本發(fā)明涉及空調(diào)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空調(diào)電源分配設(shè)備和分配方法。

背景技術(shù)：

空調(diào)器接入電網(wǎng)中，壓縮機(jī)耗電占空調(diào)器總耗電的90%以上，不論往復(fù)式壓縮機(jī)還是回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，其驅(qū)動電機(jī)一般為單相電機(jī)，其靜止?fàn)顟B(tài)起動電流與額定電流之比一般為7~8，以額定電流為3A壓縮機(jī)為例，起動電流約為22A，要求電網(wǎng)具有不小于14kVA的容量?，F(xiàn)有用電負(fù)荷偏重，在很多地區(qū)電網(wǎng)電壓普遍較低。通常在設(shè)計空調(diào)器時，電壓使用范圍均為220V±10%，即要求電源電壓在198V至242V之間。

但是實(shí)際上，在用電高峰期時，經(jīng)常會出現(xiàn)拉閘限電、分時用電，錯峰用電等情況。這可能會導(dǎo)致空調(diào)器在電源低于電壓使用范圍的情況下工作，但其壽命會受到影響。通常不允許因為空調(diào)器仍可制冷而任其低電壓運(yùn)行。同時，電源電壓過高對于空調(diào)器也是不利的，因為此時將有可能使電機(jī)絕緣擊穿且電機(jī)工作電流過大，造成不可逆的損壞。對于普通家庭來說，在出現(xiàn)電壓不穩(wěn)的情況下，可以通過關(guān)機(jī)犧牲用戶體驗的方式克服上述問題。而對于醫(yī)用、軍用或者特殊領(lǐng)域使用的空調(diào)器來說，則難以應(yīng)對上述問題。如果出現(xiàn)自然災(zāi)害導(dǎo)致電網(wǎng)線路被破壞而停電，則會進(jìn)一步造成空調(diào)器無法供電，造成更大的損失?，F(xiàn)有技術(shù)中通常采用穩(wěn)壓電源或備用電源解決上述問題，但是缺乏一種符合多種使用需要的控制設(shè)備和控制方案，一般都是一斷電就自動啟用備用電源，造成備用電源過快耗盡，備用電源無法提供高質(zhì)量、無時間終端的電源供給。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種滿足空調(diào)器多種工況運(yùn)行狀態(tài)的電源控制分配方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在設(shè)計空調(diào)電源分配設(shè)備，針對空調(diào)器的多種工況運(yùn)行狀態(tài)自動生成并選擇合適的電源方案，避免了電源供電質(zhì)量對空調(diào)硬件造成不可逆的損壞。

本發(fā)明提供一種空調(diào)電源分配設(shè)備，包括：

電源單元，用于接收市電電源供電信號和/或備用電源供電信號；

處理單元，用于接收空調(diào)器的用電信息和可使用的每一個電源的供電參數(shù)；

分配單元，用于接收電源單元輸出的供電信號和處理單元輸出的空調(diào)器用電信息和每一個可使用電源的電源參數(shù)，并根據(jù)供電信號和電源參數(shù)確定市電電源和備用電源的供電次序。

應(yīng)用于由多臺空調(diào)器組成的空調(diào)系統(tǒng)時，所述分配單元包括多個控制單元，所述控制單元分別根據(jù)供電次序信號，輸出供電分配信號至一個接收電源分配的空調(diào)器。

根據(jù)處理單元的匹配信息，每一臺空調(diào)器均接收一個供電分配信號，所述供電分配信號用于控制相應(yīng)的空調(diào)器壓縮機(jī)正常運(yùn)行、降頻運(yùn)行或停機(jī)。

在市電電源中斷的條件下，需要保證空調(diào)電源分配設(shè)備穩(wěn)定工作，因此提供了一套冗余系統(tǒng)，即所述分配單元還用于在接收到所述備用電源供電信號后，生成并輸出支路電源信號至備用電源。

在市電電源質(zhì)量不佳的條件下，優(yōu)選采用備用電源提供高質(zhì)量的供電，因此，所述分配單元還包括檢測單元，所述檢測單元用于接收并檢測所述市電電源供電信號，并將所述市電電源供電信號分級，當(dāng)所述市電電源供電信號低于其中之一設(shè)定供電信號等級時，所述分配單元調(diào)整市電電源和備用電源的供電次序。

本發(fā)明所提供的空調(diào)電源分配設(shè)備，通過集成在同一個電源轉(zhuǎn)換器上的電源單元、處理單元和分配單元在正常狀態(tài)、市電異常、備用電源異常等多種工況下自動提供一種空調(diào)電源和合理供電方案，由于備用電源可以輸出非常標(biāo)準(zhǔn)的正弦波形，所以，如果市電出現(xiàn)異常的情況，可以通過備用電源供電，顯著提高供電質(zhì)量，避免空調(diào)器工作在過低或過高的電壓下，從而杜絕對空調(diào)造成不可逆的硬件損壞。

本發(fā)明同時還提供一種空調(diào)電源分配方法，包括以下步驟：

接收市電電源供電信號和/或備用電源供電信號；

接收空調(diào)器的用電信息和可使用的每一個電源的供電參數(shù)；

根據(jù)市電電源供電信號或備用電源供電信號、空調(diào)器的用電信息，每一個電源的供電參數(shù)確定市電電源和備用電源的供電次序。

進(jìn)一步的，所述分配方法用于在市電電源、多臺備用電源和多臺空調(diào)器之間分配；根據(jù)供電次序信號，任意一臺接收電源分配的空調(diào)器接收到一個供電分配信號，并根據(jù)所述供電分配信號正常運(yùn)行、降頻運(yùn)行或停機(jī)。

進(jìn)一步的，還包括以下步驟：

接收到備用電源供電信號后，生成并輸出支路電源信號控制多臺備用電源中的一臺形成支路電源。

進(jìn)一步的，所述供電次序為市電電源供電優(yōu)先于備用電源；還包括以下步驟，檢測市電電源供電信號，并將所述市電電源供電信號分級，當(dāng)所述市電電源供電信號低于其中之一設(shè)定供電信號等級時，調(diào)整供電次序為備用電源優(yōu)于市電供電電源。

本發(fā)明所提出的空調(diào)電源分配方法，在正常狀態(tài)、市電異常、備用電源異常等多種工況下自動提供一種空調(diào)電源和合理供電方案，由于備用電源可以輸出非常標(biāo)準(zhǔn)的正弦波形，所以，如果市電出現(xiàn)異常的情況，可以通過備用電源供電，顯著提高供電質(zhì)量，避免空調(diào)器工作在過低或過高的電壓下，從而杜絕對空調(diào)造成不可逆的硬件損壞。

本發(fā)明還提供一種空調(diào)器，應(yīng)用一種空調(diào)電源分配方法?？照{(diào)電源分配方法，包括以下步驟：

接收市電電源供電信號和/或備用電源供電信號；

接收空調(diào)器的用電信息和可使用的每一個電源的供電參數(shù)；

根據(jù)市電電源供電信號或備用電源供電信號、空調(diào)器的用電信息，每一個電源的供電參數(shù)確定市電電源和備用電源的供電次序。

本發(fā)明所公開的空調(diào)器可以在不同工況下自動選擇合理最優(yōu)化的電源供電，避免了電源不穩(wěn)定對空調(diào)器造成的影響，具有工作穩(wěn)定性好，性能穩(wěn)定，適用于特種工作環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所提出的空調(diào)電源分配設(shè)備第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖2為本發(fā)明所提出的空調(diào)電源分配設(shè)備第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖3為本發(fā)明所提出的空調(diào)電源分配設(shè)備第三種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖4為本發(fā)明所提出的空調(diào)電源分配方法一種實(shí)施例的流程示意框圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為克服現(xiàn)有技術(shù)無法滿足空調(diào)器多種工況運(yùn)行狀態(tài)的電源分配的缺陷，本發(fā)明提出了一種空調(diào)電源分配系統(tǒng)。如圖1所示，在空調(diào)電源分配系統(tǒng)中配置有電源單元3。所述電源單元用于接收市電電源1的供電信號或備用電源2供電信號。在本實(shí)施例中，市電電源1指的是工頻交流電，備用電源2可以是蓄電池、發(fā)動機(jī)或者不間斷電源，優(yōu)選為UPS不間斷電源，并可以選擇在線式UPS電源、交互式UPS電源、正弦波UPS電源的其中一種，并保證單機(jī)輸出功率在20kVA左右，滿足空調(diào)器的使用需求。本實(shí)施例所公開的空調(diào)電源分配系統(tǒng)的主要功能就是在市電電源1和備用電源2之間進(jìn)行調(diào)整匹配，使得空調(diào)器始終在最優(yōu)的電源分配方案下工作，無論是在用電高峰或者市電斷電的條件下，均可以避免對空調(diào)器造成不可逆的硬件損壞、同時提供最佳的用戶體驗。

為實(shí)現(xiàn)上述功能，在本實(shí)施例中設(shè)置有電源單元3、處理單元4和分配單元5。其中電源單元3、處理單元4和分配單元5可以集成在一個具有自動調(diào)整、分配、優(yōu)化的具有自動控制功能的電源轉(zhuǎn)換器10上，該電源轉(zhuǎn)換器10分別和用于供電的市電電源1和備用電源2電連接。電源轉(zhuǎn)換器10中的電源單元3接收市電電源1生成的市電電源供電信號或備用電源2生成的備用電源供電信號。具體來說，電源單元1可以是檢測芯片或者具有檢測功能的集成電路。用于檢測是否有市電電源1的供電信號以及備用電源2是否處于待使用狀態(tài)。

電源轉(zhuǎn)換器10同時與需要供電的空調(diào)器6連接，其中的處理單元4一方面接收待供電的空調(diào)器6的用電信息，另一方面接收市電電源1和備用電源2的供電參數(shù)和供電模式，并進(jìn)行用電信息和供電參數(shù)的數(shù)據(jù)存儲和匹配。在本實(shí)施例所公開的空調(diào)電源分配設(shè)備中還設(shè)置有分配單元5。分配單元5用于接收電源單元3輸出的供電信號和處理單元4輸出的空調(diào)器用電信息和每一可使用備用電源2的電源參數(shù)，并根據(jù)供電信號和電源參數(shù)確定市電電源1和備用電源2的供電次序。在正常模式下，市電電源1的供電優(yōu)于備用電源2的供電。在這種模式下，電源單元3是始終接收到市電電源信號的。但如果市電電壓不穩(wěn)、市電供電中斷，或者市電頻率波動范圍過大，或者電網(wǎng)上的非線性負(fù)載對電網(wǎng)造成污染或者電網(wǎng)存在干擾和高能浪涌時，則需要分配單元5調(diào)節(jié)供電次序，使得備用電源2的供電順序優(yōu)于市電電源1的供電順序。調(diào)節(jié)可以通過分配單元5輸出控制信號至備用電源2上實(shí)現(xiàn)，控制信號可以是開關(guān)信號。

具體來說，以不間斷電源為例，當(dāng)備用電源2、電源轉(zhuǎn)換器10、市電電源1和空調(diào)器6連接完成時，備用電源2處于開機(jī)狀態(tài)，在連接完好的狀態(tài)下，電源單元3同時接收到市電電源供電信號和備用電源供電信號，處理單元4形成空調(diào)器用電參數(shù)、備用電源供電參數(shù)之間的匹配關(guān)系。如果備用電源2的供電參數(shù)無法滿足負(fù)載需求，則輸出警示信號提示工況或者提示存在操作風(fēng)險。市電電源1首先經(jīng)由處理單元4和分配單元5直接向空調(diào)供電，同時，在分配單元5的控制下，位于備用電源2中的充電器開始充電直至蓄電池電量滿。如果出現(xiàn)市電電壓不穩(wěn)、市電供電終端、市電頻率波動范圍過大、或者電網(wǎng)上的非線性負(fù)載對電網(wǎng)造成污染或者干擾、高能浪涌的其中任意一種情況時，分配單元5輸出控制信號至備用電源2，備用電源2的整流濾波和逆變器電源開始工作，逆變器電源開始從空載狀態(tài)向吸合狀態(tài)轉(zhuǎn)變，將逆變器電源與負(fù)載接通。開始采用備用電源2向空調(diào)6供電。逆變器電源可以執(zhí)行DC/AC或者DC/DC轉(zhuǎn)換。

如果在UPS一端出現(xiàn)輸出過載或短路故障，或者逆變器電源出現(xiàn)故障，此時，分配單元5會再次改變市電電源1和備用電源2的供電次序。改變供電次序可以通過分配單元5輸出控制信號至備用電源2端的接觸器或類似的電氣元件實(shí)現(xiàn)。在這種條件下，可能會導(dǎo)致空調(diào)器6停止工作。所以，在分配單元5再次改變供電次序時，會同時輸出報警信號，提示備用電源2出現(xiàn)故障。從而通過空調(diào)電源分配設(shè)備提供一種自保護(hù)策略，同時對空調(diào)器6和備用電源2進(jìn)行保護(hù)。

在本發(fā)明第一種實(shí)施例所提出的空調(diào)電源分配設(shè)備，通過集成在同一個電源轉(zhuǎn)換器上的電源單元、處理單元和分配單元在正常狀態(tài)、市電異常、備用電源異常等多種工況下自動提供一種空調(diào)電源和合理供電方案，由于備用電源可以輸出非常標(biāo)準(zhǔn)的正弦波形，所以，如果市電出現(xiàn)異常的情況，可以通過備用電源供電，顯著提高供電質(zhì)量，避免空調(diào)器工作在過低或過高的電壓下，從而杜絕對空調(diào)造成不可逆的硬件損壞。

本發(fā)明的第二實(shí)施例中公開了一種將空調(diào)電源分配設(shè)備應(yīng)用在空調(diào)系統(tǒng)上的結(jié)構(gòu)示意框圖。在本實(shí)施例中，除了上述實(shí)施例中公開的技術(shù)方案之外，針對空調(diào)系統(tǒng)具有多臺空調(diào)或者多臺壓縮機(jī)的工作狀態(tài)，在分配單元5中設(shè)置有多個控制單元（51~5N）。設(shè)置有多個控制單元的分配單元可以分別集成在多個電源轉(zhuǎn)換器11上，也可以在一個電源轉(zhuǎn)換器10中集成多個獨(dú)立芯片實(shí)現(xiàn)多個控制單元的功能。每一個控制單元（51~5N）分別根據(jù)供電次序信號，輸出供電分配信號至一個接收電源分配的空調(diào)器（61~6N）。在這種工況下，通常也不是采用一臺不間斷電源作為備用電源2，而是選用多臺不間斷電源形成備用電源2的機(jī)組。在電網(wǎng)異常的情況下，空調(diào)系統(tǒng)中也需要根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定其中某些空調(diào)運(yùn)行而某些空調(diào)停機(jī)。因此，分配單元5可以根據(jù)處理單元4形成的用電信息和供電參數(shù)之間的匹配關(guān)系通過控制單元（51~5N）改變每一臺空調(diào)的供電次序，對于其中需要正常運(yùn)行的空調(diào)，分配單元5通過與之連接的控制單元輸出供電分配信號，改變供電次序，控制一臺或多臺備用電源2為其供電，對于其中需要停機(jī)的空調(diào)，分配單元5通過與之連接的控制單元輸出供電分配信號，確定維持供電次序，控制市電電源1為其供電，從而進(jìn)一步通過空調(diào)器的控制芯片控制其壓縮機(jī)正常運(yùn)行、降頻運(yùn)行或停機(jī)。在本實(shí)施例中，由于每一臺空調(diào)的用電參數(shù)和每一臺備用電源的供電參數(shù)均在處理單元4中形成了匹配，所以，空調(diào)電源分配設(shè)備可以提供一種合理的、最優(yōu)化的供電次序策略，使得其中的每一臺空調(diào)均可以在高質(zhì)量的電源下工作。

通常在空調(diào)電源分配設(shè)備中設(shè)置有充電裝置或者蓄電池，保證在市電斷電的前提下，空調(diào)電源分配設(shè)備可以正常工作。在本實(shí)施例中，為了提高空調(diào)電源分配設(shè)備的工作穩(wěn)定性，同時提出了一套冗余系統(tǒng)。在分配單元5接收到備用電源供電信號后，也就是備用電源處于待工作狀態(tài)，此時，分配單元5生成并輸出冗余等待信號。以選用UPS電源作為備用電源2為例，備用電源2在接收到支路電源信號后將其內(nèi)部設(shè)置的內(nèi)部電池的一組設(shè)置為空載狀態(tài)，這部分冗余的電池和空調(diào)電源分配設(shè)備之間連接有接觸器或者其它電氣元件的常開觸點(diǎn)。如果市電電源1中斷，同時空調(diào)電源如果沒有冗余等待信號輸出，即備用電源接收到支路電源信號，備用電源2中預(yù)留的內(nèi)部冗余電池開始為空調(diào)電源分配設(shè)備供電，提供空調(diào)電源分配設(shè)備在市電故障的狀態(tài)的穩(wěn)定工作保障。

參見圖3為本發(fā)明所提出的空調(diào)電源分配設(shè)備第三種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意框圖。除上述實(shí)施例中所公開的空調(diào)電源分配設(shè)備之外，在本實(shí)施例中，還設(shè)置有檢測單元8。檢測單元8用于接收并檢測市電電源供電信號，并將市電電源供電信號分級。一種優(yōu)選的實(shí)施方式是根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時的電壓進(jìn)行信號分級，例如，當(dāng)電網(wǎng)電壓低于198V并維持10min以上的時間區(qū)間時，則通過分配單元5自動調(diào)整市電電源1和備用電源2的供電次序。檢測單元8對市電電源1的電信號分級并不限于利用電網(wǎng)電壓這一項參數(shù)，而是可以利用波形失真度，波峰比等多個參數(shù)來判定。檢測單元8的功能更類似為一種對市電質(zhì)量的檢測，及時檢測到市電電壓不穩(wěn)，頻率波動范圍大、非線性負(fù)載造成的干擾等多種影響供電質(zhì)量的情況，并自動作出應(yīng)對措施，避免空調(diào)長時間在低電壓條件下運(yùn)行，杜絕出現(xiàn)電源電壓過高造成電機(jī)絕緣擊穿的問題。

本發(fā)明同時公開了一種空調(diào)電源分配方法，應(yīng)用在市電電源、多臺備用電源和多臺空調(diào)器之間的電源分配。具體如圖4所示包括如下步驟：

當(dāng)市電電源和備用電源和空調(diào)器之間通過電源轉(zhuǎn)換器連接后，接收市電電源供電信號和備用電源供電信號，或者市電供電信號中斷時，接收備用電源供電信號；

接收空調(diào)器的用電信息和可使用的每一個電源的供電參數(shù)，并將其中每一臺空調(diào)器的用電信息和可使用的每一個電源的供電參數(shù)形成匹配。

生成供電次序，市電電源的供電次序優(yōu)于備用電源；

如果僅有備用電源供電信號輸入，則根據(jù)上述步驟中的參數(shù)匹配關(guān)系確定調(diào)整供電次序，備用電源的供電次序優(yōu)于市電電源；

進(jìn)一步生成并輸出支路電源信號控制市電電源或者多臺備用電源中的一臺形成支路單元。

如果市電電源供電信號和備用電源供電信號同時存在，則檢測市電電源供電信號，并根據(jù)實(shí)時電壓或者實(shí)時波形將市電電源供電信號分級，當(dāng)市電電源供電信號低于設(shè)定的供電信號等級時，將供電次序調(diào)整為備用電源優(yōu)于市電供電電源；

根據(jù)供電次序信號，任意一臺接收電源分配的空調(diào)器接收到一個供電分配信號，并根據(jù)所述供電分配信號正常運(yùn)行、降頻運(yùn)行或停機(jī)。

本發(fā)明所提出的空調(diào)電源分配方法，在正常狀態(tài)、市電異常、備用電源異常等多種工況下自動提供一種空調(diào)電源和合理供電方案，由于備用電源可以輸出非常標(biāo)準(zhǔn)的正弦波形，所以，如果市電出現(xiàn)異常的情況，可以通過備用電源供電，顯著提高供電質(zhì)量，避免空調(diào)器工作在過低或過高的電壓下，從而杜絕對空調(diào)造成不可逆的硬件損壞。

本發(fā)明同時公開了一種應(yīng)用上述空調(diào)電源分配方法的空調(diào)設(shè)備，本發(fā)明空調(diào)設(shè)備可以在不同工況下自動選擇合理最優(yōu)化的電源供電，避免了電源不穩(wěn)定對空調(diào)器造成的影響，具有工作穩(wěn)定性好，性能穩(wěn)定，適用于特種工作環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。