电子膨胀阀的驱动控制装置及方法

《电子膨胀阀的驱动控制装置及方法》涉及电子膨胀阀技术，尤其涉及用于电子膨胀阀的驱动控制装置及方法。

随着科技的发展，电子膨胀阀在变频空调领域的使用已经很普遍。在空调领域中通常使用的是步进电机电子膨胀阀。电子膨胀阀包括步进电机和阀体，通过步进电机的转动控制阀体的开度。步进电机的驱动电路通过驱动线与步进电机相连接。当需要驱动电子膨胀阀时，控制器向驱动电路发送脉冲控制信号，从而驱动步进电机转动，使阀体达到相应的开度。

然而，截至2012年5月电子膨胀阀在变频空调领域中的应用中，所涉及的技术主要是如何根据温度和压力的变化来控制步进电机的转动从而调节电子膨胀阀的阀体的开度。具体地，电子膨胀阀的使用中，通过温度压力传感器采样压力和温度，基于所采集的压力和温度以及根据一定的控制算法，对电子膨胀阀目标开度进行控制。CPU通过计算得到电子膨胀阀需要的开度并转换成相应的脉冲信号，该脉冲信号通过驱动器对电子膨胀阀的步进电机进行驱动，步进电机带动阀体转动从而调节电子膨胀阀的开度。如上所述，2012年5月之前技术中，电子膨胀阀的阀体开度的宏观控制方面已经存在许多成熟的技术并且没有太大的差别，但是鲜有涉及电子膨胀阀的控制细节即电子膨胀阀的启动和停止驱动技术本身。由于在控制细节方面的忽视，使用中电子膨胀阀常常出现驱动失步，不能有效驱动以及不能有效的保持当前开度等等。

特别地，2012年5月之前技术中对电子膨胀阀的启动控制方式是：电子膨胀阀在上次停止后，当目标脉冲信号发生变化时，直接从当前脉冲信号开始以正常的工作速率开关。电子膨胀阀的这种驱动方式在正常情况下没有太大的问题。但有两种情况会导致电子膨胀阀不能有效的动作。第一种情况是当电子膨胀阀在长时间没有使用或有油或异物在阀体的被粘连卡死的情况下，往往由于电机的启动转矩不足导致电子膨胀阀不能有效的驱动，出现打滑、失步的情况，导致电子膨胀阀不能有效的开关。第二种情况是由于电子膨胀阀的电机停止后，在电子膨胀阀的停止脉冲信号上实施一定的电流，从而使电子膨胀阀的电机的定子和转子之间的磁场形成保持力矩，使电子膨胀阀线圈在不通电的情况下仍然使转子保持在停止时状态。然而，实际情况中，在冷媒的压力等的冲击下，电子膨胀阀的电机的转子不可避免的产生位移。在转子产生位移的情况下按照电子膨胀阀上次停止时的脉冲位置启动，往往由于转子位置的偏移导致启动失步的情况。

此外，2012年5月之前技术中对电子膨胀阀的停止控制方式为：通常，电子膨胀阀运行到达目标脉冲后，再持续对电子膨胀阀施加50毫秒以上电流使电子膨胀阀增大保持力矩，防止电子膨胀阀的电机的转子磁场的S极或N极与定子磁场的N极或S极错位。然而，在实际情况中，仅仅依靠在电子膨胀阀运行到达目标脉冲后，再持续对电子膨胀阀施加50毫秒以上电流，还难以确保电子膨胀阀的电机的转子磁场的S极或N极与定子磁场的N极或S极不错位。

因此，2012年5月之前技术中电子膨胀阀的启动和停止的驱动技术仍然难以克服电机的启动转矩不足导致电子膨胀阀不能有效的驱动以及由于转子与定子相对位置的偏移导致启动失步的缺陷，无法确保正确控制电子膨胀的阀体开度。然而，变频空调领域，特别市商用变频多联机领域电子膨胀阀的开度对整个空调系统控制有着无可替代的作用。因此，电子膨胀阀能否正确开启、开度是否合适以及是否能保持当前开度决定着空调系统的性能及可靠性。而要获得良好的性能以及可靠性，能够正确地驱动电子膨胀阀的驱动技术是一款空调系统产品成功与否的关键。

因此，存在对一种能够有效地对电子膨胀阀的启动和停止进行控制以确保电子膨胀的阀体开度正确的技术的需要。

图1为《电子膨胀阀的驱动控制装置及方法》实施例的配置有驱动控制装置的电子膨胀阀的结构示意图；

图2示出了根据发明的一个实施例的电子膨胀阀的驱动控制方法的流程图

图3示出了根据发明的另一个实施例的电子膨胀阀的驱动控制方法的流程图。

图4示出了根据发明的再一个实施例的电子膨胀阀的驱动控制方法的流程图。

2018年12月20日，《电子膨胀阀的驱动控制装置及方法》获得第二十届中国专利优秀奖。

电子膨胀阀的优点使其在空调机尤其是变频多联机得到广泛应用。通常，空调机和变频多联机在室外机和室内机都分别有一个电子膨胀阀。在制冷时，室外机的电子膨胀阀全开，室内机的电子膨胀阀进行排气过热度控制，使系统和压缩机处在稳定可靠的运行区域。在制热时，室外机的电子膨胀阀进行排气过热度控制，室内机的电子膨胀阀根据各个室内机的容量进行冷媒量分配，使各个室内机的制热效果达到最佳。在空调机制冷或制热过程中，根据温度和压力来调节电子膨胀阀的阀体开度从而达到控制温度的具体技术措施2012年5月之前技术中已经存在大量的描述，在此不再赘述。《电子膨胀阀的驱动控制装置及方法》中，电子膨胀阀指的是利用直流电机技术的电子膨胀阀。

根据《电子膨胀阀的驱动控制装置及方法》，为了克服由于电机的启动转矩不足导致电子膨胀阀不能有效的驱动以及由于转子与定子相对位置的偏移导致启动失步的缺陷，在电子膨胀阀启动和停止时都对电机的转子和定子之间的位置进行二次定位。总得来说，在电子膨胀阀启动时，首先给电子膨胀阀的电机施加一个预定持续时间的保持电流，在电机的转子和定子之间产生磁场，利用该磁场产生的力矩对转子和定子之间的位置进行一次定位。然后，给电机施加一个预定脉冲数的附加脉冲信号使得电机转动一个微小角度，接着再次给电机施加另一个预定持续时间的保持电流，利用转子和定子之间的磁场产生的力矩来进行二次定位。接下来，给电机施加目标脉冲信号，使得电机转动相应的角度。作为选择，可以进一步在所述目标脉冲信号之后电机停止时，同样先给电子膨胀阀的电机施加一个预定持续时间的保持电流，在电机的转子和定子之间产生磁场，利用该磁场产生的力矩对转子和定子之间的位置进行一次定位。接着，给电机施加一个预定脉冲数的附加脉冲信号使得电机转动一个微小角度，接着再次给电机施加另一个预定持续时间的保持电流，利用转子和定子之间的磁场产生的力矩来进行二次定位。

下面详细描述《电子膨胀阀的驱动控制装置及方法》的具体实施方式。

图1示出了《电子膨胀阀的驱动控制装置及方法》实施例的配置有驱动控制装置的电子膨胀阀的结构示意图。如图1所示，电子膨胀阀包括驱动控制装置和本体部分。本体部分包括电机14和阀体15。该领域技术人员理解，驱动控制装置可以与本体部分是一体结构，也可以是完全分离的独立部件。图1所示的驱动控制装置包括处理单元10，驱动信号发生电路11和驱动电路12。处理单元10接收电子膨胀阀的期望阀体开度信号。期望阀体开度信号是由空调系统的主控器（未示出）发出的。期望阀体开度信号可以是表示阀体开度的角度信号，也可以是表示与阀体开度的角度信号相对应的脉冲信号的脉冲数。处理单元10根据期望阀体开度信号确定出期望阀体开度脉冲数。具体地，当期望阀体开度信号为脉冲数时，处理单元10将该脉冲数作为期望阀体开度脉冲数；当期望阀体开度信号为角度时，处理单元10将该期望阀体开度信号根据预先确定的算法将该角度信号转换为与表示阀体开度的角度信号相对应的脉冲信号的脉冲数，并将其作为期望阀体开度脉冲数。处理单元10根据期望阀体开度脉冲数与当前阀体开度脉冲数确定出需要使电子膨胀阀的电机转动的脉冲信号的转动脉冲数。其中，转动脉冲数为期望阀体开度脉冲数和当前阀体开度脉冲数的差值。《电子膨胀阀的驱动控制装置及方法》中，当前阀体开度脉冲数存储在存储器13中，存储器13可以位于处理单元11内部，也可以在处理单元11外部作为一个独立部件。驱动信号发生电路11根据处理单元10确定的转动脉冲数，产生相应脉冲数目的驱动脉冲信号。当处理单元10确定需要产生预定脉冲数的附加脉冲信号时，驱动信号发生电路11产生预定脉冲数的附加脉冲信号。处理单元10确定是否指示驱动信号发生电路11产生保持电流和预定脉冲数的附加脉冲信号。具体地，处理单元10确定期望阀体开度脉冲数与当前阀体开度脉冲数不同时，控制驱动信号发生电路11先输出第一预定持续时间的第一保持电流；然后，驱动信号发生电路11输出第一预定脉冲数的附加脉冲信号；接着处理单元10控制驱动信号发生电路11输出第二持续预定时间的第二保持电流。处理单元10监控驱动信号发生电路11的输出信号，当所述输出信号为转动脉冲数的驱动脉冲信号时，控制驱动信号发生电路11在转动脉冲数的驱动脉冲信号之后输出第三预定持续时间的第三保持电流；然后，驱动信号发生电路11输出第二预定脉冲数的附加脉冲信号；处理单元10控制驱动信号发生电路11输出第四个持续预定时间的第四保持电流。驱动信号发生电路11输出的信号输送到驱动电路12。驱动电路12对来自驱动信号发生电路的信号进行功率放大并施加到电机14上，使得电机14进行相应的动作。具体地，当从驱动信号发生电路11输出的信号为脉冲信号时，驱动电路12驱动电机14转动与脉冲信号的脉冲数相应的角度；当从驱动信号发生电路11输出的信号为保持电流信号时，驱动电路12在电机14的定子和转子磁场之间产生使电机定子和转子定位的力矩。

每一次根据转动脉冲数的脉冲信号驱动电机转动之后，处理单元10都将期望阀体开度脉冲数进行存储作为当前阀体开度脉冲数。

《电子膨胀阀的驱动控制装置及方法》中，保持电流为直流电流。

图2示出了根据发明的一个实施例的电子膨胀阀的驱动控制方法的流程图。如图2所示，在步骤201，处理单元10接收电子膨胀阀的期望阀体开度信号，并从期望阀体开度信号获得期望阀体开度脉冲数。如前所述，期望阀体开度信号是从空调系统的主控器发出。如果期望阀体开度信号为脉冲数，处理单元10将该脉冲数作为期望阀体开度脉冲数。如果期望阀体开度信号为角度信号，处理单元10根据预先确定的算法将该角度信号转换为与表示阀体开度的角度信号相对应的脉冲信号的脉冲数，并将其作为期望阀体开度脉冲数。

接下来，在步骤202，处理单元10从存储器中读取当前阀体开度脉冲数。处理单元10将期望阀体开度脉冲数与当前阀体开度脉冲数进行比较（步骤203），并且在二者不相同时，确定出需要使电子膨胀阀的电机转动的脉冲信号的转动脉冲数。如果期望阀体开度脉冲数与当前阀体开度脉冲数相同，则流程进行到步骤210。如果期望阀体开度脉冲数与当前阀体开度脉冲数不相同，处理单元10控制驱动信号发生电路11输出第一预定持续时间的第一保持电流给驱动电路12，经驱动电路12进行功率放大之后施加到电子膨胀阀的电机上，在电机的转子和定子之间产生磁场，利用该磁场产生的力矩对转子和定子磁场之间的相对位置进行一次定位（步骤204）。然后，驱动信号发生电路11在处理单元10的控制下输出第一预定脉冲数的附加脉冲信号，该附加脉冲信号经驱动电路12进行功率放大之后作用到电子膨胀阀的电机上使得电机转动一个微小角度（步骤205）。在步骤206，处理单元10再次控制驱动信号发生电路11输出第二持续预定时间的第二保持电流，经驱动电路12进行功率放大之后施加到电子膨胀阀的电机上，在电机的转子和定子之间产生磁场，利用该磁场产生的力矩对转子和定子磁场之间的相对位置进行二次定位。

接下来，处理单元10根据确定出的转动脉冲数，控制驱动信号发生电路11产生与转动脉冲数相应的转动脉冲信号，并输入到驱动电路12。转动脉冲信号经驱动电路12进行功率放大之后，施加到电子膨胀阀的电机上使电机转动与转动脉冲数相对应的角度（步骤207）。在步骤208，处理单元10指示驱动信号发生电路11产生一个附加电流，经驱动电路12功率放大后施加到电机上产生力矩。该实施例中，步骤208并不是必须的。在步骤209，处理单元10将期望阀体开度脉冲数存储到存储器中作为当前阀体开度脉冲数，流程结束于步骤210。

该实施例中，第一持续时间和第二持续时间可以相同，也可以不同，但均至少为50毫秒。作为选择，二者可以是60毫秒，70毫秒，80毫秒，90毫秒，100毫秒等。但是，为了不使电机过渡发热，第一持续时间和第二持续时间最好不超过1秒。

该实施例中，第一预定脉冲数优选地为1个脉冲。

众所周知，根据电子膨胀阀的特性，电机的驱动速率越慢则电机的励磁转矩越大。大转矩有助于电机启动时克服由于电子膨胀阀在长时间没有使用或有油或异物在阀体的被粘连卡死时产生的阻力，从而使得电机的转子和定子的相对位置能够定位。因此在该实施例中，为了克服电机的启动转矩不足导致电子膨胀阀不能有效的驱动以及由于转子与定子相对位置的偏移导致启动失步的缺陷，在根据转动脉冲数启动电机之前，首先给电机施加第一持续时间的保持电流，然后给电机施加一个附加脉冲数的脉冲信号，再给电机施加一个第二持续时间的保持电流。这样，利用二次施加的一定持续时间的保持电流，在电机上产生大的励磁转矩，克服电机的阻力并且完成电机的转子和定子相对位置的两次定位。这样，当给电机施加与转动脉冲数相应的脉冲信号时，就可以正确地控制电子膨胀阀的阀体开度。

图3示出了根据发明的另一个实施例的电子膨胀阀的驱动控制方法的流程图。在步骤301，如同步骤201一样，处理单元10接收电子膨胀阀的期望阀体开度信号，并从期望阀体开度信号获得期望阀体开度脉冲数。接下来，在步骤302，处理单元10从存储器中读取当前阀体开度脉冲数。处理单元10将期望阀体开度脉冲数与当前阀体开度脉冲数进行比较（步骤303），并且在二者不相同时，确定出需要使电子膨胀阀的电机转动的脉冲信号的转动脉冲数。如果期望阀体开度脉冲数与当前阀体开度脉冲数相同，则流程进行到步骤312。如果期望阀体开度脉冲数与当前阀体开度脉冲数不相同，处理单元10控制驱动信号发生电路11输出第一预定持续时间的第一保持电流给驱动电路12，经驱动电路12进行功率放大之后施加到电子膨胀阀的电机上，在电机的转子和定子之间产生磁场，利用该磁场产生的力矩对转子和定子之间的位置进行一次定位（步骤304）。然后，驱动信号发生电路11在处理单元10的控制下输出第一预定脉冲数的附加脉冲信号，该附加脉冲信号经驱动电路12进行功率放大之后作用到电子膨胀阀的电机上使得电机转动一个微小角度（步骤305）。在步骤306，处理单元10再次控制驱动信号发生电路11输出第二持续预定时间的第二保持电流，经驱动电路12进行功率放大之后施加到电子膨胀阀的电机上，在电机的转子和定子之间产生磁场，利用该磁场产生的力矩对转子和定子之间的位置进行二次定位。

接下来，处理单元10根据确定出的转动脉冲数，控制驱动信号发生电路11产生与转动脉冲数相应的转动脉冲信号，并输入到驱动电路12。转动脉冲信号经驱动电路12进行功率放大之后，施加到电子膨胀阀的电机上使电机转动与转动脉冲数相对应的角度（步骤307）。

在电子膨胀阀的电机转动与转动脉冲数相对应的角度之后，在步骤308，处理单元10控制驱动信号发生电路11输出第三预定持续时间的第三保持电流给驱动电路12，经驱动电路12进行功率放大之后施加到电子膨胀阀的电机上，在电机的转子和定子之间产生磁场，利用该磁场产生的力矩对转子和定子之间的位置进行一次定位。然后，驱动信号发生电路11在处理单元10的控制下输出第二预定脉冲数的附加脉冲信号，该附加脉冲信号经驱动电路12进行功率放大之后作用到电子膨胀阀的电机上使得电机转动一个微小角度（步骤309）。在步骤310，处理单元10再次控制驱动信号发生电路11输出第四持续预定时间的第四保持电流，经驱动电路12进行功率放大之后施加到电子膨胀阀的电机上，在电机的转子和定子之间产生磁场，利用该磁场产生的力矩对转子和定子之间的位置进行二次定位。在步骤311，处理单元10将期望阀体开度脉冲数存储到存储器中作为当前阀体开度脉冲数，流程结束于步骤312。

该实施例中，第一至第四持续时间可以相同，也可以不同，但均至少为50毫秒。作为选择，第一至第四持续时间中的每一个可以是60毫秒，70毫秒，80毫秒，90毫秒，100毫秒等。但是，为了不使电机过渡发热，第一至第四持续时间中的每一个最好不超过1秒。

该实施例中，第一预定脉冲数和第二预定脉冲数均为1个脉冲。

在该实施例中，不仅如图2所示实施例一样在启动电子膨胀之前对电子膨胀阀的电机进行二次定位以克服电机的启动转矩不足导致电子膨胀阀不能有效的驱动以及由于转子与定子相对位置的偏移导致启动失步的缺陷，还在给电子膨胀阀的电机施加转动脉冲数之后，再次对电子膨胀阀的电机进行二次定位，增强电机的力矩，以达到电机停止后电子膨胀阀不会由于冷媒压力变动等情况使电子膨胀阀的电机的转子产生位移。

图4示出了根据《电子膨胀阀的驱动控制装置及方法》的另一个实施例的电子膨胀阀的驱动控制方法的流程图。如图4所示，在步骤401，如步骤201一样，处理单元10接收电子膨胀阀的期望阀体开度信号，并从期望阀体开度信号获得期望阀体开度脉冲数。接下来，在步骤402，处理单元10从存储器中读取当前阀体开度脉冲数。处理单元10将期望阀体开度脉冲数与当前阀体开度脉冲数进行比较（步骤403），并且在二者不相同时，确定出需要使电子膨胀阀的电机转动的脉冲信号的转动脉冲数。如果期望阀体开度脉冲数与当前阀体开度脉冲数相同，则流程进行到步骤409。如果期望阀体开度脉冲数与当前阀体开度脉冲数不相同，处理单元10根据确定出的转动脉冲数，控制驱动信号发生电路11产生与转动脉冲数相应的转动脉冲信号，并输入到驱动电路12。转动脉冲信号经驱动电路12进行功率放大之后，施加到电子膨胀阀的电机上使电机转动与转动脉冲数相对应的角度（步骤404）。可选地，在步骤404之前，处理单元10控制驱动信号发生电路11输出第一预定持续时间的第一保持电流给驱动电路12，经驱动电路12进行功率放大之后施加到电子膨胀阀的电机上，在电机的转子和定子之间产生磁场，利用该磁场产生的力矩对转子和定子之间的位置进行一次定位。

在电子膨胀阀的电机转动与转动脉冲数相对应的角度之后，在步骤405，处理单元10控制驱动信号发生电路11输出第三预定持续时间的第三保持电流给驱动电路12，经驱动电路12进行功率放大之后施加到电子膨胀阀的电机上，在电机的转子和定子之间产生磁场，利用该磁场产生的力矩对转子和定子之间的位置进行一次定位。然后，驱动信号发生电路11在处理单元10的控制下输出第二预定脉冲数的附加脉冲信号，该附加脉冲信号经驱动电路12进行功率放大之后作用到电子膨胀阀的电机上使得电机转动一个微小角度（步骤406）。在步骤407，处理单元10再次控制驱动信号发生电路11输出第四持续预定时间的第四保持电流，经驱动电路12进行功率放大之后施加到电子膨胀阀的电机上，在电机的转子和定子之间产生磁场，利用该磁场产生的力矩对转子和定子之间的位置进行二次定位。在步骤408，处理单元10将期望阀体开度脉冲数存储到存储器中作为当前阀体开度脉冲数，流程结束于步骤409。

该实施例中，第一、第三和第四持续时间可以相同，也可以不同，但均至少为50毫秒。作为选择，第一、第三和第四持续时间中的每一个可以是60毫秒，70毫秒，80毫秒，90毫秒，100毫秒等。但是，为了不使电机过渡发热，第一、第三和第四持续时间中的每一个最好不超过1秒。

该实施例中，优选地，第二预定脉冲数为1个脉冲。

在该实施例中，在给电子膨胀阀的电机施加转动脉冲数之后，再次对电子膨胀阀的电机进行二次定位，增强电机的力矩，以达到电机停止后电子膨胀阀不会由于冷媒压力变动等情况使电子膨胀阀的电机的转子产生位移。而且，在给电子膨胀阀的电机施加转动脉冲数之前，第一持续时间的保持电流使得电机产生大的力矩克服阻力，也有助于电子膨胀阀的正确启动。

电子膨胀阀的驱动控制装置及方法专利目的

《电子膨胀阀的驱动控制装置及方法》实施例提供了一种能够有效地对电子膨胀阀的启动和停止进行控制以确保电子膨胀的阀体开度正确的技术。

根据《电子膨胀阀的驱动控制装置及方法》的一个方面，提供了一种用于电子膨胀阀的驱动控制装置，在启动电子膨胀之前对电子膨胀阀的电机进行二次定位以克服电机的启动转矩不足导致电子膨胀阀不能有效的驱动以及由于转子与定子相对位置的偏移导致启动失步的缺陷，还在给电子膨胀阀的电机施加转动脉冲数之后，再次对电子膨胀阀的电机进行二次定位，增强电机的力矩，以达到电机停止后电子膨胀阀不会由于冷媒压力变动等情况使电子膨胀阀的电机的转子产生位移。

电子膨胀阀的驱动控制装置及方法技术方案

《电子膨胀阀的驱动控制装置及方法》驱动控制装置包括：处理单元，用于接收电子膨胀阀的期望阀体开度信号并根据所述期望阀体开度信号确定出期望阀体开度脉冲数，基于所述期望阀体开度脉冲数与当前阀体开度脉冲数获得需要使电子膨胀阀的电机转动的脉冲信号的转动脉冲数；驱动信号发生电路，用于在所述处理单元的控制下产生预定脉冲数的附加脉冲信号和根据所述转动脉冲数产生相应脉冲数目的驱动脉冲信号，并且用于在所述处理单元控制下产生持续预定时间的保持电流；驱动电路，将根据所述附加脉冲信号和驱动脉冲信号分别功率放大并施加给所述电机使其转动，对驱动信号发生电路输出的持续预定时间的保持电流进行功率放大并施加到所述电机上来产生用于使所述电机的定子和转子磁场之间实现定位的力矩。

其中，所述驱动信号发生电路在所述处理单元控制下产生持续预定时间的保持电流包括：所述处理单元确定出所述期望阀体开度脉冲数与当前阀体开度脉冲数不相等时，所述电驱动信号发生电路产生第一持续预定时间的第一保持电流；在所述驱动电路根据第一预定脉冲数的附加脉冲信号驱动所述电机后，所述驱动信号发生电路产生第二持续预定时间的第二保持电流。

其中，所述驱动信号发生电路在所述处理单元控制下产生持续预定时间的保持电流包括：在所述驱动电路根据所述驱动脉冲信号驱动所述电机之后，所述驱动信号发生电路产生第三持续预定时间的第三保持电流；在所述驱动电路根据第二预定脉冲数的附加脉冲信号驱动所述电机后，所述驱动信号发生电路产生第四持续预定时间的第四保持电流。

根据《电子膨胀阀的驱动控制装置及方法》的另一个方面，提供了一种用于电子膨胀阀的驱动控制方法，该方法启动电子膨胀之前对电子膨胀阀的电机进行二次定位以克服电机的启动转矩不足导致电子膨胀阀不能有效的驱动以及由于转子与定子相对位置的偏移导致启动失步的缺陷，该方法还可以进一步在给电子膨胀阀的电机施加转动脉冲数之后，再次对电子膨胀阀的电机进行二次定位，增强电机的力矩，以达到电机停止后电子膨胀阀不会由于冷媒压力变动等情况使电子膨胀阀的电机的转子产生位移。该驱动控制方法包括步骤：接收所述电子膨胀阀的期望阀体开度信号，并根据所述期望阀体开度信号确定期望阀体开度脉冲数；当所述期望阀体开度脉冲数与当前阀体开度脉冲数不同时，将第一预定持续时间的第一保持电流施加到所述电机产生使所述电机的定子和转子磁场相对位置实现定位的力矩；将第一预定脉冲数的第一附加脉冲信号功率放大后施加给所述电子膨胀阀的电机，然后将第二预定持续时间的第二保持电流施加到所述电机产生使所述电机的定子和转子磁场相对位置实现定位的力矩；根据所述期望阀体开度脉冲数和当前阀体开度脉冲数确定出使所述电机转动的转动脉冲数，并基于所述转动脉冲数产生与所述转动脉冲数相应的驱动脉冲信号，并将该驱动脉冲信号进行功率放大后施加到所述电子膨胀阀的电机。

其中，接收所述电子膨胀阀的期望阀体开度信号，并根据所述期望阀体开度信号确定期望阀体开度脉冲数包括：如果所述期望阀体开度信号为脉冲数，将该脉冲数作为期望阀体开度脉冲数；如果所述期望阀体开度信号为角度信号，根据预先确定的算法将该角度信号转换为与该角度信号相对应的脉冲信号的脉冲数，并将其作为期望阀体开度脉冲数。

所述驱动控制方法进一步包括：将所述期望阀体开度脉冲数存储在存储器中作为所述当前阀体开度脉冲数。

其中，在基于所述转动脉冲数产生与所述转动脉冲数相应的驱动脉冲信号，并将该驱动脉冲信号进行功率放大后施加到所述电子膨胀阀的电机之后，进一步包括：将第三预定持续时间的第三保持电流施加到所述电机产生使所述电机的定子和转子磁场之间的相对位置实现定位的力矩。

其中，将第三预定持续时间的第三保持电流施加到所述电机产生使所述电机的定子和转子磁场之间的相对位置实现定位的力矩之后，进一步包括：向所述电子膨胀阀的电机施加第二预定脉冲数的第二附加脉冲信号，然后将第四预定持续时间的第四保持电流施加到所述电机产生使所述电机的定子和转子磁场之间的相对位置实现定位的力矩。

根据《电子膨胀阀的驱动控制装置及方法》的再一个方面，提供了一种用于电子膨胀阀的驱动控制方法，该驱动控制方法在给电子膨胀阀的电机施加转动脉冲数之后，再次对电子膨胀阀的电机进行二次定位，增强电机的力矩，以达到电机停止后电子膨胀阀不会由于冷媒压力变动等情况使电子膨胀阀的电机的转子产生位移；还可以在启动电子膨胀之前对电子膨胀阀的施加一预定持续时间的电流对电机进行一次定位以克服电机的启动转矩不足导致电子膨胀阀不能有效的驱动的缺陷。该驱动控制方法包括步骤：接收所述电子膨胀阀的期望阀体开度信号，并根据所述期望阀体开度信号确定期望阀体开度脉冲数；根据所述期望阀体开度脉冲数和当前阀体开度脉冲数确定出使所述电子膨胀阀的电机转动的转动脉冲数，并基于所述转动脉冲数产生与所述转动脉冲数相应的驱动脉冲信号，并将该驱动脉冲信号进行功率放大后施加到所述电子膨胀阀的电机；将第三预定持续时间的第三保持电流经功率放大后施加到所述电机产生使所述电机的定子和转子磁场之间的相对位置实现定位的力矩；将第二预定脉冲数的附加脉冲信号功率放大后施加给所述电子膨胀阀的电机，然后将第四预定持续时间的第四保持电流经功率放大后施加到所述电机产生使所述电机的定子和转子磁场之间的相位位置实现定位的力矩。

其中，接收所述电子膨胀阀的期望阀体开度信号，并根据所述期望阀体开度信号确定期望阀体开度脉冲数包括：如果所述期望阀体开度信号为脉冲数，将该脉冲数作为期望阀体开度脉冲数；如果所述期望阀体开度信号为角度信号，根据预先确定的算法将该角度信号转换为与该角度信号相对应的脉冲信号的脉冲数，并将其作为期望阀体开度脉冲数。

其中，在根据所述期望阀体开度脉冲数和当前阀体开度脉冲数确定出使所述电子膨胀阀的电机转动的转动脉冲数之前，还包括：将第一预定持续时间的第一保持电流经功率放大后施加到所述电机产生使所述电机的定子和转子磁场之间的相对位置实现定位的力矩。

其中，所述当前阀体开度脉冲数存储在存储器中。

所述驱动控制方法，进一步包括：将所述期望阀体开度脉冲数存储在存储器中作为所述当前阀体开度脉冲数。

其中，第一、第二、第三和第四持续时间中的每一个为50毫秒至1秒。

其中，第一和第二预定脉冲数为1个。

1.一种用于电子膨胀阀的驱动控制装置，包括：处理单元，用于接收电子膨胀阀的期望阀体开度信号并根据所述期望阀体开度信号确定出期望阀体开度脉冲数，基于所述期望阀体开度脉冲数与当前阀体开度脉冲数获得需要使电子膨胀阀的电机转动的脉冲信号的转动脉冲数；驱动信号发生电路，用于在所述处理单元的控制下产生预定脉冲数的附加脉冲信号和根据所述转动脉冲数产生相应脉冲数目的驱动脉冲信号，并且用于在所述处理单元控制下产生持续预定时间的保持电流，所述保持电流为直流电流；驱动电路，将根据所述附加脉冲信号和驱动脉冲信号分别功率放大并施加给所述电机使其转动，对驱动信号发生电路输出的持续预定时间的保持电流进行功率放大并施加到所述电机上来产生用于使所述电机的定子和转子磁场之间的相对位置实现定位的力矩。

2.如权利要求1所述的驱动控制装置，其中，所述驱动信号发生电路在所述处理单元控制下产生持续预定时间的保持电流包括：所述处理单元确定出所述期望阀体开度脉冲数与当前阀体开度脉冲数不相等时，所述电驱动信号发生电路产生第一持续预定时间的第一保持电流；在所述驱动电路根据第一预定脉冲数的附加脉冲信号驱动所述电机后，所述驱动信号发生电路产生第二持续预定时间的第二保持电流。

3.如权利要求1或2所述的驱动控制装置，所述驱动信号发生电路在所述处理单元控制下产生持续预定时间的保持电流包括：在所述驱动电路根据所述驱动脉冲信号驱动所述电机之后，所述驱动信号发生电路产生第三持续预定时间的第三保持电流；在所述驱动电路根据第二预定脉冲数的附加脉冲信号驱动所述电机后，所述驱动信号发生电路产生第四持续预定时间的第四保持电流。

4.如权利要求3所述的驱动控制装置，其中，第一至第四持续预定时间中的每一个为50毫秒至1秒。

5.如权利要求4所述的驱动控制装置，进一步包括：存储器，用于存储所述期望阀体开度脉冲数并将其作为所述当前阀体开度脉冲数。

6.如权利要求1所述的驱动控制装置，其中，所述预定脉冲数为1个。

7.一种用于电子膨胀阀的驱动控制方法，包括步骤：接收所述电子膨胀阀的期望阀体开度信号，并根据所述期望阀体开度信号确定期望阀体开度脉冲数；当所述期望阀体开度脉冲数与当前阀体开度脉冲数不同时，将第一预定持续时间的第一保持电流施加到所述电机产生使所述电机的定子和转子磁场相对位置实现定位的力矩；将第一预定脉冲数的第一附加脉冲信号功率放大后施加给所述电子膨胀阀的电机，然后将第二预定持续时间的第二保持电流施加到所述电机产生使所述电机的定子和转子磁场相对位置实现定位的力矩；根据所述期望阀体开度脉冲数和当前阀体开度脉冲数确定出使所述电机转动的转动脉冲数，并基于所述转动脉冲数产生与所述转动脉冲数相应的驱动脉冲信号，并将该驱动脉冲信号进行功率放大后施加到所述电子膨胀阀的电机。

8.如权利要求7所述的驱动控制方法，其中，接收所述电子膨胀阀的期望阀体开度信号，并根据所述期望阀体开度信号确定期望阀体开度脉冲数包括：如果所述期望阀体开度信号为脉冲数，将该脉冲数作为期望阀体开度脉冲数；如果所述期望阀体开度信号为角度信号，根据预先确定的算法将该角度信号转换为与该角度信号相对应的脉冲信号的脉冲数，并将其作为期望阀体开度脉冲数。

9.如权利要求7所述的驱动控制方法，其中，所述当前阀体开度脉冲数存储在存储器中。

10.如权利要求7所述的驱动控制方法，进一步包括：将所述期望阀体开度脉冲数存储在存储器中作为所述当前阀体开度脉冲数。

11.如权利要求7所述的驱动控制方法，在基于所述转动脉冲数产生与所述转动脉冲数相应的驱动脉冲信号，并将该驱动脉冲信号进行功率放大后施加到所述电子膨胀阀的电机之后，进一步包括：将第三预定持续时间的第三保持电流施加到所述电机产生使所述电机的定子和转子磁场之间的相对位置实现定位的力矩。

12.如权利要求11所述的驱动控制方法，将第三预定持续时间的第三保持电流施加到所述电机产生使所述电机的定子和转子磁场之间的相对位置实现定位的力矩之后，进一步包括：向所述电子膨胀阀的电机施加第二预定脉冲数的第二附加脉冲信号，然后将第四预定持续时间的第四保持电流施加到所述电机产生使所述电机的定子和转子磁场之间的相对位置实现定位的力矩。

13.如权利要求11所述的驱动控制方法，其中，第一至第四持续时间中的每一个为50毫秒至1秒。

14.如权利要求12所述的驱动控制方法，其中，第一和第二预定脉冲数中的每一个为1个。

15.一种用于电子膨胀阀的驱动控制方法，包括步骤：接收所述电子膨胀阀的期望阀体开度信号，并根据所述期望阀体开度信号确定期望阀体开度脉冲数；根据所述期望阀体开度脉冲数和当前阀体开度脉冲数确定出使所述电子膨胀阀的电机转动的转动脉冲数，并基于所述转动脉冲数产生与所述转动脉冲数相应的驱动脉冲信号，并将该驱动脉冲信号进行功率放大后施加到所述电子膨胀阀的电机；将第三预定持续时间的第三保持电流经功率放大后施加到所述电机产生使所述电机的定子和转子磁场之间的相对位置实现定位的力矩；将第二预定脉冲数的附加脉冲信号功率放大后施加给所述电子膨胀阀的电机，然后将第四预定持续时间的第四保持电流经功率放大后施加到所述电机产生使所述电机的定子和转子磁场之间的相位位置实现定位的力矩。

16.如权利要求15所述的驱动控制方法，其中，接收所述电子膨胀阀的期望阀体开度信号，并根据所述期望阀体开度信号确定期望阀体开度脉冲数包括：如果所述期望阀体开度信号为脉冲数，将该脉冲数作为期望阀体开度脉冲数；如果所述期望阀体开度信号为角度信号，根据预先确定的算法将该角度信号转换为与该角度信号相对应的脉冲信号的脉冲数，并将其作为期望阀体开度脉冲数。

17.如权利要求15所述的驱动控制方法，在根据所述期望阀体开度脉冲数和当前阀体开度脉冲数确定出使所述电子膨胀阀的电机转动的转动脉冲数之前，还包括：将第一预定持续时间的第一保持电流经功率放大后施加到所述电机产生使所述电机的定子和转子磁场之间的相对位置实现定位的力矩。

18.如权利要求15所述的驱动控制方法，其中，所述当前阀体开度脉冲数存储在存储器中。

19.如权利要求15所述的驱动控制方法，进一步包括：将所述期望阀体开度脉冲数存储在存储器中作为所述当前阀体开度脉冲数。

20.如权利要求17所述的驱动控制方法，其中，第一、第三和第四持续时间中的每一个为50毫秒至1秒。

21.如权利要求15所述的驱动控制方法，其中，第二预定脉冲数为1个。

图1为相关技术的整体连接示意图。

图2为《一种钨极氩弧焊控制装置及方法》实施例3的整体连接示意图。

图3为《一种钨极氩弧焊控制装置及方法》实施例4的整体连接示意图。

图4为《一种钨极氩弧焊控制装置及方法》中氩气控制装置的电路图。

一种钨极氩弧焊控制装置及方法专利目的

《一种钨极氩弧焊控制装置及方法》所要解决的技术问题是提供一种钨极氩弧焊控制装置及方法，可以克服2011年11月前有关技术中氩气利用率低、保护不可靠的缺陷。

一种钨极氩弧焊控制装置及方法技术方案

一种钨极氩弧焊控制装置，直流焊机或TIG焊机通过焊接地线与工件电连接，直流焊机或TIG焊机通过焊接电缆与焊枪电连接，至少一个氩气瓶通过管路与氩气控制装置的至少一个输入端连通，氩气控制装置的输出端通过管路与焊枪连通，氩气控制装置通过控制电缆与焊枪上的控制按钮电连接；所述的氩气控制装置中，变压器的二次侧中第一电磁阀线圈和第二电磁阀线圈并联，第二开关为一切换开关，第二开关位于B位时，第二开关与控制按钮为并联；变压器的一次侧串联有第一开关；第二开关位于A位时，第二开关在第一电磁阀线圈的支路上与控制按钮为串联。

两个氩气瓶分别通过管路与氩气控制装置的两个输入端连通，氩气控制装置的输出端分别通过管路与焊枪和工件的反面连通。

一个氩气瓶分别通过两条管路与氩气控制装置的两个输入端连通，氩气控制装置的输出端分别通过管路与焊枪和工件的反面连通。

与工件的反面连通的管路，与第一电磁阀线圈所在的电磁阀连通，与焊枪连通的管路，与第二电磁阀线圈所在的电磁阀连通。

所述的第一电磁阀线圈和第二电磁阀线圈还分别并联有指示灯。

一种采用上述的装置进行钨极氩弧焊控制的方法，包括以下步骤：1）将直流焊机或TIG焊机通过焊接地线与工件电连接，将直流焊机或TIG焊机通过焊接电缆与焊枪电连接；2）将氩气瓶的输出管路通过氩气控制装置的第一电磁阀或第二电磁阀与焊枪连通，将控制按钮通过控制电缆与氩气控制装置电连接，将第二开关设在A位；3）开启第一开关，焊工操作时通过控制按钮控制氩气的供应；通过上述步骤实现在钨极氩弧焊作业中提高氩气利用率。

进一步优化的方案包括以下步骤：1）将直流焊机或TIG焊机通过焊接地线与工件电连接，将直流焊机或TIG焊机通过焊接电缆与焊枪电连接；2）将氩气瓶的输出管路通过氩气控制装置的第一电磁阀与焊枪连通，将控制按钮通过控制电缆与氩气控制装置电连接，将另一个氩气瓶或者同一个氩气瓶的另一条输出管路通过氩气控制装置的第二电磁阀与工件的反面连通，将第二开关设在B位，开启第一开关，预先给工件的反面充氩气，待工件的反面充好，将第二开关设在A位；3）焊工操作时通过控制按钮控制氩气的供应；

通过上述步骤实现在钨极氩弧焊作业中提高氩气利用率，且实现操作中对工件的双面保护。

工程建设中金属管道和设备的焊接大量采用手工钨极氩弧焊，手工钨极氩弧焊需要对焊枪中氩气和合金钢背面充氩保护装置中氩气进行控制，防止氩气浪费。但2011年11月前的TIG焊机无背面充氩保护装置中氩气控制功能，而且在TIG焊机距离焊接位置较远时，因气路很长无法对焊枪中氩气进行控制或控制效果较差。

《一种钨极氩弧焊控制装置及方法》提供的一种钨极氩弧焊控制装置及方法，通过设置的氩气控制装置，使操作人员克服了因操作点距离焊机较远而造成的氩气浪费较大，氩气利用率低的技术问题。这是由于氩气控制装置的体积小，重量轻，携带十分方便，氩气控制装置既可放置在焊机附近，也可以根据需要放置在焊接位置附近，在高空作业时，甚至就放在或挂在焊口旁边。氩气瓶跟随焊接氩气控制装置移动，另外还可以对合金钢背面充氩保护用氩气进行控制，大大提高了手工钨极氩弧焊氩气利用率，降低了焊接成本。相比TIG焊机，大大缩短了气路和控制线长度，焊接位置不受与焊机位置距离远近、高低的影响。

由于氩气控制装置具有双路氩气控制功能，既可单独控制焊枪氩气，又可同时控制焊枪和工件反面充氩保护用氩气。

氩气控制装置的输入端通过一条或两条氩气管路与氩气瓶连通，输出端则通过一条或两条氩气管路与焊枪和背面充氩保护装置连通；焊接氩气控制通过控制电缆与焊枪上的控制按钮连接。操作人员通过焊枪上的控制按钮实现对焊接氩气的控制。

氩气控制装置可以采用220伏交流电源，插头与现场磨光机用电源插座相连即可使用，不需单独敷设供电电缆。

由于采用了氩气控制装置，因此《一种钨极氩弧焊控制装置及方法》中的TIG焊机，可以用普通的直流焊机替代，从而较大的节省了成本。

根据观察和统计，TIG焊接氩气控制系统氩气利用率理想状态下为94%左右，在管路延长或有破损的情况下，利用率大幅降低，如需管内充氩保护，即工件反面充氩保护，则需要另外一个操作人员协同操作，且TIG焊接氩气控制系统氩气利用率为70%~80%；而采用《一种钨极氩弧焊控制装置及方法》的方法，不论管内是否充氩，氩气利用率均可达到98%以上，节氩效果十分明显。

一种钨极氩弧焊控制装置及方法改善效果

相比TIG焊接氩气控制系统，氩气控制装置的氩气利用率节约达到2%~28%。按某公司承建的一个安装净费用在600万、管道达因4万个左右的一般中小型化工工程，采用TIG焊接氩气控制系统，需消耗氩气600瓶左右，费用4.8万元；如采用焊接氩气控制器，则只消耗氩气370~420瓶，费用2.2~2.5万元，扣除焊接氩气控制器制作费用及电费2000元（电量消耗很小，可以忽略不计）左右，一个工程即可节省费用0.9~1.2万元，经济效益较为显著。