專利名稱：空調室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種空調室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路。
背景技術：
定速空調的制熱能力及交流電機的噪聲問題一直困擾著業(yè)內的技術人員，使定速空調器的使用狀況不盡如人意。已有的定速空調器，其室內、室外風扇電機大多采用交流感應電機，且室外電機多為一檔轉速控制，雖然在220V、50Hz的額定電源下能有一個穩(wěn)定的轉速，但隨著電壓的變化，其轉速也將出現大范圍的波動，導致電網電壓高時，室外電機噪音過大；而在電網電壓低時，室外電機轉速過低，散熱效果差。少數高能效定速空調器風機雖然采用了直流無刷電機，但往往僅室外風扇電機采用直流無刷電機，且其控制極為簡單，僅給直流電機提供一個固定的驅動電壓。致使普通定速空調器制熱效果及交流電機的電磁聲一直難以解決，即使上述采用直流無刷電機的高能效定速空調也僅僅是在定速空調的整體能效上有所提升，而在制熱效果、特別是高、低溫制熱效果方面不盡如人意，高溫制熱情況下，由于采用了開啟外風機的方法控制系統(tǒng)負荷，致使制熱量波動很大，制熱效果不理想，且電能浪費極大。低溫制熱情況下，由于外風機采用一檔轉速，不能變換轉速，導致普通定速空調器的低溫制熱效果較差，結霜較多，有效制熱時間短。這種情況極大地影響了空調的使用效果，特別是冬季的使用效果。

實用新型內容本實用新型是為避免上述已有技術中存在的不足之處，提供一種空調室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路，以對室外風扇電機任意調速控制、提高室外電機的運行安全性和可靠性。本實用新型為解決技術問題采用以下技術方案?？照{室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路，其結構特點是，包括固定分壓電路和固定分壓分斷電路；所述固定分壓電路包括電阻R17、可調電阻ZW1、電容EC6和PNP型三極管Ql ;所述固定分壓分斷電路包括光電耦合器U9 ;所述三極管Ql通過電阻R17連接+15V電源，該+15V電源和三極管Ql基極間并聯(lián)一個電解電容EC5 ;所述可調電阻ZWl和電容EC6并聯(lián)連接后的一端連接在電阻R17和三極管Ql之間，所述可調電阻ZWl和電容EC6并聯(lián)連接后的另一端接地；所述光電耦合器U9的一個輸出端通過電阻R18與所述三極管Ql的基集相連接，所述光電耦合器U9的另一個輸出端通過電阻R20連接+15V電源；所述光電稱合器U9的一個輸入端接地,所述光電稱合器U9的另一個輸入端與空調系統(tǒng)的室外直流風扇電機轉速控制電路相連接。與已有技術相比，本實用新型有益效果體現在:I)本實用新型的空調室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路，由于對室外風扇電機采用了直流無刷電機，由于室外電機固定分壓電阻采用了可調電阻ZWl，使其可適用于任何轉速要求的系統(tǒng)。由于本實用新型室外電機控制電路的固定轉速和可調轉速可隨意切換，又可在閉環(huán)轉速控制回路損壞時，室外風機繼續(xù)正常工作。2)本實用新型的空調室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路，由于在固定分壓電路中設置了電解電容EC5，使得在接通電源時，使固定分壓電路輸出的電機驅動電壓緩慢施加在室外電機M0T0R2上，以避免損壞電機，解決了普通空調直流電機控制電路簡單，電機易損壞的弊病，提高室外電機的運行安全性和可靠性。本實用新型的空調室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路，使固定分壓電路輸出的電機驅動電壓緩慢施加在室外電機M0T0R2上，以避免損壞電機，能對室外風扇電機任意調速控制，取得更好的制熱效果，還能對室外電機固定轉速控制和閉環(huán)調速控制進行任意搭配，提高產品開發(fā)的便利性。

圖1為本實用新型的空調系統(tǒng)的制冷系統(tǒng)示意圖。圖2為本實用新型的空調系統(tǒng)的室內直流風扇電機轉速控制電路原理圖。圖3為本實用新型的空調系統(tǒng)的室外直流風扇電機轉速控制電路原理圖A (第一電路單元)。圖4為本實用新型的空調系統(tǒng)的室外直流風扇電機轉速控制電路原理圖B (第二電路單元)。圖5為本實用新型的室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路原理圖。圖6為本實用新型的空調系統(tǒng)的室內電機調速電壓Vspl切斷電路原理圖。圖7為本實用新型的空調系統(tǒng)的室外電機調速電壓Vsp2切斷電路原理圖。圖8為本實用新型的空調系統(tǒng)的室內盤管的溫度檢測電路原理圖。圖9為本實用新型的空調系統(tǒng)的整體控制電路原理圖。圖10為本實用新型的空調系統(tǒng)的室外電機溫度-轉速關系的轉換圖表。圖1 圖10中標號:1壓縮機,2室外機換熱器,3軸流風扇，4室內機換熱器,5第一毛細管，6貫流風扇，7四通閥，8電熱器，9氣液分離器，10單向閥，11第一截止閥，12第二截止閥，13第二毛細管。以下通過具體實施方式
，并結合附圖對本實用新型作進一步說明。
具體實施方式
參見圖5，空調室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路，包括固定分壓電路和固定分壓分斷電路；所述固定分壓電路包括電阻R17、可調電阻ZW1、電容EC6和PNP型三極管Ql ;所述固定分壓分斷電路包括光電耦合器U9 ;所述三極管Ql通過電阻R17連接+15V電源，該+15V電源和三極管Ql基極間并聯(lián)一個電解電容EC5 ;所述可調電阻ZWl和電容EC6并聯(lián)連接后的一端連接在電阻R17和三極管Ql之間，所述可調電阻ZWl和電容EC6并聯(lián)連接后的另一端接地；所述光電耦合器U9的一個輸出端通過電阻R18與所述三極管Ql的基集相連接，所述光電耦合器U9的另一個輸出端通過電阻R20連接+15V電源；所述光電耦合器U9的一個輸入端接地,所述光電稱合器U9的另一個輸入端與空調系統(tǒng)的室外直流風扇電機轉速控制電路相連接。圖5為室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路，由固定分壓電路和固定分壓分斷電路構成。所述固定分壓電路由電阻Rl7、可調電阻ZWl、電容EC6、PNP型三極管Ql組成；以光電耦合器U9作為固定分壓分斷電路的執(zhí)行元件。在+15V電源端和三極管Ql基極間并聯(lián)一個電解電容EC5，使得在接通電源時，使固定分壓電路輸出的電機驅動電壓緩慢施加在室外電機M0T0R2上，以避免損壞電機。)本實用新型的空調室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路(圖5)與圖3、圖
4、圖7等一起構成了完整的室外電機M0T0R2的控制電路，其中室外控制板的供電通過室內控制板的外風機信號控制繼電器控制，以方便與普通電控板對接。圖3中的CN2與圖4中的CM有相對應的端子，將相對應的端子相連接后可將兩部分電路圖連接在一起，圖中兩個節(jié)點B相連接，三個節(jié)點C相連接，構成完整的電路圖，如圖9所示。當室內控制板的接插件CN2和室外控制板上的接插件CM連接接通后，微控制器U4的PWM 口輸出的PWM脈沖波形，經過反相器U3、R7連接至光電耦合器U5的第2腳(圖3所示)，光耦U5第3腳輸出經R16連接至U9 (圖5所示)第I腳，從U9第3腳輸出，給電容EC7充電，使得三極管Ql的基極電壓高于發(fā)射極電壓，PN結反偏，三極管Ql截止，切斷了室外電機M0T0R2的Vsp2固定分壓電路。直流無刷電機空調系統(tǒng)控制電路包括微控制器U4、室內直流風扇電機轉速控制電路、室外直流風扇電機轉速控制電路、本實用新型的室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路、室內電機調速電壓切斷電路、室外電機調速電壓切斷電路和溫度檢測電路；所述室內直流風扇電機轉速控制電路、室外直流風扇電機轉速控制電路和溫度檢測電路均與所述微控制器相連接；所述室內電機調速電壓切斷電路與所述室內直流風扇電機轉速控制電路相連接，所述室外電機調速電壓切斷電路和室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路均與所述室外直流風扇電機轉速控制電路相連接；所述室外直流風扇電機轉速控制電路包括第一電路單元和第二電路單元，所述第一電路單元包括插接件CN2,所述第二電路單元包括插接件CM ；所述直流無刷電機空調系統(tǒng)控制電路的電路板分為室外控制板和室內控制板；所述微控制器U4、室內直流風扇電機轉速控制電路、室外直流風扇電機轉速控制電路的第一電路單元、室內電機調速電壓切斷電路和溫度檢測電路設置于所述室內控制板上，所述室外直流風扇電機轉速控制電路的第二電路單元、室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路和室外電機調速電壓切斷電路設置于所述室外控制板上；所述室外控制板和室內控制板之間通過插接件CN2和插接件CM相連接。直流無刷電機空調系統(tǒng)包括室內機、室外機及控制電路，其控制電路，包括微控制器U4、本實用新型的無刷電機空調系統(tǒng)室外電機控制電路等電路。室內機和室外機的示意圖見圖1所示。所述室內機包括室內機換熱器4、電熱器8和貫流風扇6;所述室內機換熱器4的一端連接有第一截止閥11，所述室內機換熱器4的另一端與第二截止閥12相連接；所述室外機包括室外機換熱器2、壓縮機1、軸流風扇3、第一毛細管5、四通閥7、氣液分離器9和單向閥10 ;所述壓縮機I與所述四通閥7的第一端口相連接，所述四通閥7的第二端口與所述第一截止閥11相連接，所述四通閥7的第三端口與所述氣液分離器9相連接，所述四通閥7的第四端口與所述室外機換熱器2的一端相連接，所述室外機換熱器2的另一端與所述第一毛細管5的一端相連接，所述第一毛細管5的另一端與所述單向閥10的一端相連接，所述單向閥10的另一端與所述第二截止閥12相連接；所述室外機換熱器2的一側設置有軸流風扇3 ;所述貫流風扇6的電機和所述軸流風扇3的電機均為無刷直流電機；所述室內機的貫流風扇6的電機和所述室外機的軸流風扇3的電機分別由兩塊控制板控制。所述室外機還包括第二毛細管13 ;所述單向閥10與第二毛細管13相并聯(lián)連接。如圖1是本實用新型的一種應用直流無刷電機的空調系統(tǒng)，由室內機、室外機、制冷系統(tǒng)以及相應的控制電路構成。制冷時，制冷系統(tǒng)內的低壓、低溫制冷劑蒸汽被壓縮機I吸入，經壓縮為高壓、高溫的過熱蒸汽后排至室外機換熱器2 ;同時室外側風扇3吸入的室外空氣流經室外機換熱器2，帶走制冷劑放出的熱量，使高壓、高溫的制冷劑蒸汽凝結為高壓液體。高壓液體經過第一毛細管5降壓降溫流入室內機換熱器4，并在相應的低壓下蒸發(fā)，吸取周圍熱量；同時室內側風扇6使室內空氣不斷進入室內機換熱器4的肋片間進行熱交換，并將放熱后的變冷的氣體送向室內。如此，室內外空氣不斷循環(huán)流動，達到降低溫度的目的。制熱時，利用制冷系統(tǒng)的壓縮冷凝熱來加熱室內空氣的，低壓、低溫制冷劑液體在蒸發(fā)器內蒸發(fā)吸熱，而高溫高壓制冷劑氣體在冷凝器內放熱冷凝。熱泵制熱時通過四通閥7來改變制冷劑的循環(huán)方向，使原來制冷工作時作為蒸發(fā)器的室內機換熱器變成制熱時的冷凝器，原來制冷工作時作為冷凝器的室外機換熱器變成制熱時的蒸發(fā)器，這樣制冷系統(tǒng)在室外吸熱，室內放熱，實現制熱的目的。電熱器8用于作為輔助加熱裝置。室內、室外風機均采用直流無刷電機，分別由兩塊控制板控制，通過閉環(huán)控制，使電機轉速控制穩(wěn)定且不受電壓影響，噪聲?。桓邷刂茻?、低溫制熱工況下，空調器的制熱效果更好。室外電機采用單獨的控制電路，使得室外電機的固定轉速和可調轉速可隨意切換，又可在閉環(huán)轉速控制回路損壞時，室外風機繼續(xù)正常工作。如圖9為本實用新型的控制電路的整體電路圖，圖9的電路圖綜合了圖2 圖8的電路圖，該控制電路的電路板分離為兩塊控制板:一塊室內控制板和一塊室外控制板。對室內、室外風扇電機均采用直流無刷電機，且設置了轉速控制電路。當系統(tǒng)只需要室外電機采用直流電機且僅需一個固定轉速時，在原來的控制系統(tǒng)上，再增加這樣一塊室外控制板即可，無需對原控制系統(tǒng)作任何改變，且由于室外電機固定分壓電阻采用了可調電阻ZW1，使其可適用于任何轉速要求的系統(tǒng)。而當對這樣的室外控制板加上本實用新型中的室內控制板及相應連線后，即可對室外電機進行閉環(huán)轉速控制。由于本實用新型室外電機控制電路的固定轉速和可調轉速可隨意切換，又可在閉環(huán)轉速控制回路損壞時，室外風機繼續(xù)正常工作。解決了普通定速空調器一個系統(tǒng)要求對應一種新電機的困境，使得此實用新型的控制電路的適用性和可組合性大大加強，大大縮短產品開發(fā)周期，提高制熱效果和工作穩(wěn)定性及可靠性。所述室內直流風扇電機轉速控制電路包括電阻Rl R6、電容ECl EC2、電容Cl、反相器U3、光電稱合器U1、光電稱合器U2和穩(wěn)壓管Zl ;所述微控制器U4的PWM輸出端口依次通過反相器U3和電阻R4與光電耦合器Ul的輸入端相連接，所述光電耦合器Ul的一個輸出端通過電阻R3連接+15V電源，所述光電耦合器Ul的另一個輸出端連接在室內直流風扇電機的轉速調節(jié)Vspl 口，所述電容Cl、電容EC1、電阻Rl和穩(wěn)壓管Zl之間相并聯(lián)連接后的一個連接端連接在室內直流風扇電機的轉速調節(jié)Vspl 口與光電耦合器Ul之間，所述電容Cl、電容ECl、電阻Rl和穩(wěn)壓管Zl之間相并聯(lián)連接后的另一個連接端接地；所述室內直流風扇電機的轉速反饋口 FGl與所述光電稱合器U2的一個輸入端相連接,所述光電I禹合器U2的另一個輸入端通過電阻R2連接+15V電源；所述光電稱合器U2的一個輸出端通過電阻R5與微控制器U4相連接；所述電阻R6和電容EC2相并聯(lián)連接后的一端連接在電阻R5與微控制器U4之間，所述電阻R6和電容EC2相并聯(lián)連接后的另一端接地。所述室內直流風扇電機MOTORl和所述室內直流風扇電機轉速控制電路之間通過插接件CNl相連接，所述CNl上包括有Vdml、GND1、Vccl、Vspl和FGl等連接端子。如圖2所示，室內直流風扇電機轉速控制電路，由轉速反饋電路及電機驅動電路構成。轉速反饋電路由電阻R2、R5、R6、光電耦合器U2和電容EC2等元件組成。電機驅動電路包括Rl、R3、R4、光電耦合器Ul、電容ECl、電容Cl、反相器U3和穩(wěn)壓管Zl等元件組成。所述轉速反饋電路以室內直流風扇電機的內置霍爾元件作為電機轉速檢測信號，通過室內直流風扇電機的插接件CNl的FGl 口米樣至光電稱合器U2輸入端,經光電稱合器U2輸出，經由電阻R5、R6、電容EC2組成信號整形電路輸入到微控制器U4。以反相器U3和光電耦合器Ul作為控制電機轉速的執(zhí)行元件。微控制器U4根據檢測到的轉速信號，實時調節(jié)輸出至反相器U3的脈沖信號頻率。光電耦合器Ul輸出的脈沖再經由電阻R1、電容EC1、Cl組成的信號整形電路，形成平穩(wěn)的電機驅動電壓VspI，施加在室內電機M0T0R1上。微控制器U4的PWM輸出端口先輸出一個小占空比的PWM脈沖波形，經過反相器U3，通過光電耦合器Ul輸出，電阻R1、電容EC1、C1整形濾波后形成一定幅值的直流電壓加到室內電機M0T0R1的轉速調節(jié)Vspl 口，并在Vspl 口設置穩(wěn)壓管Zl以防止Vspl電壓過高損壞電機。當室內風扇電機運轉后，電機內置的霍爾元件HALL輸出12個脈沖/轉，送入轉速反饋口 FGl，再經光電耦合器U2隔離輸出，由電阻R5、R6、電容EC2整形為方波，送入微控制器U4外部中斷口，微控制器U4對送入的脈沖進行計數，從而實現對風速的測量。并與微控制器U4內部設定的相應轉速的脈沖數進行比較，調整PWM波的占空比。通過占空比的改變可以控制Vspl 口的電壓值，從而控制室內電機M0T0R1的轉速。所述室外直流風扇電機轉速控制電路的第一電路單元還包括光電耦合器U5、光電率禹合器U6、電阻R7 R9、反相器U3和電容EC3 ；所述光電稱合器U5的輸出端與所述插接件CN2的端子Vsp相連接，所述光電耦合器U5的輸入端依次通過電阻R7和反相器U3連接在微控制器U4的PWM輸出端口上；所述光電耦合器U6的兩個輸入端分別與所述插接件CN2的端子FG和端子OUT-相連接，所述光電耦合器U6的輸出端通過電阻R8與微控制器U4相連接；所述電阻R9和電容EC3相并聯(lián)連接后的一端連接在電阻R8與微控制器U4之間，所述電阻R9和電容EC3相并聯(lián)連接后的另一端接地；所述室外直流風扇電機轉速控制電路的第二電路單元還包括電阻Rll R16、電容EC4、電容C2、光電稱合器U7、光電稱合器U8和穩(wěn)壓管Z2,所述室外直流風扇電機轉速控制電路的第二電路單元通過插接件CN3與所述室外直流風扇電機M0T0R2相連接；所述插接件CM的端子Vsp通過電阻R16與光電稱合器U7的輸入端相連接,所述光電稱合器U7的一個輸出端通過電阻R14連接+15V電源，所述光電耦合器U7的另一個輸出端連接在室外直流風扇電機的轉速調節(jié)Vsp2 口 ；所述電容C2、電容EC4、電阻R11和穩(wěn)壓管Z2之間相并聯(lián)連接后的一個連接端連接在室內直流風扇電機的轉速調節(jié)Vsp2 口與光電耦合器U7之間，所述電容C2、電容EC4、電阻Rl I和穩(wěn)壓管Z2之間相并聯(lián)連接后的另一個連接端接地；所述室內直流風扇電機的轉速反饋口 FGl通過電阻R13與光電耦合器U8的一個輸入端相連接，所述光電耦合器U8的另一個輸入端連接+15V電源；所述電阻R12的一端連接+15V電源，所述電阻R12的另一端連接在所述室內直流風扇電機的轉速反饋口 FGl與所述電阻R13之間；所述光電稱合器U8的一個輸出端通過電阻R15連接+15V電源,所述光電稱合器U8的另一個輸出端與所述插接件CM的端子FG相連接。如圖3、圖4分別為室外直流風扇電機轉速控制電路的兩個電路單元，這兩個電路單元共同構成了室外電機轉速控制電路，其基本控制原理和上述室內直流風扇電機轉速控制電路的基本原理相同，電路結構也相似。為了使本實用新型獲得更好的適用性，而將室外電機控制電路分成室內(即第一電路單元，圖3所示)、室外(即第二電路單元，圖4所示)兩部分，兩個電路單元的插接件的相應端子通過導線連接后，即可實現電路的連通。 所述第一電路單元的插接件CN2和所述第二電路單元包括插接件CM均包括4個端子:Vsp、FG、0UT-和IN-。將這兩個插接件的相同名稱的端子通過導線相連接，即可將接插件CN2和CM相連接，從而可將室外控制板和室內控制板相連接。室外直流風扇電機轉速控制電路，以可隔離輸入輸出端的光電I禹合器U6、U8作為室外電機轉速信號的米樣兀件，以可隔離輸入輸出端的光電I禹合器U5、U7作為控制室外電機M0T0R2的轉速的執(zhí)行器件。所述插接件CN3還包括端子Vdm2和端子GND2 ;所述端子Vdm2依次通過二極管Dl和熔斷器Fl與+310V電源相連接，所述端子GND2依次通過發(fā)光二極管LEDl和電阻RlO與+310V電源相連接。通過發(fā)光二極管LEDl可顯示室外電機M0T0R2是否接通電源，通過熔斷器Fl對室外電機M0T0R2實施保護。所述室內電機調速電壓切斷電路包括第一分壓整形電路、第一直流電壓檢測電路和Vspl電壓切斷電路；第一分壓整形電路由電阻R21、電阻R22和電容EC8組成；第一直流電壓檢測電路包括穩(wěn)壓管Z3、電阻R23和三極管Q2 ；Vspl電壓切斷電路包括電阻R24 R26、開關三極管Q3，其中開關三極管Q3作為Vspl電壓切斷電路的執(zhí)行元件。圖6為室內電機M0T0R1調速電壓Vspl切斷電路，由電阻R21、R22和電容EC8組成第一分壓整形電路，經由穩(wěn)壓管Z3、三極管Q2作為+310V電壓檢測元件。以開關三極管Q3作為Vspl電壓切斷電路的執(zhí)行元件。突遇斷電時，在電機M0T0R1的Vdml和Vccl電壓切斷前，先切斷Vspl電壓，以保護室內直流電機M0T0R1不被損壞。所述室外電機調速電壓切斷電路包括第二分壓整形電路、第二直流電壓檢測電路和Vsp2電壓切斷電路；第二分壓整形電路由電阻R27、電阻R28和電容EC9組成；第二直流電壓檢測電路包括穩(wěn)壓管TA、電阻R29和三極管Q4 ；Vsp2電壓切斷電路包括電阻R30 R32、開關三極管Q5，其中開關三極管Q5作為Vsp2電壓切斷電路的執(zhí)行元件。圖7為室外電機M0T0R2調速電壓Vsp2切斷電路，其基本控制原理同室內直流風扇電機轉速控制電路。經由穩(wěn)壓管Z4、三極管Q4作為+310V電壓檢測元件。以開關三極管Q5作為Vsp2電壓切斷電路的執(zhí)行元件。突遇斷電時，在室外電機M0T0R2的Vdm2和Vcc2電壓切斷前，先切斷Vsp2電壓，以保護室外直流電機M0T0R2不被損壞。所述溫度檢測電路包括熱敏電阻RTl、分壓電阻R33和整流電容EClO ;所述熱敏電阻RTl的一端連接+5V電源，所述熱敏電阻RTl的另一端連接微控制器U4 ;所述分壓電阻R33和整流電容EClO相并聯(lián)連接后的一端連接在所述熱敏電阻RTl和微控制器U4之間，所述分壓電阻R33和整流電容EClO相并聯(lián)連接后的另一端接地。圖8為溫度檢測電路，設置室內機蒸發(fā)器的盤管溫度傳感器RT1，以所述盤管溫度傳感器RTl的溫度檢測信號作為室外電機不同轉速檔的轉換控制信號。[0049]圖2和圖6構成了完整的室內電機M0T0R1控制電路，圖2中的A節(jié)點和圖6中的A節(jié)點相連接。當空調正常運行中，突遇斷電的情況時，由于開關電源的特性，室內電機M0T0R1的Vccl電壓以及微控制器U4的Vc電壓均會保持幾秒才會消失，而室內電機M0T0R1的Vdml電壓會緩慢下降，在這幾秒內，由于Vdml的下降導致室內電機M0T0R1的轉速下降，從而使微控制器U4檢測到室內電機M0T0R1的反饋的脈沖數減少，微控制器U4會加大輸出PWM波的占空比，致使Vspl電壓升高，不正常的工作狀態(tài)極有可能導致直流電機M0T0R1內部的驅動模塊損壞。而通過設置電機M0T0R1調速電壓Vspl切斷電路，可有效解決此問題。當Vdml電壓+310V正常時，電阻R21、R22和電容EC8組成分壓整形電路，使得穩(wěn)壓管Z3、三極管Q2導通，三極管Q3截止，不影響Vspl電壓，不影響電機的正常工作。而在斷電，當+310V電壓下降到一定程度時，電阻R22上分得的電壓低于穩(wěn)壓管Z3的穩(wěn)壓值時，三極管Q2截止，三極管Q3飽和導通，在電機M0T0R1的Vccl電壓以及微控制器U4的Vc電壓失電前，Vspl 口電壓因三極管Q3飽和導通，電壓下降至0V，從而保證直流電機M0T0R1不被損壞。圖3、圖4、圖5、圖7構成了完整的室外電機M0T0R2的控制電路，其中室外控制板的供電通過室內控制板的外風機信號控制繼電器控制，以方便與普通電控板對接。圖3中的CN2與圖4中的CM有相對應的端子，將相對應的端子相連接后可將兩部分電路圖連接在一起，圖中兩個節(jié)點B相連接，三個節(jié)點C相連接，構成完整的電路圖，如圖9所示。當室外控制板上電后，在室內控制板的接插件CN2和室外控制板上的接插件CN4未連接時，則+15V電壓經由電阻R17、可調電阻ZWl、電容EC6組成的分壓電路輸出電壓至PNP型三極管Ql的射極，三極管Ql的基極通過電阻R18、R19和電容EC7接地，PN結正偏，三極管Ql導通，分壓電路分得的電壓加到室外電機M0T0R2的Vsp2 口，使電機M0T0R2按一固定轉速運轉。+15V通過電阻R18、R19對電容EC5緩慢充電，使得三極管Ql慢慢導通，施加到Vsp2 口的電壓緩慢增加，從而使電機M0T0R2緩慢勻速起動，電容EC5的設置，使Vsp2電壓后于電機M0T0R2的Vdm2和Vcc2電壓施加，符合直流電機的控制要求，可有效保護直流電機M0T0R2不被損壞?？烧{電阻ZWl的設置，可使本實用新型的室外控制板適應任一系統(tǒng)要求的轉速，而不必重新設計控制板及電機。當室內控制板的接插件CN2和室外控制板上的接插件CM連接接通后，微控制器U4的PWM 口輸出的PWM脈沖波形，經過反相器U3、R7連接至光電耦合器U5的第2腳(圖3所示)，光耦U5第3腳輸出經R16連接至U9 (圖5所示)第I腳，從U9第3腳輸出，給電容EC7充電，使得三極管Ql的基極電壓高于發(fā)射極電壓，PN結反偏，三極管Ql截止，切斷了室外電機M0T0R2的Vsp2固定分壓電路。同時，微控制器U4的PWM 口輸出的PWM脈沖波形，經過反相器U3、R7連接至光電耦合器U5的第2腳(圖3所示)，光耦U5第3腳輸出經R16連接至U7 (圖4所示)第I腳，從U7第3腳輸出，電阻R11、電容EC4、C2 (圖4所示)整形濾波后形成一定幅值的直流電壓加到室外電機M0T0R2的轉速調節(jié)Vsp2 口，并在Vsp2 口設置穩(wěn)壓管Z2以防止Vsp2電壓過高損壞電機，當室外風扇電機M0T0R2運轉后，電機M0T0R2內置的霍爾元件HALL輸出12個脈沖/轉，送入轉速反饋口 FG2，再經光電耦合器U8 (圖4所示)、U6 (圖3所示)隔離輸出，由電阻R8、R9、電容EC3 (圖3所示)整形為方波，送入微控制器U4外部中斷口，微控制器U4對送入的脈沖進行計數，進行室外風扇電機M0T0R2的轉速的測量，從而實現對室外風扇的風速的測量。將室外風扇電機M0T0R2的轉速與微控制器U4內部設定的相應轉速的脈沖數進行比較，調整PWM波的占空比。通過占空比的改變可以控制Vsp2 口的電壓值，從而控制室外風扇電機M0T0R2的轉速。圖7所示，電機調速電壓Vsp2切斷電路，斷電時，在電機的Vdm2和Vcc2電壓切斷前，先切斷Vsp2電壓，以保護直流電機M0T0R2不被損壞。根據圖8所示，通過在室內機換熱器上設置盤管溫度傳感器，5V電壓通過NTC熱敏電阻和R33分壓，EClO整形、穩(wěn)壓，將NTC熱敏電阻RTl阻值的變化轉換為電壓變化，輸出直流電壓信號到微控制器U4的AD 口。微控制器U4通過對此電壓的AD轉換、采集來感知室內換熱器溫度的變化，空調制熱情況下，當換熱器溫度變化時，根據圖10的溫度-轉速轉換關系表，對室外電機的轉速進行控制。當溫度上升時，大于等于T3時，室外風機轉速下調一檔，至SP3，大于等于T5時，室外風機轉速再下調一檔，至SP2，大于等于T6時，室外風機轉速調至SPl ;當溫度下降時，小于T4時，室外風機轉速上調一檔，至SP2，小于T2時，室外風機轉速再上調一檔，至SP3，小于Tl時，室外風機轉速調至SP4。在溫度上升過程中，如果大于等于T7時，為防止壓縮機因高負荷“跳機”，則關斷室外控制板的供電，一旦關斷室外控制板的供電后，為給系統(tǒng)負荷一個下降的時間，則需控制溫度下降至小于等于Tl時，再讓室外控制板重新得電，重復上述的風速控制過程。具體實施中，還可以再設置更檔位室外電機轉速，依據溫度變化，在低溫制熱時，提升轉速，在高溫制時，降低轉速。達到提升低溫制熱時的總有效制熱時間，提升高溫制熱時的制熱量的目的。在分體壁掛式空調器KFRd-32GW/051-Nl、KFRd-32GW/052-Nl、KFRd-32GW/053-Nl、KFRd-32Gff/054-Nl (I級能效，EER=3.6)機型上進行實驗時，室內顯示分別采用LED模塊、LED燈兩種顯示方式。根據實驗，制冷系統(tǒng)使用原先的KFRd-32GW/054-El (2級能效，EER=3.4)系統(tǒng)，未作改變。正常工作時，室外電機M0T0R2轉速設置在820轉/分鐘，室內風機M0T0R1、室外風機M0T0R2均采用直流無刷電機，采用室內、室外兩塊控制板，室外控制板通過室內控制板的外風機控制繼電器供電，室外電機M0T0R2通過室內控制板進行閉環(huán)控制，為防止閉環(huán)控制線路損壞后，空調不能正常工作，調整好固定分壓電路中的可調電阻ZWl，達到一定的Vsp2電壓，使固定轉速為820轉/分鐘。制熱過程中，當溫度上升時，大于等于44°C時，室外風機轉速下調一檔，至720轉/分鐘；大于等于46°C時，室外風機M0T0R2轉速再下調一檔，至500轉/分鐘；大于等于46°C時，室外風機M0T0R2轉速調至300轉/分鐘；當溫度下降時，小于45°C時，室外風機M0T0R2轉速上調一檔，至500轉/分鐘；小于43°C時，室外風機M0T0R2轉速再上調一檔，至700轉/分鐘；小于41°C時，室外風機M0T0R2轉速調至820轉/分鐘。在溫度上升過程中，如果大于等于50°C時，為防止壓縮機因高負荷“跳機”，則關斷室外控制板的供電，一旦關斷室外控制板的供電后，為給系統(tǒng)負荷一個下降的時間，則需控制溫度下降至小于等于41°C時，再讓室外控制板重新得電，重復上述的風速控制過程。試驗證明，在原KFRd-32GW/054-El系統(tǒng)的基礎上，直接將能效比EER提升到3.6以上，且將最大制熱量由原先的平均制熱量3200W(制熱高負荷時，外風機頻繁啟停，造成制熱量波動)提高到了 4600W。高溫制熱時的COP由原先大幅提高了冬季制熱性能及環(huán)境適應性。產品成本與未采用直流電機的KFRd-32GW/05-Nl機型成本相當，但減小了外機的體積，減少了銅、鋁等用量，在包裝、運輸成本、噪音、性能方面均有著很大改善。市場推廣，效果良好。本實用新型不限于以上對實施例的描述，本領域技術人員根據本實用新型揭示的內容，在本實用新型基礎上不必經過創(chuàng)造性勞動所進行的改進和修改都應該在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.空調室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路，其特征是，包括固定分壓電路和固定分壓分斷電路；所述固定分壓電路包括電阻R17、可調電阻ZW1、電容EC6和PNP型三極管Ql ;所述固定分壓分斷電路包括光電耦合器U9 ;所述三極管Ql通過電阻R17連接+15V電源，該+15V電源和三極管Ql基極間并聯(lián)一個電解電容EC5 ;所述可調電阻ZWl和電容EC6并聯(lián)連接后的一端連接在電阻R17和三 極管Ql之間，所述可調電阻ZWl和電容EC6并聯(lián)連接后的另一端接地；所述光電耦合器U9的一個輸出端通過電阻R18與所述三極管Ql的基集相連接，所述光電耦合器U9的另一個輸出端通過電阻R20連接+15V電源；所述光電耦合器U9的一個輸入端接地,所述光電稱合器U9的另一個輸入端與空調系統(tǒng)的室外直流風扇電機轉速控制電路相連接。
2.根據權利要求1所述的空調室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路，其特征是，所述室外直流風扇電機轉速控制電路包括第一電路單元和第二電路單元，所述第一電路單元包括插接件CN2，所述第二電路單元包括插接件CM ;所述第一電路單元和所述第二電路單元之間通過插接件CN2和插接件CM相連接；所述室外直流風扇電機轉速控制電路的第一電路單兀還包括光電稱合器U5、光電稱合器U6、電阻R7 R9、反相器U3和電容EC3 ；所述光電耦合器U5的輸出端與所述插接件CN2的端子Vsp相連接，所述光電耦合器U5的輸入端依次通過電阻R7和反相器U3連接在微控制器U4的PWM輸出端口上；所述光電耦合器U6的兩個輸入端分別與所述插接件CN2的端子FG和端子OUT-相連接，所述光電耦合器U6的輸出端通過電阻R8與中央處理器U4相連接；所述電阻R9和電容EC3相并聯(lián)連接后的一端連接在電阻R8與微控制器U4之間，所述電阻R9和電容EC3相并聯(lián)連接后的另一端接地； 所述室外直流風扇電機轉速控制電路的第二電路單元還包括電阻Rll R16、電容EC4、電容C2、光電耦合器U7、光電耦合器U8和穩(wěn)壓管Z2，所述室外直流風扇電機轉速控制電路的第二電路單元通過插接件CN3與所述室外直流風扇電機M0T0R2相連接；所述插接件CN4的端子Vsp通過電阻R16與光電稱合器U7的輸入端相連接,所述光電稱合器U7的一個輸出端通過電阻R14連接+15V電源，所述光電耦合器U7的另一個輸出端連接在室外直流風扇電機的轉速調節(jié)Vsp2 口 ；所述電容C2、電容EC4、電阻Rll和穩(wěn)壓管Z2之間相并聯(lián)連接后的一個連接端連接在室內直流風扇電機的轉速調節(jié)Vsp2 口與光電耦合器U7之間，所述電容C2、電容EC4、電阻Rll和穩(wěn)壓管Z2之間相并聯(lián)連接后的另一個連接端接地；所述室內直流風扇電機的轉速反饋口 FGl通過電阻R13與光電耦合器U8的一個輸入端相連接，所述光電耦合器U8的另一個輸入端連接+15V電源；所述電阻R12的一端連接+15V電源，所述電阻R12的另一端連接在所述室內直流風扇電機的轉速反饋口 FGl與所述電阻R13之間；所述光電稱合器U8的一個輸出端通過電阻R15連接+15V電源,所述光電稱合器U8的另一個輸出端與所述插接件CM的端子FG相連接。
3.根據權利要求2所述的空調室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路，其特征是，所述插接件CN3還包括端子Vdm2和端子GND2 ;所述端子Vdm2依次通過二極管Dl和熔斷器Fl與+310V電源相連接，所述端子GND2依次通過發(fā)光二極管LEDl和電阻RlO與+310V電源相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種空調室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路，包括固定分壓電路和固定分壓分斷電路；固定分壓電路包括電阻R17、可調電阻ZW1、電容EC6和PNP型三極管Q1；固定分壓分斷電路包括光電耦合器U9；三極管Q1通過電阻R17連接+15V電源，該+15V電源和三極管Q1基極間并聯(lián)一個電解電容EC5；可調電阻ZW1和電容EC6并聯(lián)連接后的一端連接在電阻R17和三極管Q1之間；光電耦合器U9與三極管Q1的基集相連接；光電耦合器U9還與空調系統(tǒng)的室外直流風扇電機轉速控制電路相連接。本實用新型的空調室外直流電機固定轉速與可調轉速切換電路，具有能對室內外風扇電機任意調速控制、取得更好的制熱效果、還能提高室外電機的運行安全性和可靠性等優(yōu)點。
文檔編號H02H7/08GK203166817SQ201320198859
公開日2013年8月28日 申請日期2013年4月18日 優(yōu)先權日2013年4月18日
發(fā)明者方立勇, 梁濤 申請人:中國揚子集團滁州揚子空調器有限公司