專(zhuān)利名稱(chēng)：大客車(chē)變頻空調(diào)電氣控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽車(chē)用的空調(diào)，特別指大客車(chē)變頻空調(diào)電氣控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的汽車(chē)空調(diào)器的控制方式為車(chē)箱內(nèi)制冷溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，制冷壓縮機(jī)靠電磁離合器斷開(kāi)壓縮機(jī)，車(chē)箱內(nèi)溫度變化波動(dòng)大，再者主動(dòng)式和被動(dòng)式壓縮機(jī)工質(zhì)都要用長(zhǎng)管輸送，工質(zhì)易被泄露，主動(dòng)式耗油大，兩者都屬開(kāi)啟式壓縮機(jī)維護(hù)環(huán)境差，工質(zhì)易泄露，非常不利環(huán)境保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)背景技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和問(wèn)題加以改進(jìn)，提供一種以全新概念設(shè)計(jì)，采用無(wú)刷勵(lì)磁發(fā)電機(jī)、車(chē)頂變頻制冷裝置和PLC控制的大客車(chē)變頻空調(diào)電氣控制系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案包括PLC在內(nèi)的控制箱總成控制二次勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)、整流濾波器、變頻器、頂置空調(diào)器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，各環(huán)節(jié)動(dòng)作程序全部寫(xiě)入PLC可編程控制器內(nèi)，其中啟動(dòng)信號(hào)由操作面板接至PLC指令勵(lì)磁閉環(huán)系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)輸出交流電壓R、S、T至整流濾波器，并由整流濾波后將直流電壓接至變頻器；逆變、變頻后的電壓U、V、W再接至控制開(kāi)關(guān)使交流接觸器動(dòng)作，并將電壓再接至頂置空調(diào)器制冷；頂置空調(diào)器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的異常信號(hào)接至保護(hù)電路由PLC發(fā)出停機(jī)指令。
本實(shí)用新型的工作程序如下1、發(fā)電機(jī)受控制器指令，在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下發(fā)出一平滑的三相交流電流，經(jīng)整流濾波后送變頻器總成和控制箱總成，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)和怠速時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出的電壓將出現(xiàn)波動(dòng)，控制箱總成將自動(dòng)加強(qiáng)勵(lì)磁，使發(fā)電機(jī)輸出電壓快速恢復(fù)到原整定值，使輸出的三箱電壓平衡。
2、控制變頻器工作，變頻器工作受控于控制箱指令，控制箱總成能采集車(chē)箱溫度和頂置制冷系統(tǒng)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，如管路壓力機(jī)器溫升、電流工作異常等加以綜合，使變頻器所發(fā)出的電流能隨指令變化，如車(chē)箱內(nèi)制冷溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，控制器將指令壓縮機(jī)停車(chē)，通風(fēng)機(jī)照常運(yùn)轉(zhuǎn)。
3、控制器能指令變頻器從0頻率起動(dòng)至50HZ380V電壓，有效的扼制了各電機(jī)的啟動(dòng)電流。
4、本控制器最大的優(yōu)勢(shì)集中于發(fā)電機(jī)，控制器變頻器的閉環(huán)調(diào)節(jié)，當(dāng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行在低速時(shí)，控制器指令提高激磁電壓，當(dāng)還不能達(dá)到整定電壓時(shí)，變頻器在PC機(jī)指令下降頻工作，使各電機(jī)運(yùn)行在安全頻率和電壓下正常工作，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓高于整定值時(shí)，變頻器將自動(dòng)把電壓穩(wěn)定在380V50HZ，以確保壓縮機(jī)、蒸發(fā)風(fēng)機(jī)冷凝風(fēng)機(jī)不至于電流增大而過(guò)載，非常安全這是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)和先進(jìn)性，目前國(guó)內(nèi)都無(wú)此產(chǎn)品出現(xiàn)。
5、本系統(tǒng)有非常完善的保護(hù)功能，分為控制器保護(hù)、變頻器保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、頂置部份保護(hù)。①控制器保護(hù)控制器設(shè)有空氣開(kāi)關(guān)，只作過(guò)載保護(hù)，任意一只斷開(kāi)整個(gè)系統(tǒng)都停止工作；每一電機(jī)都設(shè)置了熱保護(hù)任一保護(hù)出現(xiàn)PLC將立即指令停機(jī)并發(fā)出信號(hào)指示。②變頻器保護(hù)本變頻器所有保護(hù)功能均在PC機(jī)內(nèi)設(shè)置的程序中，分缺相保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、散熱器溫升過(guò)高保護(hù)，輸入電壓低于設(shè)定值保護(hù)，輸入電壓高于設(shè)定值保護(hù)。當(dāng)任意一保護(hù)功能出現(xiàn)即停止工作，顯示器上會(huì)出現(xiàn)所出故障部位，保護(hù)非常完善。③發(fā)電機(jī)保護(hù)本發(fā)電機(jī)設(shè)有弱磁保護(hù)和過(guò)載保護(hù)，當(dāng)出現(xiàn)上述故障時(shí)，控制器會(huì)發(fā)出保護(hù)指令并停機(jī)。④頂置部分保護(hù)頂置部分所有保護(hù)都轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送到控制器總成，由PLC控制器進(jìn)行綜合并發(fā)出指令使各電機(jī)進(jìn)入保護(hù)程序。頂置保護(hù)分壓力保護(hù)和溫度保護(hù)及除霜保護(hù)，壓力保護(hù)和超溫度保護(hù)出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，其模擬量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送入控制器總成進(jìn)入PLC，發(fā)出停車(chē)指令，并顯示出故障信號(hào)。除霜保護(hù)出現(xiàn)保護(hù)信號(hào)時(shí)只停止壓縮機(jī)工作，其它電機(jī)則正常運(yùn)轉(zhuǎn)，待除霜完成后自動(dòng)啟動(dòng)。


圖1是本實(shí)用新型原理方框圖圖2是本實(shí)用新型系統(tǒng)電原理圖圖3是本實(shí)用新型變頻器電原理圖圖2中SIV變頻器，PW24V工作穩(wěn)壓電源模塊，PLC程序控制器，KM11、KM12壓縮機(jī)接觸器，KM13、KM14冷凝風(fēng)機(jī)，蒸發(fā)風(fēng)機(jī)，F(xiàn)R13冷凝風(fēng)機(jī)熱繼電器，F(xiàn)R14蒸發(fā)風(fēng)機(jī)熱繼電器，QF1各電機(jī)空氣開(kāi)關(guān)，QF2電源模塊，ZA1直流電源接觸器，KA1壓縮機(jī)組1，電磁閥中間繼電器，KA2壓縮機(jī)2，電磁閥中間繼電器，KA3為ZA1接觸器啟動(dòng)用中間繼電器，HL1為故障顯示燈，JQZ為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁器，ZL整流濾波器。
圖3中V1為軟接通模塊，V3-V5為IGBT逆變功率模塊，T1-T3電流傳感器，KM1直接高壓接觸器，Z1-Z2輸出電抗器，L1濾波電感，M1-M6散熱風(fēng)機(jī)控制印刷板分接口板、功率驅(qū)動(dòng)板和PC機(jī)板，接口板上X1為顯示器接口端，X3為工作電源±24V接口，303啟動(dòng)線端，304故障線端，C1為濾波電容，R2為泄放電阻。
具體實(shí)施方式
由圖1可知，本實(shí)用新型包括PLC在內(nèi)的控制箱總成控制二次勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)、整流濾波器、變頻器、頂置空調(diào)器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，各環(huán)節(jié)動(dòng)作程序全部寫(xiě)入PLC可編程控制器內(nèi)，按指令進(jìn)行協(xié)調(diào)動(dòng)作，其中啟動(dòng)信號(hào)由操作面板接至PLC指令勵(lì)磁閉環(huán)系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)輸出交流電壓R、S、T至整流濾波器，并由整流濾波后將直流電壓接至變頻器；逆變、變頻后的電壓U、V、W再接至控制開(kāi)關(guān)使交流接觸器動(dòng)作，并將電壓再接至頂置空調(diào)器制冷；勵(lì)磁檢測(cè)環(huán)節(jié)如檢測(cè)出發(fā)電機(jī)電壓波動(dòng)，即由勵(lì)磁閉環(huán)系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)送入修正后的勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)發(fā)出穩(wěn)定的電壓；頂置空調(diào)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)如出現(xiàn)異常，其異常信號(hào)接至保護(hù)電路再由PLC發(fā)出停機(jī)指令。
本實(shí)用新型所述的控制箱總成內(nèi)的交流接觸器包括控制壓縮機(jī)的KM11、KM12，控制冷凝風(fēng)機(jī)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)的KM13、KM14，電源空氣開(kāi)關(guān)QF1、QF2，控制電磁閥中間繼電器的KA1、KA2，整個(gè)工作電源24V，穩(wěn)壓模塊隔離電源24V+24V-。所述的勵(lì)磁閉環(huán)系統(tǒng)和勵(lì)磁檢測(cè)環(huán)節(jié)是由集成電路、電阻、電容組成的模塊。所述的保護(hù)電路由壓縮機(jī)排氣溫度保護(hù)器FT12、FT14，壓力保護(hù)開(kāi)關(guān)FP11、FP13，除霜溫度保護(hù)器組成。
由圖2可知，合上空氣開(kāi)關(guān)QF1、QF2、直流接觸器ZA1閉合，SIV和PW得電PLC進(jìn)入準(zhǔn)備程序，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)情況下發(fā)電機(jī)也進(jìn)入準(zhǔn)備程序，旋動(dòng)控制開(kāi)關(guān)SA1-R08通風(fēng)機(jī)進(jìn)入運(yùn)轉(zhuǎn)程序，此時(shí)激磁器進(jìn)入激磁狀態(tài)，發(fā)電機(jī)將發(fā)出三相交流電流，經(jīng)整流器整流濾波后通過(guò)直流功率接觸器送入SIV進(jìn)行變頻準(zhǔn)備，此時(shí)PLC程序控制器609號(hào)控制線即送入變頻指令KM14受PLC指令閉合，變頻器即產(chǎn)生0頻率向上逐漸升頻的電壓，使壓縮機(jī)、通風(fēng)機(jī)從0頻向上進(jìn)行軟起動(dòng)，當(dāng)頻率達(dá)到50HZ、電壓380V時(shí)就完成了弱冷制冷環(huán)節(jié)。如果是進(jìn)入強(qiáng)冷模式只要將控制操縱開(kāi)關(guān)打向R10檔KM12即閉合壓縮機(jī)就會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)相同時(shí)間電磁閥二號(hào)打開(kāi)，工質(zhì)即進(jìn)入二號(hào)壓縮機(jī)開(kāi)始進(jìn)行強(qiáng)制冷模式。停機(jī)模式是操縱開(kāi)關(guān)SA1打向停機(jī)，即所有電機(jī)停止工作壓縮機(jī)有一個(gè)8秒種的自動(dòng)抽真空的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間就全部停止制冷工作。
由圖3可知，當(dāng)整定電壓510V-750V直流接入X11×12±24V電源接通后，KM1直流接觸器擊合L102-L103閉合電流經(jīng)R1功率電阻進(jìn)入NBQ內(nèi)，整個(gè)變頻器處于準(zhǔn)備變頻階段，當(dāng)控制箱送進(jìn)來(lái)的啟動(dòng)信號(hào)609進(jìn)入303線頭時(shí)，即變頻器進(jìn)入功率變頻階段，變頻器V1可控硅導(dǎo)通開(kāi)始從0頻逐步升頻升壓直至達(dá)50HZ380V交流三相輸出，其輸出送至Z1-Z2輸出電感送至控制箱。當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓低于整定值時(shí)，變頻器PC機(jī)檢測(cè)出整定值低就會(huì)發(fā)出控制指令，控制觸發(fā)器降低變頻頻率和輸出交流電壓，當(dāng)輸入直流電壓高于整定值時(shí)PC機(jī)指令觸發(fā)器穩(wěn)頻，穩(wěn)壓模式工作限制在頻率50HZ380V電壓輸出。當(dāng)機(jī)器內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)將送出一組電信號(hào)304到控制箱，使控制箱停止工作。顯示器端口2功能非常齊全輸出的各項(xiàng)數(shù)據(jù)都可顯示在顯示器上，其中有輸入電壓、輸出電流、電壓頻率、IGBT溫度、故障顯示功率KW數(shù)等。停機(jī)信號(hào)只斷開(kāi)接口303線端即可，也就是說(shuō)控制箱不送出609信號(hào)，變頻器即停止工作進(jìn)入待啟動(dòng)狀態(tài)。
本實(shí)用新型電路的工作原理4個(gè)接觸器、3個(gè)中間繼電器和發(fā)電機(jī)的閉環(huán)勵(lì)磁回路及發(fā)電機(jī)整流電路ZL，電路信號(hào)走向是控制面板SA1發(fā)出操作啟動(dòng)指令，箱內(nèi)PLC即指令閉環(huán)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器BHLZTJQ通過(guò)LZ+LZ-向發(fā)電機(jī)送出勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)在汽車(chē)主發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)發(fā)出三相交流電壓S、R、T，經(jīng)整流器ZL整流濾波后通過(guò)直流接觸器ZA送入變頻器，在PC機(jī)指令下變成一頻率隨機(jī)可調(diào)的三箱交流電源再送入控制箱，在PLC的指令下各接觸器中間繼電器動(dòng)作將三相交流電壓分送到各壓縮機(jī)、蒸發(fā)風(fēng)機(jī)、冷凝風(fēng)機(jī)、控制電磁閥，打開(kāi)電磁閥，這樣就完成了整個(gè)啟動(dòng)制冷過(guò)程向車(chē)箱內(nèi)輸送冷氣。頂置空調(diào)分左右手裝置完全一樣，如果是弱冷環(huán)節(jié)PLC機(jī)在操縱面板控制下只用一邊，強(qiáng)冷指令下左右手各執(zhí)行電機(jī)就全部運(yùn)轉(zhuǎn)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)波動(dòng)的話，發(fā)電機(jī)輸出的三箱交流電壓會(huì)跟隨波動(dòng)，整流器輸出的直流電壓也會(huì)波動(dòng)，勵(lì)磁檢測(cè)環(huán)節(jié)即會(huì)檢測(cè)出波動(dòng)的直流電壓和比較電壓相比較，比較后勵(lì)磁回路即會(huì)送出修正后的勵(lì)磁電壓，使發(fā)電機(jī)立即修正發(fā)出的電壓維持到整定值，如果發(fā)電機(jī)還達(dá)不到整定電壓，則變頻器會(huì)改變頻率和輸出電壓，使各執(zhí)行電機(jī)在安全頻率和電壓下工作。頂置內(nèi)設(shè)有高壓開(kāi)關(guān)、低壓開(kāi)關(guān)、化霜開(kāi)關(guān)，任一開(kāi)關(guān)超出整定值即將信號(hào)送入控制箱中，PLC指令停機(jī)并點(diǎn)亮信號(hào)燈報(bào)警?；_(kāi)關(guān)超出整定值其電信號(hào)送入PLC即指令壓縮機(jī)停車(chē)待化霜后自動(dòng)開(kāi)機(jī)。在指令壓縮機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)，變頻器是從零頻率起動(dòng)直至整定到50HZ380V電壓，有效的扼制了各電機(jī)的啟動(dòng)電流，當(dāng)發(fā)電機(jī)因轉(zhuǎn)速太低達(dá)不到整定值時(shí)，變頻器降低頻率和電壓，使各電機(jī)安全運(yùn)行，如果發(fā)電機(jī)超出整定值時(shí)，變頻器在PC機(jī)指令下穩(wěn)頻穩(wěn)壓工作在50HZ380V。
權(quán)利要求1.一種大客車(chē)變頻空調(diào)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于由包括PLC在內(nèi)的控制箱總成控制二次勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)、整流濾波器、變頻器、頂置空調(diào)器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，各環(huán)節(jié)動(dòng)作程序全部寫(xiě)入PLC可編程控制器內(nèi)，其中啟動(dòng)信號(hào)由操作面板接至PLC指令勵(lì)磁閉環(huán)系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)輸出交流電壓R、S、T至整流濾波器，并由整流濾波后將直流電壓接至變頻器；逆變、變頻后的電壓U、V、W再接至控制開(kāi)關(guān)使交流接觸器動(dòng)作，并將電壓再接至頂置空調(diào)器制冷；頂置空調(diào)器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的異常信號(hào)接至保護(hù)電路由PLC發(fā)出停機(jī)指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大客車(chē)變頻空調(diào)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制箱總成內(nèi)的交流接觸器包括控制壓縮機(jī)的KM11、KM12，控制冷凝風(fēng)機(jī)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)的KM13、KM14，電源空氣開(kāi)關(guān)QF1、QF2，控制電磁閥中間繼電器的KA1、KA2，整個(gè)工作電源24V，穩(wěn)壓模塊隔離電源24V+24V-。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大客車(chē)變頻空調(diào)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述的勵(lì)磁閉環(huán)系統(tǒng)是由集成電路、電阻、電容組成的模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大客車(chē)變頻空調(diào)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述的保護(hù)電路由壓縮機(jī)排氣溫度保護(hù)器FT12、FT14，壓力保護(hù)開(kāi)關(guān)FP11、FP13，除霜溫度保護(hù)器組成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及汽車(chē)用的空調(diào)，特別指大客車(chē)變頻空調(diào)電氣控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型包括PLC在內(nèi)的控制箱總成控制二次勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)、整流濾波器、變頻器、頂置空調(diào)器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，各環(huán)節(jié)動(dòng)作程序全部寫(xiě)入PLC可編程控制器內(nèi)，其中啟動(dòng)信號(hào)由操作面板接至PLC指令勵(lì)磁閉環(huán)系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)輸出交流電壓R、S、T至整流濾波器，并由整流濾波后將直流電壓接至變頻器；逆變、變頻后的電壓U、V、W再接至控制開(kāi)關(guān)使交流接觸器動(dòng)作，并將電壓再接至頂置空調(diào)器制冷；頂置空調(diào)器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的異常信號(hào)接至保護(hù)電路由PLC發(fā)出停機(jī)指令。
文檔編號(hào)H02H5/00GK2857066SQ200520050000
公開(kāi)日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2005年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月12日
發(fā)明者羅岳華 申請(qǐng)人:岳陽(yáng)華強(qiáng)電力電子有限公司