空調(diào)器溫度應(yīng)力的監(jiān)控方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空調(diào)控制領(lǐng)域，特別是涉及一種空調(diào)器溫度應(yīng)力的監(jiān)控方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，特別是變頻技術(shù)的廣泛應(yīng)用，目前主流的空調(diào)器在制冷制熱效果，濕度控制，空氣凈化和節(jié)能方面都有了巨大的進(jìn)步。通過(guò)把無(wú)線通訊技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到空調(diào)中，目前空調(diào)器在人性化，家居化、智能化和節(jié)能化等方面獲得了廣泛的研宄和應(yīng)用。
[0003]目前家居應(yīng)用的分體式空調(diào)器中，室外機(jī)都是在相對(duì)惡劣的環(huán)境下工作的。典型的室外機(jī)是安裝在室外的墻壁上，依安裝地域的不同，室外機(jī)工作的環(huán)境溫度可能從-20°C到50°C變化。
[0004]在變頻空調(diào)中，室外機(jī)電路主要由整流電路，功率因數(shù)校正(PFC)電路和逆變電路組成。輸入交流市電經(jīng)過(guò)整流電路后，變成脈動(dòng)的直流電。對(duì)于家用空調(diào)器，整流電路可以是全波電路或者全橋電路。經(jīng)過(guò)PFC電路的調(diào)整后，直流側(cè)輸出的電壓為一個(gè)恒定值，同時(shí)交流側(cè)輸入電流和輸入電壓具有相同的相位。直流側(cè)輸出的直流電壓經(jīng)逆變電路后輸出幅值和頻率均可變的交流電壓，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。由于室外機(jī)工作在惡劣的環(huán)境中，因此對(duì)室外電控的可靠性提出了嚴(yán)格的要求。以二極管整流電路為例，整流電路中的二極管在正常工作時(shí)流過(guò)正弦半波電流，因此二極管要消耗很大的功率并承受很大的電流沖擊，這導(dǎo)致其結(jié)溫在工作的過(guò)程中有很大的波動(dòng)，并且遠(yuǎn)大于環(huán)境溫度。整流電路在工作時(shí)承受很高的溫度應(yīng)力，其可靠性是室外電控可靠性的關(guān)鍵因素之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要提供一種空調(diào)器溫度應(yīng)力的監(jiān)控方法，對(duì)整流電路溫度應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)控，確保空調(diào)器可以更加智能和可靠的運(yùn)行。
[0006]本發(fā)明提供了一種空調(diào)器溫度應(yīng)力的監(jiān)控方法，包括以下步驟:
[0007]S110，每隔預(yù)設(shè)時(shí)間獲取室外機(jī)的整流電路的運(yùn)彳丁參數(shù)；
[0008]S120，根據(jù)所述運(yùn)行參數(shù)計(jì)算所述整流電路的溫度應(yīng)力參數(shù)；
[0009]S130，累積所述室外機(jī)運(yùn)行在所述溫度應(yīng)力參數(shù)超出溫度閾值的運(yùn)行時(shí)間；
[0010]S140，判斷所累積的運(yùn)行時(shí)間是否大于預(yù)設(shè)溫度應(yīng)力釋放時(shí)間，若是則執(zhí)行步驟S150，否則執(zhí)行步驟SllO ；
[0011]S150，發(fā)送指令至所述室外機(jī)，使所述室外機(jī)執(zhí)行溫度應(yīng)力釋放操作。
[0012]此外，還提供了一種空調(diào)器溫度應(yīng)力的監(jiān)控系統(tǒng)，包括信息獲取模塊、數(shù)據(jù)分析模塊以及控制模塊，其中:
[0013]所述信息獲取模塊用于每隔預(yù)設(shè)時(shí)間獲取室外機(jī)的整流電路的運(yùn)行參數(shù)；
[0014]所述數(shù)據(jù)分析模塊用于根據(jù)所述運(yùn)行參數(shù)計(jì)算所述整流電路的溫度應(yīng)力參數(shù)；
[0015]所述控制模塊用于累積所述室外機(jī)運(yùn)行在所述溫度應(yīng)力參數(shù)的超出溫度閾值的運(yùn)行時(shí)間；還用于判斷所累積的運(yùn)行時(shí)間是否大于預(yù)設(shè)溫度應(yīng)力釋放時(shí)間，若是，則發(fā)送指令至所述室外機(jī)，使所述室外機(jī)執(zhí)行溫度應(yīng)力釋放操作，否則所述信息獲取模塊重新運(yùn)行。
[0016]上述空調(diào)器溫度應(yīng)力的監(jiān)控方法及系統(tǒng)可以通過(guò)監(jiān)控整流電路中整流半導(dǎo)體器件的最大結(jié)溫作為系統(tǒng)的溫度應(yīng)力，以判斷系統(tǒng)的在高溫度應(yīng)力的運(yùn)行時(shí)間是否到達(dá)上限。如此，可以使得空調(diào)器能工作在低于額定負(fù)荷的狀態(tài)下，提高設(shè)備的可靠性及使用壽命O
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例中空調(diào)器溫度應(yīng)力的監(jiān)控系統(tǒng)的模塊圖；
[0018]圖2(a)為空調(diào)器室外機(jī)一種整流電路的示意圖；
[0019]圖2(b)為圖2(a)中任意一個(gè)二極管半個(gè)周期內(nèi)的電流和功率隨相位角的變化曲線；
[0020]圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例中空調(diào)器溫度應(yīng)力的監(jiān)控方法的流程圖；
[0021]圖4為本發(fā)明更詳細(xì)實(shí)施例中空調(diào)器溫度應(yīng)力的監(jiān)控方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0023]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明較佳實(shí)施例中空調(diào)器溫度應(yīng)力的監(jiān)控系統(tǒng)，本實(shí)施例中，可以以空調(diào)器10為核心載體運(yùn)行，也可以是以客戶端20 (智能終端)為核心載體運(yùn)行。下面以客戶端20為核心載體運(yùn)行，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的較佳實(shí)施例。
[0024]空調(diào)器溫度應(yīng)力的監(jiān)控系統(tǒng)包括空調(diào)器10、客戶端20和云服務(wù)器30，該客戶端20與所述空調(diào)器10和云服務(wù)器30網(wǎng)絡(luò)通訊。
[0025]空調(diào)器10包括數(shù)據(jù)獲取模塊11，控制器12和通信模塊；數(shù)據(jù)獲取模塊11主要對(duì)室外機(jī)整流電路的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采樣，控制器12對(duì)空調(diào)器10的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制。
[0026]客戶端20包括信息獲取模塊21、數(shù)據(jù)分析模塊22、控制模塊23、數(shù)據(jù)顯示模塊24以及通訊模塊。信息獲取模塊21主要完成初始化的工作，獲取空調(diào)器10的型號(hào)信息和空調(diào)器10安裝的地理位置，并發(fā)送給云服務(wù)器30。云服務(wù)器30檢索空調(diào)信息數(shù)據(jù)庫(kù)31，并發(fā)送相應(yīng)型號(hào)的空調(diào)數(shù)據(jù)(主要是整流電路中整流半導(dǎo)體器件的參數(shù)信息)給數(shù)據(jù)分析模塊22，該數(shù)據(jù)的傳送在數(shù)據(jù)分析模塊22初次運(yùn)行時(shí)進(jìn)行，后續(xù)當(dāng)空調(diào)信息數(shù)據(jù)庫(kù)更新時(shí)進(jìn)行同步的更新。數(shù)據(jù)分析模塊22主要對(duì)從空調(diào)器10和云服務(wù)器30獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，給出整流電路的溫度應(yīng)力數(shù)據(jù)。溫度應(yīng)力參數(shù)主要是整流半導(dǎo)體器件的結(jié)溫，由于結(jié)溫在工作過(guò)程中有很大的變化，因此主要關(guān)注結(jié)溫的最大值。當(dāng)整流半導(dǎo)體器件流過(guò)電流達(dá)到最大值時(shí)，此時(shí)其結(jié)溫也達(dá)到最大值?？刂颇K23主要對(duì)數(shù)據(jù)分析模塊22輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并輸出控制信號(hào)到空調(diào)器10的控制模塊23。數(shù)據(jù)顯示模塊24對(duì)數(shù)據(jù)分析模塊22和控制模塊23輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)、直觀的顯示。
[0027]云服務(wù)器30包括空調(diào)信息數(shù)據(jù)庫(kù)31和通訊模塊。
[0028]本實(shí)施例中，可以通過(guò)天氣服務(wù)器40獲取空調(diào)器10的環(huán)境溫度，也可以通過(guò)設(shè)置在室外機(jī)上的溫度傳感器獲取環(huán)境溫度。那么，天氣服務(wù)器40包括天氣實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)41和通訊模塊。云服務(wù)器30與天氣服務(wù)器40通訊，根據(jù)地理位置獲取從天氣服務(wù)器40中獲取空調(diào)器10所在的地理位置的環(huán)境溫度，并發(fā)送給客戶端20的數(shù)據(jù)分析模塊22。如果天氣服務(wù)器40的天氣實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)41無(wú)法連接，智能終端20的數(shù)據(jù)分析模塊22將忽略此溫度信息，或通過(guò)設(shè)置在室外的溫度傳感器獲取環(huán)境溫度。
[0029]上述的各個(gè)通訊模塊是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊連接。特別地，是空調(diào)器10的通訊模塊與客戶端20的通訊模塊連接，客戶端20的通訊模塊與云服務(wù)器30的通訊模塊連接，云服務(wù)器30的通訊模塊與天氣服務(wù)器40的通訊模塊連接。
[0030]在更詳細(xì)的實(shí)施例中，系統(tǒng)先設(shè)置預(yù)設(shè)溫度應(yīng)力釋放時(shí)間，當(dāng)整流電路整流半導(dǎo)體器件的最大結(jié)溫運(yùn)行在超出溫度閾值的運(yùn)行時(shí)間的總和到達(dá)或超過(guò)預(yù)設(shè)溫度應(yīng)力釋放時(shí)間時(shí)，則控制空調(diào)器10執(zhí)行相應(yīng)的操作以釋放溫度應(yīng)力。具體地:
[0031]所述信息獲取模塊21用于每隔預(yù)設(shè)時(shí)間獲取室外機(jī)的整流電路的運(yùn)行參數(shù)。該預(yù)設(shè)時(shí)間可以根據(jù)預(yù)設(shè)溫度應(yīng)力釋放時(shí)間的大小設(shè)置，以其0.1%、1%或3%的時(shí)間為一個(gè)采樣周期。整流電路的運(yùn)行參數(shù)包括輸入電流Ia。和環(huán)境溫度T a。還可以包括輸入電壓
Vac。
[0032]所述數(shù)據(jù)分析模塊22用于根據(jù)所述運(yùn)行參數(shù)計(jì)算所述整流電路的溫度應(yīng)力參數(shù)。具體地，溫度應(yīng)力參數(shù)為所述整流電路中整流半導(dǎo)體器件的最大結(jié)溫。
[0033]所述控制模塊23判斷所述整流半導(dǎo)體器件的溫度應(yīng)力參數(shù)是否大于相應(yīng)的溫度閾值。若是，則累積所述室外機(jī)運(yùn)行在所述最大結(jié)溫的超出溫度閾值的運(yùn)行時(shí)間；否則所述信息獲取模塊21重新運(yùn)行，進(jìn)入下一采樣周期的整流電路的運(yùn)行參數(shù)的重新采樣。超出溫度閾值的運(yùn)行時(shí)間:以運(yùn)行于溫度應(yīng)力參數(shù)超出溫度應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)(溫度閾值)的采樣周期(即上述預(yù)設(shè)時(shí)間)累計(jì)，運(yùn)行于溫度應(yīng)力參數(shù)低于溫度應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)的采樣周期不累計(jì)。
[0034]所述控制模塊23還用于判斷所累積的運(yùn)行時(shí)間是否大于預(yù)設(shè)溫度應(yīng)力釋放時(shí)間。若是，則發(fā)送指令至所述室外機(jī)，使所述室外機(jī)執(zhí)行溫度應(yīng)力釋放操作；否則所述信息獲取模塊21重新運(yùn)行，進(jìn)入下一采樣周期的整流電路的運(yùn)行參數(shù)的重新采樣。需要說(shuō)明的是，該預(yù)設(shè)溫度應(yīng)力釋放時(shí)間是一個(gè)預(yù)設(shè)值，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行在上述的整流電路中整流半導(dǎo)體器件的最大結(jié)溫大于溫度閾值的累計(jì)時(shí)間超出該預(yù)設(shè)值時(shí)，系統(tǒng)將執(zhí)行溫度應(yīng)力釋放操作。
[0035]室外機(jī)執(zhí)行溫度應(yīng)力釋放操作具體為:降低結(jié)到環(huán)境的熱阻和/或降低整流電路中整流半導(dǎo)體器件的耗散功率。降低結(jié)到環(huán)境的熱阻可以通過(guò)增大外風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)而增大空氣的換熱系數(shù)；降低整流電路中整流半導(dǎo)體器件的耗散功率可以通過(guò)瞬時(shí)的降低整流電路的輸出電流來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0036]本發(fā)明的實(shí)施例中，可以通過(guò)監(jiān)控整流電路中整流半導(dǎo)體器件的最大結(jié)溫的溫度應(yīng)力，以判斷系統(tǒng)的在高溫度應(yīng)力的運(yùn)行時(shí)間是否到達(dá)上限。如此，可以使得空調(diào)器能工作在低于額定負(fù)荷的狀態(tài)下，提高設(shè)備的可靠性及使用壽命。
[0037]進(jìn)一步地，整流電路或者整流橋堆的結(jié)溫的計(jì)算需依賴整流電路中整流半導(dǎo)體器件的參數(shù)信息。該參數(shù)信息可以預(yù)存在監(jiān)控系統(tǒng)中，也可以實(shí)時(shí)獲取。實(shí)時(shí)獲取時(shí)可以利用信息獲取模塊21先獲取所述空調(diào)器10的型號(hào)并上傳至所述云服務(wù)器30 ;然后，云服務(wù)器30從空調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)31根據(jù)所述型號(hào)查找整流電路的參數(shù)信息發(fā)送至所述客戶端20 ;最后，數(shù)據(jù)分析模塊22根據(jù)所述整流電路的運(yùn)行參數(shù)和所述參數(shù)信息計(jì)算所述結(jié)溫。
[0038]整流電路溫度應(yīng)力監(jiān)控與智能控制方法，以確?？照{(diào)器10可以更加智能和可靠的運(yùn)行。所述的空調(diào)器10由至少一臺(tái)室外機(jī)和至少一臺(tái)室內(nèi)機(jī)組成。本發(fā)明不僅可以應(yīng)用與家用空調(diào)，也適用于大型中央空調(diào)系統(tǒng)。
[0039]參閱圖2 (a)，圖中的整流電路為單相全橋整流電路，整流半導(dǎo)體器件為二極管。圖中四個(gè)二極管Dl，D2，D3，D4參數(shù)完全相同。以二極管D為例，圖2 (b)給出了半個(gè)周期內(nèi)二極管Dl內(nèi)的電流和功率隨相位角的變化曲線。當(dāng)相位角為1.57弧度(90度)時(shí)，二極管Dl的功率最大，此時(shí)其結(jié)溫也達(dá)到最大值。
[0040]參閱圖2(a)和圖2(b)，整流電路溫度應(yīng)力的計(jì)算是在智能終端20的數(shù)據(jù)分析模塊22內(nèi)完成的。溫度應(yīng)力參數(shù)為整流二極管D1、D2、D3和D4的結(jié)溫。由于電路的對(duì)稱性，四個(gè)整流二極管的結(jié)溫相同，記為Tj。以二極管Dl為例，根據(jù)熱傳導(dǎo)的歐姆定律，二極管耗散功率P