CN202889281U

CN202889281U - 一种变速风机电机

Info

Publication number: CN202889281U
Application number: CN2012205165929U
Authority: CN
Inventors: 陈云生; 赵勇
Original assignee: Zhongshan Broad Ocean Motor Co Ltd
Current assignee: Zhongshan Broad Ocean Motor Co Ltd
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2022-10-10
Also published as: US9306479B2; CA2828312A1; CA2828312C; MX2013011550A; US20140097775A1

Abstract

本实用新型公开了一种变速风机电机，包括变速电机和电机控制器，电机控制器包括微处理器、逆变电路、档位检测电路和电源部分，电源部分的第一交流输入端连接第一电力输入线，档位检测电路连接若干路第二电力输入线，若干路第二电力输入线只有一路处于导通状态，其余各路处于断开状态，档位检测电路包括若干个霍尔电流传感单元，每路第二电力输入线分别连接一霍尔电流传感单元的第一输入端，霍尔电流传感单元的第二输入端并联起来与电源部分的第二交流输入端连接，霍尔电流传感单元的输出端连接微处理器的输入端，微处理器根据通电状态信号选择电机的运行参数，并控制变速电机按选择的运行参数运行，它体积小，接线方便，成本低，散热好，布局简单，便于规模生产。

Description

一种变速风机电机

技术领域：

本实用新型涉及一种变速风机电机，主用应用在民用采暖通风空调(HVAC)系统中。

背景技术：

许多上述低效率来自HVAC系统中使用的变速风机电机类型是固定速度的或多速固定分相电容器式(PSC)电机。这些电机一般至少有两个独立的电源连接头，用以解调运行的制热或制冷模式。制热或制冷电力输入端通常连接PSC电机的不同绕组抽头，在各自的运行模式中为风机提供不同的运转速度。

因为PSC电机的低效，许多更新的HVAC系统使用变速电机，例如直流无刷永磁电机(BPM)和相应的带电子控制器的变速电机。BPM的转速可被电子元件控制，特别设置为匹配每项应用所需要的气流。还有，BPM电机使用电力大约正比于电机转速的立方，而PSC电机使用的电功大约正比于电机转速。因此，当电机转速下降时，BPM电机使用的电功在电机转速的整个范围内低于PSC电机。如上所述，当循环连续运行风机时这点尤为重要。

现在HVAC系统中的PSC电机出现一项改进过的“嵌入的”替代物---直流无刷永磁电机(BPM)，实现变速风机电机的长处，不需要明显改变原来的HVAC系统，利用简单的控制电路，降低这类替代系统的复杂性，取消附加的布线、如在连接常规变速电机和现有的替代变速电机中使用的。但目前的替代PSC电机的变速风机控制器还存在如下缺点：

1）采用电流互感器及相关电路检测各电力输入线的状态，采用互感器，体积大，成本高，电磁干扰严重，占据电机控制器的较大空间，使据电机控制器散热差，布局安装困难；

2）多个电流互感器传感单元嵌入到电机的接线插头里面，安装困难，生产效率低，不利于大规模生产。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种变速风机电机，档位检测电路采用若干个霍尔电流传感单元检测第二电力输入线的通电状态，体积小，接线方便，成本低，散热好，布局简单，便于规模生产。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的：

一种变速风机电机，包括变速电机和电机控制器，电机控制器包括微处理器、逆变电路、档位检测电路和电源部分，电源部分的输出端为各部分电路供电，电源部分的第一交流输入端连接第一电力输入线，档位检测电路连接若干路第二电力输入线，若干路第二电力输入线只有一路被选定处于导通状态，其余各路被选定处于断开状态没有电，档位检测电路包括若干个霍尔电流传感单元，每路第二电力输入线分别连接一霍尔电流传感单元的第一输入端，霍尔电流传感单元的第二输入端并联起来与电源部分的第二交流输入端连接，霍尔电流传感单元的输出端连接微处理器的输入端，微处理器根据检测到的各路第二电力输入线的通电状态信号选择电机的运行参数，并控制变速电机按选择的运行参数运行。

上述所述的电机的运行参数是转速参数，每路第二电力输入线的导通状态对应一个转速。

上述所述的电机的运行参数是力矩参数，每路第二电力输入线的导通状态对应一个力矩。

上述所述的电机的运行参数是风量参数，每路第二电力输入线的导通状态对应一个风量。

上述所述的微处理器还连接有霍尔元件 ,霍尔元件将电机转子位置的信号送到微处理器，微处理器输出信号控制逆变电路，逆变电路输出端连接电机绕组。

上述所述的多路第二电力输入线指5路，若干个霍尔电流传感单元指5个。

上述所述的多路第二电力输入线指3路，若干个霍尔电流传感单元指3个。

上述所述的电机控制器包括微处理器、逆变电路、档位检测电路和电源部分集成在线路板上，线路板安装在控制盒上。

本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：

1）档位检测电路采用若干个霍尔电流传感单元检测若干路第二电力输入线的通电状态，体积小，接线方便，成本更加低，几乎不占用电机控制器的空间，热好，布局简单，便于规模生产；

2)若干个霍尔电流传感单元与微处理器、逆变电路和电源部集成在一块或者两块线路板上，便于规模生产。

附图说明：

图1 是本实用新型实施例一的电路方框原理图；

图2 是图1的档位检测电路的具体方框图；

图3是图1的对应的具体电路图；

图4 本实用新型实施例一的电源部分的具体电路方框图；

图5是本实用新型实施例一的电机控制器的立体；

图6是本实用新型实施例一的具体电路图。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例一：

如图1、图2、图3、图4所示，一种变速风机电机，包括变速电机M和电机控制器，电机控制器包括微处理器、逆变电路、档位检测电路和电源部分，电源部分的输出端为各部分电路供电，微处理器采用单片机MCU，逆变电路采用集成功率模块IPM，图中M代表变速电机。如图4所示，电源部分包括EMI或者EMC抗电磁干扰电路、整流电路和DC-DC变换电路，输出母线电压VDC、+15V、+5V三种电压为各部分电路供电；微处理器还连接有霍尔元件 ,霍尔元件将电机转子位置的信号送到微处理器，微处理器输出信号控制逆变电路，逆变电路输出端连接电机绕组；电机的运行参数是转速参数，每路第二电力输入线的导通状态对应一个转速；或者电机的运行参数是力矩参数，每路第二电力输入线的导通状态对应一个力矩；也或者电机的运行参数是风量参数，每路第二电力输入线的导通状态对应一个风量。

电源部分的第一交流输入端连接第一电力输入线L，电源部分还外接地线E，档位检测电路连接若干路第二电力输入线N1、N2、N3、N4、N5，若干路第二电力输入线N1、N2、N3、N4、N5只有一路被选定处于导通状态，其余各路被选定处于断开状态没有电，档位检测电路包括若干个霍尔电流传感单元，如图3所示：

第一个霍尔电流传感单元包括芯片IC1和电容C1、电容C2，芯片IC1的两个IP+输入脚并联后形成第一输入端与第二电力输入线N1连接，芯片IC1的两个IP-输入脚并联后形成第二输入端与电源部分的第二交流输入端N0连接，芯片IC1的输出脚VIOUT连接微处理器；

第二个霍尔电流传感单元包括芯片IC2和电容C3、电容C4，芯片IC2的两个IP+输入脚并联后形成第一输入端与第二电力输入线N2连接，芯片IC2的两个IP-输入脚并联后形成第二输入端与电源部分的第二交流输入端N0连接，芯片IC2的输出脚VIOUT连接微处理器；

第三个霍尔电流传感单元包括芯片IC3和电容C5、电容C6，芯片IC3的两个IP+输入脚并联后形成第一输入端与第二电力输入线N3连接，芯片IC3的两个IP-输入脚并联后形成第二输入端与电源部分的第二交流输入端N0连接，芯片IC3的输出脚VIOUT连接微处理器；

第四个霍尔电流传感单元包括芯片IC4和电容C7、电容C8，芯片IC4的两个IP+输入脚并联后形成第一输入端与第二电力输入线N4连接，芯片IC4的两个IP-输入脚并联后形成第二输入端与电源部分的第二交流输入端N0连接，芯片IC4的输出脚VIOUT连接微处理器；

第五个霍尔电流传感单元包括芯片IC5和电容C9、电容C10，芯片IC5的两个IP+输入脚并联后形成第一输入端与第二电力输入线N5连接，芯片IC5的两个IP-输入脚并联后形成第二输入端与电源部分的第二交流输入端N0连接，芯片IC5的输出脚VIOUT连接微处理器；

本实用新型的工作原理是：若干路第二电力输入线N1、N2、N3、N4、N5只有一路被选定处于导通状态，其余各路被选定处于断开状态没有电，假设第二电力输入线N1处于导通状态，第二电力输入线N2、N3、N4、N5处于断开状态没有电，第二电力输入线N1和第一电力输入线L形成交流输入回路，并且该回路经过第一个霍尔电流传感单元的芯片IC1两个IP+输入脚、两个IP-输入脚并和第二交流输入端N0，第一个霍尔电流传感单元的芯片IC1的输出脚VIOUT连接微处理器，微处理器选择电机的运行参数，并控制变速电机按选择的运行参数运行。

如图5所示，电机控制器包括控制盒1和安装在控制盒里面的线路板2，霍尔电流传感单元3集成在线路板2上，结构简单，体积小，安装方便，成本更低，电磁干扰较低，霍尔电流传感单元3几乎不占用电机控制器的空间，散热好，布局简单，便于规模生产；若干个霍尔电流传感单元与微处理器、逆变电路和电源部集成在一块或者两块线路板上，便于规模生产。

实施例二：

一种变速风机电机，包括变速电机M和电机控制器，电机控制器包括微处理器、逆变电路、档位检测电路和电源部分，电源部分的输出端为各部分电路供电，微处理器采用单片机MCU，逆变电路采用集成功率模块IPM，图中M代表变速电机，微处理器还连接有霍尔元件 ,霍尔元件将电机转子位置的信号送到微处理器，微处理器输出信号控制逆变电路，逆变电路输出端连接电机绕组；电机的运行参数是转速参数，每路第二电力输入线的导通状态对应一个转速；或者电机的运行参数是力矩参数，每路第二电力输入线的导通状态对应一个力矩；也或者电机的运行参数是风量参数，每路第二电力输入线的导通状态对应一个风量。

电源部分的第一交流输入端连接第一电力输入线L，电源部分还外接地线E，档位检测电路连接若干路第二电力输入线N1、N2、N3，若干路第二电力输入线N1、N2、N3只有一路被选定处于导通状态，其余各路被选定处于断开状态没有电，档位检测电路包括若干个霍尔电流传感单元：

本实用新型的工作原理是：若干路第二电力输入线N1、N2、N3只有一路被选定处于导通状态，其余各路被选定处于断开状态没有电，假设第二电力输入线N2处于导通状态，第二电力输入线N1、N3处于断开状态没有电，第二电力输入线N2和第一电力输入线L形成交流输入回路，并且该回路经过第二个霍尔电流传感单元的芯片IC2两个IP+输入脚、两个IP-输入脚并和第二交流输入端N0，第二个霍尔电流传感单元的芯片IC2的输出脚VIOUT连接微处理器，微处理器选择电机的运行参数，并控制变速电机按选择的运行参数运行。

Claims

1.一种变速风机电机，包括变速电机和电机控制器，电机控制器包括微处理器、逆变电路、档位检测电路和电源部分，电源部分的输出端为各部分电路供电，电源部分的第一交流输入端连接第一电力输入线，档位检测电路连接若干路第二电力输入线，若干路第二电力输入线只有一路被选定处于导通状态，其余各路被选定处于断开状态没有电，其特征在于：档位检测电路包括若干个霍尔电流传感单元，每路第二电力输入线分别连接一霍尔电流传感单元的第一输入端，霍尔电流传感单元的第二输入端并联起来与电源部分的第二交流输入端连接，霍尔电流传感单元的输出端连接微处理器的输入端，微处理器根据检测到的各路第二电力输入线的通电状态信号选择电机的运行参数，并控制变速电机按选择的运行参数运行。

2.根据权利要求1所述的一种变速风机电机，其特征在于：电机的运行参数是转速参数，每路第二电力输入线的导通状态对应一个转速。

3.根据权利要求1所述的一种变速风机电机，其特征在于：电机的运行参数是力矩参数，每路第二电力输入线的导通状态对应一个力矩。

4.根据权利要求1所述的一种变速风机电机，其特征在于：电机的运行参数是风量参数，每路第二电力输入线的导通状态对应一个风量。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种变速风机电机，其特征在于：微处理器还连接有霍尔元件 ,霍尔元件将电机转子位置的信号送到微处理器，微处理器输出信号控制逆变电路，逆变电路输出端连接电机绕组。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种变速风机电机，其特征在于：多路第二电力输入线指5路，若干个霍尔电流传感单元指5个。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种变速风机电机，其特征在于：多路第二电力输入线指3路，若干个霍尔电流传感单元指3个。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种变速风机电机，其特征在于：电机控制器包括微处理器、逆变电路、档位检测电路和电源部分集成在线路板上，线路板安装在控制盒上。