專利名稱：變頻壓縮機(jī)的控制方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及暖通技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種變頻壓縮機(jī)的控制方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前，變頻技術(shù)在空調(diào)、制冷、暖通等系統(tǒng)中得到越來(lái)越多的應(yīng)用，變 頻壓縮機(jī)能夠根據(jù)實(shí)際的冷/熱負(fù)荷調(diào)整壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的工作頻率，從而控制壓 縮機(jī)的冷媒循環(huán)量和進(jìn)入換熱器的冷媒流量。工作頻率越高，冷媒的流量越 大，制冷/熱量越大，制冷/熱能力也就越強(qiáng)，而傳統(tǒng)的定頻壓縮機(jī)始終在一 定的頻率運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)實(shí)際不需要相應(yīng)的制冷/熱量時(shí)，就造成了能源的浪費(fèi)，因 此高效節(jié)能變頻技術(shù)在全球能源日益緊張的背景之下優(yōu)勢(shì)也越來(lái)越明顯。
對(duì)于變頻技術(shù)而言，控制壓縮機(jī)的變頻運(yùn)行方法直接影響制冷/熱和節(jié)能
效果，最常用的方法就是PID (比例積分微分算法)控制。以目前受到空調(diào) 行業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的變頻磁懸浮離心式中央空調(diào)機(jī)組為例，當(dāng)實(shí)際溫度高于目 標(biāo)溫度時(shí)，控制器輸出一組PID參數(shù)給變頻器，通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)壓縮機(jī)按照 基本不變的速度升頻，其中，不同的PID參數(shù)對(duì)應(yīng)不同的頻率變化率。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中PID控制壓縮機(jī)頻率變化的示意圖，圖中M表示達(dá)到 實(shí)際所需制冷量時(shí)所對(duì)應(yīng)的壓縮機(jī)頻率。如圖l所示，若輸出一組PID參數(shù) A,壓縮機(jī)的頻率即如曲線A所示的方式改變，開(kāi)始階段變頻速度很大，快 速升至波峰，到達(dá)目標(biāo)溫度，但是超過(guò)了實(shí)際所需的制冷量，隨之壓縮機(jī)又 以很大的速度降頻，制冷量不足時(shí)再高速升頻，如此反復(fù)，使壓縮機(jī)頻繁的 升頻降頻，直到穩(wěn)定在目標(biāo)溫度，長(zhǎng)期運(yùn)行容易導(dǎo)致故障而且也造成能量的 浪費(fèi)；若輸出一組PID參數(shù)D,壓縮機(jī)的頻率即如曲線D所示的方式改變， 雖然速度始終較慢，但變頻平緩，不會(huì)出現(xiàn)頻率的超調(diào)而反復(fù)升降頻，而是 逐漸平穩(wěn)的達(dá)到所需的目標(biāo)溫度，假如實(shí)際溫度離目標(biāo)溫度相差很多，則升 頻過(guò)程中溫度下降速度較慢，短時(shí)間內(nèi)不僅達(dá)不到制冷效果，而且在這個(gè)過(guò) 程中會(huì)浪費(fèi)較多能源。圖1中曲線C所示是目前普遍采用的調(diào)節(jié)方式，相對(duì)于曲線A其變化幅度較穩(wěn)定，波動(dòng)不大，相對(duì)于曲線B其到達(dá)目標(biāo)溫度的時(shí)
間縮短，效率有所提高，但綜合效果仍不甚理想。
在現(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)論以何種變頻方法，'由于升頻頻過(guò)程中都采用固定的
PID參數(shù)，從而僅限定于一種基本不變的變頻速度，在達(dá)到目標(biāo)溫度的過(guò)程 中不能根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)變頻速度，因此無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速、節(jié)能和穩(wěn)定的 變頻過(guò)程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種快速、節(jié)能和平穩(wěn)的變頻壓縮機(jī)的控制方法和 裝置。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種變頻壓縮機(jī)的控制方法，其特征在 于，預(yù)先設(shè)定目標(biāo)溫度和分段溫度點(diǎn)，傳感器監(jiān)測(cè)實(shí)際溫度值，所述方法包 括
步驟A:控制器判斷實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度的溫度差是否為零，如果否， 壓縮片幾以最低頻率運(yùn)行一定時(shí)間；
步驟B:控制器判斷是否達(dá)到目標(biāo)溫度，如果是，則終止壓縮機(jī)運(yùn)行； 如果否，則控制器給PID參數(shù)賦初值，變頻器使壓縮機(jī)開(kāi)始快速升頻；
步驟C:控制器判斷是否到達(dá)設(shè)定的分段溫度點(diǎn)，如果是，則調(diào)整PID 參數(shù)，然后進(jìn)入步驟D;如果否，保持原來(lái)的PID參數(shù)；
步驟D:控制器判斷是否達(dá)到目標(biāo)溫度，如果是，則壓縮機(jī)以固定頻率 運(yùn)行，變頻結(jié)束；如果否，則保持原來(lái)的PID參數(shù)使壓縮機(jī)升頻，返回步驟 C。
所述步驟c中用于判斷的分段溫度點(diǎn)至少設(shè)定三個(gè)。
設(shè)定溫度變化率限定值，所述步驟C與步驟D之間還包括步驟M:控 制器判斷溫度變化率是否超過(guò)限定值，如果是，則調(diào)整PID參數(shù)使溫度變化 率降^氐；如果否，則進(jìn)入步驟D。
所述步驟D之后還包括步驟E:判斷實(shí)際溫度相對(duì)于目標(biāo)溫度是否超調(diào)，如果是，則進(jìn)行降頻調(diào)節(jié)。
設(shè)定超調(diào)溫差限定值，所述步驟E中進(jìn)行降頻調(diào)節(jié)包括給PID參數(shù)賦 值啟動(dòng)降頻，判斷超調(diào)的溫度差是否超過(guò)所述超調(diào)溫差限定值，如果否，則 固定的PID參數(shù)不變；如果是，則調(diào)整PID參數(shù)快速降頻。
相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種變頻壓縮機(jī)的控制裝置，其特征在于，包 括傳感器、控制器和變頻器；其中，所述傳感器用于監(jiān)測(cè)載冷/熱劑的實(shí)際 溫度并將測(cè)得的溫度發(fā)送給控制器，所述控制器用于根據(jù)傳感器測(cè)得的實(shí)際 溫度與目標(biāo)溫度的溫度差設(shè)定和改變PID參數(shù)進(jìn)行頻率變化控制，所述變頻 器用于在控制器的控制下改變壓縮機(jī)運(yùn)行頻率。
所述控制器還用于判斷實(shí)際的溫度變化率是否超過(guò)限定值，如果是，則 調(diào)整PID參數(shù)使溫度變化率降低。
所述控制器還用于判斷實(shí)際溫度相對(duì)于目標(biāo)溫度是否超調(diào)，如果是，則 進(jìn)行降頻調(diào)節(jié)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)將變頻過(guò)程分段調(diào)節(jié)，開(kāi)始快 速升頻，提高制冷效率，隨后逐步降低升頻速度，緩慢接近目標(biāo)溫度，防止 超調(diào)，避免了頻繁的升降頻，整體上縮短了制冷時(shí)間，同時(shí)也節(jié)約了能源； 更進(jìn)一步的，實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度變化率，有效的防止了溫度變化率超出限定值， 確?？上到y(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。


通過(guò)附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說(shuō)明，本發(fā)明的上述及 其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同 的部分。并未刻意按比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。
圖l是是現(xiàn)有技術(shù)中PID控制壓縮機(jī)頻率變化的示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中變頻壓縮機(jī)的控制裝置示意圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例一中變頻壓縮機(jī)的控制方法的流程圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例一中壓縮機(jī)變頻過(guò)程的示意圖； 圖5是本發(fā)明實(shí)施例二中變頻壓縮機(jī)的控制裝置示意圖； 圖6是本發(fā)明實(shí)施例二中變頻壓縮機(jī)的控制方法的流程圖； 圖7是本發(fā)明實(shí)施例二中壓縮機(jī)變頻過(guò)程的示意圖 圖8是本發(fā)明實(shí)施例三中變頻壓縮機(jī)的控制裝置示意圖； 圖9是本發(fā)明實(shí)施例三中變頻壓縮機(jī)的控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖 對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。
在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā) 明能夠以4艮多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不 違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施 的限制。
所述示意圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。
目前，磁懸浮離心式壓縮機(jī)日益受到空調(diào)、制冷行業(yè)的關(guān)注，該壓縮機(jī) 離心渦輪的軸承采用磁懸浮軸承，由于磁軸承不存在金屬與金屬之間的摩擦， 因此無(wú)須潤(rùn)滑油系統(tǒng)，從而解決了噪音和潤(rùn)滑等長(zhǎng)期困擾業(yè)內(nèi)的技術(shù)問(wèn)題， 采用變頻控制的磁懸浮離心式壓縮機(jī)其負(fù)荷效率會(huì)有很大的提高。以下的幾 個(gè)實(shí)施例中，將以磁懸浮離心式中央空調(diào)機(jī)組為背景闡述本發(fā)明所述變頻壓 縮機(jī)的控制方法。
實(shí)施例一
本實(shí)施例結(jié)合圖2、圖3和圖4揭示本發(fā)明所述變頻壓縮機(jī)的控制方法 的一種具體實(shí)施方式
。
圖2是本實(shí)施例中變頻壓縮機(jī)的控制裝置示意圖，圖3是本實(shí)施例中變 頻壓縮機(jī)的控制方法的流程圖，圖4是本實(shí)施例中壓縮機(jī)變頻過(guò)程的示意圖。
變頻磁懸浮離心式中央空調(diào)機(jī)組所用制冷劑為制冷行業(yè)常用冷媒，載冷
7劑為水或其它流體，機(jī)組通過(guò)壓縮冷媒先把載冷劑變冷，然后讓載冷劑在室 內(nèi)循環(huán)來(lái)降低室溫，例如以水為載冷劑，參照?qǐng)D2所示，所述變頻壓縮機(jī)控
制裝置包括傳感器IO、控制器20和變頻器30;機(jī)組中傳感器10實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 出水溫度,控制器20根據(jù)測(cè)得的實(shí)際溫度與設(shè)定的目標(biāo)溫度比較后設(shè)定或者 調(diào)整PID參數(shù)控制頻率變化，變頻器30用于在控制器20的控制下改變壓縮 機(jī)運(yùn)行頻率。
如圖3所示，設(shè)定目標(biāo)溫度為(TC;按照步驟201，設(shè)置在出水口的傳感器
IO監(jiān)測(cè)實(shí)際溫度值，獲取實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度的差值，例如傳感器10監(jiān)測(cè)到當(dāng)
前實(shí)際出水溫度為3(TC,則實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度的差值A(chǔ)T為30。C 。
然后按照步驟202判斷實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度的溫度差是否為零，如果是， 即實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度一致，則不啟動(dòng)壓縮機(jī)，繼續(xù)監(jiān)測(cè)實(shí)際溫度；如果否， 則按照步驟203控制器20啟動(dòng)壓縮機(jī)以最低頻運(yùn)行；例如溫度差A(yù)T為30°C 大于零，則控制器20控制壓縮機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)，并以最低的頻率運(yùn)行一段時(shí)間， 以使壓縮機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，防止突然啟動(dòng)高頻運(yùn)行卩1起壓縮機(jī)故障。
參照步驟204最低頻運(yùn)行一定時(shí)間之后，控制器20從傳感器獲取當(dāng)前實(shí) 際溫度，判斷當(dāng)前實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度的溫度差是否為零，如果是，表明達(dá) 到所需目標(biāo)溫度，則停止壓縮機(jī)運(yùn)行，如步驟205;如果否，則參照步驟206 控制器20給PID參數(shù)賦初值，變頻器30控制壓縮機(jī)開(kāi)始升頻運(yùn)行，升頻的 開(kāi)始階段的速度較大，以便快速得到很大的制冷量。例如壓縮機(jī)最低頻運(yùn)行 一定時(shí)間后，實(shí)際溫度由30°C降為27°C,未達(dá)到目標(biāo)溫度0°C,則給PID參 數(shù)賦初值，開(kāi)始以較大的速度升頻，頻率變化如圖4中曲線EF所示，壓縮 機(jī)快速升至較高的頻率，達(dá)到較大的制冷量。
以較大的速度升頻一段時(shí)間后，參照步驟207,判斷是否到達(dá)設(shè)定的分 段溫度點(diǎn)，如果是，則調(diào)整PID參數(shù)，使壓縮機(jī)以不同升頻速度升頻運(yùn)行， 如步驟208所示；如果否，則保持原來(lái)的PID參數(shù)，如步驟209所示。例如 預(yù)先設(shè)定分四段升頻，三個(gè)分^a溫度點(diǎn)Tl、 T2、 T3分別為23°C、 15°C、 3°C, 傳感器監(jiān)測(cè)到實(shí)際溫度降為23°C,達(dá)到設(shè)定的分段溫度點(diǎn)Tl,則此時(shí)控制器20調(diào)整PID參數(shù)，變頻器30使壓縮機(jī)的升頻速度降低，頻率變化如圖4 中曲線FG所示；傳感器監(jiān)測(cè)到實(shí)際溫度降為15。C時(shí)，達(dá)到分段溫度點(diǎn)T2， 此時(shí)控制器20再次調(diào)整PID參數(shù)，變頻器30使壓纟宿機(jī)的升頻速度再次降低， 頻率變化如圖4中曲線GH所示，頻率變化趨向平穩(wěn)；對(duì)著制冷量的逐漸增 大，實(shí)際溫度降為3",達(dá)到設(shè)定的分段溫度點(diǎn)T3，控制器20再次調(diào)整PID 參數(shù)，頻率變化如圖4中曲線HM所示，控制變頻器30進(jìn)一步降低壓縮機(jī) 升頻速度，更加平緩的增加制冷量，接近目標(biāo)溫度。
參照步驟210，控制器根據(jù)傳感器IO監(jiān)測(cè)的實(shí)際溫度判斷是否達(dá)到目標(biāo) 溫度，如果是，則如步驟212,壓縮機(jī)以固定頻率運(yùn)行，變頻結(jié)束；如果否， 則如步驟211,保持原來(lái)的PID參數(shù)使壓縮機(jī)固定的速度升頻，然后返回步 驟207。例如傳感器IO監(jiān)測(cè)到實(shí)際溫度為0°C，達(dá)到目標(biāo)溫度，變頻器30 停止變頻，壓縮機(jī)以固定頻率運(yùn)行。
在本實(shí)施例中，以溫度點(diǎn)為界限將升頻過(guò)程分成了四個(gè)階段，每個(gè)階段 都改變PID參數(shù)從而調(diào)整變頻的速度；如圖4中的EF階段，以較大的速度 開(kāi)始升頻，快速得到較大的制冷量，此時(shí)的溫度變化率也較大，然后實(shí)際溫 度到達(dá)分段溫度點(diǎn)23。C時(shí)，調(diào)整PID參數(shù)，降低升頻的速度，如圖4中的 FG階段，制冷量增速也相應(yīng)減慢，實(shí)際溫度繼續(xù)降低；實(shí)際溫度到達(dá)下一個(gè) 分段溫度點(diǎn)15。C時(shí)，調(diào)整PID參數(shù)，使升頻速度進(jìn)一步降低，如圖4中的 GH階段，制冷量的增速也進(jìn)一步降低，溫度變化趨向緩慢，從而平穩(wěn)的接近 目標(biāo)；如圖4中的HM階段，實(shí)際溫度達(dá)到分段溫度點(diǎn)3°C，接近目標(biāo)溫度， 調(diào)整PID參數(shù)使升頻速度趨向于零，緩慢貼近所需溫度，從而防止超調(diào)，避 免了頻繁升降頻。圖4中陰影部分表示曲線EFGHM的積分面積，對(duì)應(yīng)變頻過(guò) 程中的能耗，可見(jiàn)相對(duì)于圖1中現(xiàn)有技術(shù)中的變頻控制方法，積分面積更小， 更加節(jié)能。
本實(shí)施例所述的變頻壓縮機(jī)控制方法，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的幾種變頻控 制方法，將變頻過(guò)程分段調(diào)節(jié)，開(kāi)始快速升頻，提高制冷效率，隨后逐步降 低升頻速度，緩慢接近目標(biāo)溫度，防止超調(diào)，避免了頻繁的升降頻，整體上縮短了制冷時(shí)間，也節(jié)約了能源。
在實(shí)施例一升頻過(guò)程中，隨著壓縮機(jī)頻率的增大，制冷量也不斷增大， 溫度快速降低，如果溫度變化率過(guò)大，使機(jī)組系統(tǒng)吸氣壓力過(guò)低或者排氣壓 力過(guò)高，可能導(dǎo)致機(jī)組故障，為避免此類狀況發(fā)生，保證空調(diào)機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定， 本發(fā)明所述的變頻壓縮機(jī)控制方法還包括設(shè)定溫度變化率限定值，控制器根 據(jù)實(shí)際溫度變化率是否超限定值調(diào)整PID參數(shù)，具體在以下實(shí)施例中闡述。
實(shí)施例二
本實(shí)施例結(jié)合附圖5-圖7揭示了所述的變頻壓縮機(jī)控制方法的另一具體 實(shí)施方式。與實(shí)施例一的區(qū)別在于分段調(diào)整PID參數(shù)后，控制器實(shí)時(shí)檢測(cè) 溫度變化率是否超過(guò)限定值，如果是，則重新給PID參數(shù)賦值，直到溫度變 化率低于限定值。
圖5是本實(shí)施例中變頻壓縮機(jī)的控制裝置示意圖，圖6是本實(shí)施例中變 頻壓縮機(jī)的控制方法的流程圖，圖7是本實(shí)施例中壓縮機(jī)變頻過(guò)程的示意圖。
參照?qǐng)D5所示，所述變頻壓縮機(jī)控制裝置包括傳感器11、控制器21 和變頻器31;機(jī)組中傳感器11實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)出水溫度，控制器21根據(jù)測(cè)得的實(shí) 際溫度與設(shè)定的目標(biāo)溫度比較后設(shè)定或者調(diào)整PID參數(shù)控制頻率變化，控制 器21還用于監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)的溫度變化率，并判斷實(shí)際的溫度變化率是否超過(guò)限定 值，如果是，則調(diào)整PID參數(shù)使溫度變化率降低，變頻器31用于在控制器 21的控制下改變壓縮機(jī)運(yùn)行頻率。
如圖6所示，設(shè)定目標(biāo)溫度為0。C,預(yù)先設(shè)定分五段升頻，四個(gè)分段溫度點(diǎn)
Tl、 T2、 T3、 T4分別為20。C、 13°C、 7°C、 3°C;按照步驟301，設(shè)置在出水口
的傳感器ll監(jiān)測(cè)實(shí)際溫度值，獲取實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度的差值，例如傳感器ll
監(jiān)測(cè)到當(dāng)前實(shí)際出水溫度為30。C,則實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度的差值A(chǔ)T為3(TC。
然后按照步驟302判斷實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度的溫度差是否為零，如果是， 即實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度一致，則不啟動(dòng)壓縮機(jī)，繼續(xù)監(jiān)測(cè)實(shí)際溫度；如果否， 表明需要啟動(dòng)壓縮機(jī)制冷，則按照步驟303控制器21啟動(dòng)壓縮機(jī)以最低頻運(yùn)
10行一段時(shí)間；例如溫度差A(yù)T為3(TC大于零，則控制器21開(kāi)始啟動(dòng)壓縮機(jī)， 并以最低的頻率運(yùn)行一段時(shí)間，以使壓縮機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，防止突然啟動(dòng)高 頻運(yùn)行引起壓縮機(jī)故障。
與實(shí)施例一相似，壓縮機(jī)以最低頻運(yùn)行一定時(shí)間之后，控制器21從傳 感器獲取當(dāng)前實(shí)際溫度，判斷當(dāng)前實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度的溫度差是否為零， 如果是，表明達(dá)到所需目標(biāo)溫度，則停止壓縮機(jī)運(yùn)行；如果否，表明仍需要 增大制冷量，則控制器21給PID參數(shù)賦初值，變頻器31控制壓縮機(jī)開(kāi)始升 頻運(yùn)行，升頻的開(kāi)始階段的速度較大，以便快速得到很大的制冷量。例如壓 縮機(jī)最低頻運(yùn)行一定時(shí)間后，實(shí)際溫度由3(TC降為27°C，未達(dá)到目標(biāo)溫度0 °C,則給PID參數(shù)賦初值，開(kāi)始以較大的速度升頻，頻率變化如圖7中曲線 E，F(xiàn)，所示，壓縮機(jī)快速升至較高的頻率，達(dá)到較大的制冷量。
以較大的速度升頻一段時(shí)間后，參照步驟304,判斷是否到達(dá)設(shè)定的分 段溫度點(diǎn)，如果是，則如步驟306所示調(diào)整PID參數(shù)，使壓縮機(jī)以不同升頻 速度分步升頻運(yùn)行；如果否，則保持原來(lái)的PID參數(shù)，如步驟305所示。例 如傳感器監(jiān)測(cè)到實(shí)際溫度由27。C降為20°C,達(dá)到設(shè)定的分段溫度點(diǎn)Tl,此 時(shí)控制器21調(diào)整PID參數(shù)，則變頻器31使壓縮機(jī)的升頻速度降低，頻率變 化如圖7中曲線F，G，所示；傳感器11監(jiān)測(cè)到實(shí)際溫度降為13。C時(shí)，達(dá)到分 段溫度點(diǎn)T2，此時(shí)控制器21再次調(diào)整PID參數(shù)，變頻器31使壓縮機(jī)的升頻 速度再次降低，頻率變化如圖7中曲線G，H，所示，頻率變化趨向平穩(wěn)；對(duì)著 制冷量的逐漸增大，實(shí)際溫度降為7。C,達(dá)到設(shè)定的分段溫度點(diǎn)T3，控制器 21再次調(diào)整PID參數(shù)，頻率變化如圖7中曲線H，M，所示，控制變頻器31 進(jìn)一步降低壓縮機(jī)升頻速度，更加平緩的增加制冷量，接近目標(biāo)溫度；最后 實(shí)際溫度降為3。C， 4艮接近目標(biāo)溫度，在此分^a溫度點(diǎn)T4，控制器改變PID 參數(shù)使升頻速度盡可能降低，制冷量緩慢增加，逐漸貼近目標(biāo)溫度，有效防 止超調(diào)。
參照步驟307，控制器21監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)的溫度變化率，當(dāng)每次調(diào)整PID參數(shù) 后，如果溫度變化率超出預(yù)先設(shè)定的限定值，為避免機(jī)組系統(tǒng)故障，則返回步驟306控制器21重新調(diào)整PID參數(shù)，然后再監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)的溫度變化率是否 超過(guò)限定值，直到溫度變化率正常，以確?？照{(diào)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。
如果控制器調(diào)整PID參數(shù)后溫度變化率未超出限定值，則按照步驟308, 判斷是否達(dá)到目標(biāo)溫度，如果是，則按照步驟310,壓縮機(jī)以固定頻率運(yùn)行， 變頻結(jié)束；如果否，則按照步驟309,保持原來(lái)的PID參數(shù)使壓縮機(jī)固定的 速度升頻，然后返回步驟304。例如傳感器11監(jiān)測(cè)到實(shí)際溫度為0°C,達(dá)到 目標(biāo)溫度，變頻器31停止變頻，壓縮機(jī)以固定頻率運(yùn)行。
在本實(shí)施例中，以溫度點(diǎn)為界限將升頻過(guò)程分成了五個(gè)階段，每個(gè)階,爻 都改變PID參數(shù)從而調(diào)整變頻的速度；如圖7中的E，F(xiàn)，階段，以較大的速度 開(kāi)始升頻，快速得到較大的制冷量，此時(shí)的溫度變化率也較大，然后實(shí)際溫 度到達(dá)分段溫度點(diǎn)20。C時(shí)，調(diào)整PID參數(shù)，降低升頻的速度，如圖7中的F，G， 階段，制冷量增速也相應(yīng)減慢，實(shí)際溫度繼續(xù)降低；實(shí)際溫度到達(dá)下一個(gè)分 段溫度點(diǎn)13。C時(shí)，調(diào)整PID參數(shù)，使升頻速度進(jìn)一步降低，如圖7中的G，H， 階段，制冷量的增速也進(jìn)一步降低，溫度變化趨向緩慢，從而平穩(wěn)的接近目 標(biāo)；如圖7中的H，M，階段，實(shí)際溫度達(dá)到分段溫度點(diǎn)7°C，接近目標(biāo)溫度， 調(diào)整PID參數(shù)使升頻速度繼續(xù)降低，緩慢貼近所需溫度；最后實(shí)際溫度達(dá)到 分段溫度點(diǎn)7°C ，調(diào)整PID參數(shù)使升頻速度降至最低，如圖7中的M，N，階段， 從而防止超調(diào)，避免了頻繁升降頻。圖7中陰影部分表示曲線E，F(xiàn)，G，H，M，N， 的積分面積，對(duì)應(yīng)變頻過(guò)程中的能耗，可見(jiàn)相對(duì)于圖1中現(xiàn)有技術(shù)中的變頻 控制方法，積分面積更小，更加節(jié)能。
本實(shí)施例所述的變頻壓縮機(jī)控制方法，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的幾種變頻控 制方法，將變頻過(guò)程分段調(diào)節(jié)提高了制冷效率，避免了頻繁的升降頻，也節(jié) 約了能源；更進(jìn)一步的，控制器實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度變化率，有效的防止了溫度變 化率超出限定值，確?？上到y(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
此外，與實(shí)施例一相比，本實(shí)施例分成五^:升頻過(guò)程同樣也能實(shí)現(xiàn)快速、 節(jié)能和穩(wěn)定的變頻過(guò)程，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該可以很容易推知，分成至少 三段及三段以上的升頻過(guò)程均能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明所述的變頻壓縮機(jī)控制方法和裝置還能通過(guò)調(diào)節(jié)PID參數(shù)使壓縮 機(jī)降頻來(lái)減少制冷量，以免出水溫度過(guò)低造成機(jī)組低溫保護(hù)，具體在以下實(shí) 施例中闡述。
實(shí)施例三
本實(shí)施例結(jié)合附圖8和圖9揭示所述變頻壓縮機(jī)控制方法的另一種實(shí)施
方式。在制冷過(guò)程中，如果實(shí)際溫度低于目標(biāo)溫度，即實(shí)際溫度相對(duì)于目標(biāo) 溫度超調(diào)，本實(shí)施例所述的變頻壓縮機(jī)控制方法和裝置通過(guò)判斷是否超調(diào)， 然后開(kāi)始降頻調(diào)節(jié)過(guò)程。
圖8是本實(shí)施例中變頻壓縮機(jī)的控制裝置示意圖，圖9是本實(shí)施例中變 頻壓縮機(jī)的控制方法的流程圖。
參照?qǐng)D8所示，所述變頻壓縮機(jī)的控制裝置包括傳感器12、控制器 22和變頻器32;其中，傳感器12用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)出水溫度，控制器22用于根 據(jù)測(cè)得的實(shí)際溫度與設(shè)定的目標(biāo)溫度比較后設(shè)定或者調(diào)整PID參數(shù)控制頻率 變化，還用于監(jiān)測(cè)實(shí)際溫度是否低于目標(biāo)溫度，如果是，表明頻率超調(diào)，貝'J 進(jìn)行降頻調(diào)節(jié)，如果否，則壓縮機(jī)以固定頻率運(yùn)行，變頻結(jié)束，壓縮機(jī)以固 定頻率運(yùn)行，變頻器32用于在控制器22的控制下改變壓縮機(jī)運(yùn)行的頻率。
如圖9所示，升頻過(guò)程結(jié)束后壓縮機(jī)以固定頻率運(yùn)行，如步驟401;傳感器 22監(jiān)測(cè)實(shí)際出水溫度，按照步驟402控制器32判斷實(shí)際溫度是否低于目標(biāo)溫度， 如果是，表明制冷量過(guò)大，則如步驟403所示重新給PID參數(shù)賦值，變頻器32 開(kāi)始降頻，如果否，則壓縮機(jī)繼續(xù)以固定頻率運(yùn)行；按照步驟404控制器22判 斷實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度的差值是否超過(guò)預(yù)設(shè)的限定值，如果是，則如步驟406 所示調(diào)整PID參數(shù)快速降頻，迅速減小制冷量，以免出水溫度過(guò)低而導(dǎo)致機(jī)組 低溫保護(hù)，從而保證空調(diào)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行；如果沒(méi)有超過(guò)預(yù)設(shè)限定值，則如步 驟405所示保持PID參數(shù)不變，以固定的速度降頻。
13在本實(shí)施例中，控制器通過(guò)判斷判斷實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度的差值是否超 過(guò)限定值，然后調(diào)整PID參數(shù)，變頻器改變降頻的速度，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)降頻 過(guò)程的穩(wěn)定控制，避克了出水溫度過(guò)低而導(dǎo)致機(jī)組低溫保護(hù)，保證空調(diào)機(jī)組 運(yùn)行的穩(wěn)定性。
上述幾個(gè)實(shí)施例中，均以磁懸浮離心式中央空調(diào)機(jī)組為背景揭示本發(fā)明 的技術(shù)方案，事實(shí)上，本發(fā)明所述的變頻壓縮機(jī)的控制方法和裝置并不受其 應(yīng)用范圍限制，其他使用變頻壓縮機(jī)的制冷、制熱系統(tǒng)也可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述 的方法的目的。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上 的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。 任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利 用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修 飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的
及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種變頻壓縮機(jī)的控制方法，其特征在于，預(yù)先設(shè)定目標(biāo)溫度和分段溫度點(diǎn)，傳感器監(jiān)測(cè)實(shí)際溫度值，所述方法包括步驟A控制器判斷實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度的溫度差是否為零，如果否，壓縮機(jī)以最低頻率運(yùn)行一定時(shí)間；步驟B控制器判斷是否達(dá)到目標(biāo)溫度，如果是，則終止壓縮機(jī)運(yùn)行；如果否，則控制器給PID參數(shù)賦初值，變頻器使壓縮機(jī)開(kāi)始快速升頻；步驟C控制器判斷是否到達(dá)設(shè)定的分段溫度點(diǎn)，如果是，則調(diào)整PID參數(shù)，然后進(jìn)入步驟D；如果否，保持原來(lái)的PID參數(shù)；步驟D控制器判斷是否達(dá)到目標(biāo)溫度，如果是，則壓縮機(jī)以固定頻率運(yùn)行，變頻結(jié)束；如果否，則保持原來(lái)的PID參數(shù)使壓縮機(jī)升頻，返回步驟C。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻壓縮機(jī)的控制方法，其特征在于，所述步 驟C中用于判斷的分段溫度點(diǎn)至少設(shè)定三個(gè)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變頻壓縮機(jī)的控制方法，其特征在于，設(shè) 定溫度變化率限定值，所述步驟C與步驟D之間還包括步驟M:控制器判 斷溫度變化率是否超過(guò)限定值，如果是，則調(diào)整PID參數(shù)使溫度變化率降低； 如果否，則進(jìn)入步驟D。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變頻壓縮機(jī)的控制方法，其特征在于，所 述步驟D之后還包括步驟E:判斷實(shí)際溫度相對(duì)于目標(biāo)溫度是否超調(diào)，如果 是，則進(jìn)行降頻調(diào)節(jié)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變頻壓縮機(jī)的控制方法，其特征在于，設(shè)定超 調(diào)溫差限定值，所述步驟E中進(jìn)行降頻調(diào)節(jié)包括給PID參數(shù)賦值啟動(dòng)降頻， 判斷超調(diào)的溫度差是否超過(guò)所述超調(diào)溫差限定值，如果否，則固定的PID參 數(shù)不變；如果是，則調(diào)整PID參數(shù)快速降頻。
6、 一種變頻壓縮機(jī)的控制裝置，其特征在于，包括傳感器、控制器和 變頻器；所述傳感器，用于監(jiān)測(cè)載冷/熱劑的實(shí)際溫度并將測(cè)得的溫度發(fā)送給控制器；所述控制器，用于根據(jù)傳感器測(cè)得的實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度的溫度差設(shè)定和改變PID參數(shù)進(jìn)行頻率變化控制；所述變頻器，用于在控制器的控制下改變壓縮機(jī)運(yùn)行頻率。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的變頻壓縮機(jī)的控制裝置，其特征在于所述控 制器還用于判斷實(shí)際的溫度變化率是否超過(guò)限定值，如果是，則調(diào)整PID參 數(shù)使溫度變化率降低。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的變頻壓縮機(jī)的控制裝置，其特征在于所述控 制器還用于判斷實(shí)際溫度相對(duì)于目標(biāo)溫度是否超調(diào)，如果是，則進(jìn)行降頻調(diào)節(jié)
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種變頻壓縮機(jī)的控制方法，預(yù)先設(shè)定目標(biāo)溫度和分段溫度點(diǎn)，傳感器監(jiān)測(cè)實(shí)際溫度值，所述方法包括控制器判斷實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度的溫度差是否為零，如果否，壓縮機(jī)以最低頻率運(yùn)行一定時(shí)間；控制器判斷是否達(dá)到目標(biāo)溫度，如果是，則終止壓縮機(jī)運(yùn)行；如果否，則控制器給PID參數(shù)賦初值，變頻器使壓縮機(jī)開(kāi)始快速升頻；控制器判斷是否到達(dá)設(shè)定的分段溫度點(diǎn)，如果是，則調(diào)整PID參數(shù)；如果否，保持原來(lái)的PID參數(shù)；控制器判斷是否達(dá)到目標(biāo)溫度，如果是，則以固定頻率運(yùn)行，變頻結(jié)束；如果否，則保持原來(lái)的PID參數(shù)升頻；相應(yīng)還提供了一種變頻壓縮機(jī)的控制裝置，本發(fā)明所述的方法和裝置能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速、節(jié)能和穩(wěn)定的變頻過(guò)程。
文檔編號(hào)F04D27/00GK101539151SQ200810084690
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2008年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月18日
發(fā)明者國(guó)德防, 王錫元, 王靖宇, 肖成進(jìn) 申請(qǐng)人:海爾集團(tuán)公司;青島海爾空調(diào)電子有限公司