另外，本發(fā)明一拖多式空調(diào)器的室外機(jī)壓縮機(jī)控制模塊20中沒有 設(shè)置圖2所示的已有的普通一拖多式空調(diào)器的室外機(jī)壓縮機(jī)的控制電路
中的大容量電容器C，僅在變頻器22的輸入端并聯(lián)了一個小容量電容器 Cs (其容量僅為幾/iF)，該小容量電容器Cs的作用是去除整流后的直
流電壓中的噪聲。
由于作為濾波電容器的電容器Cs的容量較小，因此通過整流電路 21整流得到的直流電壓中具有相當(dāng)大的脈動成分，這樣就使得流過電機(jī) 23的正弦波電流中含有很多畸變成分，這些畸變成分不僅會導(dǎo)致電機(jī) 23產(chǎn)生噪聲及振動，而且會降低電機(jī)23本身的效率，從而降低空調(diào)器
的電耗性能。
更具體地說，在使用小容量電容器Cs時，二極管整流電路21的輸 出端(A — B端)的電壓具有固定的頻率(例如360Hz)，由于變頻器22 工作時，切換噪聲會對二極管整流電路21的輸出端(A — B端)的電壓 產(chǎn)生影響，將具有高載波頻率的噪聲疊加到二極管整流電路21的輸出 端(A — B端)。當(dāng)控制器24檢測到疊加有上述噪聲的電壓信號執(zhí)行控 制操作時，其準(zhǔn)確性便會降低。
因此，正確的方案是，所述的控制器24檢測到變頻器22的輸出端 的輸出電流信號后，再將檢測到的輸出電流信號以一定的指令值進(jìn)一步 控制變頻器22的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而驅(qū)動電機(jī)23工作。
用來消除疊加噪聲的部件是下面將要說明的電流感知器30和頻率 計算器40。
所述的電流感知器30的輸入端與變頻器22與電機(jī)23之間的連接 線23a、 23b、 23c中的一個連接線相連接，其輸出端與頻率計算器40 的輸入端相連接；起作用是檢測變頻器22的輸出電流，并將檢測到的 輸出電流信號傳送到頻率計算器40。
所述頻率計算器40的輸出端與控制器24的輸入端相連接；起作用 是計算來自電流感知器30的輸出電流信號的頻率，即變頻器22施加到 電機(jī)23的電流的頻率-所述的控制器24將來自頻率計算器40的輸出 電流的頻率值與指令值進(jìn)行比較，并對PWM信號進(jìn)行補(bǔ)償(向PWM發(fā)生 器或者變頻器驅(qū)動部(圖中未示出)傳送控制命令)，使其達(dá)到指令值， 從而使變頻器22根據(jù)補(bǔ)償后的PWM信號進(jìn)行驅(qū)動。
圖4為圖3本發(fā)明一拖多式空調(diào)器的室外機(jī)壓縮機(jī)的控制電路框圖 的部分詳細(xì)圖。
如圖4所示，所述的電流感知器30包括變流器31和二極管橋式 整流器32;所述的變流器31與電流感知器30的輸入端與變頻器22與 電機(jī)23之間的連接線23a相連接，用來檢測變頻器22的輸出電流，并 將檢測到的輸出電流信號輸送給二極管橋式整流器32， 二極管橋式整流 器32對來自變流器31的輸出電流信號進(jìn)行半波整流。
由于連接線23c上的電流較大，若直接將輸入給二極管橋式整流器 32進(jìn)行半波整流，會損壞二極管橋式整流器32。因此變流器31將連接 線23c上的電流以一定比率衰減后，再輸送給二極管橋式整流器32。
所述二極管橋式整流器32包括4個橋式連接的二極管，對來自變 流器31的輸出電流信號進(jìn)行半波整流。
所述的電流感知器30還可以設(shè)置二個或三個，分別與連接線23a、 23b、 23c相連接。使用多個電流感知器30可以使頻率計算器40的頻率 計算時間相比使用一個電流感知器30時要短。
所述的頻率計算器40包括有一個用來接收來自電流感知器30的輸 出電流信號，并產(chǎn)生與之相對應(yīng)的脈沖信號的脈沖轉(zhuǎn)換器41，并計算一 定時間內(nèi)的與輸出電流信號相對應(yīng)的脈沖的上升沿或下降沿的數(shù)量，從 而計算出輸出電流信號的頻率。
圖5a和圖5b為被檢測電流的波形圖。
圖5a是在二極管整流電路21的輸出端(A — B端)檢測到的電壓的
波形圖，可以看出，顯然二極管整流電路21的輸出端(A —B端)的電
壓中混雜有相當(dāng)大的噪聲(約100V)成分，因此根據(jù)該含有相當(dāng)大噪聲
成分的電壓進(jìn)行控制，很難保證控制的準(zhǔn)確性。
圖5b是在變頻器22的輸出端檢測到的輸出電流的波形圖。如圖5b
所示，從整體上看電流波形明顯，噪聲成分也非常少。因此，利用該輸
出電流進(jìn)行控制，會提高控制的準(zhǔn)確性。
圖6為本發(fā)明一拖多式空調(diào)器的控制方法的流程圖。
如圖6所示，本發(fā)明一拖多式空調(diào)器的控制方法包括
S61階段所述的電流感知器30的變流器31從變頻器22的輸出端
檢測輸出電流信號。
S62階段所述的電流感知器30的二極管橋式整流器32對檢測到
的電流信號進(jìn)行半波整流，并將整流后的電流信號輸送給頻率計算器40。
S63階段所述的頻率計算器40的脈沖轉(zhuǎn)換器41將整流后的電流 信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號。
S64階段所述的頻率計算器40根據(jù)生成的脈沖信號計算出輸出電 流的頻率fc。
S65階段所述的控制器24接收到頻率計算器40計算出的頻率fc 信號后，將頻率fc與一定的指令值fn進(jìn)行比較。所述指令值fn是指 從室外機(jī)的主控制模塊施加的與電機(jī)的輸出有關(guān)的頻率值。若比較的結(jié) 果為頻率fc小于指令值fn，則進(jìn)入S66階段；反之，則進(jìn)入S67階段。
S66階段所述的控制器24為了提高頻率fc而補(bǔ)償施加于變頻器 22的P麗信號。所述的對PW信號的補(bǔ)償是通過增加PWM信號的占空比
(duty)來完成的。所述的補(bǔ)償也可以通過前述的PWM發(fā)生器或者變頻
器的驅(qū)動器來完成。
S67階段所述的控制器24判斷輸出電流頻率fc與指令值fri是否 相等。若二者相等，由于輸出電流頻率fc滿足電機(jī)23驅(qū)動的要求，則 維持該狀態(tài)直至結(jié)束。若二者不相等，則進(jìn)入S68階段。
S68階段由于電流頻率fc大于指令值fn，所述的控制器24減小 P麗信號的占空比(duty),對變頻器22的PWM信號進(jìn)行補(bǔ)償。
綜上所述，反復(fù)地執(zhí)行上述S68階段至S68階段，直至使變頻器22 的輸出電流頻率fc與指令值fn達(dá)到一致，進(jìn)而根據(jù)指令執(zhí)行電機(jī)驅(qū)動。
權(quán)利要求
1.一種一拖多式空調(diào)器，包括多個室內(nèi)機(jī)和一個分別與各室內(nèi)機(jī)相連接的室外機(jī)；其特征在于所述的室外機(jī)的壓縮機(jī)控制模塊(20)包括用來將交流電整流為直流電的二極管整流電路(21)；可根據(jù)PWM信號將整流后的直流電壓轉(zhuǎn)換為3相交流電壓，并將3相交流電壓輸出到電機(jī)(23)的變頻器(22)；和可根據(jù)變頻器(22)的輸出電流頻率，對施加給變頻器(22)的PWM信號進(jìn)行補(bǔ)償，從而控制變頻器(22)的控制器(24)；還包括用來檢測變頻器(22)的輸出電流的電流感知器(30)和用來計算電流感知器檢測到的輸出電流頻率的頻率計算器(40)；所述的控制器(24)將一定的指令值fn與計算出的頻率fc進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果控制變頻器(22)的運(yùn)行狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一拖多式空調(diào)器，其特征在于所述的 壓縮機(jī)控制模塊(20)包括多個電流感知器(30)，來檢測變頻器(22) 的輸出電流。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一拖多式空調(diào)器，其特征在于所述電 流感知器(30)包括變流器(31)和二極管橋式整流器(32);所述 的變流器(31)用來檢測變頻器(22)的輸出電流，并將檢測到的輸出 電流信號輸送給二極管橋式整流器(32) ， 二極管橋式整流器(32)對 來自變流器(31)的輸出電流信號進(jìn)行整流。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一拖多式空調(diào)器，其特征在于所述的 變流器(31)將變頻器(22)的輸出電流以一定比率衰減后，再輸送給 二極管橋式整流器(32)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一拖多式空調(diào)器，其特征在于所述的 二極管橋式整流器(32)對變流器(31)檢測到的輸出電流進(jìn)行半波整 流。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或者權(quán)利要求3至5中任意一項(xiàng)所述的一拖多 式空調(diào)器，其特征在于所述的頻率計算器(40)包括有一個用來接收 來自電流感知器(30)的輸出電流信號，并產(chǎn)生與之相對應(yīng)的脈沖信號 的脈沖轉(zhuǎn)換器(41)，根據(jù)所產(chǎn)生的脈沖信號計算出輸出電流信號的頻率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一拖多式空調(diào)器，其特征在于所述的控制器(24)將來自頻率計算器(40)的輸出電流的頻率值f。與指令值 fn進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果補(bǔ)償P麗信號的占空比(duty)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一拖多式空調(diào)器的控制方法，其特征在 于包括檢測變頻器(22)的輸出電流的階段；計算檢測到的輸出電 流的頻率的階段；將計算出的頻率與一定的指令值進(jìn)行比較的階段；和 控制器(24)根據(jù)比較結(jié)果對變頻器(22)進(jìn)行控制的階段。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一拖多式空調(diào)器的控制方法，其特征在 于所述的檢測變頻器(22)的輸出電流的階段，包括對檢測出的輸出 電流進(jìn)行整流的階段。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一拖多式空調(diào)器的控制方法，其特征在 于在所述的對檢測出的輸出電流進(jìn)行整流的階段中，對對檢測出的輸 出電流進(jìn)行半波整流。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一拖多式空調(diào)器的控制方法，其特征在 于所述電流感知器(30)將變頻器(22)的輸出電流以一定比率衰減 后進(jìn)行檢測。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8、 9、 10或11所述的一拖多式空調(diào)器的控制方 法，其特征在于還包括生成與整流后的電流相對應(yīng)的脈沖的階段，并 且通過頻率計算器(40)計算出生成的脈沖的頻率。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一拖多式空調(diào)器的控制方法，其特征在 于所述的控制器(24)根據(jù)比較結(jié)果對變頻器(22)進(jìn)行控制的階段 中，根據(jù)計算出的頻率與一定的指令值進(jìn)行比較的結(jié)果補(bǔ)償P麗信號的占空比(duty)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種一拖多式空調(diào)器及其控制方法，其室外機(jī)的壓縮機(jī)控制模塊包括用來將交流電整流為直流電的二極管整流電路；可根據(jù)PWM信號將整流后的直流電壓轉(zhuǎn)換為3相交流電壓，并將3相交流電壓輸出到電機(jī)的變頻器；和可根據(jù)變頻器的輸出電流頻率，對施加給變頻器的PWM信號進(jìn)行補(bǔ)償，從而控制變頻器的控制器；還包括用來檢測變頻器的輸出電流的電流感知器和用來計算電流感知器檢測到的輸出電流頻率的頻率計算器；所述的控制器將一定的指令值fn與計算出的頻率fc進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果控制變頻器的運(yùn)行狀態(tài)。有益效果是無需使用大容量濾波電容器，也能夠正確計算出用來驅(qū)動電機(jī)的電壓頻率，從而正確地控制變頻器運(yùn)行。
文檔編號H02M5/00GK101110564SQ200610014868
公開日2008年1月23日 申請日期2006年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月19日
發(fā)明者丘必寧, 張虎龍, 洪暎昊 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司