空调器温度应力的监控方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及空调控制领域，特别是涉及一种空调器温度应力的监控方法和系统。
【背景技术】
[0002]随着电力电子技术的发展，特别是变频技术的广泛应用，目前主流的空调器在制冷制热效果，湿度控制，空气净化和节能方面都有了巨大的进步。通过把无线通讯技术和互联网技术应用到空调中，目前空调器在人性化，家居化、智能化和节能化等方面获得了广泛的研宄和应用。
[0003]目前家居应用的分体式空调器中，室外机都是在相对恶劣的环境下工作的。典型的室外机是安装在室外的墙壁上，依安装地域的不同，室外机工作的环境温度可能从-20°C到50°C变化。
[0004]在变频空调中，室外机电路主要由整流电路，功率因数校正(PFC)电路和逆变电路组成。输入交流市电经过整流电路后，变成脉动的直流电。对于家用空调器，整流电路可以是全波电路或者全桥电路。经过PFC电路的调整后，直流侧输出的电压为一个恒定值，同时交流侧输入电流和输入电压具有相同的相位。直流侧输出的直流电压经逆变电路后输出幅值和频率均可变的交流电压，驱动压缩机的运转。由于室外机工作在恶劣的环境中，因此对室外电控的可靠性提出了严格的要求。以二极管整流电路为例，整流电路中的二极管在正常工作时流过正弦半波电流，因此二极管要消耗很大的功率并承受很大的电流冲击，这导致其结温在工作的过程中有很大的波动，并且远大于环境温度。整流电路在工作时承受很高的温度应力，其可靠性是室外电控可靠性的关键因素之一。
【发明内容】
[0005]基于此，有必要提供一种空调器温度应力的监控方法，对整流电路温度应力进行监控，确保空调器可以更加智能和可靠的运行。
[0006]本发明提供了一种空调器温度应力的监控方法，包括以下步骤:
[0007]S110，每隔预设时间获取室外机的整流电路的运彳丁参数；
[0008]S120，根据所述运行参数计算所述整流电路的温度应力参数；
[0009]S130，累积所述室外机运行在所述温度应力参数超出温度阈值的运行时间；
[0010]S140，判断所累积的运行时间是否大于预设温度应力释放时间，若是则执行步骤S150，否则执行步骤SllO ；
[0011]S150，发送指令至所述室外机，使所述室外机执行温度应力释放操作。
[0012]此外，还提供了一种空调器温度应力的监控系统，包括信息获取模块、数据分析模块以及控制模块，其中:
[0013]所述信息获取模块用于每隔预设时间获取室外机的整流电路的运行参数；
[0014]所述数据分析模块用于根据所述运行参数计算所述整流电路的温度应力参数；
[0015]所述控制模块用于累积所述室外机运行在所述温度应力参数的超出温度阈值的运行时间；还用于判断所累积的运行时间是否大于预设温度应力释放时间，若是，则发送指令至所述室外机，使所述室外机执行温度应力释放操作，否则所述信息获取模块重新运行。
[0016]上述空调器温度应力的监控方法及系统可以通过监控整流电路中整流半导体器件的最大结温作为系统的温度应力，以判断系统的在高温度应力的运行时间是否到达上限。如此，可以使得空调器能工作在低于额定负荷的状态下，提高设备的可靠性及使用寿命O
【附图说明】
[0017]图1为本发明较佳实施例中空调器温度应力的监控系统的模块图；
[0018]图2(a)为空调器室外机一种整流电路的示意图；
[0019]图2(b)为图2(a)中任意一个二极管半个周期内的电流和功率随相位角的变化曲线；
[0020]图3为本发明较佳实施例中空调器温度应力的监控方法的流程图；
[0021]图4为本发明更详细实施例中空调器温度应力的监控方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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本发明，并不用于限定本发明。
[0023]请参阅图1，本发明较佳实施例中空调器温度应力的监控系统，本实施例中，可以以空调器10为核心载体运行，也可以是以客户端20 (智能终端)为核心载体运行。下面以客户端20为核心载体运行，详细说明本发明的较佳实施例。
[0024]空调器温度应力的监控系统包括空调器10、客户端20和云服务器30，该客户端20与所述空调器10和云服务器30网络通讯。
[0025]空调器10包括数据获取模块11，控制器12和通信模块；数据获取模块11主要对室外机整流电路的运行参数进行实时的采样，控制器12对空调器10的运行状态进行控制。
[0026]客户端20包括信息获取模块21、数据分析模块22、控制模块23、数据显示模块24以及通讯模块。信息获取模块21主要完成初始化的工作，获取空调器10的型号信息和空调器10安装的地理位置，并发送给云服务器30。云服务器30检索空调信息数据库31，并发送相应型号的空调数据(主要是整流电路中整流半导体器件的参数信息)给数据分析模块22，该数据的传送在数据分析模块22初次运行时进行，后续当空调信息数据库更新时进行同步的更新。数据分析模块22主要对从空调器10和云服务器30获取的数据进行分析计算，给出整流电路的温度应力数据。温度应力参数主要是整流半导体器件的结温，由于结温在工作过程中有很大的变化，因此主要关注结温的最大值。当整流半导体器件流过电流达到最大值时，此时其结温也达到最大值。控制模块23主要对数据分析模块22输出数据进行实时监控，并输出控制信号到空调器10的控制模块23。数据显示模块24对数据分析模块22和控制模块23输出的数据进行实时、直观的显示。
[0027]云服务器30包括空调信息数据库31和通讯模块。
[0028]本实施例中，可以通过天气服务器40获取空调器10的环境温度，也可以通过设置在室外机上的温度传感器获取环境温度。那么，天气服务器40包括天气实时数据库41和通讯模块。云服务器30与天气服务器40通讯，根据地理位置获取从天气服务器40中获取空调器10所在的地理位置的环境温度，并发送给客户端20的数据分析模块22。如果天气服务器40的天气实时数据库41无法连接，智能终端20的数据分析模块22将忽略此温度信息，或通过设置在室外的温度传感器获取环境温度。
[0029]上述的各个通讯模块是通过网络通讯连接。特别地，是空调器10的通讯模块与客户端20的通讯模块连接，客户端20的通讯模块与云服务器30的通讯模块连接，云服务器30的通讯模块与天气服务器40的通讯模块连接。
[0030]在更详细的实施例中，系统先设置预设温度应力释放时间，当整流电路整流半导体器件的最大结温运行在超出温度阈值的运行时间的总和到达或超过预设温度应力释放时间时，则控制空调器10执行相应的操作以释放温度应力。具体地:
[0031]所述信息获取模块21用于每隔预设时间获取室外机的整流电路的运行参数。该预设时间可以根据预设温度应力释放时间的大小设置，以其0.1%、1%或3%的时间为一个采样周期。整流电路的运行参数包括输入电流Ia。和环境温度T a。还可以包括输入电压
Vac。
[0032]所述数据分析模块22用于根据所述运行参数计算所述整流电路的温度应力参数。具体地，温度应力参数为所述整流电路中整流半导体器件的最大结温。
[0033]所述控制模块23判断所述整流半导体器件的温度应力参数是否大于相应的温度阈值。若是，则累积所述室外机运行在所述最大结温的超出温度阈值的运行时间；否则所述信息获取模块21重新运行，进入下一采样周期的整流电路的运行参数的重新采样。超出温度阈值的运行时间:以运行于温度应力参数超出温度应力标准(温度阈值)的采样周期(即上述预设时间)累计，运行于温度应力参数低于温度应力标准的采样周期不累计。
[0034]所述控制模块23还用于判断所累积的运行时间是否大于预设温度应力释放时间。若是，则发送指令至所述室外机，使所述室外机执行温度应力释放操作；否则所述信息获取模块21重新运行，进入下一采样周期的整流电路的运行参数的重新采样。需要说明的是，该预设温度应力释放时间是一个预设值，当系统运行在上述的整流电路中整流半导体器件的最大结温大于温度阈值的累计时间超出该预设值时，系统将执行温度应力释放操作。
[0035]室外机执行温度应力释放操作具体为:降低结到环境的热阻和/或降低整流电路中整流半导体器件的耗散功率。降低结到环境的热阻可以通过增大外风机的转速进而增大空气的换热系数；降低整流电路中整流半导体器件的耗散功率可以通过瞬时的降低整流电路的输出电流来实现。
[0036]本发明的实施例中，可以通过监控整流电路中整流半导体器件的最大结温的温度应力，以判断系统的在高温度应力的运行时间是否到达上限。如此，可以使得空调器能工作在低于额定负荷的状态下，提高设备的可靠性及使用寿命。
[0037]进一步地，整流电路或者整流桥堆的结温的计算需依赖整流电路中整流半导体器件的参数信息。该参数信息可以预存在监控系统中，也可以实时获取。实时获取时可以利用信息获取模块21先获取所述空调器10的型号并上传至所述云服务器30 ;然后，云服务器30从空调数据库31根据所述型号查找整流电路的参数信息发送至所述客户端20 ;最后，数据分析模块22根据所述整流电路的运行参数和所述参数信息计算所述结温。
[0038]整流电路温度应力监控与智能控制方法，以确保空调器10可以更加智能和可靠的运行。所述的空调器10由至少一台室外机和至少一台室内机组成。本发明不仅可以应用与家用空调，也适用于大型中央空调系统。
[0039]参阅图2 (a)，图中的整流电路为单相全桥整流电路，整流半导体器件为二极管。图中四个二极管Dl，D2，D3，D4参数完全相同。以二极管D为例，图2 (b)给出了半个周期内二极管Dl内的电流和功率随相位角的变化曲线。当相位角为1.57弧度(90度)时，二极管Dl的功率最大，此时其结温也达到最大值。
[0040]参阅图2(a)和图2(b)，整流电路温度应力的计算是在智能终端20的数据分析模块22内完成的。温度应力参数为整流二极管D1、D2、D3和D4的结温。由于电路的对称性，四个整流二极管的结温相同，记为Tj。以二极管Dl为例，根据热传导的欧姆定律，二极管耗散功率P