空调器的恒风量控制方法、控制装置.pdf

本发明公开了一种空调器的恒风量控制方法，包括以下步骤：在空调器的风机的当前控制周期中，获取风机的当前转速和风机的当前运行电流，并根据风机的当前转速和当前运行电流计算风机的当前电磁转矩、当前实际静压和当前实际风量；判断风机的当前实际风量是否与预设风量相等；如果否，则根据风机的当前实际风量和当前实际静压计算风量阻抗，并根据风量阻抗和预设风量计算下一控制周期的静压、风机的转速和风机的电磁转矩；根据下一控制周期的风机的转速和风机的电磁转矩对风机进行风量控制。该恒风量控制方法能够实现空调器的恒风量控制，控制精度高，响应速度快。本发明还公开了一种空调器的恒风量控制装置。

权利要求书
1.  一种空调器的恒风量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
在所述空调器的风机的当前控制周期中，获取所述风机的当前转速和所述风机的 当前运行电流，并根据所述风机的当前运行电流计算所述风机的当前电磁转矩；
根据所述风机的当前转速和所述风机的当前电磁转矩计算当前实际静压，并根据 所述当前实际静压和所述风机的当前转速计算所述风机的当前实际风量；
判断所述风机的当前实际风量是否与预设风量相等；
如果否，则根据所述风机的当前实际风量和所述当前实际静压计算风量阻抗，并 根据所述风量阻抗和所述预设风量计算下一控制周期的静压，以及根据所述下一控制 周期的静压计算所述下一控制周期的风机的转速，并根据所述下一控制周期的风机的 转速和所述下一控制周期的静压计算所述下一控制周期的风机的电磁转矩；
根据所述下一控制周期的风机的转速和所述下一控制周期的风机的电磁转矩对所 述风机进行风量控制。

2.  如权利要求1所述的空调器的恒风量控制方法，其特征在于，根据以下公式计 算所述当前实际静压：
P s 0 = T m 0 - ( ϵ × N 0 2 + ζ × N 0 ) γ × N 0 + δ ]]>
其中，Ps0为所述当前实际静压，Tm0为所述风机的当前电磁转矩，N0为所述风机 的当前转速，ε、ζ、γ和δ为所述风机的系统特征参数。

3.  如权利要求1所述的空调器的恒风量控制方法，其特征在于，根据以下公式计 算所述风机的当前实际风量：
Q 0 = ( κ × P s 0 ) × N 0 2 + ( λ × P s 0 + v ) × N 0 + ( μ × P s 0 + ξ ) ]]>
其中，Q0为所述风机的当前实际风量，Ps0为所述当前实际静压，N0为所述风机 的当前转速，κ、λ、ν、μ和ξ为所述风机的系统特征参数。

4.  如权利要求1所述的空调器的恒风量控制方法，其特征在于，根据以下公式计 算所述风量阻抗：
K r = P s 0 Q 0 ]]>
其中，Kr为所述风量阻抗，Q0为所述风机的当前实际风量，Ps0为所述当前实际静 压。

5.  如权利要求1-4中任一项所述的空调器的恒风量控制方法，其特征在于，对所 述风机进行矢量控制以使所述风机的d轴电流为0，则根据以下公式计算所述风机的当 前电磁转矩：
Tm0＝Kt×iq
其中，Tm0为所述风机的当前电磁转矩，Kt为转矩常数，且Ke＝100×π/9×Kt，Ke为所述风机的感应电压常数，iq为所述风机的q轴电流，且iq＝im0，im0为所述风机的 当前运行电流。

6.  一种空调器的恒风量控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，所述获取模块用于在所述空调器的风机的当前控制周期中获取所述风 机的当前转速和所述风机的当前运行电流；
计算模块，所述计算模块用于根据所述风机的当前运行电流计算所述风机的当前 电磁转矩，并根据所述风机的当前转速和所述风机的当前电磁转矩计算当前实际静压， 以及根据所述当前实际静压和所述风机的当前转速计算所述风机的当前实际风量；
判断模块，所述判断模块用于判断所述风机的当前实际风量是否与预设风量相等， 并在判断所述风机的当前实际风量与所述预设风量不相等时，所述计算模块还根据所 述风机的当前实际风量和所述当前实际静压计算风量阻抗，并根据所述风量阻抗和所 述预设风量计算下一控制周期的静压，以及根据所述下一控制周期的静压计算所述下 一控制周期的风机的转速，并根据所述下一控制周期的风机的转速和所述下一控制周 期的静压计算所述下一控制周期的风机的电磁转矩；
控制模块，所述控制模块用于根据所述下一控制周期的风机的转速和所述下一控 制周期的风机的电磁转矩对所述风机进行风量控制。

7.  如权利要求6所述的空调器的恒风量控制装置，其特征在于，所述计算模块根 据以下公式计算所述当前实际静压：
P s 0 = T m 0 - ( ϵ × N 0 2 + ζ × N 0 ) γ × N 0 + δ ]]>
其中，Ps0为所述当前实际静压，Tm0为所述风机的当前电磁转矩，N0为所述风机 的当前转速，ε、ζ、γ和δ为所述风机的系统特征参数。

8.  如权利要求6所述的空调器的恒风量控制装置，其特征在于，所述计算模块根 据以下公式计算所述风机的当前实际风量：
Q 0 = ( κ × P s 0 ) × N 0 2 + ( λ × P s 0 + v ) × N 0 + ( μ × P s 0 + ξ ) ]]>
其中，Q0为所述风机的当前实际风量，Ps0为所述当前实际静压，N0为所述风机 的当前转速，κ、λ、ν、μ和ξ为所述风机的系统特征参数。

9.  如权利要求6所述的空调器的恒风量控制装置，其特征在于，所述计算模块根 据以下公式计算所述风量阻抗：
K r = P s 0 Q 0 ]]>
其中，Kr为所述风量阻抗，Q0为所述风机的当前实际风量，Ps0为所述当前实际静 压。

10.  如权利要求6-9中任一项所述的空调器的恒风量控制装置，其特征在于，所述 控制模块对所述风机进行矢量控制以使所述风机的d轴电流为0，所述计算模块根据以 下公式计算所述风机的当前电磁转矩：
Tm0＝Kt×iq
其中，Tm0为所述风机的当前电磁转矩，Kt为转矩常数，且Ke＝100×π/9×Kt，Ke为所述风机的感应电压常数，iq为所述风机的q轴电流，且iq＝im0，im0为所述风机的 当前运行电流。

说明书空调器的恒风量控制方法、控制装置
技术领域
本发明涉及空调器技术领域，特别涉及一种空调器的恒风量控制方法以及一种空 调器的恒风量控制装置。
背景技术
在空调器系统中，风机的风量是影响空调器系统制冷制热效果的关键因素。在空 调器的实际安装和使用中，受安装场所等条件的限制，同样的风机会有不同的风道， 导致风道阻力各不相同，或者风道存在堵塞现象，当采用传统风机控制方式如恒转速 控制时，会导致不同风机静压下风量减少的现象发生，从而影响空调器系统的制冷或 制热效果。因此，恒风量控制技术是空调器控制技术的发展趋势之一。
目前，恒风量控制方案包括：
(1)增加相关参量传感器，根据实际检测到的参量大小以及该参量与风量间的直 接或间接关系，控制执行机构动作从而实现恒风量控制。
(2)检测电机的电流、功率和转速，根据电流、功率、转速与预设风量之间的关 系，增加或减小转速，从而达到恒风量控制。
(3)通过实验的方法建立风量与电机力矩、电机转速的函数关系，其中，函数关 系是与电机转速或电机力矩相关的分段函数。
但是，在上述的恒风量控制方案中，或者成本较高，或者控制精度不高，响应速 度比较慢，控制系统无法获知准确的静压信息，因此，需要对空调器的恒风量控制进 行改进。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种空调器的恒风量控制方法，能够实现空调 器的恒风量控制，控制精度高，响应速度快。
本发明的另一个目的在于提出一种空调器的恒风量控制装置。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的空调器的恒风量控制方法，包括以 下步骤：在所述空调器的风机的当前控制周期中，获取所述风机的当前转速和所述风 机的当前运行电流，并根据所述风机的当前运行电流计算所述风机的当前电磁转矩； 根据所述风机的当前转速和所述风机的当前电磁转矩计算当前实际静压，并根据所述 当前实际静压和所述风机的当前转速计算所述风机的当前实际风量；判断所述风机的 当前实际风量是否与预设风量相等；如果否，则根据所述风机的当前实际风量和所述 当前实际静压计算风量阻抗，并根据所述风量阻抗和所述预设风量计算下一控制周期 的静压，以及根据所述下一控制周期的静压计算所述下一控制周期的风机的转速，并 根据所述下一控制周期的风机的转速和所述下一控制周期的静压计算所述下一控制周 期的风机的电磁转矩；根据所述下一控制周期的风机的转速和所述下一控制周期的风 机的电磁转矩对所述风机进行风量控制。
根据本发明实施例的空调器的恒风量控制方法，在空调器的风机的当前控制周期 中，首先获取风机的当前转速和风机的当前运行电流，并根据风机的当前运行电流计 算风机的当前电磁转矩，以及根据风机的当前转速和风机的当前电磁转矩计算当前实 际静压，并根据当前实际静压和风机的当前转速计算风机的当前实际风量，然后判断 风机的当前实际风量是否与预设风量相等，如果否，则根据风机的当前实际风量和当 前实际静压计算风量阻抗，并根据风量阻抗和预设风量计算下一控制周期的静压，以 及根据下一控制周期的静压计算下一控制周期的风机的转速，并根据下一控制周期的 风机的转速和下一控制周期的静压计算下一控制周期的风机的电磁转矩，最后根据下 一控制周期的风机的转速和下一控制周期的风机的电磁转矩对风机进行风量控制，从 而实现空调器的恒风量控制，其收敛速度快，响应时间小，控制精度高，可有效满足 恒风量控制的要求。
根据本发明的一个实施例，根据以下公式计算所述当前实际静压：
P s 0 = T m 0 - ( ϵ × N 0 2 + ζ × N 0 ) γ × N 0 + δ ]]>
其中，Ps0为所述当前实际静压，Tm0为所述风机的当前电磁转矩，N0为所述风机 的当前转速，ε、ζ、γ和δ为所述风机的系统特征参数。
根据本发明的一个实施例，根据以下公式计算所述风机的当前实际风量：
Q 0 = ( κ × P s 0 ) × N 0 2 + ( λ × P s 0 + v ) × N 0 + ( μ × P s 0 + ξ ) ]]>
其中，Q0为所述风机的当前实际风量，Ps0为所述当前实际静压，N0为所述风机 的当前转速，κ、λ、ν、μ和ξ为所述风机的系统特征参数。
根据本发明的一个实施例，根据以下公式计算所述风量阻抗：
K r = P s 0 Q 0 ]]>
其中，Kr为所述风量阻抗，Q0为所述风机的当前实际风量，Ps0为所述当前实际静 压。
根据本发明的一个实施例，对所述风机进行矢量控制以使所述风机的d轴电流为 0，则根据以下公式计算所述风机的当前电磁转矩：
Tm0＝Kt×iq
其中，Tm0为所述风机的当前电磁转矩，Kt为转矩常数，且Ke＝100×π/9×Kt，Ke为所述风机的感应电压常数，iq为所述风机的q轴电流，且iq＝im0，im0为所述风机的 当前运行电流。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出的空调器的恒风量控制装置，包括： 获取模块，所述获取模块用于在所述空调器的风机的当前控制周期中获取所述风机的 当前转速和所述风机的当前运行电流；计算模块，所述计算模块用于根据所述风机的 当前运行电流计算所述风机的当前电磁转矩，并根据所述风机的当前转速和所述风机 的当前电磁转矩计算当前实际静压，以及根据所述当前实际静压和所述风机的当前转 速计算所述风机的当前实际风量；判断模块，所述判断模块用于判断所述风机的当前 实际风量是否与预设风量相等，并在判断所述风机的当前实际风量与所述预设风量不 相等时，所述计算模块还根据所述风机的当前实际风量和所述当前实际静压计算风量 阻抗，并根据所述风量阻抗和所述预设风量计算下一控制周期的静压，以及根据所述 下一控制周期的静压计算所述下一控制周期的风机的转速，并根据所述下一控制周期 的风机的转速和所述下一控制周期的静压计算所述下一控制周期的风机的电磁转矩； 控制模块，所述控制模块用于根据所述下一控制周期的风机的转速和所述下一控制周 期的风机的电磁转矩对所述风机进行风量控制。
根据本发明实施例的空调器的恒风量控制装置，获取模块在空调器的风机的当前 控制周期中获取风机的当前转速和风机的当前运行电流，计算模块根据风机的当前运 行电流计算风机的当前电磁转矩，并根据风机的当前转速和风机的当前电磁转矩计算 当前实际静压，以及根据当前实际静压和风机的当前转速计算风机的当前实际风量， 判断模块判断风机的当前实际风量是否与预设风量相等，并在判断风机的当前实际风 量与预设风量不相等时，计算模块还根据风机的当前实际风量和当前实际静压计算风 量阻抗，并根据风量阻抗和预设风量计算下一控制周期的静压，以及根据下一控制周 期的静压计算下一控制周期的风机的转速，并根据下一控制周期的风机的转速和下一 控制周期的静压计算下一控制周期的风机的电磁转矩，控制模块根据下一控制周期的 风机的转速和下一控制周期的风机的电磁转矩对风机进行风量控制，从而实现空调器 的恒风量控制，其收敛速度快，响应时间小，控制精度高，可有效满足恒风量控制的 要求。
根据本发明的一个实施例，所述计算模块根据以下公式计算所述当前实际静压：
P s 0 = T m 0 - ( ϵ × N 0 2 + ζ × N 0 ) γ × N 0 + δ ]]>
其中，Ps0为所述当前实际静压，Tm0为所述风机的当前电磁转矩，N0为所述风机 的当前转速，ε、ζ、γ和δ为所述风机的系统特征参数。
根据本发明的一个实施例，所述计算模块根据以下公式计算所述风机的当前实际 风量：
Q 0 = ( κ × P s 0 ) × N 0 2 + ( λ × P s 0 + v ) × N 0 + ( μ × P s 0 + ξ ) ]]>
其中，Q0为所述风机的当前实际风量，Ps0为所述当前实际静压，N0为所述风机 的当前转速，κ、λ、ν、μ和ξ为所述风机的系统特征参数。
根据本发明的一个实施例，所述计算模块根据以下公式计算所述风量阻抗：
K r = P s 0 Q 0 ]]>
其中，Kr为所述风量阻抗，Q0为所述风机的当前实际风量，Ps0为所述当前实际静 压。
根据本发明的一个实施例，所述控制模块对所述风机进行矢量控制以使所述风机 的d轴电流为0，所述计算模块根据以下公式计算所述风机的当前电磁转矩：
Tm0＝Kt×iq
其中，Tm0为所述风机的当前电磁转矩，Kt为转矩常数，且Ke＝100×π/9×Kt，Ke为所述风机的感应电压常数，iq为所述风机的q轴电流，且iq＝im0，im0为所述风机的 当前运行电流。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明 显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的空调器的恒风量控制方法的流程图；以及
图2为根据本发明实施例的空调器的恒风量控制装置的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简 化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例， 并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。 这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的 关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人 员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特 征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可 以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不 是直接接触。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、 “连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连 通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而 言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的空调器的恒风量控制方法以及空调 器的恒风量控制装置。
图1为根据本发明实施例的空调器的恒风量控制方法的流程图。如图1所示，该 空调器的恒风量控制方法包括以下步骤：
S 1，在空调器的风机的当前控制周期中，获取风机的当前转速和风机的当前运行 电流，并根据风机的当前运行电流计算风机的当前电磁转矩。
根据本发明的一个实施例，对风机进行矢量控制以使风机的d轴电流为0，则根据 下述公式(1)计算风机的当前电磁转矩：
Tm0＝Kt×iq          (1)
其中，Tm0为风机的当前电磁转矩，Kt为转矩常数，且Ke＝100×π/9×Kt，Ke为 风机的感应电压常数，iq为风机的q轴电流，且iq＝im0，im0为风机的当前运行电流。
具体而言，采用d轴电流为0即Id＝0的控制方式对风机进行矢量控制，由于在控 制过程中d轴电流为0，因此，风机的运行电流即为风机的q轴电流，此时风机的电磁 转矩满足下述公式(2)：
Tm＝3×Φm×Po×iq            (2)
其中，Tm为风机的电磁转矩，Φm为风机的总磁通量，Po为极对数。
令转矩常数Kt＝3×Φm×Po，则风机的电磁转矩满足下述公式(3)：
Tm＝Kt×iq              (3)
另外，由于转矩常数Kt与风机的感应电压常数Ke之间满足下述公式(4)：
Ke＝100×π/9×Kt             (4)
因此，在风机的感应电压常数Ke已知的情况下，并且采用Id＝0的控制方式对风机 进行矢量控制时，能够通过上述公式(4)计算出转矩常数Kt，从而能够根据上述公式 (3)计算出风机的电磁转矩Tm。
S2，根据风机的当前转速和风机的当前电磁转矩计算当前实际静压，并根据当前 实际静压和风机的当前转速计算风机的当前实际风量。
根据本发明的一个实施例，根据下述公式(5)计算当前实际静压：
P s 0 = T m 0 - ( ϵ × N 0 2 + ζ × N 0 ) γ × N 0 + δ - - - ( 5 ) ]]>
其中，Ps0为当前实际静压，N0为风机的当前转速，ε、ζ、γ和δ为风机的系统 特征参数，并且这些参数是已知的。
根据本发明的一个实施例，根据下述公式(6)计算风机的当前实际风量：
Q 0 = ( κ × P s 0 ) × N 0 2 + ( λ × P s 0 + v ) × N 0 + ( μ × P s 0 + ξ ) - - - ( 6 ) ]]>
其中，Q0为风机的当前实际风量，κ、λ、ν、μ和ξ为风机的系统特征参数，并 且这些参数是已知的。
具体而言，在本发明的实施例中，通过实验的方法建立了风机的实际风量、实际 静压以及风机的转速之间的函数关系，以下述公式(7)进行表示：
Q＝(κ×Ps)×N2+(λ×Ps+ν)×N+(μ×Ps+ξ)             (7)
其中，Q为风机的实际风量，Ps为实际静压，N为风机的转速。
将上述公式(7)进行变形可得到下述公式(8)：
(κ×Ps)×N2+(λ×Ps+ν)×N+(μ×Ps+ξ-Q)＝0               (8)
对上述公式(8)分析可知，在风机的实际风量Q和实际静压Ps已知的情况下，上 述公式(8)是关于风机的转速N的一元二次方程，因此，风机的转速N可以通过下述 公式(9)获得：
N = - ( λ × P s + v ) + ( λ × P s + v ) 2 - 4 × ( κ × P s ) × ( μ × P s + ξ - Q ) 2 × ( κ × P s ) - - - ( 9 ) ]]>
另外，通过实验的方法还建立了风机的电磁转矩、实际静压以及风机的转速之间 的函数关系，以下述公式(10)进行表示：
Tm＝ε×N2+(γ×Ps+ζ)×N+(δ×Ps)               (10)
可以理解的是，在风机的电磁转矩Tm和风机的转速N已知的情况下，可以通过上 述公式(10)获取实际静压Ps。
S3，判断风机的当前实际风量是否与预设风量相等。
S4，如果否，则根据风机的当前实际风量和当前实际静压计算风量阻抗，并根据 风量阻抗和预设风量计算下一控制周期的静压，以及根据下一控制周期的静压计算下 一控制周期的风机的转速，并根据下一控制周期的风机的转速和下一控制周期的静压 计算下一控制周期的风机的电磁转矩。
根据本发明的一个实施例，根据下述公式(11)计算风量阻抗：
K r = P s 0 Q 0 - - - ( 11 ) ]]>
其中，Kr为风量阻抗。
具体而言，风机在运行的过程中会产生静压和动压，并且静压随着风机的风量的 变化而变化，因此，可以从电气电路的角度考虑以建立静压与风机的风量之间的关系。
可以令电压V为实际静压Ps与实际动压Pd之和，即全压Pt，诱启电压E为实际动 压Pd，电流I为风机的实际风量Q，另外，引入风量阻抗Kr的定义并令电阻R为风量 阻抗Kr，则根据电气电路原理V＝E+R×I可获得下述公式(12)：
P s = K r × Q P t = P d + P s = P d + K r × Q - - - ( 12 ) ]]>
通过上述公式(12)可以获得实际静压Ps与风量阻抗Kr之间的关系。
S5，根据下一控制周期的风机的转速和下一控制周期的风机的电磁转矩对风机进 行风量控制。
根据本发明的一个具体示例，变频装置接收上位机发送的风机的预设风量Qref，根 据实际静压为0和预设风量Qref计算风机的初始转速，风机按照计算的初始转速运行， 在风机的运行过程中，以时间t为周期对风机进行恒风量控制。
具体而言，在风机的当前控制周期中，首先获取风机的当前转速N0和风机的当前 运行电流即风机的q轴电流iq，将获取的风机的q轴电流iq带入上述公式(1)计算风 机的当前电磁转矩Tm0。然后将风机的当前转速N0和风机的当前电磁转矩Tm0带入上述 公式(5)计算当前实际静压Ps0，并根据上述公式(6)计算风机的当前实际风量Q0。 然后将计算的风机的当前实际风量Q0与风机的预设风量Qref进行比较，如果风机的当 前实际风量Q0与风机的预设风量Qref相等或者在误差在很小的范围内，则不需要对风 机的转速和风机的电磁转矩进行修正；如果风机的当前实际风量Q0与风机的预设风量 Qref不相等或者误差较大时，则需要对风机的转速和风机的电磁转矩进行修正。此时将 计算的当前实际静压Ps0和风机的当前实际风量Q0带入上述公式(11)计算出风量阻抗 Kr，然后将计算出风量阻抗Kr和风机的预设风量Qref带入上述公式(11)计算出下一 控制周期的静压Ps1，并根据上述公式(9)和上述公式(10)分别计算下一控制周期的 风机的转速N1和下一控制周期的风机的电磁转矩Tm1。最后根据下一控制周期的风机的 转速N1和下一控制周期的风机的电磁转矩Tm1对风机进行控制。
综上，在本发明的实施例中，利用风量阻抗对风机进行恒风量控制，通过风量阻 抗可进行实际风量与实际静压的快速计算，其恒风量控制收敛速度快，使得风机能够 快速进入稳定状态。
综上所述，根据本发明实施例的空调器的恒风量控制方法，在空调器的风机的当 前控制周期中，首先获取风机的当前转速和风机的当前运行电流，并根据风机的当前 运行电流计算风机的当前电磁转矩，以及根据风机的当前转速和风机的当前电磁转矩 计算当前实际静压，并根据当前实际静压和风机的当前转速计算风机的当前实际风量， 然后判断风机的当前实际风量是否与预设风量相等，如果否，则根据风机的当前实际 风量和当前实际静压计算风量阻抗，并根据风量阻抗和预设风量计算下一控制周期的 静压，以及根据下一控制周期的静压计算下一控制周期的风机的转速，并根据下一控 制周期的风机的转速和下一控制周期的静压计算下一控制周期的风机的电磁转矩，最 后根据下一控制周期的风机的转速和下一控制周期的风机的电磁转矩对风机进行风量 控制，从而实现空调器的恒风量控制，其收敛速度快，响应时间小，控制精度高，可 有效满足恒风量控制的要求。
图2为根据本发明实施例的空调器的恒风量控制装置的方框示意图。如图2所示， 该空调器的恒风量控制装置包括获取模块10、计算模块20、判断模块30和控制模块 40。
其中，获取模块10用于在空调器的风机的当前控制周期中获取风机的当前转速和 风机的当前运行电流。计算模块20用于根据风机的当前运行电流计算风机的当前电磁 转矩，并根据风机的当前转速和风机的当前电磁转矩计算当前实际静压，以及根据当 前实际静压和风机的当前转速计算风机的当前实际风量。判断模块30用于判断风机的 当前实际风量是否与预设风量相等，并在判断风机的当前实际风量与预设风量不相等 时，计算模块20还根据风机的当前实际风量和当前实际静压计算风量阻抗，并根据风 量阻抗和预设风量计算下一控制周期的静压，以及根据下一控制周期的静压计算下一 控制周期的风机的转速，并根据下一控制周期的风机的转速和下一控制周期的静压计 算下一控制周期的风机的电磁转矩。控制模块40用于根据下一控制周期的风机的转速 和下一控制周期的风机的电磁转矩对风机进行风量控制。
根据本发明的一个实施例，控制模块40对风机进行矢量控制以使风机的d轴电流 为0，计算模块20根据上述公式(1)计算风机的当前电磁转矩。
具体而言，控制模块40采用d轴电流为0即Id＝0的控制方式对风机进行矢量控 制，由于在控制过程中d轴电流为0，因此，风机的运行电流即为风机的q轴电流，此 时风机的电磁转矩满足上述公式(2)，令转矩常数Kt＝3×Φm×Po，则风机的电磁转矩 满足上述公式(3)，另外，由于转矩常数Kt与风机的感应电压常数Ke之间满足上述 公式(4)，因此，在风机的感应电压常数Ke已知的情况下，并且采用Id＝0的控制方 式对风机进行矢量控制时，能够通过上述公式(4)计算出转矩常数Kt，从而能够根据 上述公式(3)计算出风机的电磁转矩Tm。
根据本发明的一个实施例，计算模块20根据上述公式(5)计算当前实际静压。
根据本发明的一个实施例，计算模块20根据上述公式(6)计算风机的当前实际 风量。
具体而言，在本发明的实施例中通过实验的方法建立了风机的实际风量、实际静 压以及风机的转速之间的函数关系，如上述公式(7)。将上述公式(7)进行变形可 得到上述公式(8)，并对上述公式(8)分析可知，在风机的实际风量Q和实际静压Ps已知的情况下，上述公式(8)是关于风机的转速N的一元二次方程，因此，风机的转 速N可以通过上述公式(9)获得。
另外，通过实验的方法还建立了风机的电磁转矩、实际静压以及风机的转速之间 的函数关系，如上述公式(10)。可以理解的是，在风机的电磁转矩Tm和风机的转速N 已知的情况下，可以通过上述公式(10)获取实际静压Ps。
根据本发明的一个实施例，计算模块20根据上述公式(11)计算风量阻抗。
具体而言，风机在运行的过程中会产生静压和动压，并且静压随着风机的风量的 变化而变化，因此，可以从电气电路的角度考虑以建立静压与风机的风量之间的关系。
可以令电压V为实际静压Ps与实际动压Pd之和，即全压Pt，诱启电压E为实际动 压Pd，电流I为风机的实际风量Q，另外，引入风量阻抗Kr的定义并令电阻R为风量 阻抗Kr，则根据电气电路原理可获得上述公式(12)，通过上述公式(12)可以获得 实际静压Ps与风量阻抗Kr之间的关系。
根据本发明的一个具体示例，变频装置接收上位机发送的风机的预设风量Qref，计 算模块20根据实际静压为0和预设风量Qref计算风机的初始转速，风机按照计算的初 始转速运行，在风机的运行过程中，以时间t为周期对风机进行恒风量控制。
具体而言，在风机的当前控制周期中，获取模块10首先获取风机的当前转速N0和 风机的当前运行电流即风机的q轴电流iq，计算模块20将获取的风机的q轴电流iq带 入上述公式(1)计算风机的当前电磁转矩Tm0。然后将风机的当前转速N0和风机的当 前电磁转矩Tm0带入上述公式(5)计算当前实际静压Ps0，并根据上述公式(6)计算风 机的当前实际风量Q0。然后判断模块30将计算的风机的当前实际风量Q0与风机的预 设风量Qref进行比较，如果风机的当前实际风量Q0与风机的预设风量Qref相等或者在误 差在很小的范围内，则不需要对风机的转速和风机的电磁转矩进行修正；如果风机的 当前实际风量Q0与风机的预设风量Qref不相等或者误差较大时，则需要对风机的转速 和风机的电磁转矩进行修正。此时计算模块20将计算的当前实际静压Ps0和风机的当 前实际风量Q0带入上述公式(11)计算出风量阻抗Kr，然后将计算出风量阻抗Kr和风 机的预设风量Qref带入上述公式(11)计算出下一控制周期的静压Ps1，并根据上述公 式(9)和上述公式(10)分别计算下一控制周期的风机的转速N1和下一控制周期的风 机的电磁转矩Tm1。最后，控制模块40根据下一控制周期的风机的转速N1和下一控制 周期的风机的电磁转矩Tm1对风机进行控制。
根据本发明实施例的空调器的恒风量控制装置，获取模块在空调器的风机的当前 控制周期中获取风机的当前转速和风机的当前运行电流，计算模块根据风机的当前运 行电流计算风机的当前电磁转矩，并根据风机的当前转速和风机的当前电磁转矩计算 当前实际静压，以及根据当前实际静压和风机的当前转速计算风机的当前实际风量， 判断模块判断风机的当前实际风量是否与预设风量相等，并在判断风机的当前实际风 量与预设风量不相等时，计算模块还根据风机的当前实际风量和当前实际静压计算风 量阻抗，并根据风量阻抗和预设风量计算下一控制周期的静压，以及根据下一控制周 期的静压计算下一控制周期的风机的转速，并根据下一控制周期的风机的转速和下一 控制周期的静压计算下一控制周期的风机的电磁转矩，控制模块根据下一控制周期的 风机的转速和下一控制周期的风机的电磁转矩对风机进行风量控制，从而实现空调器 的恒风量控制，其收敛速度快，响应时间小，控制精度高，可有效满足恒风量控制的 要求。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括 一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段 或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或 讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能， 这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用 于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中， 以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可 以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执 行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、 存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系 统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包 括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)， 随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM 或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机 可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通 过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行 处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上 述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行 的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本 领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑 功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可 编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤 是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储 介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以 是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成 的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成 的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储 在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示 例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或 者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意 性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者 特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、 替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。