專利名稱：空調(diào)室內(nèi)機(jī)中直流無刷風(fēng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于空調(diào)器室內(nèi)機(jī)，具體涉及空調(diào)器室內(nèi)機(jī)的直流無刷風(fēng)機(jī)中的控制裝置。
本實(shí)用新型作出以前，國(guó)內(nèi)外空調(diào)產(chǎn)品中是內(nèi)機(jī)的風(fēng)機(jī)主要有以下幾種單相抽頭風(fēng)機(jī)、PG風(fēng)機(jī)、帶霍爾傳感器的直流無刷風(fēng)機(jī)和普通直流無刷風(fēng)機(jī)(即不帶位置傳感器的直流無刷風(fēng)機(jī))。抽頭式風(fēng)機(jī)的缺點(diǎn)是不能無級(jí)調(diào)速；PG風(fēng)機(jī)調(diào)速范圍窄，且發(fā)熱嚴(yán)重、效率低；帶霍爾傳感器的直流無刷風(fēng)機(jī)性能較好，但價(jià)格較貴；普通直流無刷風(fēng)機(jī)控制起來較困難，但價(jià)格低廉且性能好。普通型直流無刷風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的硬件部分如

圖1所示。由于直流無刷風(fēng)機(jī)本質(zhì)上是一種交流同步電機(jī)，轉(zhuǎn)子為稀土永磁式的，且轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)式梯形的。驅(qū)動(dòng)這種直流無刷風(fēng)機(jī)，必須要有轉(zhuǎn)子位置信息輸入到MCU(微控制器)，這樣MCU才能知道何時(shí)應(yīng)該對(duì)逆變器換向。圖1比較清晰地表達(dá)了傳統(tǒng)的基于霍爾傳感器的直流無刷風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方案。它主要是通過霍爾傳感器傳出的信號(hào)經(jīng)過傳感器信號(hào)處理電路處理后傳送給八位或十六位微控制器的I/O口；同時(shí)將逆變電路的過流信號(hào)通過過流檢測(cè)處理電路處理后傳送到八位或十六位微控制器的A/D出入口，這些電路在一些科技書刊上是比較常見的方案。
本實(shí)用新型的目的是提供一種風(fēng)機(jī)反饋信號(hào)不采用霍爾傳感器電路及相應(yīng)的信號(hào)處理電路，直接連接在微處理器上的空調(diào)室內(nèi)機(jī)中直流無刷風(fēng)機(jī)。
為達(dá)到上述目的本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種空調(diào)室內(nèi)機(jī)中直流無刷風(fēng)機(jī)，它是由控制裝置連接風(fēng)機(jī)構(gòu)成，其中控制裝置包括微控制器，微控制器連接預(yù)處理電路，預(yù)處理電路連接逆變電路，逆變電路連接直流無刷風(fēng)機(jī)，直流無刷風(fēng)機(jī)中的風(fēng)機(jī)三路端線通過分壓電路連接微控制器；所述的逆變電路的公共端通過電阻連接運(yùn)算放大器的3腳，同時(shí)通過電阻接地，該運(yùn)算放大器的2腳通過電阻接地，該運(yùn)算放大器的2腳還通過電阻連接其1腳，該運(yùn)算放大器的1腳通過電阻和二極管連接+5V電源，該運(yùn)算放大器的1腳通過電阻連接微控制器的ADCIN端。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是，現(xiàn)在的空調(diào)器由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，通過這樣的電路的改進(jìn)可以省略霍爾傳感器電路及相應(yīng)的信號(hào)處理電路，簡(jiǎn)單的用幾只電阻和電容替代，這樣在制造成本上降低，所以可以取得價(jià)格優(yōu)勢(shì)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1是本實(shí)用新型作出以前的電路方框圖；圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電路圖；圖3是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例風(fēng)機(jī)電流圖。
如圖2所示，一種空調(diào)室內(nèi)機(jī)中直流無刷風(fēng)機(jī)，它是由控制裝置連接風(fēng)機(jī)構(gòu)成，其中控制裝置包括微控制器1，微控制器1連接預(yù)處理電路2，預(yù)處理電路2連接逆變電路3，逆變電路3連接直流無刷風(fēng)機(jī)4，直流無刷風(fēng)機(jī)中的風(fēng)機(jī)三路端線通過分壓電路連接微控制器1；逆變電路3的公共端通過1.2K電阻R8連接運(yùn)算放大器5的3腳，同時(shí)通過0.22K電阻R7接地，該運(yùn)算放大器5的2腳通過10K電阻R9接地，該運(yùn)算放大器5的2腳還通過100K電阻R10連接其1腳，該運(yùn)算放大器5的1腳通過330K電阻R11和IN4148二極管D1連接+5V電源，該運(yùn)算放大器5的1腳通過電阻R11連接微控制器1的ADCIN端32腳。注意，圖2中的參數(shù)是在如下條件下取得的電動(dòng)機(jī)額定功率23w，工作直流電壓≤36V單相線圈電阻R＝3.4Ω電感L＝6.12mH額定電流1A，最大電流2A。虛框中的部分是申請(qǐng)保護(hù)的硬件部分，也是與傳統(tǒng)方法不同之處。另外，注意到回路反饋信號(hào)到MCU(或DSP)的AD轉(zhuǎn)換輸入口。圖2中的其它部分硬件電路，例如預(yù)驅(qū)動(dòng)器和逆變器不詳述，因?yàn)榕c傳統(tǒng)方案不同。軟件的設(shè)計(jì)思路由圖2可見，本方案從風(fēng)機(jī)端線上采集了三路模擬電壓信號(hào)，經(jīng)電阻分壓和濾波后輸入到MCU(或DSP)的AD轉(zhuǎn)換通道，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，使MCU(或DSP)獲得各相電壓的瞬時(shí)值。另外；電流采樣電阻R7將電流變?yōu)殡妷?，LM358放大10倍后的模擬信號(hào)也輸入AD口，這樣，MCU(或DSP)獲得了流經(jīng)風(fēng)機(jī)線圈的電流值，以進(jìn)行過流保護(hù)。下面詳述MCU(或DSP)如何通過運(yùn)算獲知逆變器換向的時(shí)刻。
在定子線圈中同時(shí)只有兩相通有電流，且兩相電流是反相的第3相為零。這樣，三個(gè)定子電流之和為零。圖3中，Un為中性點(diǎn)電壓；Ek為反電動(dòng)勢(shì)；R1、L分別為單相定子線圈的電阻值和電感值。Uk＝ikR+Ldik/dt+Ek+Un其中k＝1，2，3U1＝i1R+Ldi1/dt+E1+UnU2＝i2R+Ldi2/dt+E2+UnU3＝i3R+Ldi3/dt+E3+Un故有U1+U2+U3＝3Un由于i1+i2+i3＝0同時(shí)由于直流無刷電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)之和在任何時(shí)刻為零(見圖4)于是，對(duì)于非通電相(零電流相)有下式E非通電相＝U非通電相-Un＝U非通電相-1/3∑1k＝1，2，3Uk于是，由于右邊各量均可以由AD轉(zhuǎn)換值獲取，故可以算出E非通電相的瞬時(shí)值，當(dāng)然也就可以知道它在何時(shí)過零。這樣，在過零點(diǎn)延遲30度電角度處就是換向的時(shí)刻注意事項(xiàng)本方案要求MCU(或DSP)的處理速度要快，單指令周期不應(yīng)大于100μs；且內(nèi)部集成有PWM產(chǎn)生機(jī)制(6路雙邊PWM模式)；至少有六路ADC轉(zhuǎn)換通道(為保證空調(diào)室內(nèi)機(jī)兩個(gè)溫度傳感器輸入應(yīng)小于10μs。本方案的MCU(或DSP)以美國(guó)德州儀器公司(TI)的TMS320F241比較合適。
對(duì)不同參數(shù)的直流無刷風(fēng)機(jī)，電阻電容參數(shù)應(yīng)做適當(dāng)調(diào)整。
權(quán)利要求1.一種空調(diào)室內(nèi)機(jī)中直流無刷風(fēng)機(jī)，它是由控制裝置連接風(fēng)機(jī)構(gòu)成，其中控制裝置包括微控制器(1)，微控制器(1)連接預(yù)處理電路(2)，預(yù)處理電路(2)連接逆變電路(3)，逆變電路(3)連接直流無刷風(fēng)機(jī)(4)，直流無刷風(fēng)機(jī)中的風(fēng)機(jī)三路端線通過分壓電路連接微控制器(1)；其特征在于所述的逆變電路(3)的公共端通過電阻(R8)連接運(yùn)算放大器(5)的3腳，同時(shí)通過電阻(R7)接地，該運(yùn)算放大器(5)的2腳通過電阻(R9)接地，該運(yùn)算放大器(5)的2腳還通過電阻(R10)連接其1腳，該運(yùn)算放大器(5)的1腳通過電阻(R11)和二極管(D1)連接+5V電源，該運(yùn)算放大器(5)的1腳通過電阻(R11)連接微控制器(1)的ADCIN端(32腳)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種空調(diào)室內(nèi)機(jī)中直流無刷風(fēng)機(jī),該逆變電路的公共端通過運(yùn)算放大電路連接微控制器的ADCIN端。通過這樣的電路的改進(jìn)可以省略霍爾傳感器電路及相應(yīng)的信號(hào)處理電路,簡(jiǎn)單的用幾只電阻和電容替代,這樣的制造成本上降低,所以可以取得價(jià)格優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)H02P6/14GK2387667SQ9922228
公開日2000年7月12日 申請(qǐng)日期1999年9月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月9日
發(fā)明者何波 申請(qǐng)人:海信集團(tuán)公司, 青島海信集團(tuán)技術(shù)中心