一种故障重启控制方法、装置及空调设备与流程

[0001]
本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种故障重启控制方法、装置及空调设备。


背景技术：

[0002]
对于空调产品，电网电力供电故障和环境因素，例如电网波动故障、逆风运行、雷击、其他设备的高温影响等问题，会引起空调器误判为故障而保护停机，致使室内温度波动，直接影响到用户的体验感受，特别是在对温控精度要求较高的场所，可能会带来严重后果。
[0003]
所述故障具有偶发性，2s后就会自动清除。针对这种故障常规的做法就是先停机，使空调器在有转速的状态下工作，此时常规的位置估算方法，也将无法精确估算压缩机转子位置，在偶发性故障自动清除后，然后再重新开机启动，由于此时无法获得压缩机转子位置，如果盲目切入控制系统不仅不能确保空调器正常启动，严重的可能会出现非常大的电流冲击导致过流故障。
[0004]
针对现有技术中压缩机故障停机后，转速和转子位置丢失导致不能顺利重启的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

[0005]
本发明实施例中提供一种故障重启控制方法、装置及空调设备，以解决现有技术中压缩机故障停机后，转速和转子位置丢失导致不能顺利重启的问题。
[0006]
为解决上述技术问题，本发明提供了一种故障重启控制方法，应用于空调，该方法包括：
[0007]
在空调发生过流故障后，关闭压缩机驱动电路的控制信号；
[0008]
每间隔第一预设时长，控制所述压缩机驱动电路的所有上桥臂或者所有下桥臂导通第二预设时长后关断；
[0009]
根据所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流获取压缩机的转速以及转子位置；
[0010]
根据所述压缩机的转速以及转子位置控制压缩机重新投入运行。
[0011]
进一步地，每间隔第一预设时长，控制所述压缩机驱动电路的所有上桥臂或者所有下桥臂导通第二预设时长后关断，包括：
[0012]
每间隔第一预设时长，向所有上桥臂或者所有下桥臂施加零矢量并持续第二预设时长，以控制所有上桥臂或者所有下桥臂导通第二预设时长后关断。
[0013]
进一步地，根据所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流获取压缩机的转速以及转子位置，包括：
[0014]
根据所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流获取转子角度真实值与转子角度估算值的角度误差；
[0015]
根据所述角度误差获取压缩机的转速以及转子位置。
[0016]
进一步地，根据所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流获取转子角度真实值与转子角度估算值的角度误差，包括：
[0017]
获取所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流；
[0018]
将获取的压缩机绕组电流进行clarke变换，获取静止估算坐标系下，压缩机绕组电流的直轴分量和交轴分量；
[0019]
根据所述直轴分量和交轴分量计算所述角度误差。
[0020]
进一步地，根据所述角度误差获取压缩机的转速以及转子位置，包括：
[0021]
对所述角度误差进行比例积分控制，获得压缩机的转速；
[0022]
对所述压缩机的转速进行积分后乘以压缩机转子的极对数，获得压缩机的转子位置。
[0023]
进一步地，根据所述压缩机的转速以及转子位置控制压缩机重新投入运行，包括：
[0024]
控制压缩机按照最近一次获取的压缩机的转速，以及转子位置对应的电流重新投入运行。
[0025]
进一步地，根据所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流获取压缩机的转速以及转子位置的同时，所述方法还包括：
[0026]
判断所述压缩机绕组电流是否超过阈值；
[0027]
如果是，则缩短并更新所述第二预设时长，其中，更新后的第二预设时长作为下一次所有上桥臂或者所有下桥臂导通的时长；
[0028]
如果否，则保持当前第二预设时长不变。
[0029]
进一步地，根据所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流获取压缩机的转速以及转子位置之后，所述方法还包括：
[0030]
降低压缩机负载；
[0031]
判断故障是否仍然存在；
[0032]
如果是，则控制空调停机；
[0033]
如果否，则触发根据所述压缩机的转速以及转子位置控制压缩机重新投入运行。
[0034]
进一步地，降低压缩机负载，包括：
[0035]
控制空调的外风机的风档增大，同时打开空调的泄荷阀；
[0036]
判断当前压缩机排气温度与参考温度的差值是否大于预设值；其中，所述参考温度为故障发生时刻压缩机的排气温度；
[0037]
如果是，则控制空调的电子膨胀阀开度增大；
[0038]
如果否，则控制空调的电子膨胀阀保持原有开度不变。
[0039]
本发明还提供一种故障重启控制装置，用于实现上述故障重启控制方法，该装置包括：
[0040]
第一控制模块，用于在空调发生过流故障后，关闭压缩机驱动电路的控制信号；
[0041]
第二控制模块，用于每间隔第一预设时长，控制所述压缩机驱动电路的所有上桥臂或者所有下桥臂导通第二预设时长后关断；
[0042]
获取模块，用于根据所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流获取压缩机的转速以及转子位置；
[0043]
第三控制模块，用于根据所述压缩机的转速以及转子位置控制压缩机重新投入运行。
[0044]
进一步地，所述装置还包括：
[0045]
限流模块，用于判断所述压缩机绕组电流是否超过阈值，并且在所述压缩机绕组电流超过阈值时缩小所述第二预设时长。
[0046]
进一步地，所述限流模块包括：
[0047]
至少两个霍尔传感器，分别套设在所述压缩机的不同相线上，用于检测所述压缩机的单相电流；
[0048]
至少两个限流保护单元，与所述霍尔传感器一一对应连接，用于根据所述压缩机的单相电流输出采样信号；
[0049]
信号控制单元，其输入端连接与每个所述限流保护单元连接，用于根据所述采样信号输出控制信号；其中，所述控制信号用于控制所述第二预设时长。
[0050]
进一步地，所述限流保护单元包括：
[0051]
电流转换电路，用于在所述压缩机的单相电流为负值时，输出负值电压，在所述压缩机的单相电流为正值时，对输入电流进行转化，输出负值电压；
[0052]
比较器，第一输入端连接所述电流转换电路的输出端，其第二输入端输入参考电压，其输出端连接所述信号控制单元，用于根据所述电流转换电路输出的电压输出采样信号；其中，所述参考电压为负值。
[0053]
进一步地，所述电流转换电路包括：
[0054]
第一电阻，其第一端连接所述霍尔传感器，其第二端接地，用于将所述压缩机的单相电流转化为电压信号；
[0055]
由第二电阻、第三电阻和第四电阻依次串联构成的第一串联支路，所述第一串联支路的第一端连接所述第一电阻的第一端，第二端连接第一运算放大器的第一输入端；
[0056]
所述第一运算放大器，其第二输入端接地，其输出端连接所述比较器；
[0057]
第二运算放大器，其第一输入端连接至所述第二电阻和所述第三电阻之间，其第二输入端接地，其输出端依次通过第一单向元件的阳极和阴极连接至所述第三电阻和所述第四电阻之间，所述第二运算放大器的第一输入端还依次通过第二单向元件的阳极、阴极连接所述第一单向元件的阳极；
[0058]
由第五电阻和第六电阻串联构成的第二串联支路，所述第二串联支路的第一端连接所述第一电阻的第一端，第二端连接所述第一运算放大器的输出端，所述第五电阻和所述第六电阻之间的线路连接所述第一运算放大器的第一输入端。
[0059]
进一步地，所述电流转换电路还包括：
[0060]
第一电容，并联设置在所述第一电阻两端，用于对所述第一电阻两端电压进行滤波。
[0061]
进一步地，所述第五电阻r5的阻值＝第六电阻r6的阻值＝2
×
第二电阻r2的阻值＝2
×
第三电阻r3的阻值＝2
×
第四电阻r4的阻值。
[0062]
进一步地，所述电流转换电路还包括：
[0063]
第七电阻，设置在所述第二运算放大器的第一输入端和所述第二单向元件的阳极之间，用于限流。
[0064]
进一步地，所述信号控制单元包括：
[0065]
由第八电阻和第九电阻构成的第三串联支路，所述第三串联支路的第一端输入压缩机的各相采样信号，第二端接地；
[0066]
第一开关，其基极连接至所述第八电阻和所述第九电阻之间，其集电极通过第十电阻连接电压源，其发射极接地，所述第一开关的集电极还通过第十一电阻连接压缩机的微处理器，用于输出控制信号，以控制所述第二预设时长。
[0067]
进一步地，所述信号控制单元还包括：
[0068]
第二电容，其第一端连接所述第十一电阻和所述微处理器之间，其第二端接地，用于对所述控制信号进行滤波。
[0069]
进一步地，所述信号控制单元还包括：
[0070]
第三电容，其第一端连接所述电压源，其第二端接地，用于对所述电压源提供的电压进行滤波。
[0071]
本发明还提供一种空调设备，包括压缩机，还包括上述故障重启控制装置。
[0072]
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述故障重启控制方法。
[0073]
应用本发明的技术方案，在空调发生过流故障后，关闭压缩机驱动电路的控制信号；每间隔第一预设时长，控制所述压缩机驱动电路的所有上桥臂或者所有下桥臂导通第二预设时长后关断；根据所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流获取压缩机的转速以及转子位置；根据所述压缩机的转速以及转子位置控制压缩机重新投入运行。能够在空调出现偶发性故障后，检测压缩机的转速和转子位置，等故障清除后立即控制压缩机重新启动投入稳定运行状态，提升空调设备的可靠性和用户体验。
附图说明
[0074]
图1为根据本发明实施例的空调的压缩机驱动电路的结构图；
[0075]
图2为根据本发明实施例的故障重启控制方法的流程图；
[0076]
图3为根据本发明实施例的d、q轴反电动势估算坐标系的示意图；
[0077]
图4为根据本法发明实施例的pll锁相环的估算流程图；
[0078]
图5为根据本发明实施例的故障重启控制装置的结构图；
[0079]
图6为根据本发明另一实施例的故障重启控制装置的结构图；
[0080]
图7为根据本发明实施例的限流保护单元电路图；
[0081]
图8为根据本发明实施例的信号控制单元的结构图；
[0082]
图9为根据本发明另一实施例的故障重启控制方法的流程图；
[0083]
图10为根据本发明实施例的压缩机的转速和转子位置检测过程的流程图；
[0084]
图11为根据本发明实施例的降低压缩机负载过程的流程图。
具体实施方式
[0085]
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的
所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0086]
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
[0087]
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0088]
应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述电阻，但这些电阻不应限于这些术语。这些术语仅用来将设置在不同位置的电阻区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一电阻也可以被称为第二电阻，类似地，第二电阻也可以被称为第一电阻。
[0089]
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测 (陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
[0090]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0091]
下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。
[0092]
实施例1
[0093]
本实施例提供一种故障重启控制方法，应用于空调，图1为根据本发明实施例的空调的压缩机驱动电路的结构图，如图1所示，压缩机驱动电路中包括功率开关管器件vt1～vt6，其中，vt1、vt3、vt5 为上桥臂，vt2、vt4、vt6为下桥臂，组成三相桥式逆变拓扑结构。 d1～d6为功率开关管器件续流二极管，在功率开关管器件关断期间续流构成闭合回路。a、b、c为驱动系统三相引出端，直接连接压缩机的三相绕组。
[0094]
图2为根据本发明实施例的故障重启控制方法的流程图，如图2 所示，该故障重启控制方法包括：
[0095]
s101，在空调发生过流故障后，关闭压缩机驱动电路的控制信号。
[0096]
由于电网电力供电故障和环境因素出现的瞬时波动导致空调器发生过流故障，为了避免过流烧坏空调器，需要首先关闭驱动控制信号。
[0097]
s102，每间隔第一预设时长，控制压缩机驱动电路的所有上桥臂或者所有下桥臂导通第二预设时长后关断。
[0098]
在压缩机驱动电路的控制信号关闭后，所有上桥臂或者所有下桥臂均关断，此时电路中不存在电流，将无法检测出压缩机的转速以及转子位置，那么当故障清除，控制压缩机重新投入运行时，由于压缩机的转速以及转子位置丢失，很可能造成压缩机启动失败，因此，为了获取压缩机的转速以及转子位置，需要每间隔第一预设时长，控制压缩机驱动电路的所有上桥臂或者所有下桥臂导通第二预设时长后关断，其中第一预设时长与第二预设时
长可以相等也可以不相等。
[0099]
s103，根据所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流获取压缩机的转速以及转子位置。
[0100]
在控制压缩机驱动电路的所有上桥臂或者所有下桥臂导通时，压缩机绕组中有电流通过，通过采集压缩机绕组电流，进行相应的计算，即可获得压缩机的转速以及转子位置。
[0101]
s104，根据获取的压缩机的转速以及转子位置控制压缩机重新投入运行。
[0102]
在故障清除完成，准备控制压缩机重新投入运行时，根据最近一次获取的压缩机的转速以及转子位置，控制压缩机重新投入运行时的参数，以便于压缩机顺利启动。
[0103]
本实施例的故障重启控制方法，在空调发生过流故障后，关闭压缩机驱动电路的控制信号；每间隔第一预设时长，控制压缩机驱动电路的所有上桥臂或者所有下桥臂导通第二预设时长后关断；根据所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流获取压缩机的转速以及转子位置；根据压缩机的转速以及转子位置控制压缩机重新投入运行。能够在空调出现偶发性故障后，检测压缩机的转速和转子位置，等故障清除后立即控制压缩机重新启动投入稳定运行状态，提升空调设备的可靠性和用户体验。
[0104]
实施例2
[0105]
本实施例提供另一种故障重启控制方法，在本实施例中，为了实现在关闭压缩机驱动电路的控制信号后，控制压缩机驱动电路的所有上桥臂或者所有下桥臂间歇性导通，上述步骤s102，具体包括：每间隔第一预设时长，向所有上桥臂或者所有下桥臂施加零矢量并持续第二预设时长，以控制所有上桥臂或者所有下桥臂导通第二预设时长后关断。
[0106]
在控制所有上桥臂或者所有下桥臂导通后，压缩机的三相绕组间短路，续流二极管d1、d3、d5与三相绕组间形成闭合回路，回路中产生电流，为了实现根据该电流获得压缩机的转速以及转子位置，上述步骤s103，具体包括：根据所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流获取转子角度真实值与转子角度估算值的角度误差，具体地，获取所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流；将获取的压缩机绕组电流进行clarke变换，获取静止估算坐标系下，压缩机绕组电流的直轴分量和交轴分量；根据上述直轴(d轴)分量和交轴(q轴)分量计算角度误差。具体实施时，由下述公式(10)可知求得角度误差量在同步旋转坐标系中，压缩机d轴电压、q轴电压可表示为如下方程：
[0107][0108][0109]
图3为根据本发明实施例的d、q轴反电动势估算坐标系的示意图，由图3中的坐标系分解可得到以下公式(3)、(4)：
[0110][0111][0112]
进一步化简可得：
[0113][0114]
将公式(3)、(4)带入公式(1)、(2)可得：
[0115][0116][0117]
因为此时转速较小，电流变化率较慢，又因为u
d
＝0、u
q
＝0，进一步化简可得：
[0118]
e
d
＝-r
s
i
d
ꢀꢀ
(8)
[0119]
e
q
＝-r
s
i
q
ꢀꢀ
(9)
[0120]
将公式(8)、(9)带入公式(5)可得：
[0121][0122]
其中，r
s
为压缩机定子电阻，l
d
为压缩机定子电感在d轴的分量 l
q
为电机定子电感在q轴的分量，i
d
为压缩机定子电流在d轴的分量， i
q
为压缩机定子电流在q轴的分量，u
d
为压缩机定子电压在d轴的分量， u
q
为压缩机定子电压在q轴的分量，e
d
压缩机定子反电动势在d轴的分量，e
q
为压缩机定子反电动势在d轴的分量，ω
r
为压缩机的转速，k
e
为反电动势系数，为转子角度真实值θ与转子角度估算值之差。
[0123]
在获得转子角度真实值与转子角度估算值的角度误差之后，根据上述角度误差获取压缩机的转速ω
r
以及转子位置
[0124]
图4为根据本法发明实施例的pll锁相环的估算流程图，如图4 所示，对上述角度误差进行比例积分控制(pi控制)，获得压缩机的转速ω
r
；对获得的压缩机的转速ω
r
进行积分后乘以压缩机转子的极对数pn，获得压缩机的转子位置
[0125]
在获得压缩机的转速和转子位置后，为了实现压缩机顺利启动，步骤s104，具体包括：控制压缩机按照最近一次获取的压缩机的转速，以及转子位置对应的电流重新投入运行。
[0126]
压缩机工作频率较高时，如果三相绕组短路时间较长，电流过大，容易导致压缩机过流损坏，因此，在根据所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流获取压缩机的转速以及转子位置的同时，还需要判断压缩机绕组电流是否超过阈值；如果是，则说明电流过大，即所有上桥臂或者所有下桥臂导通的时长过长，应缩短并更新第二预设时长；其中，更新后的第二预设时长作为下一次所有上桥臂或者所有下桥臂导通的时长；如果否，则说明电流没有超出范围，保持当前第二预设时长不变即可。
[0127]
在故障清除后，空调器系统压力较大，投入运行过程中易导致压缩机负载过重而启动失败，因此，根据所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流获取压缩机的转速以及转子位置之后，还需要降低压缩机负载；判断故障是否仍然存在；如果是，则控制空调停机；如果否，则触发根据压缩机的转速以及转子位置控制压缩机重新投入运行。具体地，控制空调的外风机的风档增大，同时打开空调的泄荷阀；判断当前压缩机排气温度与参
考温度的差值是否大于预设值；其中，参考温度为故障发生时刻压缩机的排气温度；如果是，则控制空调的电子膨胀阀开度增大；如果否，则控制空调的电子膨胀阀保持原有开度不变。通过更改空调器控制逻辑，通过控制电子膨胀阀的开度、外风机风档和泄荷阀动作，降低压缩机排气压力，增加压缩机吸气压力，减小压缩机压差，从而降低压缩机负载。
[0128]
实施例3
[0129]
本实施例提供一种故障重启控制装置，用于实现上述实施例中的故障重启控制方法，图5为根据本发明实施例的故障重启控制装置的结构图，如图5所示，该装置包括：
[0130]
第一控制模块1，用于在空调发生过流故障后，关闭压缩机驱动电路的控制信号。由于电网电力供电故障和环境因素出现的瞬时波动导致空调器发生过流故障，为了避免过流烧坏空调器，需要通过第一控制模块1首先关闭驱动控制信号。
[0131]
第二控制模块2，用于每间隔第一预设时长，控制压缩机驱动电路的所有上桥臂或者所有下桥臂导通第二预设时长后关断。在压缩机驱动电路的控制信号关闭后，所有上桥臂或者所有下桥臂均关断，此时电路中不存在电流，将无法检测出压缩机的转速以及转子位置，那么当故障清除，控制压缩机重新投入运行时，由于压缩机的转速以及转子位置丢失，很可能造成压缩机启动失败，因此，为了获取压缩机的转速以及转子位置，需要通过第二控制模块2每间隔第一预设时长，控制压缩机驱动电路的所有上桥臂或者所有下桥臂导通第二预设时长后关断。
[0132]
获取模块3，用于根据所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流获取压缩机的转速以及转子位置。在控制压缩机驱动电路的所有上桥臂或者所有下桥臂导通时，压缩机绕组中有电流通过，获取模块3通过采集压缩机绕组电流，进行相应的计算，即可获得压缩机的转速以及转子位置。
[0133]
第三控制模块4，用于根据压缩机的转速以及转子位置控制压缩机重新投入运行。在故障清除完成，准备控制压缩机重新投入运行时，第三控制模块4根据最近一次获取的压缩机的转速以及转子位置，控制压缩机重新投入运行时的参数，以便于压缩机顺利启动。
[0134]
本实施例的故障重启控制装置，通过第一控制模块1，在空调发生过流故障后，关闭压缩机驱动电路的控制信号；通过第二控制模块2 每间隔第一预设时长，控制压缩机驱动电路的所有上桥臂或者所有下桥臂导通第二预设时长后关断；通过获取模块3，根据所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流获取压缩机的转速以及转子位置；根据压缩机的转速以及转子位置控制压缩机重新投入运行。能够在空调出现偶发性故障后，检测压缩机的转速和转子位置，等故障清除后立即控制压缩机重新启动投入稳定运行状态，提升空调设备的可靠性和用户体验。
[0135]
实施例4
[0136]
本实施例提供另一种故障重启控制装置，为了实现在关闭压缩机驱动电路的控制信号后，控制压缩机驱动电路的所有上桥臂或者所有下桥臂间歇性导通，上述第二控制模块2具体用于：每间隔第一预设时长，向所有上桥臂或者所有下桥臂施加零矢量并持续第二预设时长，以控制所有上桥臂或者所有下桥臂导通第二预设时长后关断。
[0137]
图6为根据本发明另一实施例的故障重启控制装置的结构图，在控制所有上桥臂或者所有下桥臂导通后，压缩机的三相绕组间短路，续流二极管d1、d3、d5与三相绕组间形成闭合回路，回路中产生电流，为了实现根据该电流获得压缩机的转速以及转子位置，如图
6所示，获取模块3包括：
[0138]
第一获取单元31，用于根据所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流获取转子角度真实值与转子角度估算值的角度误差；
[0139]
第二获取单元32，用于根据第一获取单元31获取的角度误差获取压缩机的转速以及转子位置。其中，第一获取单元31具体包括：电流获取子单元311，用于获取所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流；变换子单元312，用于将电流获取子单元311获取的压缩机绕组电流进行clarke变换，获取静止估算坐标系下，压缩机绕组电流的直轴分量和交轴分量；计算子单元313，用于根据上述直轴分量和交轴分量计算转子角度真实值与转子角度估算值的角度误差。第二获取单元32，包括：比例积分单元321，用于对上述角度误差进行比例积分控制，获得压缩机的转速；位置估算单元322，用于对压缩机的转速进行积分后乘以压缩机转子的极对数，获得压缩机的转子位置。
[0140]
在获得压缩机的转速和转子位置后，为了实现压缩机顺利启动，第三控制模块4具体用于：控制压缩机按照最近一次获取的压缩机的转速，以及转子位置对应的电流重新投入运行。
[0141]
压缩机工作频率较高时，如果三相绕组短路时间较长，电流过大，容易导致压缩机过流损坏，因此，为了限制压缩机绕组电流，如图6 所示，该装置还包括：限流模块5，用于判断所述压缩机绕组电流是否超过阈值，并且在所述压缩机绕组电流超过阈值时缩小第二预设时长。流模块5包括：至少两个霍尔传感器51，分别套设在压缩机的不同相线上，用于检测所述压缩机的单相电流；至少两个限流保护单元52，与所述霍尔传感器一一对应连接，用于根据压缩机的单相电流输出采样信号；信号控制单元53，其输入端连接与每个限流保护单元52连接，用于根据每个限流保护单元52输出的采样信号输出控制信号；其中，该控制信号用于控制上述第二预设时长。
[0142]
图7为根据本发明实施例的限流保护单元电路图，如图7所示，限流保护单元52包括：电流转换电路521，用于在所述压缩机的单相电流为负值时，输出负值电压，在所述压缩机的单相电流为正值时，对输入电流进行转化，输出负值电压；比较器a，第一输入端连接所述电流转换电路521的输出端，其第二输入端输入参考电压vref，其输出端连接所述信号控制单元，用于根据电流转换电路521输出的电压输出采样信号；其中，参考电压vref为负值。
[0143]
为了实现无论电流是正向信号还是负向信号，均能检测出负电压，如图7所示，电流转换电路521包括：第一电阻r1，其第一端连接霍尔传感器51，其第二端接地，用于将压缩机的单相电流转化为电压信号；由第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4依次串联构成的第一串联支路，第一串联支路的第一端连接第一电阻r1的第一端，第二端连接第一运算放大器u1的第一输入端-；第一运算放大器u1的第二输入端+接地，输出端连接比较器a；第二运算放大器u2，第二运算放大器u2的第一输入端连接至第二电阻r2和第三电阻r3之间，其第二输入端接地，其输出端依次通过第一单向元件d1的阳极和阴极连接至第三电阻r3和第四电阻r4之间，第二运算放大器u2的第一输入端还依次通过第二单向元件d2的阳极、阴极连接第一单向元件d1的阳极；其中，第一单向元件d1和第二单向元件d2均为二极管。
[0144]
还包括由第五电阻r5和第六电阻r6串联构成的第二串联支路，第二串联支路的第一端连接第一电阻r1的第一端，第二端连接第一运算放大器u1的输出端，第五电阻r5和第六电阻r6之间的线路连接第一运算放大器u1的第一输入端。
[0145]
为了保证在电流是正向信号和负向信号时，最终电流转换电路521 输出的电压值相同，第五电阻r5的阻值＝第六电阻r6的阻值＝2
×
第二电阻r2的阻值＝2
×
第三电阻r3的阻值＝2
×
第四电阻r4的阻值。
[0146]
当电流是正向信号时，电压信号v0是正值，根据第一运算放大器 u1和第二运算放大器u2虚短，使第一输入端与第二输入端虚短的特性，以及第一单向元件d1和第二单向元件d2只能正向导通的特性，此时第二电阻r2、第二运算放大器u2、第七电阻r7、第二单向元件 d2、以及第二运算放大器u2的输出端形成导通回路，第一单向元件 d1不导通；同时，第五电阻r5、第六电阻r6、第一运算放大器u1 的输出端的采样点b形成导通回路，因此采样点b的电压ub＝(-v0
ꢀ×
第五电阻r5的阻值)/第六电阻r6的阻值，由于第五电阻r5的阻值＝第六电阻r6的阻值，则ub＝-v0，由于v0为正，因此ub为负值。
[0147]
当电流是负向信号时，电压信号v0是负值，此时第二运算放大器 u2的输出端、第一单向元件d1、第三电阻r3、第二电阻r2形成导通回路；同时，第一运算放大器u1的输出端、第六电阻r6、第五电阻r5形成导通回路，根据叠加原理，采样点b的电ub＝(-v0
×
第六电阻r6的阻值)/第五电阻r5的阻值+((第三电阻r3的阻值
×
第六电阻r6的阻值)/(第二电阻r2的阻值
×
第四电阻r4的阻值))
×ꢀ
v0，由于第五电阻r5的阻值＝第六电阻r6的阻值＝2
×
第二电阻r2 的阻值＝2
×
第三电阻r3的阻值＝2
×
第四电阻r4的阻值，则ub＝v0；由于v0为正，因此ub为负值。
[0148]
为了避免杂波导致第一电阻两端电压的波动，上述电流转换电路 521还包括：第一电容c1，第一电容c1并联设置在第一电阻r1两端，用于对第一电阻r1两端电压进行滤波。
[0149]
电流转换电路还包括：第七电阻r7，设置在第二运算放大器u2 的第一输入端-和所述第二单向元件d2的阳极之间，用于限流。
[0150]
设定比较器a的参考电压vref，其中参考电压vref为负值，将采样点b的电压ub与参考电压vrefi进行比较，ub>vref时，限流保护单元52输出的采样信号s为低电平，电流已经达到保护值，需要进行限幅；ub<vref时，限流保护单元52输出的采样信号s为高电平，电流未达到保护值，不需要进行限幅。
[0151]
图8为根据本发明实施例的信号控制单元的结构图，如图8所示，信号控制单元53包括：
[0152]
由第八电阻r8和第九电阻r9构成的第三串联支路，第三串联支路的第一端输入压缩机的各相采样信号s1、s2、s3，第二端接地；第一开关q1，第一开关q1的基极连接至第八电阻r8和第九电阻之间 r9，集电极通过第十电阻r10连接电压源vcc，发射极接地，第一开关q1的集电极还通过第十一电阻r11连接压缩机的微处理器dsp(图中未示出)，用于输出控制信号，以控制压缩机驱动电路的所有上桥臂或所有下桥臂导通的时长。
[0153]
各个限流保护单元52的输出端子输出的采样信号s1、s2、s3输入至信号控制单元53，作为压缩机的dsp微处理器的控制信号，采样信号s1、s2、s3均为高电平时，第九电阻r9的第一端的采样点c将输出高电压，此时第一开关q1不导通，fl端口输出高电平，此时不用做进行限幅，控制压缩机驱动电路的上桥臂或者下桥臂按原有逻辑动作；采样信号s1、s2、s3中有一个为低电平时，采样点c将输出低电压，此时q1导通，fl端口输出低电平，fl端口将低电平信号输出给dsp微处理器，微处理器控制，提前关掉零矢量，缩短所有上桥臂或者所有下桥臂导通时间，达到限制电流的目的，并保存当前采样电流值。
[0154]
为避免信号控制单元输出的控制信号中有杂波，信号控制单元还包括：第二电容c2，第二电容c2的第一端连接第十一电阻r11和微处理器dsp之间，第二端接地，用于对控制信号进行滤波。
[0155]
由于电压源vcc提供的电压中也存在杂波，信号控制单元53还包括：第三电容c3，第三电容c3的第一端连接电压源，第二端接地，用于对电压源vcc提供的电压进行滤波。
[0156]
实施例5
[0157]
本实施例提供一种故障重启控制方法，应用于空调，如上文中提及的图1中所示，压缩机驱动电路中包括功率开关管器件vt1～vt6，组成三相桥式逆变拓扑结构。d1～d6为功率开关管器件续流二极管，在开关管关断期间续流构成闭合回路。a、b、c为驱动系统的三相绕组引出端，直接连接压缩机的三相绕组。
[0158]
图9为根据本发明另一实施例的故障重启控制方法的流程图，如图9所示，该方法包括：
[0159]
s1，判断空调是否发生过流故障；如果否，则执行步骤s8，如果是，则执行步骤s2。
[0160]
s2，关闭压缩机驱动电路的控制信号。由于电网电力供电故障和环境因素出现的瞬时波动导致空调器发生过流故障，为了避免过流烧坏空调器，需要首先关闭驱动控制信号。
[0161]
s3，每间隔预设时间获取压缩机的转速和转子位置。
[0162]
s4，降低压缩机负载。在故障清除后，空调器系统压力较大，投入运行过程中易导致压缩机负载过重而启动失败。通过更改空调器控制逻辑，通过控制电子膨胀阀的开度、外风机风档和泄荷阀动作，降低压缩机排气压力，增加压缩机吸气压力，减小压缩机压差，从而降低压缩机负载。
[0163]
s5，判断故障是否仍然存在，如果是，则执行步骤s6，如果否，则执行步骤s7。在降低压缩机负载后，再次判断故障是否仍然存在，如果还存在，表示是非偶发性故障，即空调器停机并报故障；如果故障不存在了，表示是由电网电力供电故障和环境因素出现的瞬时波动引发的偶发性故障，此时故障已经清除，而通过上述步骤s3已准确获取压缩机的转速和转子位置，可以直接根据该转速和转子位置，控制压缩机重新投入正常运行。
[0164]
s6，控制空调停机并报故障。
[0165]
s7，控制压缩机重新投入运行。
[0166]
s8，控制空调保持稳定运行。
[0167]
图10为根据本发明实施例的压缩机的转速和转子位置检测过程的流程图，如图10所示，每间隔预设时间获取压缩机的转速和转子位置，具体包括：
[0168]
s31，关闭驱动控制信号后，通过零矢量作用控制所述压缩机驱动电路的所有上桥臂或者所有下桥臂每间隔预设时间导通一次。通过零矢量作用实现压缩机的三相绕组间短路，续流二极管d1、d3、d5与三相绕组间形成闭合回路在t0时刻用零矢量作用，使压缩机驱动电路中的所有下桥臂导通，持续时间t。
[0169]
s32，根据所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流获取转子角度真实值与转子角度估算值的角度误差。
[0170]
具体地，采样所有下桥臂时的压缩机绕组电流，通过clark变换得到静止估算坐标系下压缩机的两相电流，由下述公式(10)可知求得角度误差量在同步旋转坐标系中，压
缩机d轴电压、q轴电压可表示为如下方程：
[0171][0172][0173]
由上文中提及的图3中的坐标系分解可得到如下公式(3)、(4)：
[0174][0175][0176]
进一步化简可得：
[0177][0178]
将公式(3)、(4)带入公式(1)、(2)可得：
[0179][0180][0181]
因为此时转速较小，电流变化率较慢，又因为u
d
＝0、u
q
＝0，进一步化简可得：
[0182]
e
d
＝-r
s
i
d
ꢀꢀ
(8)
[0183]
e
q
＝-r
s
i
q
ꢀꢀ
(9)
[0184]
将公式(8)、(9)带入公式(5)可得：
[0185][0186]
其中，r
s
为压缩机定子电阻，l
d
为压缩机定子电感在d轴的分量 l
q
为电机定子电感在q轴的分量，i
d
为压缩机定子电流在d轴的分量、 i
q
为压缩机定子电流在q轴的分量，u
d
为压缩机定子电压在d轴的分量、 u
q
为压缩机定子电压在q轴的分量，e
d
压缩机定子反电动势在d轴的分量、e
q
为压缩机定子反电动势在d轴的分量，ω
r
为压缩机的转速，k
e
为反电动势系数，为转子角度真实值θ与转子角度估算值之差。
[0187]
s33，将压缩机转子角度误差量输出给pll锁相环，自适应实时调整获取实际角度，获取压缩机的转速和转子位置。
[0188]
如图上文提及的图4中所示，通过pi调节器自动跟踪调节输出估算转速ω
r
，通过对估算转速ω
r
积分后乘以极对数pn获取转子位置，从而获得压缩机的转子位置
[0189]
图11为根据本发明实施例的降低压缩机负载过程的流程图，如图 11所示，降低压缩机负载，具体包括：
[0190]
s41，保存故障发生时刻压缩机的排气温度。发生过流故障时，通过感温包采集故障发生时刻的压缩机排气温度，并将该温度保存作为参考温度。
[0191]
s42，控制空调的外风机的风档增大，同时打开空调的泄荷阀。
[0192]
s43，判断当前压缩机排气温度与参考温度的差值是否大于预设值；其中，所述参
考温度为故障发生时刻压缩机的排气温度；如果是，则执行步骤s44，如果否，则执行步骤s45。加大外风机的风档，可以加快换热速度，增加散热和降低系统的排气压力，从而快速降低空调器负载，避免重载启动，避免空调器启动失败的风险；打开泄荷阀，空调器中高压系统向低压系统自动泄荷，从而降低系统压力，执行上述操作后，检测当前压缩机排气温度，将当前压缩机排气温度与参考温度作差，当差值大于预设值时，增加空调的电子膨胀阀开度，降低压缩机排气压力，同时蒸发器吸热效果更显著，增加了压缩机吸气压缩，从而降低了压差，减小了压缩机负载，利于重启压缩机。
[0193]
s44，控制空调的电子膨胀阀开度增大。
[0194]
s45，控制空调的电子膨胀阀保持原有开度不变。
[0195]
通过本实施例的故障重启控制方法，在发生过流故障时，控制压缩机驱动电路关闭，同时又能准确获取了压缩机的转速和转子的位置，实现了空调压缩机不停机快恢复，同时为了确保平滑切换到正常运行状态，升频速度以积分给定形式逐渐升频，实现了状态之间无静差衔接，提高机组运行的可靠性和用户体验，确保了空调器产品质量。
[0196]
本实施例提还供一种故障重启控制装置，故障重启控制装置包括：第一控制模块，用于在空调发生过流故障后，关闭压缩机驱动电路的控制信号；第二控制模块，用于每间隔第一预设时长，控制所述压缩机驱动电路的所有上桥臂或者所有下桥臂导通第二预设时长后关断；获取模块，用于根据所有上桥臂或者所有下桥臂导通时的压缩机绕组电流获取压缩机的转速以及转子位置；第三控制模块，用于根据所述压缩机的转速以及转子位置控制压缩机重新投入运行。
[0197]
压缩机工作频率较高时，如果三相绕组短路时间较长，电流过大，容易导致压缩机过流损坏，因此，所述装置还包括：
[0198]
限流模块，用于判断所述压缩机绕组电流是否超过阈值，并且在所述压缩机绕组电流超过阈值时缩小所述第二预设时长。限流保护模块中包括：至少两个霍尔传感器，分别套设在所述压缩机的不同相线上，用于检测所述压缩机的单相电流；至少两个限流保护单元，与所述霍尔传感器一一对应连接，用于根据所述压缩机的单相电流输出采样信号；信号控制单元，其输入端连接与每个所述限流保护单元连接，用于根据所述采样信号输出控制信号；其中，所述控制信号用于控制压缩机驱动电路的上桥臂或者下桥臂的导通时长。
[0199]
如上文中提及的图7中所示，为了实现无论霍尔传感器采集的交流电流信号是正还是负，均能进行限流保护，霍尔传感器采集交流电流信号，限流保护单元中的第一电阻r1将电流信号转化成电压信号 v0，第一电容c1将该电压信号v0作滤波处理。当电流是正向信号时，电压信号v0是正值，根据第一运算放大器u1和第二运算放大器u2 虚短，使第一输入端与第二输入端虚短的特性，以及第一单向元件d1 和第二单向元件d2只能正向导通的特性，此时第二电阻r2、第二运算放大器u2、第七电阻r7、第二单向元件d2、以及第二运算放大器u2的输出端形成导通回路，第一单向元件d1不导通；同时，第五电阻r5、第六电阻r6、第一运算放大器u1的输出端的采样点b形成导通回路，因此采样点b的电压ub＝(-v0
×
第五电阻r5的阻值)/第六电阻r6的阻值，其中第五电阻r5的阻值＝第六电阻r6的阻值，则 ub＝-v0，由于v0为正，因此ub为负值。
[0200]
当电流是负向信号时，电压信号v0是负值，此时第二运算放大器 u2的输出端、第一单向元件d1、第三电阻r3、第二电阻r2形成导通回路；同时，第一运算放大器u1的输出端、
第六电阻r6、第五电阻r5形成导通回路，根据叠加原理，采样点b的电压ub＝(-v0
×
第六电阻r6的阻值)/第五电阻r5的阻值+((第三电阻r3的阻值
×
第六电阻r6的阻值)/(第二电阻r2的阻值
×
第四电阻r4的阻值))
ꢀ×
v0，其中第五电阻r5的阻值＝第六电阻r6的阻值＝2
×
第二电阻r2 的阻值＝2
×
第三电阻r3的阻值＝2
×
第四电阻r4的阻值，则ub＝v0；由于v0为正，因此ub为负值。
[0201]
设定参考电压vref，其中参考电压vref为负值，将采样点b的电压ub与参考电压vrefi进行比较，ub>vref时，限流保护单元52输出的采样信号s为低电平，电流已经达到保护值，需要进行限幅；ub<vref 时，限流保护单元52输出的采样信号s为高电平，电流未达到保护值，不需要进行限幅。
[0202]
如图上文中提及的图8中所示，各个限流保护单元52的输出端子输出的采样信号s1、s2、s3输入至信号控制单元53，作为压缩机的 dsp微处理器的控制信号，采样信号s1、s2、s3均为高电平，第九电阻的第一端的采样点c将输出高电压，此时第一开关q1不导通，fl 端口输出高电平，此时不用做进行限幅，控制压缩机驱动电路的上桥臂或者下桥臂按原有逻辑动作；采样信号s1、s2、s3中有一个为低电平，采样点c将输出低电压，此时q1导通，fl端口输出低电平，fl 端口将低电平信号输出给dsp微处理器，微处理器提前关掉零矢量，缩短所有上桥臂或者所有下桥臂的导通时间，达到限制电流的目的，并保存当前压缩机绕组电流值。
[0203]
实施例6
[0204]
本实施例提供一种空调设备，包括压缩机，还包括上述实施例中的故障重启控制装置，用于控制空调设备在故障后顺利重启，提高设备稳定性用户体验。
[0205]
实施例7
[0206]
本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述故障重启控制方法。
[0207]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0208]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0209]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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