[發(fā)明專利]空調(diào)用直流無刷電機(jī)的控制方法及其控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310063592.7
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103151973A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王毅;邊靖;鄭堅(jiān)江
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波奧克斯空調(diào)有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種空調(diào)用直流無刷電機(jī)的控制方法及實(shí)現(xiàn)該方法的控制系統(tǒng)，屬于空調(diào)的直流變頻控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

直流無刷電機(jī)主要由電機(jī)主體和內(nèi)置的驅(qū)動(dòng)模塊組成，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。電機(jī)主體的定子繞組呈三相對稱星形接法，同三相異步電動(dòng)機(jī)十分相似。電機(jī)主體的轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體。為了檢測轉(zhuǎn)子的極性，在電機(jī)主體內(nèi)裝有位置傳感器。驅(qū)動(dòng)模塊由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能是：接受控制板的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)信號，以控制電機(jī)主體的啟動(dòng)、停止和制動(dòng)；接受位置傳感器信號和正反轉(zhuǎn)信號，用來控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接受速度指令和速度反饋信號，用來控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護(hù)和顯示等等。

直流無刷電機(jī)以其線性的機(jī)械性和調(diào)節(jié)特性，以及功率密度高、過載能力強(qiáng)、調(diào)速方便、動(dòng)態(tài)特性好、效率高、噪音低等一系列優(yōu)點(diǎn)，成為直流變頻空調(diào)中用于驅(qū)動(dòng)室內(nèi)、外風(fēng)扇的最佳選擇。

如圖1所示，現(xiàn)有空調(diào)用直流無刷電機(jī)的控制系統(tǒng)，主要由控制板和直流無刷電機(jī)經(jīng)線纜L1、線纜L2、線纜L3、線纜L4、線纜L5共5跟線纜連接而成。其中，線纜L1、線纜L2為電源線，分別為控制板提供電源DC?310V、DC?15V給直流無刷電機(jī)提供傳輸；線纜L3、線纜L4為信號線，依次為控制板發(fā)送信號來驅(qū)動(dòng)控制直流無刷電機(jī)(簡稱驅(qū)動(dòng)控制)、直流無刷電機(jī)發(fā)送信號將速度反饋給控制板（簡稱速度反饋）提供傳輸；線纜L5連接直流無刷電機(jī)能和控制板共同接地（GND）。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明在于進(jìn)一步優(yōu)化空調(diào)用直流無刷電機(jī)的控制方法及實(shí)施該控制方法的控制系統(tǒng)。

為此，本發(fā)明提供了一種空調(diào)用直流無刷電機(jī)的控制方法，控制板發(fā)送信號來驅(qū)動(dòng)控制直流無刷電機(jī)，而直流無刷電機(jī)發(fā)送信號將速度反饋給控制板，其特征在于：

（1）控制板發(fā)出電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號，該信號為具有可控占空比的脈寬調(diào)制方波；

（2）直流無刷電機(jī)啟動(dòng)后，發(fā)出位置信號，該信號為具有下降沿的窄脈沖；

（3）前述兩信號產(chǎn)生疊加形成復(fù)合信號；

（4）前述復(fù)合信號通過共同載體雙向傳送給控制板、直流無刷電機(jī)；

（5）控制板通過復(fù)合信號中的下降沿信息推算出直流無刷電機(jī)的速度，即產(chǎn)生速度反饋信號；

（6）復(fù)合信號中的方波被轉(zhuǎn)化為等效的、平滑的直流電圧，即產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓信號，從而控制直流無刷電機(jī)增加還是降低速度。

方波是一種非正弦曲線的波形。理想方波只有“高(1)”和“低(0)”這兩個(gè)值，兩個(gè)值進(jìn)行周期轉(zhuǎn)換。占空比(duty?cycle)是方波值“1”占一個(gè)周期的時(shí)間比例。方波的平均值是由占空比決定的。

另外，本發(fā)明還提供了一種實(shí)施上述空調(diào)用直流無刷電機(jī)的控制方法的控制系統(tǒng)，主要由控制板、直流無刷電機(jī)及連接兩者的線纜組成，其特征在于：

（1）控制板包括偏置電阻三、限流電阻四、限流電阻七、分壓電阻八、上拉電阻十、三極管二組成的電路，其中偏置電阻三的一端和三極管二的基極連接，另一端和三極管二的發(fā)射極連接接地；限流電阻四的一端連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號，另一端連接三極管二的基極；限流電阻七一端連接速度反饋信號，一端連接三極管二的集電極；分壓電阻八的一端連接速度反饋信號，另一端接地；上拉電阻十的一端連接DC?15V，另一端連接三極管二的集電極；三極管二的集電極連接到線纜上；

（2）直流無刷電機(jī)包括偏置電阻一、限流電阻二、限流電阻五、分壓電阻六、上拉電阻九、積分平波電容、三極管一組成的電路，偏置電阻一的一端和三極管一的基極連接，另一端和三極管一的發(fā)射極連接接地；限流電阻二的一端連接位置信號，另一端連接三極管一的基極；限流電阻五的一端連接驅(qū)動(dòng)電壓信號，另一端連接三極管的集電極；分壓電阻六的一端連接驅(qū)動(dòng)電壓信號，另一端接地；上拉電阻九的一端連接電源DC?15V，另一端連接三極管一的集電極；積分平波電容的一端連接驅(qū)動(dòng)電壓信號，另一端接地；三極管一的集電極連接到線纜上；

?（3）上述線纜為一跟，一端連接三極管一的集電極，另一端連接三極管二的集電極。?

三極管一和三極管二用于共同控制線纜上的電壓信號。當(dāng)三極管一和三極管二都關(guān)斷的時(shí)候，線纜上的電壓被上拉電阻九、上拉電阻十拉高并被分壓電阻六、分壓電阻八分壓在5V左右。當(dāng)三極管一和三極管二的任意一個(gè)導(dǎo)通或兩個(gè)都導(dǎo)通時(shí)，線纜上的電壓都會(huì)被拉到低電平0.7V左右。

當(dāng)直流無刷電機(jī)啟動(dòng)后，位置信號送出；該信號通過偏置電阻一、限流電阻二控制三極管一的集電極和發(fā)射極導(dǎo)通，繼而位置信號傳遞到線纜上（線纜上的電平從5V被拉到低電平0.7V）。