一種變頻空調(diào)壓縮機控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種空調(diào)壓縮機控制裝置，尤其涉及到一種變頻空調(diào)壓縮機控制
目.0
【背景技術】
[0002]在空調(diào)技術發(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”調(diào)節(jié)模式，并以固定頻率旋轉(zhuǎn)，壓縮機輸出功率不可變，溫度調(diào)節(jié)只能利用壓縮機的反復啟停，不僅噪音和溫度波動大，而且頻繁開關對空調(diào)壓縮機的損傷很大。而變頻空調(diào)利用微控制器使壓縮機運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、運行穩(wěn)定壽命長久等優(yōu)點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實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)壓縮機控制裝置。
[0004]本實用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機控制裝置，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、信號檢測電路和壓縮機構成，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;壓縮機上設有信號檢測電路和旋轉(zhuǎn)編碼器，信號檢測電路通過模數(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]作為本實用新型的進一步改進，處理器是型號為TMS320LF2406的DSP。
[0006]作為本實用新型的進一步改進，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]作為本實用新型的進一步改進，脈沖寬度調(diào)制模塊與智能功率模塊之間設有隔離電路，該隔離電路采用快速光耦合器。
[0008]作為本實用新型的進一步改進，處理器通過通信電路與上位機進行通信，該通信電路為CAN總線通信電路。
[0009]本實用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機控制裝置，結(jié)構簡單，成本經(jīng)濟，可以有效地控制電機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)空調(diào)變頻功能，變頻控制噪聲小、動態(tài)響應快。并對壓縮機的功率因數(shù)進行校正，減少電網(wǎng)諧波注入。該變頻空調(diào)壓縮機的控制系統(tǒng)設計合理，實用性強并具有一定的推廣價值。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機控制裝置的模塊圖；
[0011]圖2為本實用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機控制裝置的驅(qū)動電路和保護電路圖；
[0012]圖3?圖4為本實用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機控制裝置的信號檢測電路的電路圖；
[0013]圖5為本實用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機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為本實用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機控制裝置的通信電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機控制裝置，作進一步說明:
[0016]本實用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機控制裝置，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、信號檢測電路13和壓縮機7構成。
[0017]如圖1所示，處理器3選用型號為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7;壓縮機7上設有信號檢測電路13和旋轉(zhuǎn)編碼器8，信號檢測電路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7供電，并通過信號檢測電路13檢測壓縮機7的電壓、電流信號實現(xiàn)壓縮機7轉(zhuǎn)速控制，達到變頻的目的。本裝置采用通信電路11即CAN總線通信電路與上位機進行通信，處理器3通過通信電路11接收上位機的設置命令，同時處理器3將壓縮機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，對壓縮機7的運行狀態(tài)進行監(jiān)控。并配備功率因數(shù)矯正器(PFC)1，對壓縮機7的諧波進行抑制，提高功率因數(shù)。
[0020]如圖2所示，壓縮機的驅(qū)動電路和保護電路采用PS21869芯片，其集成有智能功率模塊5和逆變電路6，并且有短路保護功能與欠壓保護功能，可在過流或欠壓故障發(fā)生時停止工作，并在相應引腳上輸出故障信號。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、下橋臂的信號輸入端;三路15V驅(qū)動電源端子；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為故障延時設置端子;CIN為過流取樣時間設置端子，當過流或欠壓故障發(fā)生時，智能功率模塊5(IPM)關閉IGBT的驅(qū)動電路，使之停止工作，并在相應的Fo引腳上輸出故障到處理器3的端，向處理器3請求中斷，從而停止六路PWM波的輸出，保護智能功率模塊5(IPM)不受損壞。主電路主要分為5個端子，P、N分別為經(jīng)過整流的直流電壓輸入端的正、負端，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7。
[0021]如圖3所示，壓縮機7的無位置傳感器矢量控制至少需要實時檢測壓縮機7任意兩相的相電流，壓縮機7相電流的采集用電流傳感器實現(xiàn)。其中電流傳感器有3個引腳，分別為正負電源輸入和電流信號輸出。將控制壓縮機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，然后通過取樣電阻得到正比于輸入電流的電壓信號。
[0022]如圖4所示，為確保壓縮機7能夠正常工作以及實現(xiàn)過欠壓保護，需要不斷檢測直流母線電壓數(shù)值，同時為實現(xiàn)功率因數(shù)矯正器1(PFC)控制的需要檢測整流橋后的電壓信號。電壓信號采集用電壓傳感器實現(xiàn)。輸出端選取合適的取樣電阻，使信號滿足處理器3的A/D采集模塊輸入范圍。同電流信號采集一樣，采集的電壓信號要經(jīng)過一級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)部有一個用于電機控制的脈沖寬度調(diào)制模塊4，該脈沖寬度調(diào)制模塊4共有6個輸出引腳，可以配置成3組互補的通道對。產(chǎn)生的P麗信號用來控制逆變電路6，為壓縮機7的電機繞組提供所需的電流和能量。處理器3輸出的六路P麗波信號輸出到智能功率模塊5(IPM)時，由于P麗信號輸出涉及到強弱電的結(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。處理器3TMS320LF2406的每個事件管理器有兩個定時器，其中事件管理器A的定時器I用于壓縮機7的電機控制的脈沖寬度調(diào)制模塊4，定時器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與上位機進行通信，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、實時性和靈活性，壓縮機7控制系統(tǒng)的硬件電路采用CAN總線通信與上位機進行通信。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機上，這樣就實現(xiàn)了處理器3TMS320LF2406和上位機之間的數(shù)據(jù)交換。本裝置運行時，處理器3接收上位機的設置命令，同時處理器3將壓縮機7的一些變量和數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機，對壓縮機7的運行狀態(tài)進行監(jiān)控。
【主權項】
1.一種變頻空調(diào)壓縮機控制裝置，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)、信號檢測電路(13)和壓縮機(7)構成，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(7 );壓縮機(7 )上設有信號檢測電路(13)和旋轉(zhuǎn)編碼器(8)，信號檢測電路(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)權利要求1所述的一種變頻空調(diào)壓縮機控制裝置，其特征在于處理器(3)是型號為TMS320LF2406的DSP。3.根據(jù)權利要求1所述的一種變頻空調(diào)壓縮機控制裝置，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)權利要求1所述的一種變頻空調(diào)壓縮機控制裝置，其特征在于脈沖寬度調(diào)制模塊(4)與智能功率模塊(5)之間設有隔離電路，該隔離電路采用快速光耦合器。5.根據(jù)權利要求1所述的一種變頻空調(diào)壓縮機控制裝置，其特征在于處理器(3)通過通信電路(11)與上位機進行通信，該通信電路(11)為CAN總線通信電路。
【專利摘要】本實用新型的一種變頻空調(diào)壓縮機控制裝置涉及一種空調(diào)壓縮機控制裝置，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、信號檢測電路和壓縮機構成，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；壓縮機上設有信號檢測電路和旋轉(zhuǎn)編碼器，信號檢測電路通過模數(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。本實用新型可以有效地控制電機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)空調(diào)變頻功能，變頻控制噪聲小、動態(tài)響應快。并對壓縮機的功率因數(shù)進行校正，減少電網(wǎng)諧波注入。該變頻空調(diào)壓縮機的控制系統(tǒng)設計合理，實用性強并具有一定的推廣價值。
【IPC分類】F24F11/00
【公開號】CN205245462
【申請?zhí)枴緾N201521116869
【發(fā)明人】林雨晴, 張巖, 侯士波, 陶鑫, 曲元興, 趙威
【申請人】東北石油大學
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月30日