一种电暖器低温环境启动的控制装置、方法及电暖器

技术领域

本发明涉及电暖器技术领域，特别地涉及一种电暖器低温环境启动的控制装置、方法及电暖器。

背景技术

目前，国内部分地区的冬季气温较低且未进行供暖，用户主要使用电暖器进行取暖。不少用户反馈，电暖器在低温环境下长时间放置后，整机启动运行一段时间后会触发内部限温器的过热保护，导致电暖器无法正常运行。

经过分析得知，导致触发限温器的过热保护而使电暖器无法正常运行的原因在于，电暖器的电机长时间处于低温环境中，其润滑油变稠且流动性下降，进而润滑效果减弱，致使电机的转速下降且风量减小。电机的风量减小使得电暖器的整机电加热器产生的热量无法及时散出，造成热量在电暖器内部堆积，从而触发整机的限温器过热保护，导致电暖器无法使用，影响用户体验。

为解决此问题，需要设计一种控制装置及控制方法，以满足电暖器在低温环境下的启动需求。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种电暖器低温环境启动的控制装置、方法及电暖器，根据电机启动时的电流值与电流阈值的比对结果，在电机负载过大、风量减小时，减小加热模块的发热量，避免热量因电机风量减小而无法及时传递出去导致的触发限温器过热保护的问题。

第一方面，本发明提出了一种电暖器低温环境启动的控制装置，包括：

加热模块；

电机检测模块，所述电机检测模块用于检测电机的负载情况并实时获取电机的电流值；

控制模块，所述控制模块能够接收所述电机检测模块获取的所述电流值并与预设的电流阈值进行比对，其根据比对结果判断电机的负载情况；

所述控制模块配置为能够根据电机的负载情况控制所述加热模块的运行模式，以控制所述加热模块的发热量。

在一个实施方式中，所述控制模块配置为：在所述电流值小于所述电流阈值时控制所述加热模块的按正常模式运行，在所述电流值大于所述电流阈值时控制所述加热模块的按占空比模式运行；

所述加热模块在所述占空比模式下的发热量小于所述正常模式下的发热量。

在一个实施方式中，所述控制模块包括供电控制单元，所述供电控制单元连接于所述加热模块的供电回路中，其用于控制对所述加热模块进行正常供电或按预设占空比供电。

在一个实施方式中，所述加热模块为PTC电加热器。通过本实施方式，PTC电加热器是电暖器中常用的发热器件，贴合实际控制装置对应的电暖器产品。

第二方面，本发明提出了一种电暖器低温环境启动的控制方法，其应用于上述的控制装置，其包括：

实时获取电暖器整机启动后的电机的电流值；

将所述电流值与电流阈值进行比对；

根据比对结果控制电暖器的加热模块的运行模式，以控制其发热量。

在一个实施方式中，根据比对结果控制电暖器的加热模块的运行模式，包括：

当所述电流值小于所述电流阈值时，判断为电机负载正常，对电暖器的加热模块进行正常供电；

当所述电流值大于所述电流阈值时，判断为电机负载过大，对电暖器的加热模块按预设占空比进行供电，以减小其发热量。

在一个实施方式中，在实时获取电暖器整机启动后的电机的电流值之前，所述控制方法还包括：确定所述电流阈值。通过本实施方式，先确定电流阈值，才能根据电流值对电机的工况进行准确的判断。

在一个实施方式中，确定所述电流阈值，包括：

在低温环境下，建立电机启动运行过程中的电流值变化情况与是否触发限温器过热保护之间的关系，以此确定所述电流阈值。通过本实施方式，通过实验建立电流值变化情况与是否触发限温器过热保护之间的关系，能够更准确的对电流阈值进行确定。

在一个实施方式中，在对电暖器的加热模块按预设占空比进行供电之前，所述控制方法还包括：确定与获取的所述电流值对应的所述预设占空比。通过本实施方式，先确定预设占空比，才能对加热模块进行相应的供电，满足对于不触发过热保护的要求。

在一个实施方式中，确定与获取的所述电流值对应的所述预设占空比，包括：

在低温环境下，满足不触发限温器过热保护的前提，建立电机启动运行过程中的电流值x与占空比Y之间的关系并建立函数关系式f(x)，以此确定所述预设占空比。

在一个实施方式中，所述函数关系式f(x)中的电流值x对应的占空比Y满足电机从当前状态恢复至正常状态所用的时间最短。通过本实施方式，对加热模块的供电按函数关系式f(x)中对应的占空比Y进行，电机整个启动并恢复的过程用时最短，这样可以更快速的对用户进行正常的供热，提高用户体验。

第三方面，本发明提出了一种电暖器，其包括上述的控制装置。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

本发明提供的一种电暖器低温环境启动的控制装置、方法及电暖器，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：

本发明的一种电暖器低温环境启动的控制装置、方法及电暖器，在电暖器处于低温环境下启动时，通过将电暖器内部电机启动时的电流值与电流阈值进行比对，判断电机启动时的负载情况，并能够根据电机的负载情况来控制加热模块的发热量。从而在电机负载过大、风量减小时，减小加热模块的发热量，避免热量因电机风量减小而无法及时传递出去，进而避免触发限温器的过热保护而使电暖器停机，保证电暖器的正常使用。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1显示了本发明的控制装置的结构示意图；

图2显示了本发明的控制方法的控制流程图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

附图标记：

10-加热模块，20-电机检测模块，30-控制模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

本发明提供的一种电暖器低温环境启动的控制装置，包括：

加热模块10；

电机检测模块20，电机检测模块20用于检测电机的负载情况并实时获取电机的电流值；

控制模块30，控制模块30能够接收电机检测模块20获取的电流值并与预设的电流阈值进行比对，其根据比对结果判断电机的负载情况；

控制模块30配置为能够根据电机的负载情况控制加热模块10的运行模式，以控制加热模块10的发热量。

具体地，如附图图1所示，控制装置主要包括加热模块10、电机检测模块20以及控制模块30。加热模块10为电暖器内部的发热部件，根据用户的取暖需求进行发热供暖；电机检测模块20，电机监测模块用于实时检测电机的电流值并反映电机的负载情况；控制模块30用于控制电机监测模块与加热模块10的运行，同时根据接收的电机监测模块获取的电机的电流值来控制加热模块10的运行模式。

本发明涉及的电暖器，其通过加热模块10进行发热，随后通过电机的运转将热量以热风的形式传递出去，实现用户的取暖。电暖器长时间放置在低温环境中并进行启动时，由于较低的环境温度导致电机的润滑效果下降、电机转速下降、风量减小，进而加热模块10产生的热量无法及时通过热风的形式传递出去。热量在电暖器内部不断积累并导致温度升高，并最终因温度过高而触发限温器的过热保护，最终导致电暖器因过热停机。

电机在低温环境下启动时，电机负载较大，此时的电流值比较正常运行情况下的电流值大。因此，通过对于电机启动过程中的电流值进行检测，并与预设的电流阈值进行比对，能够判断电机此时的运转及负载情况。根据电机电流值与电流阈值的比对结果，控制模块30控制加热模块10的运行模式，以获得不同大小的发热量。保证如果电机风量减小，避免发热量过大而触发限温器过热保护。

需要说明的是，电流阈值的大小应该根据环境温度来确定，因为环境温度的高低直接决定了电机启动过程中的负载以及自身的电流值。

优选地，加热模块10为PTC电加热器。

在一个实施例中，控制模块30配置为：在电流值小于电流阈值时控制加热模块10的按正常模式运行，在电流值大于电流阈值时控制加热模块10的按占空比模式运行；加热模块10在占空比模式下的发热量小于正常模式下的发热量。

具体地，当电机的电流值小于电流阈值时，表明此时电机的负载正常，其启动运行时的风量能够满足热量及时传递的要求，此时控制加热模块10的按正常模式运行，即加热模块10满载运行，其发热量为额定值。当电机的电流值大于电流阈值时，表明此时电机的负载超出正常范围、负载较大，其启动运行时的风量不能够满足热量及时传递的要求，所以此时需要减小加热模块10的发热量，控制加热模块10按占空比模式，占空比模式下的加热模块10处于非满载运行，发热量小于其额定值，此时的发热量不会处触发限温器的过热保护。

需要说明的是，对于电流值等于电流阈值的情形，可以根据实际情况进行设置，既可以归入电机负载正常的情景，也可以归入电机负载正常的情景

在一个实施例中，控制模块30包括供电控制单元，供电控制单元连接于加热模块10的供电回路中，其用于控制对加热模块10进行正常供电或按预设占空比供电。

具体地，控制模块30通过控制供电来控制加热模块10的运行模式，正常模式下对加热模块10进行其额定的供电，占空比模式下对加热模块10进行的供电小于其额定的供电需求。

本发明提供的一种电暖器低温环境启动的控制方法，其应用于前述的控制装置，其包括：

步骤S100：确定电流阈值；

环境温度直接影响到电机启动时的运转与负载情况，所以电机启动时的电流值与环境温度直接相关，进而电流阈值的确定与温度有一定关系，通过步骤S101来进一步确定电流阈值。

步骤S101：在低温环境下，建立电机启动运行过程中的电流值变化情况与是否触发限温器过热保护之间的关系，以此确定电流阈值。

针对电暖器整机，进行多组低温环境下长时间放置后的启动运行实验，每组实验的环境温度不同。通过全程监控电机的电流，建立不同环境温度下，电机的电流值与限温器是否被触发过热保护的联系，并确定一个在实验中获得的电流值作为电流阈值。

例如，电暖器整机在低温环境下启动的过程中，由于电暖器以及电机自身的发热，电机的润滑性能逐渐恢复，电机的负载逐渐由过大而恢复至正常，电机的电流值也逐渐减小。当电机的电流值减小到某一个值x

不同环境温度下，电机启动时的电流值会有差异，即环境温度越低，电机启动时的负载越大、电流值一般也越大；所以先根据实验获得不同环境温度下触发限温器过热保护与电流值大小之间的关系，再结合电暖器实际应用环境可能存在的温度范围，参考多组实验的电流值数据，设置一个尽可能覆盖其应用环境可能存在的环境温度范围的电流阈值。

步骤S110：实时获取电暖器整机启动后的电机的电流值；

电暖器整机启动后，同步发出指令来获取电机的电流值，获取的电机的电流值是其启动过程中的电流值数据，即启动之后至运转正常这一过程。

步骤S120：将电流值与电流阈值进行比对；

获取到电机的电流值后，将该电流值与电流阈值进行比对，电流值与预设的电流阈值的对比结果反映电机启动过程中的运转与负载状态。

步骤S130：根据比对结果控制电暖器的加热模块的运行模式，以控制其发热量；

步骤S131：当电流值小于电流阈值时，判断为电机负载正常，对电暖器的加热模块进行正常供电；

电机负载正常的状态下，电机的转速可以满足加热模块正常发热时的散热需求，此时对加热模正常供电，整机正常运行，该状态表明电暖器可能未处于低温环境中；

步骤S132：当电流值大于电流阈值时，判断为电机负载过大，确定与获取的电流值对应的预设占空比，对电暖器的加热模块按预设占空比进行供电，以其减小发热量；

在步骤S132中，对于预设占空比的确定方式为：

在低温环境下，满足不触发限温器过热保护的前提，建立电机启动运行过程中的电流值x与占空比Y之间的关系并建立函数关系式f(x)，以此确定预设占空比；函数关系式f(x)中的电流值x对应的占空比Y满足电机从当前状态恢复至正常状态所用的时间最短。

加热模块在发热的同时会对电机进行加热，有助于电机自身润滑性能的恢复，所以在加热模块的发热量在不过大而触发限温器过热保护的前提下，理论上加热模块的发热量越大，即占空比Y越大，电机恢复至正常状态所用的时间T越小，时间T越小越贴合用户的使用需求。

电暖器整机进行多组低温环境下长时间放置后的启动运行实验，在满足整机启动后限温器不触发过热保护的前提下，建立不同的占空比Y与电机恢复至正常状态所用的时间T、电流值x的联系。即在某一电流值x的基础上，通过多组实验确定加热模块按不同的占空比Y运行时电机恢复至正常状态对应所用的时间T；对于某一电流值x，对应电机恢复至正常状态所用时间T最小的占空比Y是最优的选择。进而最终确定的占空比Y与电机的电流值x的函数关系式f(x)，即反应的是电机启动时的电流值x对应的能够使电机恢复至正常状态所用的时间T最小的最优的占空比Y。

因此，步骤S132中的预设占空比即为对应电机恢复至正常状态所用时间T最小的最优的占空比Y。

需要说明的是，基于步骤S101中所举的例子，对于电流阈值的进一步确定需要根据触发限温器过热保护时的电流值x

如果，触发限温器过热保护时的电流值x

如果，触发限温器过热保护时的电流值x

参照图2所示的本发明的控制方法的流程图：

a、电暖器整机启动，电机同步启动，检测并获取电机启动时的电流值x

b、对获取的电机启动时的电流值x

若电流值x

若电流值x

c、对电暖器的加热模块按预设占空比进行供电过程中，电机的电流值逐渐减小，持续获取电机实时的电流值x

在电流值x

在电流值x

d、控制完成，电暖器正常运行。

对于电流值x等于电流阈值A的情况，在前述内容中已作说明，即可以根据实际需求，归入电机负载正常的情形下或电机负载过大的情形下。

本发明提供的一种电暖器，其包括前述的控制装置，进而具备其所具备的全部技术效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。