《一种变频空调系统及其控制方法》属于空调器领域，尤其涉及一种变频空调系统及其控制方法。

截至2013年10月26日，变频空调器，其压缩机频率运行范围一般在20～90赫兹，随着室外环境温度的不断升高，空调负荷加大功率增加，导致控制器功率不断升高，控制器模块温度也不断升高，甚至到达105摄氏度以上，控制器发热温度限制了压缩机高频率的运行，而此时的制冷量（或制热量）的需求往往比较大，因此制冷量（或制热量）不足的影响也更加突出。

再有，空调器室外机安装环境也有较高的要求，空调器室外机安装环境需要通风顺畅、避免灰尘和油污等环境，而实际使用中，随着空调使用时间变长，室外翅片换热器会被灰尘覆盖，在高温天气下，由于散热不良易导致变频空调的故障频繁，空调不制冷或故障停机保护。

附图1是《一种变频空调系统及其控制方法》的一种结构示意图；

附图2是《一种变频空调系统及其控制方法》制冷运行时的一种结构示意图；

附图3是《一种变频空调系统及其控制方法》制热运行时的一种结构示意图。

标号说明：1、压缩机；2、四通换向阀；3、室外换热器；4、室外换热器风机；5、第一过滤器；6、第一节流阀；7、第二过滤器；8、室内换热器；9、第一单向阀；10、室内换热器风机；11、变频控制器风机；12、变频散热器；13、变频控制器热交换器；14、电磁节流阀；15、第二单向阀；16、第三单向阀；TP1、排气传感器；TP2、回气传感器；TP3、室外传感器；TP4、室外盘管传感器；TP5、室内换热器进口传感器；TP6、室内换热器盘管传感器；TP7、室内传感器；TP8、室内换热器出口传感器；TP9、散热器出口传感器；TP10、散热器传感器。

2018年12月20日，《一种变频空调系统及其控制方法》获得第二十届中国专利优秀奖。 2100433B

实施例：该实施例的变频空调系统如图1所示，包括主冷媒回路和控制器降温回路，主冷媒回路上安装有压缩机、四通换向阀、室外换热器、室外换热器风机、第一过滤器、第一节流阀、第二过滤器、室内换热器、室内换热器风机，压缩机、四通换向阀、室外换热器、第一过滤器、第一节流阀、第二过滤器、室内换热器通过管路依次相连组成主冷媒回路，控制器降温回路上安装有用于给控制器散热的变频散热器、用于控制控制器降温回路的电磁节流阀和第一单向阀。

变频空调系统上还安装有多个温度传感器，这些温度传感器包括检测压缩器排气温度的排气传感器、检测压缩机回气温度的回气传感器、检测室外环境温度的室外传感器、检测室外换热器盘管温度的室外盘管传感器、检测室内换热器进口温度的室内换热器进口传感器、检测室内换热器盘管温度的室内换热器盘管传感器、检测室内环境温度的室内传感器和检测室内换热器出口温度的室内换热器出口传感器、检测变频散热器盘管温度的散热器传感器、以及检测变频散热器的出口温度的散热器出口传感器。

控制器降温回路一端的第一支路通过第二单向阀接入室外换热器和第一节流阀之间的管路上，即控制器降温回路通过第二单向阀与室外换热器的出口相连通，该端的第二支路通过第三单向阀接入第一节流阀和室内换热器之间的管路上，即控制器降温回路通过第三单向阀与室内换热器相连通。

控制器降温回路另一端通过第一单向阀与压缩器的吸气口相连通。

变频散热器包括变频控制器热交换器和与变频控制器热交换器相配的变频控制器风机。变频控制器热交换器包括壳体和冷却盘管。

如图2所示，制冷运行时：制冷剂气体从压缩机排气口排出，进入四通换向阀，再由四通换向阀进入室外换热器进口，高压高温制冷剂降温后经室外换热器流出，然后分两路流动：第一路进入第一过滤器，第二路进入第二单向阀。从室外换热器流出的第一路制冷剂进入第一过滤器过滤，从第一过滤器另一端流出后，高压制冷剂进入第一节流阀进行节流，节流后制冷剂从第一节节流阀进入第二过滤器，从第二过滤器流出的制冷剂随后分两路流动：一路进入第三单向阀进口，一路进入室内换热器经室内换热器蒸发后进入四通换向阀，再从四通换向阀流出后，经压缩机吸气口进入压缩机压缩，如此反复制冷循环。

常态下，电磁节流阀为关闭状态，即控制器降温回路为关闭状态，控制器降温回路不接入主冷媒回路。当控制器降温回路开启时，从室外换热器流出的第二路制冷剂进入第二单向阀后，从第二单向阀另一端流出，经过电磁节流阀节流后，进入变频控制器交换器，液态制冷剂经变频控制器交换器蒸发后，进入第一单向阀，从第一单向阀流出后，通过压缩机吸气口进入压缩机。

如图3所示，制热运行时：制冷剂气体从压缩机排气口排出，进入四通换向阀，再由四通换向阀进入室内换热器放热冷凝，高压高温制冷剂降温后经室内换热器流出，然后分两路流动：第一路进入第二过滤器，第二路进入第三单向阀进口。从室内换热器流出的第一路制冷剂进入第二过滤器过滤后，从第二过滤器另一端流出后，进入第一节流阀进行节流，节流后制冷剂进入第一过滤器过滤后流出，从第一过滤器流出的制冷剂随后分两路流动：一路进入第二单向阀；一路进入室外换热器进行蒸发，蒸发后流出的制冷剂气体进入四通换向阀，再从四通换向阀流出后，经压缩机吸气口进入压缩机压缩，如此反复制冷循环。

常态下，电磁节流阀为关闭状态，即控制器降温回路为关闭状态，控制器降温回路不接入主冷媒回路。当控制器降温回路开启时，从室内换热器流出的第二路制冷剂进入第三单向阀后，从第三单向阀另一端流出，经过电磁节流阀节流后，进入变频控制器交换器，液态制冷剂经变频控制器交换器蒸发后，进入第一单向阀，从第一单向阀流出后，通过压缩机吸气口进入压缩机。

当变频控制器热交换器的盘管温度TA＞95摄氏度时，控制器模块表面温度升高，机组会出现频率限制运行，更高当TA＞105摄氏度时，长时间运行易出现击穿损坏、机组故障报警停机等严重后果，影响正常使用及可靠性。

一种变频空调系统的控制方法，包括以下步骤：

（1）温度、频率检测步骤：检测变频控制器热交换器的盘管温度TA、压缩机实际运行频率f0。

（2）过热度修正步骤：

当TA＜85摄氏度且f0≥fa时，电磁节流阀不通电，控制器降温回路为关闭状态，变频控制器风机为断电状态；制冷运行时，根据室内室内换热器进口端和出口端两端的温度差来调节设置在室内换热器和室外换热器之间的节流阀的开度，并根据室内室内换热器出口端和压缩机吸气端的温度差来进行过热度修正；制热运行时，根据室内换热器盘管温度Tm（即室内换热器温度）来调节设置在室内换热器和室外换热器之间的第一节流阀的开度，Tm≤目标温度-2摄氏度时，节流阀当前运行目标开度基础—2；Tm＜目标温度 1摄氏度时，节流阀保持当前运行目标开度；Tm＞目标温度 2摄氏度时，节流阀当前运行目标开度基础 2；控制器每30S检测调整1次；并根据室外室外换热器的盘管温度和压缩机吸气端温度的温度差来进行过热度修正。

（3）控制器降温回路降温步骤：

a、当85摄氏度≤TA≤90摄氏度且f0＜当前压缩机设定频率fa时，电磁节流阀不通电，控制器降温回路关闭，变频控制器风机通电运行；f0≥fa时，保持原状态；

b、当90摄氏度＜TA≤95摄氏度且f0＜fa时，电磁节流阀通电开启，使得控制器降温回路开启，控制器降温回路接入所述主冷媒回路，变频控制器风机断电；f0≥fa时，保持原状态；

c、控制器回路降温步骤中，当TA下降至83摄氏度时，停止控制器降温回路降温步骤；

当80摄氏度＜TA≤95摄氏度且f0＜fa时，控制器会频繁调整切换，性能时高时低不稳定，此时采用控制器降温回路有效降低控制器温度，并且空调的节能性能也得到提高。

（4）控制器限频运行步骤：

当TA＞95摄氏度或压缩机排气温度TB＞105摄氏度时，空调进入限频运行。在限频运行中，控制器以2赫兹/分速率运行。

当TB＞102摄氏度时，控制器降温回路开启。

（5）低温高频增焓降温制热运行步骤：

当室外环境温度TC≤-15摄氏度时，控制器降温回路开启，变频控制器风机通电运行。

a、当TD-TE＜2摄氏度时，增大控制器降温回路上节流阀的开度；

b、当TD-TE＞4摄氏度时，减小控制器降温回路上节流阀的开度；

c、当2摄氏度≤TD-TE≤4摄氏度时，控制器降温回路上节流阀的开度不变。

上述TD为频器散热器的出口端温度，TE为压缩器进气端温度，机组根据需求最大化效果，快速满足用户需求，可靠性能高。

一种变频空调系统及其控制方法专利目的

《一种变频空调系统及其控制方法》主要是提供一种变频空调系统及其控制方法，能高效、可靠运行。

一种变频空调系统及其控制方法技术方案

《一种变频空调系统及其控制方法》的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种变频空调系统，包括主冷媒回路，所述主冷媒回路上设置有压缩机、四通换向阀、室外换热器和室内换热器，还包括控制器降温回路，所述控制器降温回路一端与所述室外换热器的出口相连通，另一端与所述压缩器的吸气口相连通。

作为优选，所述控制器降温回路上设置有用于给控制器散热的变频散热器，所述变频散热器包括变频控制器热交换器、以及与所述变频控制器热交换器相配的变频控制器风机。

作为优选，所述控制器降温回路上还设置有用于控制所述控制器降温回路的节流装置。节流装置用于控制控制器降温回路的通断。

作为优选，所述节流装置为电磁节流阀。

作为优选，所述变频空调系统包括有检测变频散热器盘管温度的散热器传感器、以及检测所述变频散热器的出口温度的散热器出口传感器。

作为优选，所述室外换热器和室内换热器之间连接有第一节流阀，所述第一节流阀的出口还与所述控制器降温回路相连通。即控制器降温回路一端分两路与主冷媒回路连接，一路连接在室外换热器和第一节流阀之间的管路上，另一路连接在第一节流阀和室内换热器之间的管路上，从而可同时在制冷和制热模式下保证控制器降温回路的作用。

作为优选，所述控制器降温回路与所述室外换热器之间设置有第二单向阀，所述第一节流阀的出口与所述控制器降温回路之间设置有第三单向阀。

作为优选，所述第一节流阀两端分别连接有第一过滤器和第二过滤器。

作为优选，所述变频空调系统包括检测压缩机排气温度的排气传感器、检测压缩机回气温度的回气传感器、检测室外环境温度的室外传感器、检测室外换热器盘管温度的室外盘管传感器、检测室内换热器进口温度的室内换热器进口传感器、检测室内换热器盘管温度的室内换热器盘管传感器、检测室内环境温度的室内传感器和检测室内换热器出口温度的室内换热器出口传感器。

一种如权利要求1所述变频空调系统的控制方法，所述控制器降温回路上设置有用于给控制器散热的变频散热器，所述变频散热器包括变频控制器热交换器和变频控制器风机，其特征在于，包括以下步骤：

（1）温度、频率检测步骤：检测所述变频控制器热交换器的盘管温度TA、压缩机实际运行频率f0；

（2）控制器降温回路降温步骤：

当85摄氏度≤TA≤90摄氏度且f0＜当前压缩机设定频率fa时，所述控制器降温回路关闭，所述变频控制器风机通电运行；

当90摄氏度＜TA≤95摄氏度，且f0＜fa时，所述控制器降温回路开启，控制器降温回路接入所述主冷媒回路，所述变频控制器风机断电；

作为优选，所述步骤2中当TA＞95摄氏度或压缩机排气温度TB＞105摄氏度时，控制器限频运行。

作为优选，所述步骤2中：当TA下降至83摄氏度时，停止所述控制器回路降温步骤。

作为优选，所述步骤2中当TA＜85摄氏度且f0≥fa时，所述控制器降温回路为关闭状态，所述变频控制器风机为断电状态。

作为优选，制冷运行时，根据室内换热器进口端和出口端两端的温度差来调节设置在室内换热器和室外换热器之间的节流阀的开度，并根据室内室内换热器出口端和压缩机吸气端的温度差来进行过热度修正。

作为优选，制热运行时，根据室内室内换热器进口端和出口端两端的温度差来调节设置在室内换热器和室外换热器之间的节流阀的开度，并根据室外室外换热器的盘管温度和压缩机吸气端温度的温度差来进行过热度修正。

作为优选，当室外环境温度TC≤-15摄氏度时，所述控制器降温回路开启，所述变频控制器风机通电运行。

作为优选，当TD-TE＜2摄氏度时，增大所述控制器降温回路上节流阀的开度；

当TD-TE＞4摄氏度时，减小所述控制器降温回路上节流阀的开度；

当2摄氏度≤TD-TE≤4摄氏度时，所述控制器降温回路上节流阀的开度不变。

上述TD为变频散热器的出口端温度，TE为压缩机进气端温度。

作为优选，排气传感器TB＞102摄氏度时，所述控制器降温回路开启。

一种变频空调系统及其控制方法有益效果

《一种变频空调系统及其控制方法》制冷时进行电机降温或喷液冷却控制器，来降低控制器温度，实现机组高温环境制冷运行；低温制热时，进行喷气，提高进气量来提升制热量，使得控制器可靠、高效运行；《一种变频空调系统及其控制方法》自动调节控制器温度，有效提高控制器可靠性，实现高环境温度下制冷、制热高频率运行，提高了高温制冷量和低温制热量，使得房间快速回温。

一种变频空调系统控制方法，包括变频空调系统，所述空调系统包括主冷媒回路，所述主冷媒回路上设置有压缩机、四通换向阀、室外换热器和室内换热器，还包括控制器降温回路，所述控制器降温回路一端与所述室外换热器的出口相连通，另一端与所述压缩器的吸气口相连通，所述室外换热器和室内换热器之间连接有第一节流阀，所述第一节流阀的出口还与所述控制器降温回路相连通，所述控制器降温回路与所述室外换热器之间设置有第二单向阀，所述控制器降温回路通过第一单向阀与压缩器的吸气口相连通，所述第一节流阀的出口与所述控制器降温回路之间设置有第三单向阀，所述第一节流阀两端分别连接有第一过滤器和第二过滤器，所述控制器降温回路上设置有用于给控制器散热的变频散热器，所述变频散热器包括变频控制器热交换器、以及与所述变频控制器热交换器相配的变频控制器风机，其特征在于，包括以下步骤：

（1）温度、频率检测步骤：检测所述变频控制器热交换器的盘管温度TA、压缩机实际运行频率f0；

（2）控制器降温回路降温步骤：当85摄氏度≤TA≤90摄氏度且f0＜当前压缩机设定频率fa时，所述控制器降温回路关闭，所述变频控制器风机通电运行；当90摄氏度＜TA≤95摄氏度，且f0＜fa时，所述控制器降温回路开启，控制器降温回路接入所述主冷媒回路，所述变频控制器风机断电。

一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统专利目的

《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》的目的在于提供一种直流变频空调压缩机的启动控制方法，旨在解决2012年的直流变频空调所存在的开机制冷/制热的速度慢的问题 。

一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统技术方案

《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》是这样实现的，一种直流变频空调压缩机的启动控制方法，所述启动控制方法包括以下步骤：在预设启动时间内向空调压缩机输出工作电流，并当所述空调压缩机的电机转速小于目标平衡转速时，根据所述空调压缩机的电机转速与所述目标平衡转速的差值获取电流频率增量值以持续调整所述工作电流使空调压缩机的电机转速达到所述目标平衡转速；所述预设启动时间的取值范围为[1秒，15秒]，所述目标平衡转速的取值范围为[2400转/分，6000转/分]

《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》的另一目的还在于提供一种直流变频空调压缩机的启动控制系统，所述启动控制系统包括：电流供给模块与调整模块，用于在预设启动时间内向空调压缩机输出工作电流，并当所述空调压缩机的电机转速小于目标平衡转速时，根据所述空调压缩机的电机转速与所述目标平衡转速的差值获取电流频率增量值以持续调整所述工作电流使空调压缩机的电机转速达到所述目标平衡转速。在《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》中，通过在直流变频空调上电后，在预设启动时间内向空调压缩机的电机输出相应的工作电流以使空调压缩机的电机快速启动工作，如果在所述预设启动时间到来时，所述空调压缩机的电机转速小于目标平衡转速，则根据预设电流频率增量值调整所述工作电流以使空调压缩机的电机的转速达到目标平衡转速，进而实现在短时间内将空调压缩机的电机转速提升至目标平衡转速以完成空调压缩机的快速启动，达到提升开机制冷/制热速度的目的，从而解决了现有的直流变频空调所存在的开机制冷/制热的速度慢的问题 。

一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统改善效果

通过《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》所提供的技术方案，直流变频空调压缩机的转速在启动时可在5秒至15秒，甚至更短的时间内达到3000转/分钟，而2012年技术需要50秒至60秒的时间才能使压缩机的电机转速达到3000转/分钟，相比之下，《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》中直流变频空调压缩机在启动阶段可节约30秒至50秒的时间，从而实现快速的开机制冷/制热，提高用户的舒适性 。

为了使《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》，并不用于限定《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》。

在《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》实施例中，通过在直流变频空调上电后，在预设启动时间内向空调压缩机的电机输出相应的工作电流以使空调压缩机的电机快速启动工作，如果在预设启动时间到来时，空调压缩机的电机转速小于目标平衡转速，则根据预设电流频率增量值调整工作电流以使空调压缩机的电机的转速达到目标平衡转速，进而实现在短时间内将空调压缩机的电机转速提升至目标平衡转速以完成空调压缩机的快速启动，达到提升开机制冷/制热速度的目的。

图1示出了《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》实施例所提供的直流变频空调压缩机的启动控制方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》相关的部分，详述如下：在步骤S1中，在预设启动时间内向空调压缩机输出工作电流，并当空调压缩机的电机转速小于目标平衡转速时，根据空调压缩机的电机转速与目标平衡转速的差值获取平衡电流频率增量值以持续调整所述工作电流使空调压缩机的电机转速达到目标平衡转速。

其中，预设启动时间的取值范围为[1秒，15秒]，s为时间单位“秒”；目标平衡转速是空调压缩机快速启动过程中从速度开环拖动切换到速度闭环时的目标转速，同时也是空调压缩机启动后，系统平衡所需的电机转速，其取值范围为[2400转/分，6000转/分]；当空调压缩机的电机的转速达到该目标平衡转速时，则表明空调压缩机已经正常启动并进入常规工作状态。

在《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》实施例中，步骤S1具体包括以下步骤：

根据预设电流频率值和预设电流幅值在预设启动时间内向空调压缩机的电机持续输出相应的工作电流；

当空调压缩机的电机转速小于目标平衡转速时，根据空调压缩机的电机转速与目标平衡转速的差值获取平衡电流频率增量值以持续调整所述工作电流使空调压缩机的电机转速达到目标平衡转速。对于上述根据预设电流频率增量值调整所述工作电流的步骤，其还可具体为：根据空调压缩机的电机转速与目标平衡转速的差值获取平衡电流频率增量值，按照该平衡电流频率增量值增大当前输出至空调压缩机的电机的工作电流，并将增大后的工作电流输出至空调压缩机的电机使空调压缩机的电机转速达到所述目标平衡转速。

其中，预设电流频率值和预设电流幅值用于对空调压缩机的电机在空调启动初始时刻的工作电流进行限定，确定工作电流的目的就是使空调压缩机的电机按照恒定转速转动。在《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》实施例中，预设电流频率值的取值范围为[1赫兹，25赫兹]；预设启动时间的取值范围为[1秒，8秒]，预设电流幅值的取值范围为

，I₁为空调压缩机的电机的额定工作电流值，I₂为空调压缩机的电机的最小退磁电流，I₁和I₂在空调压缩机出厂时就已确定，所以两者均为定值，对电流幅值进行限定主要是为了确保空调压缩机的电机转子在启动工作时能够被电机定子的电流同步拖动，并保证电机转子不因电机定子流过大电流而退磁。

在《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》其他实施例中，为了使空调压缩机的电机在快速启动阶段能够达到一个良好的平衡转速，以保证电机不因转速过快而损坏，目标平衡转速的取值范围优选为[3000转/分，4200转/分]。此外，预设电流频率值的取值范围可优选为[10赫兹，20赫兹]，且预设启动时间的取值范围也可相应地优选为[2秒，3秒]，这样可以使空调压缩机在2秒-3秒的时间内快速启动并达到上述的目标平衡转速，从而进一步地提升开机制冷/制热速度。

在实际应用过程中，上述步骤S1中“当空调压缩机的电机转速小于目标平衡转速时，根据空调压缩机的电机转速与目标平衡转速的差值获取平衡电流频率增量值以持续调整所述工作电流使空调压缩机的电机转速达到目标平衡转速”的实现可以通过PI调节方法（即比例和积分调节方法）进行，其通过比例调节方法获得目标平衡转速与转速差值的比例，并根据该比例得到相应的平衡电流频率增量值调整空调压缩机的工作电流，由于比例调节过程中会出现稳态误差，所以此时需要通过积分调节方法消除该稳态误差以提高平衡电流频率增量值的精度，从而对空调压缩机的电机转速实现动态调节，当电机转速与目标平衡转速之间的差值较大时，平衡电流频率增量值会加大，反之，则平衡电流频率增量值会减小。

在步骤S2中，当空调压缩机的电机转速大于或等于目标平衡转速时，计时并在到达预设平衡运转时间时将电机转速与目标转速进行比较。其中，预设平衡运转时间是指空调压缩机的电机正常启动的初始时刻到可进入下一转速调节进程的时间间隔，且预设平衡运转时间的取值范围为[30秒，50秒]。在《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》实施例中，上述的平衡电流频率增量值是指在当前的空调压缩机的电机转速未达到目标平衡转速时，对空调压缩机的电机的旋转加速度对应的电机工作电流进行动态调整所需要的电流频率调整值，以2对极的永磁同步电机为例，其工作电流频率等于电机转子运转频率的2倍。如旋转加速度为1赫兹/秒，对应的平衡电流频率增量值为2赫兹/秒。例如，目标平衡转速为3000转/分，与该目标平衡转速对应的空调压缩机的电机的工作电流的频率值为100赫兹，而当前的空调压缩机的电机转速为1200转/分，当前空调压缩机的电机的工作电流的频率值为40赫兹，则系统可以设定平衡电流频率增量值为30赫兹/秒（相应的空调压缩机的电机的旋转加速度为15赫兹/秒），则需要通过2秒便能达到使工作电流的频率值达到100赫兹，空调压缩机的电机转速达到3000转/分。

在步骤S3中，当电机转速小于目标转速时，根据用户的温度设置以对应的电流频率增量值调整所述工作电流使空调压缩机的电机转速达到目标转速。对于上述根据用户的温度设置以对应的电流频率增量值调整所述工作电流的步骤，其具体包括以下步骤：

根据用户的温度设置计算相应的电流频率增量值；按照电流频率增量值增大当前输出至空调压缩机的电机的工作电流，并输出增大后的工作电流至空调压缩机的电机。

在《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》实施例中，上述的电流频率增量值是指空调压缩机的电机转速在达到目标平衡转速，但还未达到目标转速时，对空调压缩机的电机的旋转加速度对应的电机工作电流进行动态调整所需要的电流频率调整值，如每秒增大2赫兹。由于在《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》实施例中，空调压缩机的电机的旋转加速度的取值范围为[0.5赫兹/秒，2赫兹/秒]，所以电流频率增量值也应与该旋转加速度相对应，则该电流频率增量值的取值范围应由与目标转速对应的空调压缩机的电机工作电流和空调压缩机的电机转速从目标平衡转速达到目标转速的时间确定。

在步骤S4中，当电机转速大于或等于目标转速时，结束启动控制进程。以下结合具体实例对上述直流变频空调压缩机的启动控制方法作进一步说明：假设空调压缩机中的电机为永磁同步电机，由于永磁同步电机在三相静止坐标系上的数学模型是一个多变量、非线性且强耦合的复杂系统，在对处于该坐标系下的变量求解难度较大，所以需要通过矢量变换控制技术实现从静止坐标系到旋转坐标系的变换，便能对电机的定子电流中的励磁分量和转矩分量实现解耦，从而使永磁同步电机能如直流电机那样分别磁通量和转矩进行独立控制。其中，静止坐标系为互成直角的α-β坐标系，旋转坐标系为互成直角的d-q坐标系。

如图2所示，永磁同步电机的工作原理主要包括电流控制环路10和速度控制环路20，两者均是基于上述的矢量变换控制技术的。由于永磁同步电机中的转子内嵌有永磁体，在磁场的作用下，电机转子会跟随电机定子线圈所产生的旋转磁场转动，在理想情况下，即电机转子的负荷足够小时，电机转子的转动会一直与电极定子线圈所产生的旋转磁场同步；但在实际情况下，电机转子却总是滞后于电机定子线圈所产生的旋转磁场，于是电机转子的负荷越大，滞后也会越严重，为了能够在电机负荷从小到大的过程中维持电机转子的转动与电极定子线圈所产生的旋转磁场同步，可以通过采用上述电流控制环路10闭环工作和速度控制环路20开环工作来实现电机启动初期对电机转子的有效拖动。

当电流控制环路10闭环工作且速度控制环路20开环工作时，则空调压缩机中的电机工作于《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》实施例所述的步骤S1所包括的根据预设电流频率值和预设电流幅值在预设启动时间内向空调压缩机的电机持续输出相应的工作电流的步骤中，即电机以具备预设电流频率值和预设电流幅值的工作电流启动。

当电流控制环路10和速度控制环路20均闭环工作时，则空调压缩机中的电机工作于《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》实施例所述的步骤S1所包含的根据平衡电流频率增量值调整输出至空调压缩机的电机的工作电流的步骤。

在电机已达到目标平衡转速后，电流控制环路10和速度控制环路20继续保持闭环工作，此时电机开始工作于《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》实施例所述的步骤S2和步骤S3，即电机在达到目标平衡转速时，开始计时并在到达平衡运转时间时将电机转速与目标转速进行比较，且当电机转速小于目标转速时，根据用户的温度设置以对应的电流频率增量值调整输出至空调压缩机的电机的工作电流，从而使电机转速达到目标转速。

在上述的电流控制环路10和速度控制环路20中，三相静止坐标系中的三相电流i_u、i_v、i_w变换为二相静止坐标系中的二相电流i_α和i_β是通过Clarke变换方法实现的；二相静止坐标系中的二相电压V_α和V_β变换为三相静止坐标系中的三相电压V_u、V_v、V_w是通过Clarke逆变换方法实现的；二相静止坐标系中的二相电流i_α和i_β变换为二相旋转坐标系中的二相电流i_d和i_q是通过Park变换方法实现的；二相旋转坐标系中的二相电压V_d和V_q变换为二相静止坐标系中的二相电流V_α和V_β是由通过Park变换方法实现的。

图3和图4分别是现有技术所提供的空调启动控制方法和《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》实施例提供的启动控制方法的空调压缩机启动过程与工作电流波形示意图。

图3的第一阶段T1是空调压缩机启动初始时刻的转子定位过程，耗时约2秒；第二阶段T2是电流控制环路10闭环工作且速度控制环路20开环工作的过程，此过程是空调压缩机的电机持续拖动3秒至5秒，使电机转速提升至[10赫兹，20赫兹]的范围内（此处1赫兹=60转/分）；第三阶段T3是电流控制环路10和速度控制环路20均闭环工作1秒至2秒的时间，电机转速维持不变；第四阶段T4是电流控制环路10和速度控制环路20继续保持闭环工作，根据用户的温度设置以对应的电流频率增量值调整输出至空调压缩机的电机的工作电流，从而使电机转速达到目标转速。由于在第三阶段T3中，电机转速维持不变，则电机在第四阶段T4需要经历达到目标平衡转速和目标转速两个过程，耗时会大大增加。

图4的第一阶段T1是空调压缩机启动初始时刻的转子定位过程，耗时约1秒至2秒；第二阶段T2是电流控制环路10闭环工作且速度控制环路20开环工作的过程，此过程是空调压缩机的电机持续拖动1秒至2秒，从而使电机转速提升至[10赫兹,20赫兹]的范围内（此处1赫兹=60转/分）；第三阶段T3是电流控制环路10和速度控制环路20均闭环工作1秒至2秒的时间，电机转速在此时间内提升至57赫兹（此处1赫兹=60转/分）；第四阶段T4是电流控制环路10和速度控制环路20继续保持闭环工作，根据用户的温度设置以对应的电流频率增量值调整输出至空调压缩机的电机的工作电流，从而使电机转速达到目标转速。由于在第三阶段T3中的1秒至2秒的时间内使电机转速提升至57赫兹（即3420转/分，属于前述的目标平衡转速的取值范围），大大缩短了空调压缩机的启动时间，所以相比图3的现有技术所采用的启动控制方法更加快速高效。

图5示出了图3与图4的启动进程中空调压缩机的电机转速的变化曲线图，曲线L1对应图3所提及的启动控制方法中电机的转速变化，曲线L2对应图4所提及的启动控制方法中电机的转速变化。

对于曲线L1，0-TB1（2秒时刻）的时间段是上述的第一阶段T1；TB1-TB2（即2秒至3秒）的时间段是上述的第二阶段T2，电机在TB2时刻的转速FB1提升至[10赫兹，20赫兹]的范围内；TB2-TB3（8秒的时间间隔）是上述的第三阶段T3，电机转速在此阶段中维持在FB1不变；TB3-TB4（37秒的时间间隔）是上述的第四阶段T4，电机转速提升至目标平衡转速FB2。

对于曲线L2，0-TA1（1秒时刻）的时间段是上述的第一阶段T1；TA1-TA2（即2秒至3秒）的时间段是上述的第二阶段T2，电机在TA2时刻的转速FA1提升至[10赫兹，20赫兹]的范围内；TA2-TA3（2秒至3秒的时间间隔）是上述的第三阶段T3，电机转速提升至目标平衡转速FA2（即57赫兹）；而在曲线L1的第四阶段T4的时间内，曲线L2所对应的电机转速一直维持目标平衡转速FA2，因此，曲线L2所对应的启动控制方法相对于曲线L1的启动控制方法大大缩短了启动时间。

该领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序以指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

图6示出了《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》实施例所提供的直流变频空调的启动控制系统的结构，为了便于说明，仅示出了与《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》相关的部分，详述如下：

直流变频空调压缩机的启动控制系统包括：

电流供给与调整模块100，用于在预设启动时间内向空调压缩机输出工作电流，并当空调压缩机的电机转速小于目标平衡转速时，根据空调压缩机的电机转速与目标平衡转速的差值获取平衡电流频率增量值以持续调整所述工作电流使空调压缩机的电机转速达到目标平衡转速。

进一步地，电流供给与调整模块100具体包括：

电流供给单元101，用于根据预设电流频率值和预设电流幅值在预设启动时间内向空调压缩机的电机持续输出相应的工作电流；

工作电流调整单元102，用于当空调压缩机的电机转速小于目标平衡转速时，根据空调压缩机的电机转速与目标平衡转速的差值获取平衡电流频率增量值以持续调整所述工作电流使空调压缩机的电机转速达到目标平衡转速。

在实际应用过程中，工作电流调整单元102可相当于PI调节器，其通过比例调节进程获得目标平衡转速与转速差值的比例，并根据该比例得到相应的平衡电流频率增量值调整空调压缩机的工作电流，由于比例调节进程中会出现稳态误差，所以此时需要通过积分调节进程消除该稳态误差以提高平衡电流频率增量值的精度，从而对空调压缩机的电机转速实现动态调节，当电机转速与目标平衡转速之间的差值较大时，平衡电流频率增量值会加大，反之，则平衡电流频率增量值会减小。进一步地，启动控制系统还包括：

计时与转速比较模块200，用于当空调压缩机的电机转速大于或等于目标平衡转速时，计时并在到达预设平衡运转时间时将空调压缩机的电机转速与目标转速进行比较；电流调整模块300，用于当空调压缩机的电机转速小于目标转速时，根据用户的温度设置以对应的电流频率增量值调整所述工作电流使空调压缩机的电机转速达到所述目标转速。进一步地，启动控制系统还包括：进程结束控制模块400，用于当电机转速大于或等于目标转速时，结束启动控制进程。更进一步地，工作电流调整单元102具体为：根据空调压缩机的电机转速与目标平衡转速的差值获取平衡电流频率增量值，按照该平衡电流频率增量值增大当前输出至空调压缩机的电机的工作电流，并将增大后的工作电流输出至空调压缩机的电机使空调压缩机的电机转速达到所述目标平衡转速。更进一步地，电流调整模块300具体包括：增量值计算单元301，用于根据用户的温度设置计算相应的电流频率增量值；工作电流调节单元302，用于按照所述电流频率增量值增大当前输出至空调压缩机的电机的工作电流，并输出增大后的工作电流至空调压缩机的电机。

在实际应用中，上述的电流供给与调整模块100、计时与转速比较单元200、电流调整模块300及进程结束控制模块400可集成于一控制器或控制芯片中。在《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》实施例中，通过在直流变频空调上电后，在预设启动时间内向空调压缩机的电机输出相应的工作电流以使空调压缩机的电机快速启动工作，如果在预设启动时间到来时，空调压缩机的电机转速小于目标平衡转速，则根据预设电流频率增量值调整工作电流以使空调压缩机的电机的转速达到目标平衡转速，进而实现在短时间内将空调压缩机的电机转速提升至目标平衡转速以完成空调压缩机的快速启动，达到提升开机制冷/制热速度的目的，从而解决了现有的直流变频空调所存在的开机制冷/制热的速度慢的问题。以上所述仅为《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》的较佳实施例而已，并不用以限制《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》，凡在《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》的保护范围之内 。

2020年7月14日，《一种直流变频空调压缩机的启动控制方法及系统》获得第二十一届中国专利优秀奖 。