專利名稱：空調(diào)新產(chǎn)品系統(tǒng)調(diào)試中風機轉(zhuǎn)速的檢測、調(diào)速方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空調(diào)器技術(shù)領(lǐng)域，更明確地說涉及空調(diào)新產(chǎn)品系統(tǒng)調(diào)試中風機轉(zhuǎn)速的檢測、調(diào)速方法的設(shè)計。
背景技術(shù)：
在空調(diào)器的新產(chǎn)品系統(tǒng)調(diào)試過程中，為了確保產(chǎn)品的整機質(zhì)量，需要對吹向散熱器的送風量進行檢測。亦即需要對風機轉(zhuǎn)速進行準確檢測，以檢驗風機的性能、參數(shù)是否滿足要求。迄今為止，還沒有一種簡單有效的實驗方法能夠獨立、直觀、準確地檢測并顯示風機的送風量或轉(zhuǎn)速，這就給調(diào)試工作帶來諸多不便，嚴重影響了其工作效率。
傳統(tǒng)的檢測、調(diào)速方法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝置分散，效率低、精度差，滿足不了生產(chǎn)需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就在于克服上述缺點和不足，提供一種空調(diào)新產(chǎn)品系統(tǒng)調(diào)試中風機轉(zhuǎn)速的檢測、調(diào)速方法。它采用閉環(huán)控制方法，可通過簡單的電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)新產(chǎn)品系統(tǒng)調(diào)試中對風機轉(zhuǎn)速的平滑調(diào)節(jié)和自動檢測。具有較高的可靠性、穩(wěn)定性和良好的人機界面，便于檢測、調(diào)試及參數(shù)的記錄。同時具有打印機輸出和計算機遠程通訊、控制功能，可大大提高工作效率。
為了達到上述目的，本發(fā)明包括以下步驟(1)以交流/直流變換的直流穩(wěn)壓電源供電；(2)采用霍爾元件和永久磁體配合采集風機轉(zhuǎn)速的脈沖信號風機電機內(nèi)部自帶霍爾元件和永久磁體，從電機轉(zhuǎn)速脈沖數(shù)據(jù)線輸出的1/2占空比的數(shù)據(jù)脈沖信號獲得轉(zhuǎn)速信號；(3)以單片機采用閉環(huán)控制方式實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的自動檢測和平滑調(diào)節(jié)。
在所述直流穩(wěn)壓電源中，交流電源經(jīng)濾波電路連接變壓器的輸入端，變壓器的輸出端經(jīng)整流電路、濾波電路連接線性穩(wěn)壓電源，進而輸出直流電源為所述檢測方法的裝置內(nèi)部芯片提供工作電源。整流電路的輸出端連接過零檢測電路，在該過零檢測電路中包含有一NPN型三極管。該三極管的基極連接整流電路的輸出端，發(fā)射極接地，集電極一方面經(jīng)電阻連接上述的直流電源，另一方面連接單片機的一個I/O口。
永久磁體安裝在電機的輸出轉(zhuǎn)軸或與輸出轉(zhuǎn)軸相連的風扇上，霍爾元件對所述永久磁體進行檢測，輸出轉(zhuǎn)速脈沖信號到單片機的中斷信號輸入端。
前述步驟(3)包括以下分步驟①將上述電機轉(zhuǎn)速的脈沖數(shù)據(jù)信號輸入單片機的中斷信號輸入端進行轉(zhuǎn)速檢測；②將一按鍵模塊連接到單片機的相應(yīng)I/O口，單片機在檢測到中斷指令后進入鍵盤掃描工作，進而運行相應(yīng)的控制程序；③將一過零檢測電路的輸出端連接到單片機的一路I/O口，將單片機的脈沖信號輸出端經(jīng)光藕電路連接到電機，單片機根據(jù)過零信號輸出啟動脈沖信號，控制一光藕電路的導(dǎo)通和截止，進而向電機輸出具有一定占空比的斬波正弦交流供電電源，實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的平滑調(diào)節(jié)；④將單片機的數(shù)據(jù)信號輸出端經(jīng)鎖存器連接到LCD顯示屏，并經(jīng)上拉電阻連接到直流穩(wěn)壓電源，該LCD顯示屏的控制信號端與單片機的相應(yīng)I/O口連接，以顯示有關(guān)數(shù)據(jù)。
前述步驟(2)的分步驟②所述的按鍵模塊采用矩陣按鍵電路實現(xiàn)，其行、列掃描端均與單片機的I/O口連接。所述行掃描端還連接一或門芯片的輸入端，所述或門芯片的輸出端連接單片機的一路中斷信號輸入端。
其中步驟(2)的分步驟③所述的單片機的脈沖信號輸出端連接光藕電路的發(fā)光端。
按鍵模塊采用矩陣按鍵電路實現(xiàn)。其行、列掃描端均與單片機的I/O口相連。其中行掃描端還連接一或門芯片的輸入端。該或門芯片的輸出端連接單片機的一路中斷信號輸入端。單片機的脈沖信號輸出端連接光藕電路的發(fā)光端，該光藕電路的受光端為一可控硅。所述可控硅的一端連接交流電源的火線，另一端與電機的電源端相連。
步驟(2)的分步驟④所述的單片機的數(shù)據(jù)信號輸出端還經(jīng)另一鎖存器連接到打印機接口，并經(jīng)上拉電阻連接到直流穩(wěn)壓電源。該打印機的控制信號端與單片機的相應(yīng)I/O口連接，以打印有關(guān)數(shù)據(jù)。
步驟(3)所述單片機的發(fā)送端和接收端分別經(jīng)電平轉(zhuǎn)換芯片連接到RS232接口，以實現(xiàn)與外部計算機間的通訊。
步驟(3)所述單片機為AT89C52型，鎖存器的型號為SN74HC373。單片機的發(fā)送端和接收端分別經(jīng)一電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232連接RS232串口，進而實現(xiàn)與外部計算機之間的通訊。
本發(fā)明采用閉環(huán)控制方式實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的自動檢測和平滑調(diào)節(jié)，具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。采用大屏幕藍色背光LCD顯示，具有良好的人機界面，便于空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試中對風量的檢測及參數(shù)的記錄，大大提高了生產(chǎn)效率。此外，本發(fā)明還具有打印機輸出和計算機遠程通訊、控制功能，具有較強的通用性，能夠滿足以后系統(tǒng)的升級要求。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于空調(diào)器的生產(chǎn)線上。


圖1為本發(fā)明實施例1的電路原理圖。
具體實施例方式
實施例1。一種空調(diào)新產(chǎn)品系統(tǒng)調(diào)試中風機轉(zhuǎn)速的檢測、調(diào)速方法。它包括以下步驟(1)以交流/直流變換的直流穩(wěn)壓電源供電；(2)采用霍爾元件和永久磁體配合采集風機轉(zhuǎn)速的脈沖信號風機電機內(nèi)部自帶霍爾元件和永久磁體，從電機轉(zhuǎn)速脈沖數(shù)據(jù)線輸出的1/2占空比的數(shù)據(jù)脈沖信號獲得轉(zhuǎn)速信號；(3)以單片機采用閉環(huán)控制方式實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的自動檢測和平滑調(diào)節(jié)。
其中(3)包括以下分步驟①將上述電機轉(zhuǎn)速的脈沖數(shù)據(jù)信號輸入單片機的中斷信號輸入端進行轉(zhuǎn)速檢測；②將一按鍵模塊連接到單片機的相應(yīng)I/O口，單片機在檢測到中斷指令后進入鍵盤掃描工作，進而運行相應(yīng)的控制程序；③將一過零檢測電路的輸出端連接到單片機的一路I/O口，將單片機的脈沖信號輸出端經(jīng)光藕電路連接到電機，單片機根據(jù)過零信號輸出啟動脈沖信號，控制一光藕電路的導(dǎo)通和截止，進而向電機輸出具有一定占空比的斬波正弦交流供電電源，實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的平滑調(diào)節(jié)；④將單片機的數(shù)據(jù)信號輸出端經(jīng)鎖存器連接到LCD顯示屏，并經(jīng)上拉電阻連接到直流穩(wěn)壓電源，該LCD顯示屏的控制信號端與單片機的相應(yīng)I/O口連接，以顯示有關(guān)數(shù)據(jù)。
上述步驟(2)的分步驟②所述的按鍵模塊采用矩陣按鍵電路實現(xiàn)，其行、列掃描端均與單片機的I/O口連接。所述行掃描端還連接一或門芯片的輸入端，所述或門芯片的輸出端連接單片機的一路中斷信號輸入端。
其中步驟(2)的分步驟③所述的單片機的脈沖信號輸出端連接光藕電路的發(fā)光端。該光藕電路的受光端為一可控硅，該可控硅的一端連接交流電源的火線，另一端與電機的電源端連接。
步驟(2)的分步驟④所述的單片機的數(shù)據(jù)信號輸出端還經(jīng)另一鎖存器連接到打印機接口，并經(jīng)上拉電阻連接到直流穩(wěn)壓電源。該打印機的控制信號端與單片機的相應(yīng)I/O口連接，以打印有關(guān)數(shù)據(jù)。
步驟(3)所述單片機的發(fā)送端和接收端分別經(jīng)電平轉(zhuǎn)換芯片連接到RS232接口，以實現(xiàn)與外部計算機間的通訊。
步驟(3)所述單片機為AT89C52型。
圖1為本實施例的具體電路原理圖。圖中所示，本發(fā)明為了實現(xiàn)對風機電機轉(zhuǎn)速的檢測，采用霍爾元件與永久磁體配合。將所述永久磁體安裝在電機輸出轉(zhuǎn)軸上或與電機輸出轉(zhuǎn)軸相連接的風扇上，轉(zhuǎn)軸上可以安裝3個、4個或者更多個永久磁體。檢測精度要求越高，轉(zhuǎn)軸上安裝的永久磁體數(shù)量就越多。本發(fā)明采用在風扇上安裝3個永久磁體來完成對電機轉(zhuǎn)速的檢測。霍爾元件為磁性敏感元件，通過接口CN08連接到檢測裝置的內(nèi)部電路板中。
圖中，220V交流電經(jīng)保險絲F1以及電容C1、電感L1和電容C20組成的濾波網(wǎng)絡(luò)，通過插座CN05連接變壓器的初級。交流火線和零線之間連接有一壓敏電阻Z1，對整個電路起到過壓保護作用。變壓器對輸入電壓進行降壓，通過其次級連接插座CN03，其輸出低壓交流電通過由二極管D1～D4組成的橋式整流電路，再經(jīng)二極管D10連接線性穩(wěn)壓電源LM7812的輸入端IN。電容C12～C15組成濾波電路對線性穩(wěn)壓電源LM7812的輸入、輸出電壓進行濾波。線性穩(wěn)壓電源LM7812輸出+12V直流電壓，經(jīng)穩(wěn)壓芯片LM7805輸出+5V直流電源為裝置內(nèi)部芯片提供工作電源。+5V直流電壓又經(jīng)電阻R22、發(fā)光二極管LED01接地，對控制裝置的開關(guān)狀態(tài)進行指示。繼電器RELAY1可實現(xiàn)對+5V和+12V直流電源的有效切換，以此滿足控制裝置的供電需求。
接口CN08的1腳連接+5V直流電源，為霍爾元件提供直流供電；3腳接地，2腳連接霍爾元件的脈沖信號輸出端，經(jīng)電阻R26連接單片機IC1的中斷信號輸入端INT1，并經(jīng)上拉電阻R25連接+5V直流電源。單片機IC1的型號為AT89C52，它對霍爾元件輸出的采樣脈沖進行計數(shù)，將每分鐘累計出的脈沖個數(shù)除以3，即得出了當前電機的轉(zhuǎn)速。單片機IC1的數(shù)據(jù)輸出端P0.0～P0.7一方面通過鎖存器IC8連接LCD顯示屏接口CN02，另一方面通過鎖存器IC7連接打印機接口CN04，從而實現(xiàn)了打印輸出和LCD顯示的雙重輸出功能，方便了對電機轉(zhuǎn)速的實時檢測和調(diào)試參數(shù)的準確記錄。
變壓器的次級經(jīng)由二極管D5～D8組成的橋式整流電路輸出-24V直流電壓，在穩(wěn)壓管ZD1的作用下向LCD顯示屏提供-24V背光電源。改變電位器R13的阻值，可實現(xiàn)對液晶屏背光亮度的調(diào)節(jié)，便于觀察。單片機IC1通過其P2.3～P2.7端連接LCD的控制端，輸出指令信號RES、A0、CS、RD、WR控制液晶屏正常顯示。單片機IC1的P2.2端輸出STB信號到打印機接口CN04的1腳，打印機的應(yīng)答信號ACK和忙信號BUSY分別通過跳線器W1、W2連接單片機IC1的P3.4端，實現(xiàn)單片機IC1對打印機的輸出控制。
接口CN01連接矩陣按鍵電路，包括4行4列按鍵，分別與單片機IC1的IO口P1.0～P1.7對應(yīng)連接。其中，4個行掃描端分別連接或門芯片IC2的輸入端1A～1D，其輸出端1Y連接單片機IC1的中斷信號輸入端P3.2。當有按鍵按下時，其中一行輸出高電平，經(jīng)或門芯片IC2進行或運算后向單片機IC1發(fā)出高電平中斷信號。當單片機IC1檢測到此中斷信號后，通過其IO口P1.0～P1.7掃描鍵盤，確認輸入的是哪個按鍵，進而運行相應(yīng)的程序。采用這種中斷連接方式，單片機IC1只需在檢測到中斷指令后再進入鍵盤掃描工作，從而有效減輕了單片機IC1的工作量，提高了其處理速度。
由二極管D1～D4組成的橋式整流電路的輸出端連接有一過零檢測電路。在所述過零檢測電路中包含有一NPN型三極管Q1。該NPN型三極管Q1基極經(jīng)電阻R17連接橋式整流電路的輸出端，其發(fā)射極接地，其集電極一方面經(jīng)電阻R15連接+5V直流電源，另一方面經(jīng)電阻R14連接單片機IC1的I/O口P3.5，對交流電源的過零狀態(tài)進行檢測。單片機IC1在檢測到過零信號時，通過其內(nèi)部程序在延時適當時間后，其輸出端P2.1將輸出觸發(fā)信號到光藕電路IC6的受光端，控制發(fā)光二極管發(fā)光，使受光端導(dǎo)通。所述光藕電路IC6的受光端為一可控硅，其一端連接交流220V火線，另一端一方面經(jīng)接口CN06連接電機的電源端，另一方面經(jīng)串聯(lián)的阻容吸收電路連接交流火線，實現(xiàn)對反電動勢的吸收，起到保護可控硅元件的作用。
當用戶通過鍵盤輸入電機轉(zhuǎn)速的設(shè)定值后，單片機IC1根據(jù)過零信號輸出啟動脈沖信號，控制光藕電路IC6的導(dǎo)通和截止狀態(tài)，進而向電機輸出具有一定占空比的斬波正弦交流供電電源，實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的平滑調(diào)節(jié)。電機轉(zhuǎn)速的設(shè)定值和采樣值不僅可以通過LCD顯示屏顯示輸出，而且還可以通過打印機打印輸出。在利用打印機輸出時，時鐘芯片IC9可為打印輸出提供當前的日期和時間，方便事后的研究和保存。
為了使上述控制裝置具有計算機遠程通訊、控制功能，在內(nèi)部電路中增設(shè)了電平轉(zhuǎn)換芯片IC3和串口JP4。電平轉(zhuǎn)換芯片IC3的發(fā)送輸入端T1IN連接單片機IC1的P3.1端，接收單片機IC1發(fā)出的TTL電平信號。并經(jīng)其轉(zhuǎn)換為RS232信號后，由其發(fā)送輸出端T1OUT連接串口JP4的2腳，向計算機輸出數(shù)據(jù)。計算機發(fā)出的數(shù)據(jù)信號經(jīng)串口JP4的3腳連接電平轉(zhuǎn)換芯片IC3的接收輸入端R1IN，將RS232信號轉(zhuǎn)換為TTL電平信號后，由其接收輸出端R1OUT連接單片機IC1的P3.0端。從而可實現(xiàn)計算機與單片機IC1之間的通訊和計算機的遠程控制功能，并且為后續(xù)的系統(tǒng)升級提供了方便。
實施例1采用閉環(huán)控制方法，通過簡單的電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)試中對風機轉(zhuǎn)速的平滑調(diào)節(jié)和自動檢測。具有較高的可靠性、穩(wěn)定性和良好的人機界面，便于檢測、調(diào)試及參數(shù)的記錄。同時具有打印機輸出和計算機遠程通訊、控制功能，能大大提高工作效率。它可廣泛應(yīng)用于空調(diào)器新產(chǎn)品的系統(tǒng)調(diào)試中。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)新產(chǎn)品系統(tǒng)調(diào)試中風機轉(zhuǎn)速的檢測、調(diào)速方法，包括(1)以交流/直流的直流穩(wěn)壓電源供電的步驟，其特征在于它還包括以下步驟(2)采用霍爾元件和永久磁體配合采集風機轉(zhuǎn)速的脈沖信號風機電機內(nèi)部自帶霍爾元件和永久磁體，從電機轉(zhuǎn)速脈沖數(shù)據(jù)線輸出的1/2占空比的數(shù)據(jù)脈沖信號獲得轉(zhuǎn)速信號；(3)以單片機采用閉環(huán)控制方式實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的自動檢測和平滑調(diào)節(jié)，包括以下分步驟①將上述電機轉(zhuǎn)速的脈沖數(shù)據(jù)信號輸入單片機的中斷信號輸入端進行轉(zhuǎn)速檢測；②將一按鍵模塊連接到單片機的相應(yīng)I/O口，單片機在檢測到中斷指令后進入鍵盤掃描工作，進而運行相應(yīng)的控制程序；③將一過零檢測電路的輸出端連接到單片機的一路I/O口，將單片機的脈沖信號輸出端經(jīng)光藕電路連接到電機，單片機根據(jù)過零信號輸出啟動脈沖信號，控制一光藕電路的導(dǎo)通和截止，進而向電機輸出具有一定占空比的斬波正弦交流供電電源，實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的平滑調(diào)節(jié)；④將單片機的數(shù)據(jù)信號輸出端經(jīng)鎖存器連接到LCD顯示屏，并經(jīng)上拉電阻連接到直流穩(wěn)壓電源，該LCD顯示屏的控制信號端與單片機的相應(yīng)I/O口連接，以顯示有關(guān)數(shù)據(jù)。
2.按照權(quán)利要求1所述的空調(diào)新產(chǎn)品系統(tǒng)調(diào)試中風機轉(zhuǎn)速的檢測、調(diào)速方法，其特征在于步驟(2)的分步驟②所述的按鍵模塊采用矩陣按鍵電路實現(xiàn)，其行、列掃描端均與單片機的I/O口連接，所述行掃描端還連接一或門芯片的輸入端，所述或門芯片的輸出端連接單片機的一路中斷信號輸入端。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的空調(diào)新產(chǎn)品系統(tǒng)調(diào)試中風機轉(zhuǎn)速的檢測、調(diào)速方法，其特征在于步驟(2)的分步驟③所述的單片機的脈沖信號輸出端連接光藕電路的發(fā)光端，該光藕電路的受光端為一可控硅，該可控硅的一端連接交流電源的火線，另一端與電機的電源端連接。
4.按照權(quán)利要求3所述的空調(diào)新產(chǎn)品系統(tǒng)調(diào)試中風機轉(zhuǎn)速的檢測、調(diào)速方法，其特征在于步驟(2)的分步驟④所述的單片機的數(shù)據(jù)信號輸出端還經(jīng)另一鎖存器連接到打印機接口，并經(jīng)上拉電阻連接到直流穩(wěn)壓電源，該打印機的控制信號端與單片機的相應(yīng)I/O口連接，以打印有關(guān)數(shù)據(jù)。
5.按照權(quán)利要求4所述的空調(diào)新產(chǎn)品系統(tǒng)調(diào)試中風機轉(zhuǎn)速的檢測、調(diào)速方法，其特征在于步驟(3)所述單片機的發(fā)送端和接收端分別經(jīng)電平轉(zhuǎn)換芯片連接到RS232接口，以實現(xiàn)與外部計算機間的通訊。
6.按照權(quán)利要求5所述的空調(diào)新產(chǎn)品系統(tǒng)調(diào)試中風機轉(zhuǎn)速的檢測、調(diào)速方法，其特征在于步驟(3)所述單片機為AT89C52型。
全文摘要
一種空調(diào)新產(chǎn)品系統(tǒng)調(diào)試中風機轉(zhuǎn)速的檢測、調(diào)速方法。包括(1)以直流穩(wěn)壓電源供電；(2)采用霍爾元件和永久磁體采集轉(zhuǎn)速脈沖信號；(3)以單片機采用閉環(huán)控制方式實現(xiàn)對轉(zhuǎn)速的自動檢測和平滑調(diào)節(jié)等步驟。(3)還包括①將轉(zhuǎn)速脈沖數(shù)據(jù)信號輸入單片機的中斷信號輸入端進行轉(zhuǎn)速檢測；②將按鍵模塊連接到單片機的相應(yīng)I/O口運行相應(yīng)控制程序；③將過零檢測電路連接到單片機的一I/O口，將單片機脈沖信號輸出端經(jīng)光藕電路連接到電機，實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的平滑調(diào)節(jié)；④將單片機數(shù)據(jù)信號輸出端經(jīng)鎖存器連接到LCD顯示屏顯示等分步驟。它可實現(xiàn)風機轉(zhuǎn)速的平滑調(diào)節(jié)和自動檢測?？煽啃愿?，效率高，有打印和遠程通訊、控制功能?？蓮V泛推廣應(yīng)用。
文檔編號G01P3/487GK1848660SQ20061004363
公開日2006年10月18日 申請日期2006年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月21日
發(fā)明者孫德偉, 陳建兵 申請人:海信集團有限公司, 青島海信空調(diào)有限公司