一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置，尤其涉及到一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)控制
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]在空調(diào)技術(shù)發(fā)展的過程中，空調(diào)器完成了從定頻空調(diào)向變頻空調(diào)的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)定頻空調(diào)器只有“開一關(guān)”調(diào)節(jié)模式，并以固定頻率旋轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)輸出功率不可變，溫度調(diào)節(jié)只能利用壓縮機(jī)的反復(fù)啟停，不僅噪音和溫度波動(dòng)大，而且頻繁開關(guān)對(duì)空調(diào)壓縮機(jī)的損傷很大。而變頻空調(diào)利用微控制器使壓縮機(jī)運(yùn)行的工作頻率能夠在一定的范圍內(nèi)變化(如1Hz-130 Hz)。與定頻空調(diào)相比，變頻空調(diào)具有控溫精確、節(jié)能省電降噪、運(yùn)行穩(wěn)定壽命長(zhǎng)久等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述問題，提供了一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置。
[0004]本實(shí)用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置，是由電源、整流電路、處理器、脈沖寬度調(diào)制模塊、智能功率模塊、逆變電路、信號(hào)檢測(cè)電路和壓縮機(jī)構(gòu)成，電源通過整流電路與處理器電路聯(lián)接，處理器依次電路聯(lián)接脈沖寬度調(diào)制模塊、智能功率模塊和逆變電路，逆變電路聯(lián)接壓縮機(jī);壓縮機(jī)上設(shè)有信號(hào)檢測(cè)電路和旋轉(zhuǎn)編碼器，信號(hào)檢測(cè)電路通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與處理器電路聯(lián)接，旋轉(zhuǎn)編碼器與處理器電路聯(lián)接。
[0005]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，處理器是型號(hào)為TMS320LF2406的DSP。
[0006]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，處理器通過功率因數(shù)矯正器脈沖寬度調(diào)制模塊電路聯(lián)接功率因數(shù)矯正器，該功率因數(shù)矯正器與逆變電路聯(lián)接。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，脈沖寬度調(diào)制模塊與智能功率模塊之間設(shè)有隔離電路，該隔離電路采用快速光耦合器。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，處理器通過通信電路與上位機(jī)進(jìn)行通信，該通信電路為CAN總線通信電路。
[0009]本實(shí)用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本經(jīng)濟(jì)，可以有效地控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)空調(diào)變頻功能，變頻控制噪聲小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。并對(duì)壓縮機(jī)的功率因數(shù)進(jìn)行校正，減少電網(wǎng)諧波注入。該變頻空調(diào)壓縮機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，實(shí)用性強(qiáng)并具有一定的推廣價(jià)值。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置的模塊圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置的驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路圖；
[0012]圖3?圖4為本實(shí)用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置的信號(hào)檢測(cè)電路的電路圖；
[0013]圖5為本實(shí)用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置的處理器與智能功率模塊之間的隔離電路圖；
[0014]圖6為本實(shí)用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置的通信電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置，作進(jìn)一步說明:
[0016]本實(shí)用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置，是由電源1、整流電路2、處理器3、脈沖寬度調(diào)制模塊4、智能功率模塊5、逆變電路6、信號(hào)檢測(cè)電路13和壓縮機(jī)7構(gòu)成。
[0017]如圖1所示，處理器3選用型號(hào)為TMS320LF2406的DSP，電源I通過整流電路2與處理器3電路聯(lián)接，處理器3依次電路聯(lián)接脈沖寬度調(diào)制模塊4、智能功率模塊5和逆變電路6，逆變電路6電路聯(lián)接壓縮機(jī)7;壓縮機(jī)7上設(shè)有信號(hào)檢測(cè)電路13和旋轉(zhuǎn)編碼器8，信號(hào)檢測(cè)電路13通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊12與處理器3電路聯(lián)接，旋轉(zhuǎn)編碼器8與處理器3電路聯(lián)接。
[0018]其中脈沖寬度調(diào)制模塊4以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊12均集成于處理器3TMS320LF2406中。
[0019]整流電路2為逆變電路6提供直流電壓，經(jīng)逆變電路6形成三相交流電壓為壓縮機(jī)7供電，并通過信號(hào)檢測(cè)電路13檢測(cè)壓縮機(jī)7的電壓、電流信號(hào)實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)7轉(zhuǎn)速控制，達(dá)到變頻的目的。本裝置采用通信電路11即CAN總線通信電路與上位機(jī)進(jìn)行通信，處理器3通過通信電路11接收上位機(jī)的設(shè)置命令，同時(shí)處理器3將壓縮機(jī)7的一些變量和數(shù)據(jù)(相電流、母線電壓、角位置、轉(zhuǎn)速、功年以及故障碼等)發(fā)送至上位機(jī)，對(duì)壓縮機(jī)7的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。并配備功率因數(shù)矯正器(PFC)1，對(duì)壓縮機(jī)7的諧波進(jìn)行抑制，提高功率因數(shù)。
[0020]如圖2所示，壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路采用PS21869芯片，其集成有智能功率模塊5和逆變電路6，并且有短路保護(hù)功能與欠壓保護(hù)功能，可在過流或欠壓故障發(fā)生時(shí)停止工作，并在相應(yīng)引腳上輸出故障信號(hào)。PS21869芯片電路主要分為兩部分:控制電路部分與主電路部分，控制電路主要有:六路脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)輸入端子，處理器3輸出的六路PffM波通過高速光耦隔離后輸入到上、下橋臂的信號(hào)輸入端;三路15V驅(qū)動(dòng)電源端子；四路15V控制電源端子(分別為三路上橋臂的Vpl端子與下臂的Vnl端子);Fo為故障輸出端子，低電平有效;CFo為故障延時(shí)設(shè)置端子;CIN為過流取樣時(shí)間設(shè)置端子，當(dāng)過流或欠壓故障發(fā)生時(shí)，智能功率模塊5(IPM)關(guān)閉IGBT的驅(qū)動(dòng)電路，使之停止工作，并在相應(yīng)的Fo引腳上輸出故障到處理器3的端，向處理器3請(qǐng)求中斷，從而停止六路PWM波的輸出，保護(hù)智能功率模塊5(IPM)不受損壞。主電路主要分為5個(gè)端子，P、N分別為經(jīng)過整流的直流電壓輸入端的正、負(fù)端，而U、V、W為逆變電路6的交流電壓輸出端，輸出三相逆變電壓到壓縮機(jī)7。
[0021]如圖3所示，壓縮機(jī)7的無位置傳感器矢量控制至少需要實(shí)時(shí)檢測(cè)壓縮機(jī)7任意兩相的相電流，壓縮機(jī)7相電流的采集用電流傳感器實(shí)現(xiàn)。其中電流傳感器有3個(gè)引腳，分別為正負(fù)電源輸入和電流信號(hào)輸出。將控制壓縮機(jī)7的三相電纜從電流傳感器中穿過，就得到與輸入電流成正比的電流形式的輸出信號(hào)，然后通過取樣電阻得到正比于輸入電流的電壓信號(hào)。
[0022]如圖4所示，為確保壓縮機(jī)7能夠正常工作以及實(shí)現(xiàn)過欠壓保護(hù)，需要不斷檢測(cè)直流母線電壓數(shù)值，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)矯正器1(PFC)控制的需要檢測(cè)整流橋后的電壓信號(hào)。電壓信號(hào)采集用電壓傳感器實(shí)現(xiàn)。輸出端選取合適的取樣電阻，使信號(hào)滿足處理器3的A/D采集模塊輸入范圍。同電流信號(hào)采集一樣，采集的電壓信號(hào)要經(jīng)過一級(jí)RC低通濾波，并在輸出端加上+3.3 V和穩(wěn)壓二極管，以保護(hù)處理器3中的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊12。
[0023]如圖5所示，處理器3TMS320LF2406內(nèi)部有一個(gè)用于電機(jī)控制的脈沖寬度調(diào)制模塊4，該脈沖寬度調(diào)制模塊4共有6個(gè)輸出引腳，可以配置成3組互補(bǔ)的通道對(duì)。產(chǎn)生的P麗信號(hào)用來控制逆變電路6，為壓縮機(jī)7的電機(jī)繞組提供所需的電流和能量。處理器3輸出的六路P麗波信號(hào)輸出到智能功率模塊5(IPM)時(shí)，由于P麗信號(hào)輸出涉及到強(qiáng)弱電的結(jié)合部分，所以在處理器3與智能功率模塊5(IPM)之間加上隔離電路，該隔離電路采用快速光電藕合器6N137。
[0024]另外，處理器3內(nèi)部還集成有一個(gè)功率因數(shù)矯正器脈沖寬度調(diào)制模塊9，該功率因數(shù)矯正器脈沖寬度調(diào)制模塊9電路聯(lián)接功率因數(shù)矯正器1(PFC)，該功率因數(shù)矯正器10與逆變電路6電路聯(lián)接。功率因數(shù)矯正器I O ( PFC)的控制也需要一路PWM信號(hào)。處理器3TMS320LF2406的每個(gè)事件管理器有兩個(gè)定時(shí)器，其中事件管理器A的定時(shí)器I用于壓縮機(jī)7的電機(jī)控制的脈沖寬度調(diào)制模塊4，定時(shí)器2用于功率因數(shù)矯正器1(PFC)控制的功率因數(shù)矯正器脈沖寬度調(diào)制模塊9。
[0025]如圖6所示，處理器3通過通信電路11與上位機(jī)進(jìn)行通信，該通信電路11為CAN總線通信電路。CAN總線通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性，壓縮機(jī)7控制系統(tǒng)的硬件電路采用CAN總線通信與上位機(jī)進(jìn)行通信。處理器3TMS320LF2406中的CAN模塊配合CAN接口器件82C250，將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控工具CAN-USB上，再通過USB通信傳輸?shù)缴衔籔C機(jī)上，這樣就實(shí)現(xiàn)了處理器3TMS320LF2406和上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換。本裝置運(yùn)行時(shí)，處理器3接收上位機(jī)的設(shè)置命令，同時(shí)處理器3將壓縮機(jī)7的一些變量和數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)，對(duì)壓縮機(jī)7的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置，是由電源(I)、整流電路(2)、處理器(3)、脈沖寬度調(diào)制模塊(4)、智能功率模塊(5)、逆變電路(6)、信號(hào)檢測(cè)電路(13)和壓縮機(jī)(7)構(gòu)成，其特征在于電源(I)通過整流電路(2)與處理器(3)電路聯(lián)接，處理器(3)依次電路聯(lián)接脈沖寬度調(diào)制模塊(4)、智能功率模塊(5 )和逆變電路(6 )，逆變電路(6 )電路聯(lián)接壓縮機(jī)(7 );壓縮機(jī)(7 )上設(shè)有信號(hào)檢測(cè)電路(13)和旋轉(zhuǎn)編碼器(8)，信號(hào)檢測(cè)電路(13)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(12)與處理器(3)電路聯(lián)接，旋轉(zhuǎn)編碼器(8)與處理器(3)電路聯(lián)接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置，其特征在于處理器(3)是型號(hào)為TMS320LF2406的DSP。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置，其特征在于處理器(3)通過功率因數(shù)矯正器脈沖寬度調(diào)制模塊(9)電路聯(lián)接功率因數(shù)矯正器(10)，該功率因數(shù)矯正器(10)與逆變電路(6)電路聯(lián)接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置，其特征在于脈沖寬度調(diào)制模塊(4)與智能功率模塊(5)之間設(shè)有隔離電路，該隔離電路采用快速光耦合器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置，其特征在于處理器(3)通過通信電路(11)與上位機(jī)進(jìn)行通信，該通信電路(11)為CAN總線通信電路。
【專利摘要】本實(shí)用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置涉及一種空調(diào)壓縮機(jī)控制裝置，是由電源、整流電路、處理器、脈沖寬度調(diào)制模塊、智能功率模塊、逆變電路、信號(hào)檢測(cè)電路和壓縮機(jī)構(gòu)成，電源通過整流電路與處理器電路聯(lián)接，處理器依次電路聯(lián)接脈沖寬度調(diào)制模塊、智能功率模塊和逆變電路，逆變電路聯(lián)接壓縮機(jī)；壓縮機(jī)上設(shè)有信號(hào)檢測(cè)電路和旋轉(zhuǎn)編碼器，信號(hào)檢測(cè)電路通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與處理器電路聯(lián)接，旋轉(zhuǎn)編碼器與處理器電路聯(lián)接。本實(shí)用新型可以有效地控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)空調(diào)變頻功能，變頻控制噪聲小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。并對(duì)壓縮機(jī)的功率因數(shù)進(jìn)行校正，減少電網(wǎng)諧波注入。該變頻空調(diào)壓縮機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，實(shí)用性強(qiáng)并具有一定的推廣價(jià)值。
【IPC分類】F24F11/00
【公開號(hào)】CN205245462
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521116869
【發(fā)明人】林雨晴, 張巖, 侯士波, 陶鑫, 曲元興, 趙威
【申請(qǐng)人】東北石油大學(xué)
【公開日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日