空調(diào)器的耗電量檢測方法、裝置和空調(diào)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及空調(diào)器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空調(diào)器的耗電量檢測方法、裝置和空 調(diào)器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著空調(diào)器的普及和用戶節(jié)能減排意識的日益增強，用戶在使用空調(diào)器的過程中 對空調(diào)器的功率和耗電量越來越關(guān)心，因此，準(zhǔn)確有效地將空調(diào)器的用電情況反饋給用戶 成為空調(diào)器發(fā)展的方向。相關(guān)技術(shù)中，主要通過以下兩種方法獲取空調(diào)器的功率和耗電量。
[0003] 1)通過增加電量檢測硬件來獲取空調(diào)器的功率和耗電量：例如，在空調(diào)器輸入端 增加專用電量檢測模塊，或者在空調(diào)器輸入端增加電壓、電流傳感器以檢測空調(diào)器輸入端 的電壓、電流信號，并通過MCU(Micro Controller Unit，微控制單元）計算出空調(diào)器的耗電 量。但是該方法的成本增加比較大。
[0004] 2)無需新增硬件，通過純軟件計算獲取空調(diào)器的功率和耗電量：為了提高空調(diào)器 的功率因素，現(xiàn)有空調(diào)器中的室外機通常具有PFC (Power Factor Correction，功率因數(shù)校 正）電路。通過利用PFC電路的電壓、電流檢測電路以獲取室外機的電壓、電流信號，并通 過MCU計算出室外機的功率，然后結(jié)合空調(diào)器的運行模式和工況估算出室內(nèi)機的功率，從 而計算出空調(diào)器的功率和耗電量。在該方法中，由于室內(nèi)機的功率是估算值，特別是在電輔 熱啟動時，由于電輔熱的功率比較高、波動比較大，因此，很難準(zhǔn)確地估算出室內(nèi)機的功率。 同時，當(dāng)室外風(fēng)機為交流風(fēng)機時，由于無法采集其電流和電壓信號，因此室外機功率也會存 在偏差，從而使得計算的空調(diào)器的功率和耗電量的精度比較低，很難滿足用戶的實際需求。
[0005] 因此，獲取空調(diào)器的功率和耗電量的方法有待改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的 一個目的在于提出一種空調(diào)器的耗電量檢測方法，該方法無需增加任何硬件成本就能準(zhǔn)確 獲得空調(diào)器的總功率和耗電量，從而大大提升了用戶體驗。
[0007] 本發(fā)明的第二個目的在于提出一種空調(diào)器的耗電量檢測裝置。
[0008] 本發(fā)明的第三個目的在于提出一種空調(diào)器。
[0009] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面實施例的空調(diào)器的耗電量檢測方法，所述空 調(diào)器包括室內(nèi)機和室外機，所述室內(nèi)機包括室內(nèi)控制器、室內(nèi)風(fēng)機、室內(nèi)換熱器和PTC加熱 器，所述室外機包括室外控制器、室外風(fēng)機、壓縮機和室外換熱器，所述耗電量檢測方法包 括以下步驟：所述室外控制器獲取所述室外機的電壓瞬時值和所述壓縮機的電流瞬時值， 并根據(jù)所述室外機的電壓瞬時值和所述壓縮機的電流瞬時值計算所述壓縮機的有功功率； 所述室外控制器根據(jù)所述室外機的電壓瞬時值計算所述室外機的電壓有效值，并將所述室 外機的電壓有效值發(fā)送給所述室內(nèi)控制器；所述室外控制器獲取所述室外換熱器的溫度和 室外環(huán)境溫度，并通過建立與所述室外機的電壓有效值、所述室外換熱器的溫度和所述室 外環(huán)境溫度相關(guān)聯(lián)的功率估計模型函數(shù)以估算所述室外風(fēng)機的運行功率；所述室內(nèi)控制器 獲取所述室內(nèi)風(fēng)機中室內(nèi)電機的d軸電流和q軸電流，并根據(jù)所述室內(nèi)電機的d軸電流和 q軸電流計算所述室內(nèi)電機的d軸電壓和q軸電壓，以及根據(jù)所述室內(nèi)電機的d軸電流和q 軸電流以及所述室內(nèi)電機的d軸電壓和q軸電壓計算所述室內(nèi)風(fēng)機的功率；所述室內(nèi)控制 器獲取所述室內(nèi)換熱器的溫度，并將所述室內(nèi)換熱器的溫度、所述室內(nèi)風(fēng)機的功率和所述 室外機的電壓有效值作為第一輸入變量，以及根據(jù)所述第一輸入變量對所述PTC加熱器的 運行功率進行建模以估算出所述PTC加熱器的運行功率；對所述壓縮機的有功功率、所述 室外風(fēng)機的運行功率、所述室內(nèi)風(fēng)機的功率和所述PTC加熱器的運行功率進行累加計算以 獲得所述空調(diào)器的總功率，并對所述空調(diào)器的總功率進行積分運算以獲得所述空調(diào)器的耗 電量。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)器的耗電量檢測方法，室外控制器計算壓縮機的有功功 率，室外控制器還通過建立功率估計模型函數(shù)以估算室外風(fēng)機的運行功率，室內(nèi)控制器計 算室內(nèi)風(fēng)機的功率，室內(nèi)控制器還通過數(shù)學(xué)建模的方法來估算PTC加熱器的運行功率，并 進一步獲得空調(diào)器的總功率，從而獲得空調(diào)器的耗電量，該方法無需增加任何硬件成本就 能準(zhǔn)確獲得空調(diào)器的總功率和耗電量，從而大大提升了用戶體驗。
[0011] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述室外控制器通過檢測所述室外機中整流橋的直流 側(cè)輸出電流以獲取所述壓縮機的電流瞬時值，并通過檢測所述整流橋的直流輸出端電壓以 獲取所述室外機的電壓瞬時值。
[0012] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述室內(nèi)控制器通過檢測所述室內(nèi)電機的三相電流以 獲取所述室內(nèi)電機的d軸電流和q軸電流。
[0013] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述PTC加熱器的運行功率根據(jù)以下模型估算得到：
[0014] y = f2 ( / 〇 *f j ( / E >l<u+ 0 j) + 0 2)
[0015] 其中，u為所述第一輸入變量歸一化處理后的輸入向量，E和O為模型中所述第 一輸入變量的權(quán)重參數(shù)向量矩陣，9 1和9 2為模型的偏置量，f 1 ()和& ()為S型函數(shù)，y為 模型輸出值。
[0016] 在本發(fā)明的一個實施例中，在估算所述PTC加熱器的運行功率時，所述室內(nèi)控制 器還獲取室內(nèi)環(huán)境溫度、室內(nèi)環(huán)境濕度和所述室內(nèi)機的導(dǎo)風(fēng)條的角度以作為第二輸入變 量，并根據(jù)所述第二輸入變量獲取所述PTC加熱器的運行功率的偏差補償量，以及將所述 偏差補償量疊加到所述PTC加熱器的運行功率以對所述PTC加熱器的運行功率進行補償校 正。
[0017] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述偏差補償量根據(jù)以下公式獲?。?br>[0018] M\lc=^{T"H,A) =a,9fT; +a,*T, +p^ff2 +p, + >：A1 +r?+ ^
[0019] 其中，a ^ a 2、p ^ p 2、y i、丫 2和p為通過模式識別法進行補償校正的模型參 數(shù)，Tl、H和A為與所述室內(nèi)環(huán)境溫度、室內(nèi)環(huán)境濕度和所述導(dǎo)風(fēng)條的角度對應(yīng)的第二輸入 變量，A PPTe為所述偏差補償量。
[0020] 在本發(fā)明的一個實施例中，與所述室外機的電壓有效值、所述室外換熱器的溫度 和所述室外環(huán)境溫度相關(guān)聯(lián)的功率估計模型函數(shù)通過下式表示：
[0021]P = F (Urms，T3) +G (T4)
[0022] 其中，
u(x) = a*x2+b*x+c， S2、Sl、dl為矩陣系數(shù)，d2、a、b、c均為第一常數(shù)系數(shù)，ul為矩陣[Urms，T3]，G(T4)= al*T42+bl*T4+cl，al、bl、cl均為第二常數(shù)系數(shù)，Urms為所述室外機的電壓有效值，T3為所 述室外換熱器的溫度，T4為所述室外環(huán)境溫度。
[0023] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第二方面實施例的空調(diào)器的耗電量檢測裝置，所述空 調(diào)器包括室內(nèi)機和室外機，所述室內(nèi)機包括室內(nèi)風(fēng)機、室內(nèi)換熱器和PTC加熱器，所述室外 機包括室外風(fēng)機、壓縮機和室外換熱器，所述耗電量檢測裝置包括室外控制器和室內(nèi)控制 器，其中，所述室外控制器，用于獲取所述室外機的電壓瞬時值和所述壓縮機的電流瞬時 值，并根據(jù)所述室外機的電壓瞬時值和所述壓縮機的電流瞬時值計算所述壓縮機的有功功 率；所述室外控制器，還用于根據(jù)所述室外機的電壓瞬時值計算所述室外機的電壓有效值， 并將所述室外機的電壓有效值發(fā)送給所述室內(nèi)控制器；所述室外控制器，還用于獲取所述 室外換熱器的溫度和室外環(huán)境溫度，并通過建立與所述室外機的電壓有效值、所述室外換 熱器的溫度和所述室外環(huán)境溫度相關(guān)聯(lián)的功率估計模型函數(shù)以估算所述室外風(fēng)機的運行 功率；所述室內(nèi)控制器，用于獲取所述室內(nèi)風(fēng)機中室內(nèi)電機的d軸電流和q軸電流，并根據(jù) 所述室內(nèi)電機的d軸電流和q軸電流計算所述室內(nèi)電機的d軸電壓和q軸電壓，以及根據(jù) 所述室內(nèi)電機的d軸電流和q軸電流以及所述室內(nèi)電機的d軸電壓和q軸電壓計算所述室 內(nèi)風(fēng)機的功率；所述室內(nèi)控制器，還用于獲取所述室內(nèi)換熱器的溫度，并將所述室內(nèi)換熱器 的溫度、所述室內(nèi)風(fēng)機的功率和所述室外機的電壓有效值作為第一輸入變量，以及根據(jù)所 述第一輸入變量對所述PTC加熱器的運行功率進行建模以估算出所述PTC加熱器的運行功 率；所述室外控制器和/或所述室內(nèi)控制器對所述壓縮機的有功功率、所述室外風(fēng)機的運 行功率、所述室內(nèi)風(fēng)機的功率和所述PTC加熱器的運行功率進行累加計算以獲得所述空調(diào) 器的總功率，并對所述空調(diào)器的總功率進行積分運算以獲得所述空調(diào)器的耗電量。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)器的耗電量檢測裝置，室外控制器計算壓縮機的有功功 率，室外控制器還通過建立功率估計模型函數(shù)以估算室外風(fēng)機的運行功率，室內(nèi)控制器計 算室內(nèi)風(fēng)機的功率，室內(nèi)控制器還通過數(shù)學(xué)建模的方法來估算PTC加熱器的運行功率，并 進一步獲得空調(diào)器的總功率，從而獲得空調(diào)器的耗電量，該裝置無需增加任何硬件成本就 能準(zhǔn)確獲得空調(diào)器的總功率和耗電量，從而大大提升了用戶體驗。
[0025] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述室外控制器通過檢測所述室外機中整流橋的直流 側(cè)輸出電流以獲取所述壓縮機的電流瞬時值，并通過檢測所述整流橋的直流輸出端電壓以 獲取所述室外機的電壓瞬時值。
[0026] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述室內(nèi)控制器通過檢測所述室內(nèi)電機的三相電流以 獲取所述室內(nèi)電機的d軸電流和q軸電流。
[0027] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述PTC加熱器的運行功率根據(jù)以下模型估算得到：
[0028]y = f2 ( / O >l<fj( / E >l<u+ 9 j) + 9 2)
[0029] 其中，u為所述第一輸入變量歸一化處理后的輸入向量，E和O為模型中所述第 一輸入變量的權(quán)重參數(shù)向量矩陣， 9 1和9 2為模型的偏置量，f 1 ()和& ()為S型函數(shù)，y為 模型輸出值。
[0030] 在本發(fā)明的一個實