電子膨脹閥的驅動控制裝置及方法附圖說明

圖1為《電子膨脹閥的驅動控制裝置及方法》實施例的配置有驅動控制裝置的電子膨脹閥的結構示意圖；

圖2示出了根據發(fā)明的一個實施例的電子膨脹閥的驅動控制方法的流程圖

圖3示出了根據發(fā)明的另一個實施例的電子膨脹閥的驅動控制方法的流程圖。

圖4示出了根據發(fā)明的再一個實施例的電子膨脹閥的驅動控制方法的流程圖。

電子膨脹閥的驅動控制裝置及方法專利目的

《電子膨脹閥的驅動控制裝置及方法》實施例提供了一種能夠有效地對電子膨脹閥的啟動和停止進行控制以確保電子膨脹的閥體開度正確的技術。

根據《電子膨脹閥的驅動控制裝置及方法》的一個方面，提供了一種用于電子膨脹閥的驅動控制裝置，在啟動電子膨脹之前對電子膨脹閥的電機進行二次定位以克服電機的啟動轉矩不足導致電子膨脹閥不能有效的驅動以及由于轉子與定子相對位置的偏移導致啟動失步的缺陷，還在給電子膨脹閥的電機施加轉動脈沖數之后，再次對電子膨脹閥的電機進行二次定位，增強電機的力矩，以達到電機停止后電子膨脹閥不會由于冷媒壓力變動等情況使電子膨脹閥的電機的轉子產生位移。

電子膨脹閥的驅動控制裝置及方法技術方案

《電子膨脹閥的驅動控制裝置及方法》驅動控制裝置包括：處理單元，用于接收電子膨脹閥的期望閥體開度信號并根據所述期望閥體開度信號確定出期望閥體開度脈沖數，基于所述期望閥體開度脈沖數與當前閥體開度脈沖數獲得需要使電子膨脹閥的電機轉動的脈沖信號的轉動脈沖數；驅動信號發(fā)生電路，用于在所述處理單元的控制下產生預定脈沖數的附加脈沖信號和根據所述轉動脈沖數產生相應脈沖數目的驅動脈沖信號，并且用于在所述處理單元控制下產生持續(xù)預定時間的保持電流；驅動電路，將根據所述附加脈沖信號和驅動脈沖信號分別功率放大并施加給所述電機使其轉動，對驅動信號發(fā)生電路輸出的持續(xù)預定時間的保持電流進行功率放大并施加到所述電機上來產生用于使所述電機的定子和轉子磁場之間實現定位的力矩。

其中，所述驅動信號發(fā)生電路在所述處理單元控制下產生持續(xù)預定時間的保持電流包括：所述處理單元確定出所述期望閥體開度脈沖數與當前閥體開度脈沖數不相等時，所述電驅動信號發(fā)生電路產生第一持續(xù)預定時間的第一保持電流；在所述驅動電路根據第一預定脈沖數的附加脈沖信號驅動所述電機后，所述驅動信號發(fā)生電路產生第二持續(xù)預定時間的第二保持電流。

其中，所述驅動信號發(fā)生電路在所述處理單元控制下產生持續(xù)預定時間的保持電流包括：在所述驅動電路根據所述驅動脈沖信號驅動所述電機之后，所述驅動信號發(fā)生電路產生第三持續(xù)預定時間的第三保持電流；在所述驅動電路根據第二預定脈沖數的附加脈沖信號驅動所述電機后，所述驅動信號發(fā)生電路產生第四持續(xù)預定時間的第四保持電流。

根據《電子膨脹閥的驅動控制裝置及方法》的另一個方面，提供了一種用于電子膨脹閥的驅動控制方法，該方法啟動電子膨脹之前對電子膨脹閥的電機進行二次定位以克服電機的啟動轉矩不足導致電子膨脹閥不能有效的驅動以及由于轉子與定子相對位置的偏移導致啟動失步的缺陷，該方法還可以進一步在給電子膨脹閥的電機施加轉動脈沖數之后，再次對電子膨脹閥的電機進行二次定位，增強電機的力矩，以達到電機停止后電子膨脹閥不會由于冷媒壓力變動等情況使電子膨脹閥的電機的轉子產生位移。該驅動控制方法包括步驟：接收所述電子膨脹閥的期望閥體開度信號，并根據所述期望閥體開度信號確定期望閥體開度脈沖數；當所述期望閥體開度脈沖數與當前閥體開度脈沖數不同時，將第一預定持續(xù)時間的第一保持電流施加到所述電機產生使所述電機的定子和轉子磁場相對位置實現定位的力矩；將第一預定脈沖數的第一附加脈沖信號功率放大后施加給所述電子膨脹閥的電機，然后將第二預定持續(xù)時間的第二保持電流施加到所述電機產生使所述電機的定子和轉子磁場相對位置實現定位的力矩；根據所述期望閥體開度脈沖數和當前閥體開度脈沖數確定出使所述電機轉動的轉動脈沖數，并基于所述轉動脈沖數產生與所述轉動脈沖數相應的驅動脈沖信號，并將該驅動脈沖信號進行功率放大后施加到所述電子膨脹閥的電機。

其中，接收所述電子膨脹閥的期望閥體開度信號，并根據所述期望閥體開度信號確定期望閥體開度脈沖數包括：如果所述期望閥體開度信號為脈沖數，將該脈沖數作為期望閥體開度脈沖數；如果所述期望閥體開度信號為角度信號，根據預先確定的算法將該角度信號轉換為與該角度信號相對應的脈沖信號的脈沖數，并將其作為期望閥體開度脈沖數。

所述驅動控制方法進一步包括：將所述期望閥體開度脈沖數存儲在存儲器中作為所述當前閥體開度脈沖數。

其中，在基于所述轉動脈沖數產生與所述轉動脈沖數相應的驅動脈沖信號，并將該驅動脈沖信號進行功率放大后施加到所述電子膨脹閥的電機之后，進一步包括：將第三預定持續(xù)時間的第三保持電流施加到所述電機產生使所述電機的定子和轉子磁場之間的相對位置實現定位的力矩。

其中，將第三預定持續(xù)時間的第三保持電流施加到所述電機產生使所述電機的定子和轉子磁場之間的相對位置實現定位的力矩之后，進一步包括：向所述電子膨脹閥的電機施加第二預定脈沖數的第二附加脈沖信號，然后將第四預定持續(xù)時間的第四保持電流施加到所述電機產生使所述電機的定子和轉子磁場之間的相對位置實現定位的力矩。

根據《電子膨脹閥的驅動控制裝置及方法》的再一個方面，提供了一種用于電子膨脹閥的驅動控制方法，該驅動控制方法在給電子膨脹閥的電機施加轉動脈沖數之后，再次對電子膨脹閥的電機進行二次定位，增強電機的力矩，以達到電機停止后電子膨脹閥不會由于冷媒壓力變動等情況使電子膨脹閥的電機的轉子產生位移；還可以在啟動電子膨脹之前對電子膨脹閥的施加一預定持續(xù)時間的電流對電機進行一次定位以克服電機的啟動轉矩不足導致電子膨脹閥不能有效的驅動的缺陷。該驅動控制方法包括步驟：接收所述電子膨脹閥的期望閥體開度信號，并根據所述期望閥體開度信號確定期望閥體開度脈沖數；根據所述期望閥體開度脈沖數和當前閥體開度脈沖數確定出使所述電子膨脹閥的電機轉動的轉動脈沖數，并基于所述轉動脈沖數產生與所述轉動脈沖數相應的驅動脈沖信號，并將該驅動脈沖信號進行功率放大后施加到所述電子膨脹閥的電機；將第三預定持續(xù)時間的第三保持電流經功率放大后施加到所述電機產生使所述電機的定子和轉子磁場之間的相對位置實現定位的力矩；將第二預定脈沖數的附加脈沖信號功率放大后施加給所述電子膨脹閥的電機，然后將第四預定持續(xù)時間的第四保持電流經功率放大后施加到所述電機產生使所述電機的定子和轉子磁場之間的相位位置實現定位的力矩。

其中，接收所述電子膨脹閥的期望閥體開度信號，并根據所述期望閥體開度信號確定期望閥體開度脈沖數包括：如果所述期望閥體開度信號為脈沖數，將該脈沖數作為期望閥體開度脈沖數；如果所述期望閥體開度信號為角度信號，根據預先確定的算法將該角度信號轉換為與該角度信號相對應的脈沖信號的脈沖數，并將其作為期望閥體開度脈沖數。

其中，在根據所述期望閥體開度脈沖數和當前閥體開度脈沖數確定出使所述電子膨脹閥的電機轉動的轉動脈沖數之前，還包括：將第一預定持續(xù)時間的第一保持電流經功率放大后施加到所述電機產生使所述電機的定子和轉子磁場之間的相對位置實現定位的力矩。

其中，所述當前閥體開度脈沖數存儲在存儲器中。

所述驅動控制方法，進一步包括：將所述期望閥體開度脈沖數存儲在存儲器中作為所述當前閥體開度脈沖數。

其中，第一、第二、第三和第四持續(xù)時間中的每一個為50毫秒至1秒。

其中，第一和第二預定脈沖數為1個。

隨著科技的發(fā)展，電子膨脹閥在變頻空調領域的使用已經很普遍。在空調領域中通常使用的是步進電機電子膨脹閥。電子膨脹閥包括步進電機和閥體，通過步進電機的轉動控制閥體的開度。步進電機的驅動電路通過驅動線與步進電機相連接。當需要驅動電子膨脹閥時，控制器向驅動電路發(fā)送脈沖控制信號，從而驅動步進電機轉動，使閥體達到相應的開度。

然而，截至2012年5月電子膨脹閥在變頻空調領域中的應用中，所涉及的技術主要是如何根據溫度和壓力的變化來控制步進電機的轉動從而調節(jié)電子膨脹閥的閥體的開度。具體地，電子膨脹閥的使用中，通過溫度壓力傳感器采樣壓力和溫度，基于所采集的壓力和溫度以及根據一定的控制算法，對電子膨脹閥目標開度進行控制。CPU通過計算得到電子膨脹閥需要的開度并轉換成相應的脈沖信號，該脈沖信號通過驅動器對電子膨脹閥的步進電機進行驅動，步進電機帶動閥體轉動從而調節(jié)電子膨脹閥的開度。如上所述，2012年5月之前技術中，電子膨脹閥的閥體開度的宏觀控制方面已經存在許多成熟的技術并且沒有太大的差別，但是鮮有涉及電子膨脹閥的控制細節(jié)即電子膨脹閥的啟動和停止驅動技術本身。由于在控制細節(jié)方面的忽視，使用中電子膨脹閥常常出現驅動失步，不能有效驅動以及不能有效的保持當前開度等等。

特別地，2012年5月之前技術中對電子膨脹閥的啟動控制方式是：電子膨脹閥在上次停止后，當目標脈沖信號發(fā)生變化時，直接從當前脈沖信號開始以正常的工作速率開關。電子膨脹閥的這種驅動方式在正常情況下沒有太大的問題。但有兩種情況會導致電子膨脹閥不能有效的動作。第一種情況是當電子膨脹閥在長時間沒有使用或有油或異物在閥體的被粘連卡死的情況下，往往由于電機的啟動轉矩不足導致電子膨脹閥不能有效的驅動，出現打滑、失步的情況，導致電子膨脹閥不能有效的開關。第二種情況是由于電子膨脹閥的電機停止后，在電子膨脹閥的停止脈沖信號上實施一定的電流，從而使電子膨脹閥的電機的定子和轉子之間的磁場形成保持力矩，使電子膨脹閥線圈在不通電的情況下仍然使轉子保持在停止時狀態(tài)。然而，實際情況中，在冷媒的壓力等的沖擊下，電子膨脹閥的電機的轉子不可避免的產生位移。在轉子產生位移的情況下按照電子膨脹閥上次停止時的脈沖位置啟動，往往由于轉子位置的偏移導致啟動失步的情況。

此外，2012年5月之前技術中對電子膨脹閥的停止控制方式為：通常，電子膨脹閥運行到達目標脈沖后，再持續(xù)對電子膨脹閥施加50毫秒以上電流使電子膨脹閥增大保持力矩，防止電子膨脹閥的電機的轉子磁場的S極或N極與定子磁場的N極或S極錯位。然而，在實際情況中，僅僅依靠在電子膨脹閥運行到達目標脈沖后，再持續(xù)對電子膨脹閥施加50毫秒以上電流，還難以確保電子膨脹閥的電機的轉子磁場的S極或N極與定子磁場的N極或S極不錯位。

因此，2012年5月之前技術中電子膨脹閥的啟動和停止的驅動技術仍然難以克服電機的啟動轉矩不足導致電子膨脹閥不能有效的驅動以及由于轉子與定子相對位置的偏移導致啟動失步的缺陷，無法確保正確控制電子膨脹的閥體開度。然而，變頻空調領域，特別市商用變頻多聯(lián)機領域電子膨脹閥的開度對整個空調系統(tǒng)控制有著無可替代的作用。因此，電子膨脹閥能否正確開啟、開度是否合適以及是否能保持當前開度決定著空調系統(tǒng)的性能及可靠性。而要獲得良好的性能以及可靠性，能夠正確地驅動電子膨脹閥的驅動技術是一款空調系統(tǒng)產品成功與否的關鍵。

因此，存在對一種能夠有效地對電子膨脹閥的啟動和停止進行控制以確保電子膨脹的閥體開度正確的技術的需要。

《電子膨脹閥的驅動控制裝置及方法》涉及電子膨脹閥技術，尤其涉及用于電子膨脹閥的驅動控制裝置及方法。

1.一種用于電子膨脹閥的驅動控制裝置，包括：處理單元，用于接收電子膨脹閥的期望閥體開度信號并根據所述期望閥體開度信號確定出期望閥體開度脈沖數，基于所述期望閥體開度脈沖數與當前閥體開度脈沖數獲得需要使電子膨脹閥的電機轉動的脈沖信號的轉動脈沖數；驅動信號發(fā)生電路，用于在所述處理單元的控制下產生預定脈沖數的附加脈沖信號和根據所述轉動脈沖數產生相應脈沖數目的驅動脈沖信號，并且用于在所述處理單元控制下產生持續(xù)預定時間的保持電流，所述保持電流為直流電流；驅動電路，將根據所述附加脈沖信號和驅動脈沖信號分別功率放大并施加給所述電機使其轉動，對驅動信號發(fā)生電路輸出的持續(xù)預定時間的保持電流進行功率放大并施加到所述電機上來產生用于使所述電機的定子和轉子磁場之間的相對位置實現定位的力矩。

2.如權利要求1所述的驅動控制裝置，其中，所述驅動信號發(fā)生電路在所述處理單元控制下產生持續(xù)預定時間的保持電流包括：所述處理單元確定出所述期望閥體開度脈沖數與當前閥體開度脈沖數不相等時，所述電驅動信號發(fā)生電路產生第一持續(xù)預定時間的第一保持電流；在所述驅動電路根據第一預定脈沖數的附加脈沖信號驅動所述電機后，所述驅動信號發(fā)生電路產生第二持續(xù)預定時間的第二保持電流。

3.如權利要求1或2所述的驅動控制裝置，所述驅動信號發(fā)生電路在所述處理單元控制下產生持續(xù)預定時間的保持電流包括：在所述驅動電路根據所述驅動脈沖信號驅動所述電機之后，所述驅動信號發(fā)生電路產生第三持續(xù)預定時間的第三保持電流；在所述驅動電路根據第二預定脈沖數的附加脈沖信號驅動所述電機后，所述驅動信號發(fā)生電路產生第四持續(xù)預定時間的第四保持電流。

4.如權利要求3所述的驅動控制裝置，其中，第一至第四持續(xù)預定時間中的每一個為50毫秒至1秒。

5.如權利要求4所述的驅動控制裝置，進一步包括：存儲器，用于存儲所述期望閥體開度脈沖數并將其作為所述當前閥體開度脈沖數。

6.如權利要求1所述的驅動控制裝置，其中，所述預定脈沖數為1個。

7.一種用于電子膨脹閥的驅動控制方法，包括步驟：接收所述電子膨脹閥的期望閥體開度信號，并根據所述期望閥體開度信號確定期望閥體開度脈沖數；當所述期望閥體開度脈沖數與當前閥體開度脈沖數不同時，將第一預定持續(xù)時間的第一保持電流施加到所述電機產生使所述電機的定子和轉子磁場相對位置實現定位的力矩；將第一預定脈沖數的第一附加脈沖信號功率放大后施加給所述電子膨脹閥的電機，然后將第二預定持續(xù)時間的第二保持電流施加到所述電機產生使所述電機的定子和轉子磁場相對位置實現定位的力矩；根據所述期望閥體開度脈沖數和當前閥體開度脈沖數確定出使所述電機轉動的轉動脈沖數，并基于所述轉動脈沖數產生與所述轉動脈沖數相應的驅動脈沖信號，并將該驅動脈沖信號進行功率放大后施加到所述電子膨脹閥的電機。

8.如權利要求7所述的驅動控制方法，其中，接收所述電子膨脹閥的期望閥體開度信號，并根據所述期望閥體開度信號確定期望閥體開度脈沖數包括：如果所述期望閥體開度信號為脈沖數，將該脈沖數作為期望閥體開度脈沖數；如果所述期望閥體開度信號為角度信號，根據預先確定的算法將該角度信號轉換為與該角度信號相對應的脈沖信號的脈沖數，并將其作為期望閥體開度脈沖數。

9.如權利要求7所述的驅動控制方法，其中，所述當前閥體開度脈沖數存儲在存儲器中。

10.如權利要求7所述的驅動控制方法，進一步包括：將所述期望閥體開度脈沖數存儲在存儲器中作為所述當前閥體開度脈沖數。

11.如權利要求7所述的驅動控制方法，在基于所述轉動脈沖數產生與所述轉動脈沖數相應的驅動脈沖信號，并將該驅動脈沖信號進行功率放大后施加到所述電子膨脹閥的電機之后，進一步包括：將第三預定持續(xù)時間的第三保持電流施加到所述電機產生使所述電機的定子和轉子磁場之間的相對位置實現定位的力矩。

12.如權利要求11所述的驅動控制方法，將第三預定持續(xù)時間的第三保持電流施加到所述電機產生使所述電機的定子和轉子磁場之間的相對位置實現定位的力矩之后，進一步包括：向所述電子膨脹閥的電機施加第二預定脈沖數的第二附加脈沖信號，然后將第四預定持續(xù)時間的第四保持電流施加到所述電機產生使所述電機的定子和轉子磁場之間的相對位置實現定位的力矩。

13.如權利要求11所述的驅動控制方法，其中，第一至第四持續(xù)時間中的每一個為50毫秒至1秒。

14.如權利要求12所述的驅動控制方法，其中，第一和第二預定脈沖數中的每一個為1個。

15.一種用于電子膨脹閥的驅動控制方法，包括步驟：接收所述電子膨脹閥的期望閥體開度信號，并根據所述期望閥體開度信號確定期望閥體開度脈沖數；根據所述期望閥體開度脈沖數和當前閥體開度脈沖數確定出使所述電子膨脹閥的電機轉動的轉動脈沖數，并基于所述轉動脈沖數產生與所述轉動脈沖數相應的驅動脈沖信號，并將該驅動脈沖信號進行功率放大后施加到所述電子膨脹閥的電機；將第三預定持續(xù)時間的第三保持電流經功率放大后施加到所述電機產生使所述電機的定子和轉子磁場之間的相對位置實現定位的力矩；將第二預定脈沖數的附加脈沖信號功率放大后施加給所述電子膨脹閥的電機，然后將第四預定持續(xù)時間的第四保持電流經功率放大后施加到所述電機產生使所述電機的定子和轉子磁場之間的相位位置實現定位的力矩。

16.如權利要求15所述的驅動控制方法，其中，接收所述電子膨脹閥的期望閥體開度信號，并根據所述期望閥體開度信號確定期望閥體開度脈沖數包括：如果所述期望閥體開度信號為脈沖數，將該脈沖數作為期望閥體開度脈沖數；如果所述期望閥體開度信號為角度信號，根據預先確定的算法將該角度信號轉換為與該角度信號相對應的脈沖信號的脈沖數，并將其作為期望閥體開度脈沖數。

17.如權利要求15所述的驅動控制方法，在根據所述期望閥體開度脈沖數和當前閥體開度脈沖數確定出使所述電子膨脹閥的電機轉動的轉動脈沖數之前，還包括：將第一預定持續(xù)時間的第一保持電流經功率放大后施加到所述電機產生使所述電機的定子和轉子磁場之間的相對位置實現定位的力矩。

18.如權利要求15所述的驅動控制方法，其中，所述當前閥體開度脈沖數存儲在存儲器中。

19.如權利要求15所述的驅動控制方法，進一步包括：將所述期望閥體開度脈沖數存儲在存儲器中作為所述當前閥體開度脈沖數。

20.如權利要求17所述的驅動控制方法，其中，第一、第三和第四持續(xù)時間中的每一個為50毫秒至1秒。

21.如權利要求15所述的驅動控制方法，其中，第二預定脈沖數為1個。

電子膨脹閥的優(yōu)點使其在空調機尤其是變頻多聯(lián)機得到廣泛應用。通常，空調機和變頻多聯(lián)機在室外機和室內機都分別有一個電子膨脹閥。在制冷時，室外機的電子膨脹閥全開，室內機的電子膨脹閥進行排氣過熱度控制，使系統(tǒng)和壓縮機處在穩(wěn)定可靠的運行區(qū)域。在制熱時，室外機的電子膨脹閥進行排氣過熱度控制，室內機的電子膨脹閥根據各個室內機的容量進行冷媒量分配，使各個室內機的制熱效果達到最佳。在空調機制冷或制熱過程中，根據溫度和壓力來調節(jié)電子膨脹閥的閥體開度從而達到控制溫度的具體技術措施2012年5月之前技術中已經存在大量的描述，在此不再贅述?！峨娮优蛎涢y的驅動控制裝置及方法》中，電子膨脹閥指的是利用直流電機技術的電子膨脹閥。

根據《電子膨脹閥的驅動控制裝置及方法》，為了克服由于電機的啟動轉矩不足導致電子膨脹閥不能有效的驅動以及由于轉子與定子相對位置的偏移導致啟動失步的缺陷，在電子膨脹閥啟動和停止時都對電機的轉子和定子之間的位置進行二次定位?？偟脕碚f，在電子膨脹閥啟動時，首先給電子膨脹閥的電機施加一個預定持續(xù)時間的保持電流，在電機的轉子和定子之間產生磁場，利用該磁場產生的力矩對轉子和定子之間的位置進行一次定位。然后，給電機施加一個預定脈沖數的附加脈沖信號使得電機轉動一個微小角度，接著再次給電機施加另一個預定持續(xù)時間的保持電流，利用轉子和定子之間的磁場產生的力矩來進行二次定位。接下來，給電機施加目標脈沖信號，使得電機轉動相應的角度。作為選擇，可以進一步在所述目標脈沖信號之后電機停止時，同樣先給電子膨脹閥的電機施加一個預定持續(xù)時間的保持電流，在電機的轉子和定子之間產生磁場，利用該磁場產生的力矩對轉子和定子之間的位置進行一次定位。接著，給電機施加一個預定脈沖數的附加脈沖信號使得電機轉動一個微小角度，接著再次給電機施加另一個預定持續(xù)時間的保持電流，利用轉子和定子之間的磁場產生的力矩來進行二次定位。

下面詳細描述《電子膨脹閥的驅動控制裝置及方法》的具體實施方式。

圖1示出了《電子膨脹閥的驅動控制裝置及方法》實施例的配置有驅動控制裝置的電子膨脹閥的結構示意圖。如圖1所示，電子膨脹閥包括驅動控制裝置和本體部分。本體部分包括電機14和閥體15。該領域技術人員理解，驅動控制裝置可以與本體部分是一體結構，也可以是完全分離的獨立部件。圖1所示的驅動控制裝置包括處理單元10，驅動信號發(fā)生電路11和驅動電路12。處理單元10接收電子膨脹閥的期望閥體開度信號。期望閥體開度信號是由空調系統(tǒng)的主控器（未示出）發(fā)出的。期望閥體開度信號可以是表示閥體開度的角度信號，也可以是表示與閥體開度的角度信號相對應的脈沖信號的脈沖數。處理單元10根據期望閥體開度信號確定出期望閥體開度脈沖數。具體地，當期望閥體開度信號為脈沖數時，處理單元10將該脈沖數作為期望閥體開度脈沖數；當期望閥體開度信號為角度時，處理單元10將該期望閥體開度信號根據預先確定的算法將該角度信號轉換為與表示閥體開度的角度信號相對應的脈沖信號的脈沖數，并將其作為期望閥體開度脈沖數。處理單元10根據期望閥體開度脈沖數與當前閥體開度脈沖數確定出需要使電子膨脹閥的電機轉動的脈沖信號的轉動脈沖數。其中，轉動脈沖數為期望閥體開度脈沖數和當前閥體開度脈沖數的差值。《電子膨脹閥的驅動控制裝置及方法》中，當前閥體開度脈沖數存儲在存儲器13中，存儲器13可以位于處理單元11內部，也可以在處理單元11外部作為一個獨立部件。驅動信號發(fā)生電路11根據處理單元10確定的轉動脈沖數，產生相應脈沖數目的驅動脈沖信號。當處理單元10確定需要產生預定脈沖數的附加脈沖信號時，驅動信號發(fā)生電路11產生預定脈沖數的附加脈沖信號。處理單元10確定是否指示驅動信號發(fā)生電路11產生保持電流和預定脈沖數的附加脈沖信號。具體地，處理單元10確定期望閥體開度脈沖數與當前閥體開度脈沖數不同時，控制驅動信號發(fā)生電路11先輸出第一預定持續(xù)時間的第一保持電流；然后，驅動信號發(fā)生電路11輸出第一預定脈沖數的附加脈沖信號；接著處理單元10控制驅動信號發(fā)生電路11輸出第二持續(xù)預定時間的第二保持電流。處理單元10監(jiān)控驅動信號發(fā)生電路11的輸出信號，當所述輸出信號為轉動脈沖數的驅動脈沖信號時，控制驅動信號發(fā)生電路11在轉動脈沖數的驅動脈沖信號之后輸出第三預定持續(xù)時間的第三保持電流；然后，驅動信號發(fā)生電路11輸出第二預定脈沖數的附加脈沖信號；處理單元10控制驅動信號發(fā)生電路11輸出第四個持續(xù)預定時間的第四保持電流。驅動信號發(fā)生電路11輸出的信號輸送到驅動電路12。驅動電路12對來自驅動信號發(fā)生電路的信號進行功率放大并施加到電機14上，使得電機14進行相應的動作。具體地，當從驅動信號發(fā)生電路11輸出的信號為脈沖信號時，驅動電路12驅動電機14轉動與脈沖信號的脈沖數相應的角度；當從驅動信號發(fā)生電路11輸出的信號為保持電流信號時，驅動電路12在電機14的定子和轉子磁場之間產生使電機定子和轉子定位的力矩。

每一次根據轉動脈沖數的脈沖信號驅動電機轉動之后，處理單元10都將期望閥體開度脈沖數進行存儲作為當前閥體開度脈沖數。

《電子膨脹閥的驅動控制裝置及方法》中，保持電流為直流電流。

圖2示出了根據發(fā)明的一個實施例的電子膨脹閥的驅動控制方法的流程圖。如圖2所示，在步驟201，處理單元10接收電子膨脹閥的期望閥體開度信號，并從期望閥體開度信號獲得期望閥體開度脈沖數。如前所述，期望閥體開度信號是從空調系統(tǒng)的主控器發(fā)出。如果期望閥體開度信號為脈沖數，處理單元10將該脈沖數作為期望閥體開度脈沖數。如果期望閥體開度信號為角度信號，處理單元10根據預先確定的算法將該角度信號轉換為與表示閥體開度的角度信號相對應的脈沖信號的脈沖數，并將其作為期望閥體開度脈沖數。

接下來，在步驟202，處理單元10從存儲器中讀取當前閥體開度脈沖數。處理單元10將期望閥體開度脈沖數與當前閥體開度脈沖數進行比較（步驟203），并且在二者不相同時，確定出需要使電子膨脹閥的電機轉動的脈沖信號的轉動脈沖數。如果期望閥體開度脈沖數與當前閥體開度脈沖數相同，則流程進行到步驟210。如果期望閥體開度脈沖數與當前閥體開度脈沖數不相同，處理單元10控制驅動信號發(fā)生電路11輸出第一預定持續(xù)時間的第一保持電流給驅動電路12，經驅動電路12進行功率放大之后施加到電子膨脹閥的電機上，在電機的轉子和定子之間產生磁場，利用該磁場產生的力矩對轉子和定子磁場之間的相對位置進行一次定位（步驟204）。然后，驅動信號發(fā)生電路11在處理單元10的控制下輸出第一預定脈沖數的附加脈沖信號，該附加脈沖信號經驅動電路12進行功率放大之后作用到電子膨脹閥的電機上使得電機轉動一個微小角度（步驟205）。在步驟206，處理單元10再次控制驅動信號發(fā)生電路11輸出第二持續(xù)預定時間的第二保持電流，經驅動電路12進行功率放大之后施加到電子膨脹閥的電機上，在電機的轉子和定子之間產生磁場，利用該磁場產生的力矩對轉子和定子磁場之間的相對位置進行二次定位。

接下來，處理單元10根據確定出的轉動脈沖數，控制驅動信號發(fā)生電路11產生與轉動脈沖數相應的轉動脈沖信號，并輸入到驅動電路12。轉動脈沖信號經驅動電路12進行功率放大之后，施加到電子膨脹閥的電機上使電機轉動與轉動脈沖數相對應的角度（步驟207）。在步驟208，處理單元10指示驅動信號發(fā)生電路11產生一個附加電流，經驅動電路12功率放大后施加到電機上產生力矩。該實施例中，步驟208并不是必須的。在步驟209，處理單元10將期望閥體開度脈沖數存儲到存儲器中作為當前閥體開度脈沖數，流程結束于步驟210。

該實施例中，第一持續(xù)時間和第二持續(xù)時間可以相同，也可以不同，但均至少為50毫秒。作為選擇，二者可以是60毫秒，70毫秒，80毫秒，90毫秒，100毫秒等。但是，為了不使電機過渡發(fā)熱，第一持續(xù)時間和第二持續(xù)時間最好不超過1秒。

該實施例中，第一預定脈沖數優(yōu)選地為1個脈沖。

眾所周知，根據電子膨脹閥的特性，電機的驅動速率越慢則電機的勵磁轉矩越大。大轉矩有助于電機啟動時克服由于電子膨脹閥在長時間沒有使用或有油或異物在閥體的被粘連卡死時產生的阻力，從而使得電機的轉子和定子的相對位置能夠定位。因此在該實施例中，為了克服電機的啟動轉矩不足導致電子膨脹閥不能有效的驅動以及由于轉子與定子相對位置的偏移導致啟動失步的缺陷，在根據轉動脈沖數啟動電機之前，首先給電機施加第一持續(xù)時間的保持電流，然后給電機施加一個附加脈沖數的脈沖信號，再給電機施加一個第二持續(xù)時間的保持電流。這樣，利用二次施加的一定持續(xù)時間的保持電流，在電機上產生大的勵磁轉矩，克服電機的阻力并且完成電機的轉子和定子相對位置的兩次定位。這樣，當給電機施加與轉動脈沖數相應的脈沖信號時，就可以正確地控制電子膨脹閥的閥體開度。

圖3示出了根據發(fā)明的另一個實施例的電子膨脹閥的驅動控制方法的流程圖。在步驟301，如同步驟201一樣，處理單元10接收電子膨脹閥的期望閥體開度信號，并從期望閥體開度信號獲得期望閥體開度脈沖數。接下來，在步驟302，處理單元10從存儲器中讀取當前閥體開度脈沖數。處理單元10將期望閥體開度脈沖數與當前閥體開度脈沖數進行比較（步驟303），并且在二者不相同時，確定出需要使電子膨脹閥的電機轉動的脈沖信號的轉動脈沖數。如果期望閥體開度脈沖數與當前閥體開度脈沖數相同，則流程進行到步驟312。如果期望閥體開度脈沖數與當前閥體開度脈沖數不相同，處理單元10控制驅動信號發(fā)生電路11輸出第一預定持續(xù)時間的第一保持電流給驅動電路12，經驅動電路12進行功率放大之后施加到電子膨脹閥的電機上，在電機的轉子和定子之間產生磁場，利用該磁場產生的力矩對轉子和定子之間的位置進行一次定位（步驟304）。然后，驅動信號發(fā)生電路11在處理單元10的控制下輸出第一預定脈沖數的附加脈沖信號，該附加脈沖信號經驅動電路12進行功率放大之后作用到電子膨脹閥的電機上使得電機轉動一個微小角度（步驟305）。在步驟306，處理單元10再次控制驅動信號發(fā)生電路11輸出第二持續(xù)預定時間的第二保持電流，經驅動電路12進行功率放大之后施加到電子膨脹閥的電機上，在電機的轉子和定子之間產生磁場，利用該磁場產生的力矩對轉子和定子之間的位置進行二次定位。

接下來，處理單元10根據確定出的轉動脈沖數，控制驅動信號發(fā)生電路11產生與轉動脈沖數相應的轉動脈沖信號，并輸入到驅動電路12。轉動脈沖信號經驅動電路12進行功率放大之后，施加到電子膨脹閥的電機上使電機轉動與轉動脈沖數相對應的角度（步驟307）。

在電子膨脹閥的電機轉動與轉動脈沖數相對應的角度之后，在步驟308，處理單元10控制驅動信號發(fā)生電路11輸出第三預定持續(xù)時間的第三保持電流給驅動電路12，經驅動電路12進行功率放大之后施加到電子膨脹閥的電機上，在電機的轉子和定子之間產生磁場，利用該磁場產生的力矩對轉子和定子之間的位置進行一次定位。然后，驅動信號發(fā)生電路11在處理單元10的控制下輸出第二預定脈沖數的附加脈沖信號，該附加脈沖信號經驅動電路12進行功率放大之后作用到電子膨脹閥的電機上使得電機轉動一個微小角度（步驟309）。在步驟310，處理單元10再次控制驅動信號發(fā)生電路11輸出第四持續(xù)預定時間的第四保持電流，經驅動電路12進行功率放大之后施加到電子膨脹閥的電機上，在電機的轉子和定子之間產生磁場，利用該磁場產生的力矩對轉子和定子之間的位置進行二次定位。在步驟311，處理單元10將期望閥體開度脈沖數存儲到存儲器中作為當前閥體開度脈沖數，流程結束于步驟312。

該實施例中，第一至第四持續(xù)時間可以相同，也可以不同，但均至少為50毫秒。作為選擇，第一至第四持續(xù)時間中的每一個可以是60毫秒，70毫秒，80毫秒，90毫秒，100毫秒等。但是，為了不使電機過渡發(fā)熱，第一至第四持續(xù)時間中的每一個最好不超過1秒。

該實施例中，第一預定脈沖數和第二預定脈沖數均為1個脈沖。

在該實施例中，不僅如圖2所示實施例一樣在啟動電子膨脹之前對電子膨脹閥的電機進行二次定位以克服電機的啟動轉矩不足導致電子膨脹閥不能有效的驅動以及由于轉子與定子相對位置的偏移導致啟動失步的缺陷，還在給電子膨脹閥的電機施加轉動脈沖數之后，再次對電子膨脹閥的電機進行二次定位，增強電機的力矩，以達到電機停止后電子膨脹閥不會由于冷媒壓力變動等情況使電子膨脹閥的電機的轉子產生位移。

圖4示出了根據《電子膨脹閥的驅動控制裝置及方法》的另一個實施例的電子膨脹閥的驅動控制方法的流程圖。如圖4所示，在步驟401，如步驟201一樣，處理單元10接收電子膨脹閥的期望閥體開度信號，并從期望閥體開度信號獲得期望閥體開度脈沖數。接下來，在步驟402，處理單元10從存儲器中讀取當前閥體開度脈沖數。處理單元10將期望閥體開度脈沖數與當前閥體開度脈沖數進行比較（步驟403），并且在二者不相同時，確定出需要使電子膨脹閥的電機轉動的脈沖信號的轉動脈沖數。如果期望閥體開度脈沖數與當前閥體開度脈沖數相同，則流程進行到步驟409。如果期望閥體開度脈沖數與當前閥體開度脈沖數不相同，處理單元10根據確定出的轉動脈沖數，控制驅動信號發(fā)生電路11產生與轉動脈沖數相應的轉動脈沖信號，并輸入到驅動電路12。轉動脈沖信號經驅動電路12進行功率放大之后，施加到電子膨脹閥的電機上使電機轉動與轉動脈沖數相對應的角度（步驟404）?？蛇x地，在步驟404之前，處理單元10控制驅動信號發(fā)生電路11輸出第一預定持續(xù)時間的第一保持電流給驅動電路12，經驅動電路12進行功率放大之后施加到電子膨脹閥的電機上，在電機的轉子和定子之間產生磁場，利用該磁場產生的力矩對轉子和定子之間的位置進行一次定位。

在電子膨脹閥的電機轉動與轉動脈沖數相對應的角度之后，在步驟405，處理單元10控制驅動信號發(fā)生電路11輸出第三預定持續(xù)時間的第三保持電流給驅動電路12，經驅動電路12進行功率放大之后施加到電子膨脹閥的電機上，在電機的轉子和定子之間產生磁場，利用該磁場產生的力矩對轉子和定子之間的位置進行一次定位。然后，驅動信號發(fā)生電路11在處理單元10的控制下輸出第二預定脈沖數的附加脈沖信號，該附加脈沖信號經驅動電路12進行功率放大之后作用到電子膨脹閥的電機上使得電機轉動一個微小角度（步驟406）。在步驟407，處理單元10再次控制驅動信號發(fā)生電路11輸出第四持續(xù)預定時間的第四保持電流，經驅動電路12進行功率放大之后施加到電子膨脹閥的電機上，在電機的轉子和定子之間產生磁場，利用該磁場產生的力矩對轉子和定子之間的位置進行二次定位。在步驟408，處理單元10將期望閥體開度脈沖數存儲到存儲器中作為當前閥體開度脈沖數，流程結束于步驟409。

該實施例中，第一、第三和第四持續(xù)時間可以相同，也可以不同，但均至少為50毫秒。作為選擇，第一、第三和第四持續(xù)時間中的每一個可以是60毫秒，70毫秒，80毫秒，90毫秒，100毫秒等。但是，為了不使電機過渡發(fā)熱，第一、第三和第四持續(xù)時間中的每一個最好不超過1秒。

該實施例中，優(yōu)選地，第二預定脈沖數為1個脈沖。

在該實施例中，在給電子膨脹閥的電機施加轉動脈沖數之后，再次對電子膨脹閥的電機進行二次定位，增強電機的力矩，以達到電機停止后電子膨脹閥不會由于冷媒壓力變動等情況使電子膨脹閥的電機的轉子產生位移。而且，在給電子膨脹閥的電機施加轉動脈沖數之前，第一持續(xù)時間的保持電流使得電機產生大的力矩克服阻力，也有助于電子膨脹閥的正確啟動。

2018年12月20日，《電子膨脹閥的驅動控制裝置及方法》獲得第二十屆中國專利優(yōu)秀獎。

圖1為相關技術的整體連接示意圖。

圖2為《一種鎢極氬弧焊控制裝置及方法》實施例3的整體連接示意圖。

圖3為《一種鎢極氬弧焊控制裝置及方法》實施例4的整體連接示意圖。

圖4為《一種鎢極氬弧焊控制裝置及方法》中氬氣控制裝置的電路圖。

一種鎢極氬弧焊控制裝置及方法專利目的

《一種鎢極氬弧焊控制裝置及方法》所要解決的技術問題是提供一種鎢極氬弧焊控制裝置及方法，可以克服2011年11月前有關技術中氬氣利用率低、保護不可靠的缺陷。

一種鎢極氬弧焊控制裝置及方法技術方案

一種鎢極氬弧焊控制裝置，直流焊機或TIG焊機通過焊接地線與工件電連接，直流焊機或TIG焊機通過焊接電纜與焊槍電連接，至少一個氬氣瓶通過管路與氬氣控制裝置的至少一個輸入端連通，氬氣控制裝置的輸出端通過管路與焊槍連通，氬氣控制裝置通過控制電纜與焊槍上的控制按鈕電連接；所述的氬氣控制裝置中，變壓器的二次側中第一電磁閥線圈和第二電磁閥線圈并聯(lián)，第二開關為一切換開關，第二開關位于B位時，第二開關與控制按鈕為并聯(lián)；變壓器的一次側串聯(lián)有第一開關；第二開關位于A位時，第二開關在第一電磁閥線圈的支路上與控制按鈕為串聯(lián)。

兩個氬氣瓶分別通過管路與氬氣控制裝置的兩個輸入端連通，氬氣控制裝置的輸出端分別通過管路與焊槍和工件的反面連通。

一個氬氣瓶分別通過兩條管路與氬氣控制裝置的兩個輸入端連通，氬氣控制裝置的輸出端分別通過管路與焊槍和工件的反面連通。

與工件的反面連通的管路，與第一電磁閥線圈所在的電磁閥連通，與焊槍連通的管路，與第二電磁閥線圈所在的電磁閥連通。

所述的第一電磁閥線圈和第二電磁閥線圈還分別并聯(lián)有指示燈。

一種采用上述的裝置進行鎢極氬弧焊控制的方法，包括以下步驟：1）將直流焊機或TIG焊機通過焊接地線與工件電連接，將直流焊機或TIG焊機通過焊接電纜與焊槍電連接；2）將氬氣瓶的輸出管路通過氬氣控制裝置的第一電磁閥或第二電磁閥與焊槍連通，將控制按鈕通過控制電纜與氬氣控制裝置電連接，將第二開關設在A位；3）開啟第一開關，焊工操作時通過控制按鈕控制氬氣的供應；通過上述步驟實現在鎢極氬弧焊作業(yè)中提高氬氣利用率。

進一步優(yōu)化的方案包括以下步驟：1）將直流焊機或TIG焊機通過焊接地線與工件電連接，將直流焊機或TIG焊機通過焊接電纜與焊槍電連接；2）將氬氣瓶的輸出管路通過氬氣控制裝置的第一電磁閥與焊槍連通，將控制按鈕通過控制電纜與氬氣控制裝置電連接，將另一個氬氣瓶或者同一個氬氣瓶的另一條輸出管路通過氬氣控制裝置的第二電磁閥與工件的反面連通，將第二開關設在B位，開啟第一開關，預先給工件的反面充氬氣，待工件的反面充好，將第二開關設在A位；3）焊工操作時通過控制按鈕控制氬氣的供應；

通過上述步驟實現在鎢極氬弧焊作業(yè)中提高氬氣利用率，且實現操作中對工件的雙面保護。

工程建設中金屬管道和設備的焊接大量采用手工鎢極氬弧焊，手工鎢極氬弧焊需要對焊槍中氬氣和合金鋼背面充氬保護裝置中氬氣進行控制，防止氬氣浪費。但2011年11月前的TIG焊機無背面充氬保護裝置中氬氣控制功能，而且在TIG焊機距離焊接位置較遠時，因氣路很長無法對焊槍中氬氣進行控制或控制效果較差。

《一種鎢極氬弧焊控制裝置及方法》提供的一種鎢極氬弧焊控制裝置及方法，通過設置的氬氣控制裝置，使操作人員克服了因操作點距離焊機較遠而造成的氬氣浪費較大，氬氣利用率低的技術問題。這是由于氬氣控制裝置的體積小，重量輕，攜帶十分方便，氬氣控制裝置既可放置在焊機附近，也可以根據需要放置在焊接位置附近，在高空作業(yè)時，甚至就放在或掛在焊口旁邊。氬氣瓶跟隨焊接氬氣控制裝置移動，另外還可以對合金鋼背面充氬保護用氬氣進行控制，大大提高了手工鎢極氬弧焊氬氣利用率，降低了焊接成本。相比TIG焊機，大大縮短了氣路和控制線長度，焊接位置不受與焊機位置距離遠近、高低的影響。

由于氬氣控制裝置具有雙路氬氣控制功能，既可單獨控制焊槍氬氣，又可同時控制焊槍和工件反面充氬保護用氬氣。

氬氣控制裝置的輸入端通過一條或兩條氬氣管路與氬氣瓶連通，輸出端則通過一條或兩條氬氣管路與焊槍和背面充氬保護裝置連通；焊接氬氣控制通過控制電纜與焊槍上的控制按鈕連接。操作人員通過焊槍上的控制按鈕實現對焊接氬氣的控制。

氬氣控制裝置可以采用220伏交流電源，插頭與現場磨光機用電源插座相連即可使用，不需單獨敷設供電電纜。

由于采用了氬氣控制裝置，因此《一種鎢極氬弧焊控制裝置及方法》中的TIG焊機，可以用普通的直流焊機替代，從而較大的節(jié)省了成本。

根據觀察和統(tǒng)計，TIG焊接氬氣控制系統(tǒng)氬氣利用率理想狀態(tài)下為94%左右，在管路延長或有破損的情況下，利用率大幅降低，如需管內充氬保護，即工件反面充氬保護，則需要另外一個操作人員協(xié)同操作，且TIG焊接氬氣控制系統(tǒng)氬氣利用率為70%~80%；而采用《一種鎢極氬弧焊控制裝置及方法》的方法，不論管內是否充氬，氬氣利用率均可達到98%以上，節(jié)氬效果十分明顯。

一種鎢極氬弧焊控制裝置及方法改善效果

相比TIG焊接氬氣控制系統(tǒng)，氬氣控制裝置的氬氣利用率節(jié)約達到2%~28%。按某公司承建的一個安裝凈費用在600萬、管道達因4萬個左右的一般中小型化工工程，采用TIG焊接氬氣控制系統(tǒng)，需消耗氬氣600瓶左右，費用4.8萬元；如采用焊接氬氣控制器，則只消耗氬氣370~420瓶，費用2.2~2.5萬元，扣除焊接氬氣控制器制作費用及電費2000元（電量消耗很小，可以忽略不計）左右，一個工程即可節(jié)省費用0.9~1.2萬元，經濟效益較為顯著。