家用制冷机的控制系统及其控制方法技术方案

本申请涉及一种家用制冷机的控制系统及其控制方法，所述控制系统由控制器、电源电路、温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路、参数设置电路、温度和报警显示电路、总回路开关、副绕组回路开关组成，控制器与电源电路、温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路、参数设置电路、温度和报警显示电路、总回路开关、副绕组回路开关均连接，电源电路、电压采样电路均与总回路电源两端并接，电流采样电路、总回路开关、压缩机C端依次连接，压缩机S端经过副绕组回路开关连接至总回路电源N端，控制器分别对温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路进行实时采样，达到设计控制标准时控制总回路开关和副绕组回路开关执行相应的动作。本申请结构简洁，功能齐全,使用方便，成本低，效果好。

【技术实现步骤摘要】
家用制冷机的控制系统及其控制方法
本申请涉及一种家用制冷机的控制系统及其控制方法，主要用于实现家用制冷机的制冷温度控制和非正常工作状态保护及其内部制冷压缩机的开机起动控制。
技术介绍
定频压缩机式家用制冷机的制冷室温度控制、压缩机开机起动和过载保护的最终控制对象是制冷压缩机，压缩机内部的电机普遍采用分相式单相异步电动机，共有两个绕组，一个为主绕组，另一个为副绕组。其中温度控制和过载保护是以控制电机总回路通断为目的，而开机起动是以控制电机副绕组的通断为目的，目前市场上的家用制冷机普遍将以上三项控制采用各自独立的控制器来完成，如图1所示。制冷室的温度控制分为机械式温控器和电子式温控器，其中机械式温控器的控制原理是感温管内的感温剂压力随着温度的变化而发生变化，带动传动支架动作，控制支架上触点的开合；电子式温控器是通过温度传感器采集制冷室温度，控制电路将采集到的温度实时数据转换成电数据送入单片机与所设置的基准数据进行比较，根据比较结果输出相应信号控制继电器或电子开关的开合。不管是机械式温控器还是电子式温控器，其最终目的是通过控制制冷压缩机的开停来达到所要求的温度。过载保护主要对制冷压缩机在运行时过温升、过电流进行保护，使用时将热保护器紧贴在制冷压缩机外壳或电机绕组上，当制冷压缩机通过大电流时，热保护器内部发热元件瞬间产生较大热量引起双金属片弯曲翻转，并使动触头断开，起到过电流保护作用；此外，当制冷压缩机由于某种原因长时间运转，致使压缩机外壳或电机绕组温度过高，再加上热保护器内部发热元件产生热量叠加后促使双金属片受热弯曲翻转，并使动触头断开，起到过温升保护作用。因过电流和过温升而弯曲翻转的双金属片，当所处的环境温度低于双金属片设定的复位温度后，双金属片会自动复位，使热保护器重新进入工作状态。起动控制的作用是在制冷压缩机开机时接通副绕组进行起动，待起动完成后关断副绕组，目前普遍采用的是用正温度系数热敏电阻（PTC）实现起动，根据PTC的特性，常温时电阻较小，开机时副绕组有较大电流而起动，同时该电流也使PTC发热而阻值迅速上升，副绕组电流逐渐下降直至基本关断。随着电子控制技术的不断发展，各种电子式控制器将逐渐替代机械式控制器。申请人申请了专利号为201220135551.5的中国专利，已经对目前大量采用的机械式过载保护器的弊端进行了较详细的描述，采用该专利所设计的采用单片机控制电子式保护器可以有效解决以上问题。而目前大量采用的各种起动器中，也存在一些不足，或残余功耗较大，或起动性能不稳定，采用单片机控制的电子式起动器可有效解决以上不足。但是从制冷机整体的控制角度来看，采用相互独立的电子式温控器、电子式保护器和电子式起动器，需要各自的电源电路、控制芯片、执行电路，不仅增加了成本、能耗，还增加了发生故障的风险。
技术实现思路
本申请所采取的技术方案不仅克服了现有技术中存在的上述不足，还增加了短路、过欠压保护功能，提供了一种结构简洁，功能齐全，使用方便，成本低，效果好的家用制冷机的控制系统及其控制方法。本申请解决上述技术问题所采用的技术方案包括：一种家用制冷机的控制系统，其特征是由控制器、电源电路、温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路、参数设置电路、温度和报警显示电路、总回路开关、副绕组回路开关组成，控制器与电源电路、温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路、参数设置电路、温度和报警显示电路、总回路开关、副绕组回路开关均连接，电源电路、电压采样电路均与总回路电源两端并接，电流采样电路、总回路开关、压缩机C端依次连接，压缩机S端经过副绕组回路开关连接至总回路电源N端，所述参数设置电路用于短路、运行过载、堵转、过热、电源过欠压保护参数设置和制冷室温度参数设置，所述温度和报警显示电路用于控制器输出的制冷室实时温度、设置温度和报警信号的显示，控制器分别对温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路进行实时采样，实时采样数据分别与相应的基准参数进行比较，达到设计控制（动作）标准时控制总回路开关和副绕组回路开关执行相应的动作。所述控制器可以采用各种现有的控制器实现，例如单片机。所述设计控制标准是指温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路的实时采样数据分别与相应的基准参数进行比较达到参数控制标准且起动或保护次数达到起动或保护次数控制标准。所述温度采样电路用于制冷室温度采样和压缩机壳体温度采样，其是否落在制冷室设置温度范围和压缩机壳体正常温度范围内作为温度控制和保护的判断依据（参数控制标准，下同）。所述电流采样电路对压缩机总回路（运行）电流进行采样，其落在总回路电流基准参数范围内还是落在总回路电流非正常工作状态（总回路电流非正常工作状态可细分为短路、运行过载、堵转）范围内作为压缩机总回路是否存在短路、运行过载、堵转的判断依据。所述电压采样电路对供电电源电压进行采样，作为供电电源是否存在过欠压的判断依据。所述参数设置电路用于短路、运行过载、堵转、过热、电源过欠压保护参数的设置和制冷室温度参数的设置，设置数据送入控制器进行处理后，作为比较和判断的基准数据。若操作者不输入参数，则默认采用上一次的设置参数或初始参数（开发时根据该款产品实际情况调试完成后确定的参数），初始参数设置在控制程序中。所述温度和报警显示电路用于控制器输出的制冷室实时温度、设置温度和报警信号的显示。所述总回路开关是制冷温度控制和各种保护的执行开关，控制制冷压缩机的开停。所述副绕组回路开关是制冷压缩机的开机起动的执行开关，控制压缩机副绕组回路的通断，总回路开关和副绕组回路开关既可采用触点式的机械开关，也可以采用无触点电子开关。本申请控制系统构成完整的智能控制模块，通过一体化设计，减少了成本和能耗，降低了发生故障的风险。本申请解决上述技术问题所采用的技术方案还包括：上述家用制冷机的控制系统的控制方法，其特征是包括控制系统初始化、制冷室的温度控制、制冷压缩机的起动控制、非正常工作状态保护。所述控制系统初始化步骤包括：控制器通过参数设置电路进行短路、运行过载、堵转、过热、电源过欠压保护参数的设置和制冷室温度参数的设置，控制器根据制冷室温度设置参数形成开机基准参数和停机基准参数；若操作者跳过该步骤，则默认采用上一次的设置参数或初始参数。所述制冷室的温度控制步骤：工作时控制器对温度采样电路输入的制冷室实时温度采样数据进行接收和处理，形成实时温度数据，控制器将实时温度数据与开机基准参数和或停机基准参数进行比较，当实时温度数据大于等于开机基准参数时，控制器控制总回路开关闭合，开启制冷压缩机工作；当实时温度数据小于停机基准参数时，控制器控制总回路开关断开，停止制冷压缩机工作。所述制冷压缩机的起动控制（步骤）：该步骤分三个基本步骤：压缩机起动步骤、检查压缩机是否正常起动步骤、根据压缩机是否正常起动、起动次数是否达到规定次数确定下一步处理。压缩机起动步骤为：总回路开关闭合，压缩机工作，控制器控制副绕组回路开关闭合，接通压缩机副绕组，起动达到正常起动时间后，控制器控制副绕组回路开关断开，切断压缩机副绕组回路。所述检查压缩机是否正常起动步骤为：控制器通过电流采样电路检测总回路电流是否正常（即总回路电流采样数据是否在总回路电流基准参数范围内，是为正常，否为不正常），以判断压缩机是否正常起动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种家用制冷机的控制系统，其特征是：由控制器、电源电路、温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路、参数设置电路、温度和报警显示电路、总回路开关、副绕组回路开关组成，控制器与电源电路、温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路、参数设置电路、温度和报警显示电路、总回路开关、副绕组回路开关均连接，电源电路、电压采样电路均与总回路电源两端并接，电流采样电路、总回路开关、压缩机C端依次连接，压缩机S端经过副绕组回路开关连接至总回路电源N端，所述参数设置电路用于短路、运行过载、堵转、过热、电源过欠压保护参数的设置和制冷室温度参数的设置，所述温度和报警显示电路用于控制器输出的制冷室实时温度、设置温度和报警信号的显示，控制器分别控制温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路进行实时采样，实时采样数据分别与相应的基准参数进行比较，达到设计控制标准时控制总回路开关和副绕组回路开关执行相应的动作。

【技术特征摘要】
1.一种家用制冷机的控制系统，其特征是：由控制器、电源电路、温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路、参数设置电路、温度和报警显示电路、总回路开关、副绕组回路开关组成，控制器与电源电路、温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路、参数设置电路、温度和报警显示电路、总回路开关、副绕组回路开关均连接，电源电路、电压采样电路均与总回路电源两端并接，电流采样电路、总回路开关、压缩机C端依次连接，压缩机S端经过副绕组回路开关连接至总回路电源N端，所述参数设置电路用于短路、运行过载、堵转、过热、电源过欠压保护参数的设置和制冷室温度参数的设置，所述温度和报警显示电路用于控制器输出的制冷室实时温度、设置温度和报警信号的显示，控制器分别控制温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路进行实时采样，实时采样数据分别与相应的基准参数进行比较，达到设计控制标准时控制总回路开关和副绕组回路开关执行相应的动作。2.根据权利要求1所述家用制冷机的控制系统的控制方法，其特征是包括控制系统初始化、制冷室的温度控制、制冷压缩机的起动控制、非正常工作状态保护。3.根据权利要求2所述家用制冷机的控制系统的控制方法，其特征是：所述制冷室的温度控制包括：控制器通过温度采样电路对制冷室实时温度进行采样形成实时温度数据，控制器将实时温度数据与开机基准参数和或停机基准参数进行比较，当实时温度数据大于等于开机基准参数时，控制器控制总回路开关闭合，开启制冷压缩机工作；当实时温度数据小于停机基准参数时，控制器控制总回路开关断开，停止制冷压缩机工作。4.根据权利要求2所述家用制冷机的控制系统的控制方法，其特征是：所述制冷压缩机的起动控制包括：压缩机起动步骤、检查压缩机是否正常起动步骤、根据压缩机是否正常起动和起动次数是否达到规定次数确定下一步处理。5.根据权利要求4所述家用制冷机的控制系统的控制方法，其特征是：所述压缩机起动步骤包括：总回路开关闭合，压缩机工作，控制器控制副绕组回路开关闭合，接通压缩机副绕组，起动达到正常起动时间后，控制器控...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴红彪，杜华坚，孙华民，孙海，卢文成，
申请(专利权)人：杭州星帅尔电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33