：本發(fā)明涉及一種應(yīng)用在HVAC系統(tǒng)中的ECM電機(jī)的恒風(fēng)量控制方法。

背景技術(shù)：
：ECM電機(jī)，簡稱電子換相電機(jī)，也可以稱作直流無刷永磁同步電機(jī)，因ECM電機(jī)使用環(huán)境不同，ECM電機(jī)的控制模式一般有：恒轉(zhuǎn)速控制、恒力矩控制和恒風(fēng)量控制等，恒風(fēng)量控制是較為常用的模式。在家用空調(diào)的室內(nèi)通風(fēng)管道里，靜壓往往隨著時(shí)間的流逝而變化，比如因?yàn)楣艿婪e灰或者過濾器堵塞。靜壓也因?yàn)楣艿赖陌惭b不同而往往高于廠商實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)稱系統(tǒng)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)靜壓。恒風(fēng)量控制可以在這些情況下給用戶帶來恒定的風(fēng)量，從而在廣泛的靜壓條件下維持舒適的通風(fēng)，制冷或制熱的效果。一種恒風(fēng)量控制方法是直接安裝風(fēng)量計(jì)，不僅提高成本，還帶來潛在的因?yàn)轱L(fēng)量計(jì)失效導(dǎo)致控制失敗，當(dāng)前空調(diào)廠商也通常采用無風(fēng)量計(jì)的恒風(fēng)量控制方法，有的要監(jiān)視靜壓的變化來調(diào)速，有的計(jì)算公式設(shè)計(jì)到對數(shù)計(jì)算或者高階多項(xiàng)式，這需要電機(jī)控制器的MCU具有較強(qiáng)大的計(jì)算能力，進(jìn)一步提高了成本。美國專利US4806833公開了針對外部靜壓來改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，來獲得恒風(fēng)量。外部靜壓的變化是由電機(jī)自帶的轉(zhuǎn)速計(jì)感應(yīng)的轉(zhuǎn)速變化來計(jì)算的，風(fēng)量計(jì)算通過力矩與轉(zhuǎn)速的函數(shù)來控制，跟該恒風(fēng)量控制相比，本文不通過計(jì)算電機(jī)的力矩，而是通過直流母線電流與轉(zhuǎn)速的關(guān)系來控制風(fēng)量，消除了力矩計(jì)算的環(huán)節(jié)，減少了因?yàn)榱赜?jì)算帶來的誤差。并且在某些負(fù)載需要實(shí)現(xiàn)低風(fēng)量（如150SCFM）的控制，而風(fēng)量控制就是對電機(jī)的力矩或者轉(zhuǎn)速的控制，有時(shí)候電機(jī)的力矩控制因?yàn)槭艿阶钚×氐南拗茻o法實(shí)現(xiàn)這么低的風(fēng)量，換句話說，即使以最小力矩輸出，實(shí)際的風(fēng)量也超過了目標(biāo)風(fēng)量，因此還不完善。利用控制轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)量，而不控制力矩，可以實(shí)現(xiàn)低風(fēng)量的控制。目前也有用矢量控制方式，矢量控制數(shù)學(xué)模型復(fù)雜，計(jì)算繁瑣，需要運(yùn)算能力較強(qiáng)的CPU，制造成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用在HVAC系統(tǒng)中的ECM電機(jī)的恒風(fēng)量控制方法，它數(shù)學(xué)模型簡單，算法簡潔，對CPU運(yùn)算要求不高，成本較低，控制精度較高，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)通過控制轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)低風(fēng)量的控制目的。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。一種應(yīng)用在HVAC系統(tǒng)中的ECM電機(jī)的恒風(fēng)量控制方法，所述的ECM電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪并具有定子組件、轉(zhuǎn)子組件以及電機(jī)控制器，所述的電機(jī)控制器包括電源電路、微處理器、逆變電路、轉(zhuǎn)子位置測量電路和母線電流檢測電路，電源電路為各部分電路供電，轉(zhuǎn)子位置測量電路檢測轉(zhuǎn)子位置信號并輸入到微處理器，微處理器根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號計(jì)算出電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速n，母線電流檢測電路將母線電流輸入到微處理器，微處理器控制逆變電路，逆變電路控制定子組件的各相線圈繞組的通斷電，其特征在于：它包括如下步驟：步驟A）獲取外部輸入目標(biāo)風(fēng)量值Qset，微處理器根據(jù)輸入的目標(biāo)風(fēng)量值Qset確定對應(yīng)的函數(shù)Itad=f(n)，其中Itad是母線電流，n是電機(jī)轉(zhuǎn)速，nmin＜n＜nmax，,nmin是對應(yīng)輸入目標(biāo)風(fēng)量的函數(shù)Itad=F(n)的最低臨界轉(zhuǎn)速，nmax是對應(yīng)輸入目標(biāo)風(fēng)量的函數(shù)Itad=f(n)的最高臨界轉(zhuǎn)速，若電機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)，運(yùn)行電機(jī)，微處理器取得初始的電機(jī)轉(zhuǎn)速n，若電機(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，微處理器獲取當(dāng)前的電機(jī)轉(zhuǎn)速n；步驟B）根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速n利用函數(shù)Itad=f(n)換算成對應(yīng)的母線電流計(jì)算值Itad，檢測實(shí)時(shí)母線電流Ibus；步驟C）微處理器根據(jù)檢測到的實(shí)時(shí)母線電流Ibus，比較母線電流計(jì)算值Itad與實(shí)時(shí)母線電流Ibus進(jìn)行閉環(huán)控制，若母線電流計(jì)算值Itad大于實(shí)時(shí)母線電流Ibus，增加電機(jī)的轉(zhuǎn)速n，若母線電流計(jì)算值Itad小于實(shí)時(shí)母線電流Ibus，減少電機(jī)的轉(zhuǎn)速n，若母線電流計(jì)算值Itad與實(shí)時(shí)母線電流Ibus相等，停止調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的n值，ECM電機(jī)進(jìn)入工況狀態(tài)，然后回到步驟B）繼續(xù)進(jìn)行恒風(fēng)量控制狀態(tài)。上述所述的步驟C中在給電機(jī)調(diào)速之前，可以先判斷下一個(gè)轉(zhuǎn)速值是否在nmin至nmax的區(qū)間范圍內(nèi)，若超出該區(qū)間范圍，以臨界轉(zhuǎn)速作為下一個(gè)轉(zhuǎn)速并重復(fù)步驟B和C。上述所述的母線電流計(jì)算值Itad與實(shí)時(shí)母線電流Ibus相等是指實(shí)時(shí)母線電流Ibus偏離母線電流計(jì)算值Itad的誤差在一定范圍內(nèi)，所述的誤差在一定范圍內(nèi)是指偏差可以在±3%。上述所述的函數(shù)Itad=f(n)是這樣獲得的：先采集原始數(shù)據(jù)，針對每一個(gè)目標(biāo)風(fēng)量，從低靜壓一直調(diào)節(jié)到高靜壓，這個(gè)靜壓要能涵蓋應(yīng)用的實(shí)際靜壓范圍，在調(diào)節(jié)靜壓的過程中，讓電機(jī)處于恒轉(zhuǎn)速控制，并通過調(diào)節(jié)風(fēng)道的背壓風(fēng)扇轉(zhuǎn)速或者調(diào)節(jié)風(fēng)門的開口來保持風(fēng)量為目標(biāo)風(fēng)量，并記錄此時(shí)的電機(jī)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速n和直流母線電流Itad，這樣，針對每一個(gè)目標(biāo)風(fēng)量，都產(chǎn)生了一組轉(zhuǎn)速n和直流母線電流值Itad，然后通過曲線擬合的方法產(chǎn)生每一個(gè)目標(biāo)風(fēng)量對應(yīng)一個(gè)函數(shù)Itad=f(n)。上述所述的函數(shù)關(guān)系式Itad=f(n)是一個(gè)多項(xiàng)式函數(shù)：Itad=C1+C2×n+...+Cm×nm-1，其中C1,C2,…,Cm是系數(shù)，n是電機(jī)轉(zhuǎn)速值，每一個(gè)目標(biāo)風(fēng)量對應(yīng)一組C1,C2,…,Cm系數(shù)并儲(chǔ)存起來，微處理器根據(jù)輸入的目標(biāo)風(fēng)量值Qset通過查表法獲得對應(yīng)的一組C1,C2,…,Cm系數(shù)，從而得到函數(shù)關(guān)系式Itad=F(n)。上述所述的步驟A）獲取外部輸入目標(biāo)風(fēng)量值Qset，若電機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)，初始的電機(jī)轉(zhuǎn)速n在該電機(jī)的正常轉(zhuǎn)速范圍之內(nèi)選擇一個(gè)中間值。上述所述的外部輸入的每一個(gè)目標(biāo)風(fēng)量值Qset是對應(yīng)一定范圍的外部輸入PWM信號的占空比，繼電器信號，數(shù)字通訊信號，或者類似于0-10VAC模擬信號的一種。上述所述的增加電機(jī)的轉(zhuǎn)速n或者減少電機(jī)的轉(zhuǎn)速n通過增加或者減少微處理器輸入到逆變電路的PWM信號的占空比來實(shí)現(xiàn)。上述所述的微處理器存儲(chǔ)有多個(gè)等級的目標(biāo)風(fēng)量對應(yīng)的函數(shù)，比如4個(gè)等級的風(fēng)量Q1、Q2、Q3、Q4對應(yīng)的4個(gè)函數(shù)Itad=f(n)，目標(biāo)風(fēng)量Q1、Q2、Q3、Q4分別對應(yīng)低風(fēng)量控制、中低風(fēng)量控制、中風(fēng)量控制和高風(fēng)量控制，且外部輸入目標(biāo)風(fēng)量值Qset的信號是PWM信號，外部輸入PWM信號占空比在1%-25%之間選中風(fēng)量Q1，PWM信號占空比在26%-50%之間選中風(fēng)量Q2，51%-75%之間選擇風(fēng)量Q3,76%-99%之間選擇風(fēng)量Q4，類似的，外部輸入目標(biāo)風(fēng)量值Qset的信號是可以采用4個(gè)繼電器的輸出電壓來選擇4個(gè)目標(biāo)風(fēng)量的一個(gè)，也可以用數(shù)字通訊協(xié)議來選擇4個(gè)目標(biāo)風(fēng)量之一，也可以規(guī)定采用0-10VDC模擬信號來選擇，在[0,2.5)V之間選中風(fēng)量Q1，在[2.5,5)V之間選中風(fēng)量Q2，在[5,7.5)V之間選中風(fēng)量Q3，在[7.5，10]V之間選中風(fēng)量Q4。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下效果：1）利用實(shí)驗(yàn)手段得到每一個(gè)目標(biāo)風(fēng)量Qset電機(jī)轉(zhuǎn)速與直流母線電流的函數(shù)關(guān)系式Itad=f(n)，微處理器根據(jù)目標(biāo)風(fēng)量值Qset利用函數(shù)Itad=f(n)換算成母線電流計(jì)算值Itad；微處理器根據(jù)檢測到的實(shí)時(shí)母線電流Ibus，比較母線電流計(jì)算值Itad與實(shí)時(shí)母線電流Ibus進(jìn)行閉環(huán)控制，若母線電流計(jì)算值Itad大于實(shí)時(shí)母線電流Ibus，增加微處理器輸入到逆變電路的PWM信號的占空比提高轉(zhuǎn)速，若母線電流計(jì)算值Itad小于實(shí)時(shí)母線電流Ibus，減少微處理器輸入到逆變電路的PWM信號的占空比降低轉(zhuǎn)速，當(dāng)母線電流計(jì)算值Itad與實(shí)時(shí)母線電流Ibus相等，停止調(diào)節(jié)微處理器輸入到逆變電路的PWM信號的占空比；2）它控制變量數(shù)目少，數(shù)學(xué)模型簡單，無需計(jì)算實(shí)時(shí)力矩，可以采用運(yùn)算能力不高的CPU或者M(jìn)CU等微處理器，從而大大降低產(chǎn)品成本;3)同時(shí)，閉環(huán)控制以及實(shí)驗(yàn)手段的充分測量，有效保障控制的精度,可以實(shí)現(xiàn)繞開最小力矩的限制實(shí)現(xiàn)低風(fēng)量控制。附圖說明：圖1是傳統(tǒng)的空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明ECM電機(jī)的立體圖；圖3是本發(fā)明ECM電機(jī)的電機(jī)控制器的立體圖；圖4是本發(fā)明ECM電機(jī)的剖視圖；圖5是本發(fā)明ECM電機(jī)的電機(jī)控制器的電路方框圖；圖6是圖5對應(yīng)的電路圖；圖7是本發(fā)明的恒風(fēng)量控制方法的控制流程圖；圖8是本發(fā)明通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到恒風(fēng)量擬合曲線。具體實(shí)施方式：下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。本發(fā)明是如圖1所示，在一個(gè)典型的空調(diào)通風(fēng)管道里，安裝了一個(gè)鼓風(fēng)系統(tǒng)（如燃?xì)鉅t或空氣處理機(jī)），圖中以“電機(jī)+風(fēng)輪”代替，管道里還有空氣過濾器，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)開始鼓風(fēng)，由于出風(fēng)口和入風(fēng)口的數(shù)量與房間數(shù)有關(guān)，管道的設(shè)計(jì)也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)過濾器也可能有不同的壓降，導(dǎo)致搭載傳統(tǒng)的單相交流電機(jī)---PSC電機(jī)的鼓風(fēng)系統(tǒng)在不同的管道里，實(shí)際的風(fēng)量會(huì)不同。如圖2、圖3、圖4所示，ECM電機(jī)通常由電機(jī)控制器2和電機(jī)單體1,所述的電機(jī)單體1包括定子組件12、轉(zhuǎn)子組件13和機(jī)殼組件11，定子組件13安裝在機(jī)殼組件11上，電機(jī)單體1安裝有檢測轉(zhuǎn)子位置的霍爾傳感器14，轉(zhuǎn)子組件13套裝在定子組件12的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)組成，電機(jī)控制器2包括控制盒22和安裝在控制盒22里面的控制線路板21，控制線路板21一般包括電源電路、微處理器、母線電流檢測電路、逆變電路和轉(zhuǎn)子位置測量電路14（即霍爾傳感器），電源電路為各部分電路供電，轉(zhuǎn)子位置測量電路檢測轉(zhuǎn)子位置信號并輸入到微處理器，母線電流檢測電路將檢測的母線電路輸入到微處理器，微處理器控制逆變電路，逆變電路控制定子組件12的各相線圈繞組的通斷電。如圖5、圖6所示，假設(shè)ECM電機(jī)是3相無刷直流永磁同步電機(jī)，轉(zhuǎn)子位置測量電路14一般采用3個(gè)霍爾傳感器，3個(gè)霍爾傳感器分別檢測一個(gè)360度電角度周期的轉(zhuǎn)子位置，每轉(zhuǎn)過120度電角度改變一次定子組件12的各相線圈繞組的通電，形成3相6步控制模式。交流輸入（ACINPUT）經(jīng)過由二級管D7、D8、D9、D10組成的全波整流電路后，在電容C1的一端輸出直流母線電壓Vbus,直流母線電壓Vbus與輸入交流電壓有關(guān)，交流輸入（ACINPUT）的電壓確定后，母線電壓Vbus是恒定的，3相繞組的線電壓P是PWM斬波輸出電壓，P=Vbus*w，w是微處理器輸入到逆變電路的PWM信號的占空比，改變線電壓P可以改變直流母線電流Ibus,逆變電路由電子開關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6組成，電子開關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的控制端分別由微處理器輸出的6路PWM信號（P1、P2、P3、P4、P5、P6)控制，逆變電路還連接電阻R1用于檢測母線電流Ibus，母線電流檢測電路將電阻R1的檢測母線電流Ibus轉(zhuǎn)換后傳送到微處理器。如圖7所示，一種應(yīng)用在HVAC系統(tǒng)中的ECM電機(jī)的恒風(fēng)量控制方法，所述的ECM電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪并具有定子組件、轉(zhuǎn)子組件以及電機(jī)控制器，所述的電機(jī)控制器包括電源電路、微處理器、逆變電路、轉(zhuǎn)子位置測量電路和母線電流檢測電路，電源電路為各部分電路供電，轉(zhuǎn)子位置測量電路檢測轉(zhuǎn)子位置信號并輸入到微處理器，微處理器根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號計(jì)算出電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速n，母線電流檢測電路將母線電流輸入到微處理器，微處理器控制逆變電路，逆變電路控制定子組件的各相線圈繞組的通斷電，其特征在于：它包括如下步驟：步驟A）獲取外部輸入目標(biāo)風(fēng)量值Qset，微處理器根據(jù)輸入的目標(biāo)風(fēng)量值Qset確定對應(yīng)的函數(shù)Itad=f(n)，其中Itad是母線電流，n是電機(jī)轉(zhuǎn)速，nmin＜n＜nmax，nmin是對應(yīng)輸入目標(biāo)風(fēng)量的函數(shù)Itad=f(n)的最低臨界轉(zhuǎn)速，nmax是對應(yīng)輸入目標(biāo)風(fēng)量的函數(shù)Itad=f(n)的最高臨界轉(zhuǎn)速，若電機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)，運(yùn)行電機(jī)，微處理器取得初始的電機(jī)轉(zhuǎn)速n，若電機(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，微處理器獲取當(dāng)前的電機(jī)轉(zhuǎn)速n；步驟B）到達(dá)穩(wěn)態(tài)，根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速n利用函數(shù)Itad=f(n)換算成對應(yīng)的母線電流計(jì)算值Itad，檢測實(shí)時(shí)母線電流Ibus；步驟C）微處理器根據(jù)檢測到的實(shí)時(shí)母線電流Ibus，比較母線電流計(jì)算值Itad與實(shí)時(shí)母線電流Ibus進(jìn)行閉環(huán)控制，若母線電流計(jì)算值Itad大于實(shí)時(shí)母線電流Ibus，增加電機(jī)的轉(zhuǎn)速n，若母線電流計(jì)算值Itad小于實(shí)時(shí)母線電流Ibus，減少電機(jī)的轉(zhuǎn)速n，若母線電流計(jì)算值Itad與實(shí)時(shí)母線電流Ibus相等，停止調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的n值，ECM電機(jī)進(jìn)入工況狀態(tài)，然后回到步驟B）繼續(xù)進(jìn)行恒風(fēng)量控制狀態(tài)。上述所述的步驟C中在給電機(jī)調(diào)速之前，可以先判斷下一個(gè)轉(zhuǎn)速值是否在nmin至nmax的區(qū)間范圍內(nèi)，若超出該區(qū)間范圍，以臨界轉(zhuǎn)速作為下一個(gè)轉(zhuǎn)速并重復(fù)步驟B和C,如圖8所示，即當(dāng)電機(jī)準(zhǔn)備提升轉(zhuǎn)速到ni轉(zhuǎn)速時(shí)，判斷ni是否大于nmax，若大于最大臨界轉(zhuǎn)速nmax時(shí)，令電機(jī)轉(zhuǎn)速n=nmax，，若小于最大轉(zhuǎn)速nmax時(shí)，令電機(jī)轉(zhuǎn)速n=ni；當(dāng)電機(jī)準(zhǔn)備降低轉(zhuǎn)速到ns轉(zhuǎn)速時(shí)，判斷ns是否小于nmin，若小于最低臨界轉(zhuǎn)速nmin時(shí)，令電機(jī)轉(zhuǎn)速n=nmin，，若大于最低轉(zhuǎn)速nmin時(shí)，令電機(jī)轉(zhuǎn)速n=ns。母線電流計(jì)算值Itad與實(shí)時(shí)母線電流Ibus相等是指實(shí)時(shí)母線電流Ibus偏離母線電流計(jì)算值Itad的誤差在一定范圍內(nèi)，所述的誤差在一定范圍內(nèi)是指偏差在±3%。上述所述的函數(shù)Itad=f(n)是這樣獲得的：先采集原始數(shù)據(jù)，針對每一個(gè)目標(biāo)風(fēng)量，從低靜壓一直調(diào)節(jié)到高靜壓，這個(gè)靜壓要能涵蓋應(yīng)用的實(shí)際靜壓范圍，在調(diào)節(jié)靜壓的過程中，讓電機(jī)處于恒轉(zhuǎn)速控制，并通過調(diào)節(jié)風(fēng)道的背壓風(fēng)扇轉(zhuǎn)速或者調(diào)節(jié)風(fēng)門的開口來保持風(fēng)量為目標(biāo)風(fēng)量，并記錄此時(shí)的電機(jī)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速n和直流母線電流Itad，這樣，針對每一個(gè)目標(biāo)風(fēng)量，都產(chǎn)生了一組轉(zhuǎn)速n和直流母線電流值Itad，然后通過曲線擬合的方法產(chǎn)生每一個(gè)目標(biāo)風(fēng)量對應(yīng)一個(gè)函數(shù)Itad=f(n)。函數(shù)Itad=f(n)是這樣獲得的：假設(shè)ECM電機(jī)的轉(zhuǎn)速n范圍為300RPM到1400RPM，我們需要控制多個(gè)目標(biāo)風(fēng)量Qset：假如目標(biāo)風(fēng)量Q1為150SCFM，需要的靜壓范圍為0.1到0.9”水柱、目標(biāo)風(fēng)量Q2為200SCFM，需要靜壓范圍為0.1到0.8”水柱、目標(biāo)風(fēng)量Q3為250SCFM，需要靜壓范圍為0.1到0.6”水柱......先把ECM電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速n控制在第一個(gè)轉(zhuǎn)速如300RPM，通過調(diào)節(jié)風(fēng)道的背壓風(fēng)扇轉(zhuǎn)速或者調(diào)節(jié)風(fēng)門的開口來保持風(fēng)量Q1為150SCFM，讀取此時(shí)需要采集的數(shù)據(jù)，包括電機(jī)轉(zhuǎn)速n,電機(jī)直流母線電流Itad,負(fù)載的外部靜壓P等，使得此時(shí)的外部靜壓P小于等于應(yīng)用所需的最小靜壓0.1”水柱；再把ECM電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速n控制在下一個(gè)轉(zhuǎn)速如400RPM，通過調(diào)節(jié)風(fēng)道的背壓風(fēng)扇轉(zhuǎn)速或者調(diào)節(jié)風(fēng)門的開口來保持風(fēng)量為Q1150SCFM，讀取此時(shí)需要采集的數(shù)據(jù)，包括電機(jī)轉(zhuǎn)速n,電機(jī)直流母線電流Itad,負(fù)載的外部靜壓P等；以某一個(gè)步長如100RPM重復(fù)以上步驟，直到電機(jī)轉(zhuǎn)速n足夠大可以產(chǎn)生大于等于應(yīng)用所需的最大外部靜壓，比如達(dá)到1300RPM時(shí)，外部靜壓P為0.95”水柱，通過調(diào)節(jié)風(fēng)道的背壓風(fēng)扇轉(zhuǎn)速或者調(diào)節(jié)風(fēng)門的開口來保持風(fēng)量為Q1150SCFM，讀取此時(shí)需要采集的數(shù)據(jù)，包括電機(jī)轉(zhuǎn)速n,電機(jī)直流母線電流Itad,負(fù)載的外部靜壓P等。以上就完成了對150SCFM目標(biāo)風(fēng)量的數(shù)據(jù)采集。對于目標(biāo)風(fēng)量Q2為200SCFM的數(shù)據(jù)采集采用類似的步驟，只是需要在每個(gè)轉(zhuǎn)速下，通過調(diào)節(jié)風(fēng)道的背壓風(fēng)扇轉(zhuǎn)速或者調(diào)節(jié)風(fēng)門的開口來保持風(fēng)量為200SCFM，讀取此時(shí)需要采集的數(shù)據(jù)，包括電機(jī)轉(zhuǎn)速n,電機(jī)直流母線電流Idc,負(fù)載的外部靜壓P等，并注意第一個(gè)轉(zhuǎn)速對應(yīng)的P小于等于0.1”水柱，最后一個(gè)轉(zhuǎn)速對應(yīng)的P大于等于0.8”水柱即可。對于目標(biāo)風(fēng)量Q3為250SCFM和目標(biāo)風(fēng)量Q4、目標(biāo)風(fēng)量Q5等的數(shù)據(jù)采集都采用類似的步驟，然后通過曲線擬合的方法產(chǎn)生每一個(gè)目標(biāo)風(fēng)量Qset對應(yīng)一個(gè)函數(shù)Itad=f(n)。如圖8所示，這樣，針對每一個(gè)目標(biāo)風(fēng)量，都產(chǎn)生了一組轉(zhuǎn)速n和直流母線電流值Itad，然后通過曲線擬合的方法產(chǎn)生一個(gè)Itad=f(n)的函數(shù)。實(shí)時(shí)控制中，當(dāng)電機(jī)接受到某個(gè)目標(biāo)風(fēng)量后，選中對應(yīng)的那個(gè)Itad=f(n)函數(shù)，并比較實(shí)時(shí)母線電流Ibus與通過函數(shù)計(jì)算出來的母線電流計(jì)算值Itad之間的差異，這個(gè)差異通過比例和積分系數(shù)來對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，直到電機(jī)的轉(zhuǎn)速n與實(shí)時(shí)母線電流Ibus落到該曲線上為止。此時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到目標(biāo)風(fēng)量，曲線擬合的過程是選擇多項(xiàng)式描述曲線，多項(xiàng)式的系數(shù)可以通過最小二乘法求出。理論上可以用Itad=C1+C2×n+C3×n2+...+Cm×nm-1，實(shí)際上選擇二項(xiàng)式就可以滿足一般的需要。函數(shù)關(guān)系式Itad=f(n)是一個(gè)二階函數(shù)：Itad=C1+C2×n+C3×n2，其中C1、C2和C3是系數(shù)，n是電機(jī)轉(zhuǎn)速值，每一個(gè)目標(biāo)風(fēng)量對應(yīng)一組C1、C2和C3系數(shù)并儲(chǔ)存起來，微處理器根據(jù)輸入的目標(biāo)風(fēng)量值Qset通過查表法獲得對應(yīng)的一組C1、C2和C3系數(shù)，從而得到函數(shù)關(guān)系式Itad=f(n)，在某負(fù)載中每一個(gè)目標(biāo)風(fēng)量對應(yīng)一組C1、C2和C3系數(shù)具體如下表1所示：表1QsetC1C2C315027.83-10.891.274200。。。。。。。。。250。。。。。。。。。300。。。。。。。。。350。。。。。。。。。400。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。900-669.8110-2.16步驟A）獲取外部輸入目標(biāo)風(fēng)量值Qset，若電機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)，初始的電機(jī)轉(zhuǎn)速n的范圍在400RPM至1300RPM之間。外部輸入的每一個(gè)目標(biāo)風(fēng)量值Qset是對應(yīng)是對應(yīng)一定范圍的外部輸入PWM信號的占空比，繼電器信號，數(shù)字通訊信號，或者類似于0-10VAC模擬信號的一種。增加電機(jī)的轉(zhuǎn)速n或者減少電機(jī)的轉(zhuǎn)速n通過增加或者減少微處理器輸入到逆變電路的PWM信號的占空比來實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)施過程如下：目前，某商用空調(diào)的風(fēng)量分別設(shè)置4個(gè)等級：低風(fēng)量控制、中低風(fēng)量控制、中風(fēng)量控制和高風(fēng)量控制，假設(shè)分別對應(yīng)：Q1=150CFM、Q2=300CFM、Q3=450CFM和Q4=900CFM，外部輸入目標(biāo)風(fēng)量值Qset的信號是PWM信號，PWM信號占空比在1%-25%之間選中風(fēng)量Q1，PWM信號占空比在26%-50%之間選中風(fēng)量Q2，51%-75%之間選擇風(fēng)量Q3,76%-99%之間選擇風(fēng)量Q4，類似的，外部輸入目標(biāo)風(fēng)量值Qset的信號是也可以采用4個(gè)繼電器的輸出電壓來選擇4個(gè)目標(biāo)風(fēng)量的一個(gè)，也可以用數(shù)字通訊協(xié)議來選擇4個(gè)目標(biāo)風(fēng)量之一，也可以規(guī)定采用0-10VDC模擬信號來選擇，在[0,2.5)V之間選中風(fēng)量Q1，在[2.5,5)V之間選中風(fēng)量Q2，在[5,7.5)V之間選中風(fēng)量Q3，在[7.5，10]V之間選中風(fēng)量Q4。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段：先把ECM電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速n控制在300RPM，通過調(diào)節(jié)風(fēng)道的背壓風(fēng)扇轉(zhuǎn)速或者調(diào)節(jié)風(fēng)門的開口來保持風(fēng)量Q1為150SCFM，靜壓P范圍為0.1英寸水柱到0.9英寸水柱的范圍，讀取此時(shí)需要采集的數(shù)據(jù)，包括電機(jī)轉(zhuǎn)速n,電機(jī)直流母線電流Itad,負(fù)載的外部靜壓P等；設(shè)置目標(biāo)風(fēng)量Q2為300SCFM，靜壓P范圍為0.1英寸水柱到0.8英寸水柱，通過調(diào)節(jié)風(fēng)道的背壓風(fēng)扇轉(zhuǎn)速或者調(diào)節(jié)風(fēng)門的開口來保持風(fēng)量Q2=300CFM，讀取此時(shí)需要采集的數(shù)據(jù)，包括電機(jī)轉(zhuǎn)速n,電機(jī)直流母線電流Itad,負(fù)載的外部靜壓P等；設(shè)置目標(biāo)風(fēng)量Q3為450SCFM，靜壓P范圍為0.1英寸水柱到0.7英寸水柱，通過調(diào)節(jié)風(fēng)道的背壓風(fēng)扇轉(zhuǎn)速或者調(diào)節(jié)風(fēng)門的開口來保持風(fēng)量Q3=450CFM，讀取此時(shí)需要采集的數(shù)據(jù)，包括電機(jī)轉(zhuǎn)速n,電機(jī)直流母線電流Itad,負(fù)載的外部靜壓P等；設(shè)置目標(biāo)風(fēng)量Q4為900SCFM，靜壓P范圍為0.1英寸水柱到0.5英寸水柱，通過調(diào)節(jié)風(fēng)道的背壓風(fēng)扇轉(zhuǎn)速或者調(diào)節(jié)風(fēng)門的開口來保持風(fēng)量Q4=900CFM，讀取此時(shí)需要采集的數(shù)據(jù)，包括電機(jī)轉(zhuǎn)速n,電機(jī)直流母線電流Itad,負(fù)載的外部靜壓P等；如下表2所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表2曲線擬合：1.第一條曲線，目標(biāo)風(fēng)量Q=150SCFM：Itad=27.83-10.89×n+1.274×n2；2、第二條曲線，目標(biāo)風(fēng)量Q=300SCFM:Itad=38.6-12.7×n+1.577×n23、第三條曲線，目標(biāo)風(fēng)量Q=450SCFM:Itad=12.17-6.023×n+1.509×n24、第四條曲線，目標(biāo)風(fēng)量Q=900SCFM:Itad=-669.8+110×n-2.16×n2為防止電機(jī)進(jìn)入無效轉(zhuǎn)速區(qū)間從而延長風(fēng)量調(diào)節(jié)的時(shí)間甚至導(dǎo)致風(fēng)量控制不穩(wěn)定，可根據(jù)原始數(shù)據(jù)限定好“有效轉(zhuǎn)速區(qū)間”。以上述負(fù)載的原始數(shù)據(jù)為例，可設(shè)定當(dāng)Q1=150SCFM時(shí)，轉(zhuǎn)速下限nmin=350,轉(zhuǎn)速上限nmax=1200；當(dāng)Q2=900SCFM時(shí)，轉(zhuǎn)速下限nmin=1020,轉(zhuǎn)速上限nmax=1200；電機(jī)調(diào)速只能在設(shè)定好的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進(jìn)行，一旦達(dá)到邊界，則停留在邊界轉(zhuǎn)速繼續(xù)判定，直到達(dá)到目標(biāo)風(fēng)量為止。選擇有效轉(zhuǎn)速區(qū)間的原則就是能夠涵蓋應(yīng)用的靜壓范圍，因?yàn)樵?50SCFM風(fēng)量下，負(fù)載只需要在0.1到0.9”水柱靜壓下工作，所以根據(jù)原始數(shù)據(jù)選擇3501200RPM作為有效轉(zhuǎn)速范圍。1）上電后以某個(gè)轉(zhuǎn)速（比如n=1000RPM）啟動(dòng)電機(jī)。這個(gè)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速要保證電機(jī)能順利達(dá)到穩(wěn)態(tài)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)速不能太低（比如低于400RPM），也不能太高（比如高于1300RPM），可以從原始數(shù)據(jù)里面找到合適的啟動(dòng)轉(zhuǎn)速，等待系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)1000RPM。2）假設(shè)外部輸入的目標(biāo)風(fēng)量值Qset=150CFM。3）微處理器開始查詢對應(yīng)Qset=150CFM的函數(shù)Itad=f(n)，母線電流計(jì)算值Itad=27.83-10.89×n+1.274×n2：這時(shí)檢測實(shí)時(shí)母線電流Ibus，如果ItadIbus>0，說明實(shí)際風(fēng)量小于目標(biāo)風(fēng)量，電機(jī)加速；如果ItadIbus<0，說明實(shí)際風(fēng)量大于目標(biāo)風(fēng)量，電機(jī)減速；ItadIbus=0，說明實(shí)際風(fēng)量達(dá)到目標(biāo)風(fēng)量，電機(jī)停止調(diào)速。在實(shí)際加速或減速前，先判斷下一個(gè)轉(zhuǎn)速值是否在nmin至nmaX的區(qū)間范圍內(nèi)，若超出該區(qū)間范圍，以臨界轉(zhuǎn)速作為計(jì)算依據(jù)。比如判定ItadIbus>0，電機(jī)加速，但是如果下一個(gè)轉(zhuǎn)速大于1200RPM，則只把電機(jī)的轉(zhuǎn)速加到1200RPM，達(dá)到穩(wěn)態(tài)后重復(fù)第3步。如果外部系統(tǒng)發(fā)生改變導(dǎo)致輸出風(fēng)量變化，重復(fù)步驟3即可。本發(fā)明的原理是：利用實(shí)驗(yàn)手段得到每一個(gè)目標(biāo)風(fēng)量Qset電機(jī)轉(zhuǎn)速與直流母線電流的函數(shù)關(guān)系式Itad=f(n)，微處理器根據(jù)目標(biāo)風(fēng)量值Qset利用函數(shù)Itad=f(n)換算成母線電流計(jì)算值Itad，微處理器根據(jù)檢測到的實(shí)時(shí)母線電流Ibus，比較母線電流計(jì)算值Itad與實(shí)時(shí)母線電流Ibus進(jìn)行閉環(huán)控制，它控制變量數(shù)目少，數(shù)學(xué)模型簡單，無需實(shí)時(shí)計(jì)算或者控制電機(jī)力矩，可以采用運(yùn)算能力不高的CPU或者M(jìn)CU等微處理器，從而大大降低產(chǎn)品成本，同時(shí)，閉環(huán)控制以及實(shí)驗(yàn)手段的充分測量，有效保障控制的精度，可以繞過最低力矩的限制狀態(tài)實(shí)現(xiàn)低風(fēng)量控制。