光伏空调生产检测技术研究

黄锐斌,刘建东,代咪咪

珠海格力电器股份有限公司   广东 珠海 519000

摘要: 本文简明扼要的对光伏空调检测技术进行研究分析，设计出厂检测方案，对检测过程存在的问题及技术要点进行了讨论，阐述了如何对光伏空调进行高效、全面的出厂质量检测。

关键词：光伏空调；检测技术；效率；质量

Research ondetection technology of photovoltaic air conditioning production

Huang ruibin   Liu jiandong  Dai mimi

Gree Electric Appliances,Inc.of Zhuhai   Zhuhai Guangdong 519000

Abstract:This article briefly studies and analyzes the testing technology of photovoltaic air conditioner, designs the testing methods, discusses the existing problems and key technical points in the testing process and expounds how to conduct efficient and comprehensive factory testing of photovoltaic air conditioner.

Key Words:photovoltaic air conditioning production;detection technology;efficiency;quality

0 前言

光伏直驱变频空调绿色环保，受到了越来越多消费者的青睐，相对传统空调而言光伏空调具有纯空调运行、纯光伏发电运行、光伏空调运行、光伏空调及系统用电运行、光伏空调及系统发电工作五大功能模式，在生产光伏空调的过程中，需要完成厂内运行五大功能模式测试，如使用常规的太阳能电池阵列方式供电，势必会因为供电方式的不稳定，无法确保质量检测一致性，如果光伏空调五大功能分开测试，每个模式运行10分钟，完成检测需要50分钟，生产效率低下，能耗高。如何进行光伏直驱变频多联机空调高效、高品质和低成本检测是本论文研究的主题。

1光伏空调的生产检测方法

图1 检测系统原理图

在常规空调生产检测中，会设计一种专门用于生产的测试程序，直接控制被测外机各个负载并自动检测，测试效率整体提升30%[1]。针对光伏空调笔者设计了高效质量检测方案，该方法的检测系统原理图如图1所示，测试系统包括了直流供电设备（DC200V～750V可调输出）、光伏空调、通讯转换模块、电脑、DC12V开关电源。光伏空调生产装配完成后，先给光伏空调与直流供电设备上电，空调与电脑之间按照协议建立通讯，再通过电脑端运行已编写好的逻辑时序控制空调负载运行并收集运行参数信息，实现光伏空调五大模式全天候全自动切换检测，具体过程如下：

1）、被测机供电：光伏空调采用交流+直流双电源供电且具备并网发电功能，直流输入电压按照空调铭牌信息调节，只要保证直流电压高于交流电压即可；

2）、建立通讯：通过通讯模式转换器，把光伏空调CAN通讯协议转换成MODBUS协议，完成被测机与电脑之间的数据交互，然后通过MODBUS协议从上位机中获取所述控制逻辑时序；

3）、控制负载运行：通过运行最优控制逻辑时序，实现光伏空调压缩机、风机、电子膨胀阀、电磁阀等整机零部件动作，可根据环境温度确定空调运行制热或者制冷模式进行五大模式调试；

4）、运行状态参数采集：电脑实时采集并监控光伏空调系统压力、温度、光伏并网标识状态、光伏发电量等信息，用于五大模式运行健康状态监控。

2、光伏空调检测抗干扰研究

光伏空调由于具备光伏发电功能，电源系统拓扑复杂，抗干扰要求极高，在机组进行运转测试时容易导致出现通讯中断的情况，机组无法正常测试。具体表现为测试开始通讯正常，当压缩机或风机开启时通讯中断，并不能恢复通讯。采用示波器进行干扰源排查试验，试验结果显示共模干扰电流流经通讯转换模块并回流大地形成电流回路和在线测试工装抗干扰能力不足是导致通讯异常的2大原因。

    明确通讯干扰原因后，分别制定对策，防止光伏空调出厂检测通讯干扰。针对第一个原因，在产品主板开关电源输出24V-GND端子上增加Y电容到大地，通过改变干扰路径，增强本机通讯稳定性；针对第二个原因，在CAN转485通讯模块电路上增加DC/DC隔离模块，防止机组的干扰影响测试工装通讯的稳定性，加强在线测试工装抗干扰能力，增强通讯稳定性。对策实施后，经批量检测验证，采集通讯数据分析，通讯数据稳定，已消除通讯干扰影响，不存在通讯丢包的情况，实现光伏空调在线测试100%通讯稳定。

3、光伏空调的功能模式自动切换

光伏空调五大模式切换逻辑时序原理如图2所示，包含光伏多联整机运行功率、

光伏模拟供电上限1000W，逻辑设定的t0～t4五大模式自动切换点，开机检测后，随着负载控制启动，压缩机频率上升，空调运行功率会逐步增大，利用压缩机升频整机功率上升特性，完成五大模式全自动切换，采集光伏空调运行过程中的状态参数，以监控光伏空调五大模式下的运行健康状态，整机正常工作，系统参数稳定，并在10分钟内完成整机5大功能测试，t4=10min，实现高效检测。

图2 光伏空调五大模式切换逻辑时序原理

逻辑时序原理切换说明如下：

1）、纯发电模式：t0～t1阶段，空调无任何负载运行，整机功率为0，光伏模拟1000W输出功率全部转换成光伏发电量并入市电；

2）、空调加发电模式：t1～t2阶段，先运行风机，在运行压缩机以及其他系统部件，整机功率恒低于1000W，光伏模拟1000W输出功率的剩余部分转换成光伏发电量并入市电；

3）、光伏空调模式：t2时刻，在压缩机升频运行过程中，整机功率上升，总会有一个时刻整机功率为1000W，此时光伏发电量为0；

4）、光伏用电模式：t2～t3阶段，随着压缩机频率继续上升，整机功率超过1000W，光伏模拟1000W输出功率不满足整机供电，交流电会自动补充供电，满足整机正常运行，此时光伏发电量为0；

5）、纯用电模式：t3～t4阶段，t3时刻自动取消光伏模拟1000W输入供电，仅保留交流供电，满足空调正常运行。

4、光伏空调的发电功能检测

光伏空调按照是否接入电网可以分为独立型和并网型两种[2]。独立光伏空调不与电网连接，一般配备蓄电池或者缓冲电池以保证能量的持续供应，非常适用于偏远无电地区，而并网型光伏空调发电优先给空调使用，有剩余的电量会并入市电网络，通过卖电产生经济效益。光伏空调的发电系统的特征是一个随机的、不稳定的发电电源[3]，因此，光伏空调的出厂检测，除了对五大功能模式下发电量进行检测，还需要进行并网功能检测。并网功能检测建立在通讯稳定基础上，如果光伏空调在发电运行阶段，发出电量成功并入市电网络，检测结果识别为“1”，反之识别为“0”。笔者以一台15匹光伏空调作为试验样机，按照图2光伏空调五大模式切换逻辑时序进行检测，光伏空调检测参数图如图3所示，开始运行检测程序后，空调首先进入纯发电模式，并网标志为“1”，并网功能合格，试验结果显示，光伏发电功率输出稳定，光伏发电量呈锯齿状动态输出，光伏发电功能合格，在光伏空调功能模式切换过程中，市电补充正常，不存在通讯干扰或者对电网冲击现象，五大模式之间全自动无缝切换。

图3 光伏空调检测参数图

在光伏空调检测过程中，检测系统同时进行常规空调质量检测，包括对空调制冷、制热功能检测，压缩机、风机、电子膨胀阀、电磁阀、传感器、主板、驱动板等整机零部件质量以及过程装配质量进行智能检测，结合以过热度，压比，压缩机电机温度监控为模型的可靠性评价标准，完成检测后系统自动生成检测结论，确保光伏空调高效、高品质检测。

5、结论

本文论述了如何在光伏空调出厂检测中提高效率和质量可靠性，解决通讯干扰问题，实现光伏功能全自动智能检测，得到以下结论。

1）、在光伏空调产品及检测工装上同时进行防干扰设计，减少产品共模干扰电流，加强检测工装防通讯干扰能力；

2）提供1000W光伏模拟输入条件，逻辑时序设定5个模式切换点，在10分钟内实现光伏空调五大模式全自动无缝切换检测，测试效率可以大幅度提升；

3、除了常规空调质量检测项目外，光伏空调质量检测还包括并网标志、光伏发电量、光伏发电功率的检测。

参考文献

[1] 吴妙新. 关于制冷剂灌注量与生产测试的研究[J]. 日用电器,2012,4：10-13.

[2] 陈雪梅, 王如竹, 李勇. 太阳能光伏空调研究及进展[J]. 上海: 制冷学报,2016,10：1-9.

[3] 范建波，陈锦华等. 光伏空调并网三相不平衡问题研究[J]. 环境试验设备，2018,8:114-118

作者简介：

黄锐斌（1990-），男，广东高州人，现任珠海格力电器股份有限公司暖通工程师

作者联系方式：

地址：珠海格力电器股份有限公司工艺部  

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