專利名稱：控制空調(diào)風機馬達速度的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空調(diào)，并且尤其是涉及一種控制空調(diào)風機馬達速度的裝置。
背景技術(shù)：
通常，使用單相感應(yīng)馬達作為空調(diào)風機馬達。為了產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩，該單相感應(yīng)馬達提供產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)場的磁電流以及由轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的感應(yīng)電流至與外電源終端連接的繞組。
由于定子的初級銅損和轉(zhuǎn)子的次級銅損，提高該單相感應(yīng)馬達的效率受到限制。
為解決這種限制，目前一種如圖1和圖2中所示的混和感應(yīng)馬達(HIM)被用作空調(diào)風機馬達。
圖1為依照傳統(tǒng)技術(shù)的HIM的示意性的截面圖，圖2為沿圖1的HIM中的B-B’線的示意性的截面俯視圖。
如圖1和圖2中所示，該傳統(tǒng)HIM100的一支撐架104中包括一定子105以及設(shè)置在該定子105內(nèi)側(cè)的一感應(yīng)轉(zhuǎn)子101。多個溝槽108凸出地形成在該定子105的內(nèi)側(cè)，并且用于施加電流的線圈103纏繞在溝槽108上。
鋁轉(zhuǎn)子條112垂直地插入到以上/下方向形成在轉(zhuǎn)子101邊緣處的多個空氣間隙中。并且鋁轉(zhuǎn)子條112由端環(huán)102相連接。
用于將轉(zhuǎn)子101的旋轉(zhuǎn)力傳遞到外部的一旋轉(zhuǎn)軸109設(shè)置在形成于該感應(yīng)轉(zhuǎn)子101中心的一空氣間隙110中。該旋轉(zhuǎn)軸109能夠通過設(shè)置在支撐架104中的一含油軸承107旋轉(zhuǎn)。
永久磁鐵轉(zhuǎn)子106設(shè)置在定子105與感應(yīng)轉(zhuǎn)子101之間，該永久磁鐵轉(zhuǎn)子106在通過由定子105產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)場旋轉(zhuǎn)的同時，用于以強磁通量旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子101。
當交流(VC)電壓施加到傳統(tǒng)HIM上時，該永久磁鐵轉(zhuǎn)子106被施加到定子105的線圈103的電流旋轉(zhuǎn)，并且該旋轉(zhuǎn)的永久磁鐵轉(zhuǎn)子106產(chǎn)生具有強磁通量的旋轉(zhuǎn)場，以旋轉(zhuǎn)該感應(yīng)轉(zhuǎn)子101。同時，處于低慣性狀態(tài)中的該永久磁鐵轉(zhuǎn)子106從風機(未示出)分離，并被定子105的旋轉(zhuǎn)場驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。并且當由于該永久磁鐵轉(zhuǎn)子106的旋轉(zhuǎn)場，產(chǎn)生磁通量的扭矩施加到該感應(yīng)轉(zhuǎn)子101時，該感應(yīng)轉(zhuǎn)子101旋轉(zhuǎn)。
換言之，當該永久磁鐵轉(zhuǎn)子106由分布式線圈的定子產(chǎn)生的橢圓形旋轉(zhuǎn)場旋轉(zhuǎn)時，該永久磁鐵轉(zhuǎn)子106產(chǎn)生具有強磁通量的旋轉(zhuǎn)場以使該感應(yīng)轉(zhuǎn)子101旋轉(zhuǎn)，這樣該HIM可以高效并低噪音地運轉(zhuǎn)。
以下將參考圖3和圖4對用以控制空調(diào)風機馬達速度的傳統(tǒng)裝置和通常的感應(yīng)馬達的速度特性進行描述。
圖3為顯示依照傳統(tǒng)技術(shù)的用于控制風機馬達(HIM)速度的裝置的構(gòu)造的電路圖，圖4為顯示該傳統(tǒng)HIM以及一通常的感應(yīng)馬達的速度特性的曲線圖。
如圖3所示，當用于通過控制經(jīng)一個三端雙向可控硅開關(guān)元件施加到該風機馬達(HIM)的電壓的相位來控制該風機馬達的旋轉(zhuǎn)速度的裝置應(yīng)用到該HIM上時，依照該電壓的速度控制范圍(即，790～880RPM(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，RPM))受到限制，如圖4所示。也就是說，由于該永久磁鐵轉(zhuǎn)子106，該速度控制在790～880RPM的范圍內(nèi)。這導(dǎo)致一個問題，即控制風機馬達速度的傳統(tǒng)裝置不能應(yīng)用于所需速度控制范圍高于100RPM的空調(diào)。
2004年11月16日公開的美國專利第6,819,026號也披露了一種用作空調(diào)風機馬達的感應(yīng)馬達。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種控制空調(diào)風機馬達速度的裝置，其能夠通過依照用戶的頻率命令同時改變AC電壓的相位和頻率來擴大空調(diào)風機馬達速度控制范圍。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種控制空調(diào)風機馬達速度的裝置，其能夠通過依照用戶的頻率命令同時改變AC電壓的相位和頻率來減小空調(diào)風機馬達的能量消耗。
為實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點，并依照本發(fā)明目的，如在此實施和寬泛描述的那樣，提供了一種控制空調(diào)風機馬達速度的裝置，包括一頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器，用于依照一控制信號同時改變一商用AC電源的電壓相位和頻率以及將依照該改變后的頻率和電壓相位改變了的電壓應(yīng)用于該空調(diào)的風機馬達；一零壓檢測器，用于接收該商用AC電源并檢測該商用AC電源的電壓波的零壓；以及一微型計算機，電連接于該零壓檢測器與該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器，基于零壓產(chǎn)生的時間點、根據(jù)一頻率命令生成提供一預(yù)定頻率轉(zhuǎn)換模式的該控制信號，并且將該控制信號輸出至該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器。
為達到上述目的，在此還提供一種控制空調(diào)風機馬達速度的裝置，包括一HIM(混和感應(yīng)馬達)，其具有一定子、一感應(yīng)轉(zhuǎn)子以及設(shè)置在該定子和該感應(yīng)轉(zhuǎn)子之間的一永久磁鐵轉(zhuǎn)子，該裝置包括一頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器，用于依照一控制信號同時改變一商用AC電源的電壓相位和頻率以及將依照該改變后的頻率和電壓相位改變了的電壓應(yīng)用于該空調(diào)的HIM；一零壓檢測器，用于接收該商用AC電源并檢測該商用AC電源的電壓波的零壓；以及一微型計算機，其電連接于該零壓檢測器與該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器，其基于零壓產(chǎn)生的時間點、根據(jù)一頻率命令生成提供一預(yù)定頻率轉(zhuǎn)換模式的該控制信號，并且將該控制信號輸出至該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器。其中該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器包括一第一三端雙向可控硅開關(guān)元件；一第二三端雙向可控硅開關(guān)元件，串聯(lián)于該第一三端雙向可控硅開關(guān)元件；一第三三端雙向可控硅開關(guān)元件，并聯(lián)于該第一三端雙向可控硅開關(guān)元件；以及一第四三端雙向可控硅開關(guān)元件，串聯(lián)于該該第三三端雙向可控硅開關(guān)元件并且并聯(lián)于該第二三端雙向可控硅開關(guān)元件，并且該HIM電連接于位于該第一和第二三端雙向可控硅開關(guān)元件之間的一第一接點與位于該第三和第四三端雙向可控硅開關(guān)元件之間的一第二接點。
本發(fā)明的前述的和其它的目的、特征、方面和優(yōu)勢在下面結(jié)合附圖的詳細描述中會變得更加清楚。


所包含的附圖提供了對本發(fā)明的進一步理解并且包含在該說明書構(gòu)成為說明書的一個組成部分。附圖示出了本發(fā)明的實施例并且與說明書一起用作解釋本發(fā)明的原理。其中
圖1為依照傳統(tǒng)技術(shù)的HIM的示意性的截面圖；圖2為沿圖1中的HIM的B-B’線的示意性截面俯視圖；圖3為顯示依照傳統(tǒng)技術(shù)的控制風機馬達(HIM)速度的裝置構(gòu)造的電路圖；圖4為顯示傳統(tǒng)HIM以及一通常的感應(yīng)馬達速度特性的曲線圖；圖5為顯示依照本發(fā)明優(yōu)選實施例的控制空調(diào)風機馬達速度的裝置的構(gòu)造的示意圖；圖6為顯示依照本發(fā)明優(yōu)選實施例的控制空調(diào)風機馬達速度的裝置的頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器的構(gòu)造的結(jié)構(gòu)圖；圖7A至7F為顯示依照本發(fā)明的頻率切換模式的六個實施例的波形；圖8為顯示依照本發(fā)明當控制空調(diào)風機馬達速度的裝置應(yīng)用到HIM時，HIM的能量消耗和旋轉(zhuǎn)次數(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比較的曲線圖。
具體實施例方式
下面將參考圖5至圖8描述根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種控制空調(diào)風機馬達速度的裝置，其能夠通過依照用戶的頻率命令同時改變AC電壓的相位和頻率來擴大空調(diào)風機馬達速度的控制范圍，并降低風機馬達的能量消耗。
圖5是示出了依照本發(fā)明優(yōu)選實施例的控制空調(diào)風機馬達速度的裝置的構(gòu)造的示意圖。
如圖5所示，控制空調(diào)風機馬達速度的裝置包括一頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器203，其用于依照控制信號，同時改變商用AC電源的電壓相位和頻率，并且將依照改變后電壓相位和頻率改變的電壓應(yīng)用于空調(diào)的風機馬達(HIM)100；一零壓檢測器201，其用于接收該商用AC電源并檢測該商用AC電源的電壓波的零壓；以及電連接于該零壓檢測器201與該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器203的一微型計算機202，其基于零壓產(chǎn)生的時間點、根據(jù)頻率命令生成提供預(yù)定頻率轉(zhuǎn)換模式的一控制信號，并且將該控制信號輸出至該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器。
這里，空調(diào)的風機馬達為HIM100。微型計算機202包括一存儲器(未顯示)。該存儲器預(yù)存有頻率轉(zhuǎn)換模式，用以依照一頻率命令執(zhí)行控制風機馬達100的速度的頻率。
當輸出電壓波形的頻率降低時，微型計算機202增加該輸出電壓波形的觸發(fā)角(firing angle)。例如，如果該輸出電壓波形的頻率增加，微型計算機202成反比例地減小該輸出電壓波形的觸發(fā)角，并且當輸出電壓波形的頻率降低時，微型計算機202成反比例地增加該輸出電壓波型的觸發(fā)角。
圖6為顯示了依照本發(fā)明優(yōu)選實施例的控制空調(diào)風機馬達速度的裝置的頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器的構(gòu)造的方塊圖。
如圖6所示，該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器203包括一第一開關(guān)裝置203A；與該第一開關(guān)裝置203A相串聯(lián)的一第二開關(guān)裝置203C；與該第一開關(guān)裝置203A相并聯(lián)的一第三開關(guān)裝置203B；以及與該第三開關(guān)裝置203B相串聯(lián)并且與該第二開關(guān)裝置203C相并聯(lián)的一第四開關(guān)裝置203D。
該風機馬達100電連接于位于該第一和第二開關(guān)裝置203A和203C之間的一第一接點以及位于該第三和第四開關(guān)裝置203B和203D之間的一第二接點。即，該第一和第四開關(guān)裝置203A和203D設(shè)置在相對于該風機馬達100的正向，并且該第二和第三開關(guān)裝置203B和203C設(shè)置在相對于該風機馬達100的反方向。優(yōu)選地使用三端雙向可控硅開關(guān)元件或反相器作為該第一至第四開關(guān)裝置203A～203D。在本發(fā)明中，該第一至第四開關(guān)裝置203A～203D分別由三端雙向可控硅開關(guān)元件(Triac1～Triac4)形成。
下面將參考圖5和圖6描述依照本發(fā)明的控制空調(diào)風機馬達速度的裝置的運轉(zhuǎn)。
首先，當用戶發(fā)出用于控制風機馬達100速度的頻率命令時，該微型計算機202從存儲器中選擇相應(yīng)于該頻率命令的一預(yù)定頻率轉(zhuǎn)換模式，并且基于由零壓檢測器201檢測到的產(chǎn)生零壓的時間點，向該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器203輸出一控制信號，該控制信號用于提供所選擇的頻率轉(zhuǎn)換模式。
該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器203通過依照該控制信號控制四個三端雙向可控硅開關(guān)元件Triac1～Triac4的開/關(guān)來控制風機馬達100的速度。這里，該頻率轉(zhuǎn)換模式可依照該頻率命令而改變。
下面將參考圖7A至7F描述依照該頻率命令的頻率轉(zhuǎn)換模式的六種類型的實施例。
圖7A至圖7F為顯示了依照本發(fā)明的頻率轉(zhuǎn)換模式的六個實施例的波形。
如圖7A所示，作為第一頻率轉(zhuǎn)換模式，當用戶輸入用于保持商用AC電壓(如60Hz)的頻率(f)的頻率命令時，在該商用AC電壓波形的整個周期中，只有第一和第四開關(guān)裝置Triac1和Triac3依照一預(yù)定的第一觸發(fā)角(如，10°)切換。即，當該商用AC電壓波形的觸發(fā)角為10°時，如圖7A中所示的頻率波形可通過僅開啟該第一和第四開關(guān)裝置而產(chǎn)生。
這里，該商用AC電壓設(shè)定為220V并且該商用AC電壓的頻率(f)設(shè)定為60Hz，當該速度控制裝置的該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器203依照該第一頻率轉(zhuǎn)換模式運轉(zhuǎn)時，由實驗可知施加到該HIM100的電壓被測定為219V并且該HIM的速度被測定為855RPM。
如圖7B所示，作為第二頻率轉(zhuǎn)換模式，當用戶輸入用于將商用AC電壓的頻率(f)轉(zhuǎn)換成頻率為f*2/3(如，40Hz)的電壓的頻率命令時，執(zhí)行第一步，在一個周期內(nèi)開啟該第一和第四開關(guān)裝置Triac1和Triac3；第二步，在下半個(1/2)周期內(nèi)，關(guān)閉該第一和第四開關(guān)裝置Triac1和Triac3，以及第三步，在下一個周期內(nèi)，通過開啟該第二和第三開關(guān)裝置Triac2和Triac4反轉(zhuǎn)電壓。并且隨后，依照一預(yù)定的第二觸發(fā)角(如，20°)重復(fù)執(zhí)行該第一至第三步驟，以產(chǎn)生如圖7B中所示的頻率波形。例如，當該商用AC電壓波形的觸發(fā)角為20°時，如圖7B中所示的頻率波形可通過重復(fù)執(zhí)行該第一至第三步驟而產(chǎn)生。
這里，該商用AC電壓設(shè)定為220V并且該商用AC電壓的頻率(f)設(shè)定為60Hz，當該速度控制裝置的該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器203依照該第二頻率轉(zhuǎn)換模式運轉(zhuǎn)時，由實驗可知施加到該HIM100的電壓被測定為138V并且該HIM的速度被測定為613RPM。
如圖7C所示，作為第三頻率轉(zhuǎn)換模式，當用戶輸入用于將商用AC電壓的頻率(f)轉(zhuǎn)換成頻率為f/2(如30Hz)的電壓的頻率命令時，執(zhí)行如下步驟第一步，在一個周期內(nèi)，開啟該第一和第四開關(guān)裝置Triac1和Triac3，以及第二步，在下一個周期內(nèi)，通過開啟該第二和第三開關(guān)裝置Triac2和Triac4反轉(zhuǎn)電壓。并且隨后，依照一預(yù)定的第三觸發(fā)角(如，50°)重復(fù)執(zhí)行該第一和第二步驟，以產(chǎn)生如圖7C中所示的頻率波形。例如，當該商用AC電壓波形的觸發(fā)角為50°時，如圖7C中所示的頻率波形可通過重復(fù)執(zhí)行該第一和第二步驟而產(chǎn)生。
這里，該商用AC電壓設(shè)定為220V并且該商用AC電壓的頻率(f)設(shè)定為60Hz，當該速度控制裝置的該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器203依照該第三頻率轉(zhuǎn)換模式運轉(zhuǎn)時，由實驗可知施加到該HIM100的電壓被測定為119V并且該HIM的速度被測定為492RPM。
同時，當依照該第三頻率轉(zhuǎn)換模式所產(chǎn)生的電壓施加到該風機馬達100時，在該三端雙向可控硅開關(guān)元件Triac1和Triac4的端部的電壓的相位均能因反電動勢而被延遲，因此，可能會產(chǎn)生臂短路或者驅(qū)動錯誤。因此，優(yōu)選地將依照該第四頻率轉(zhuǎn)換模式產(chǎn)生的電壓施加給該風機馬達100。
如圖7D所示，作為第四頻率轉(zhuǎn)換模式，當用戶輸入用于將商用AC電壓的頻率(f)轉(zhuǎn)換成頻率為f/2(如，30Hz)的電壓的一頻率命令時，執(zhí)行如下步驟第一步，在半個(1/2)周期內(nèi)，開啟該第一和第四開關(guān)裝置Triac1和Triac3；第二步，在下半個(1/2)周期內(nèi)，關(guān)閉該第一和第四開關(guān)裝置Triac1和Triac3；第三步，在接下來的半個(1/2)周期內(nèi)，通過開啟該第二和第三開關(guān)裝置Triac2和Triac4反轉(zhuǎn)電壓，以及第四步，在下半個(1/2)周期內(nèi)，關(guān)閉該第二和第三開關(guān)裝置Triac2和Triac4。并且隨后，依照一預(yù)定的第四觸發(fā)角(如，40°)重復(fù)執(zhí)行該第一至第四步驟，以產(chǎn)生如圖7D中所示的頻率波形。例如，當該商用AC電壓波形的觸發(fā)角為40°時，如圖7D中所示的頻率波形可通過重復(fù)執(zhí)行該第一至第四步驟而產(chǎn)生。
即，使用該第四頻率轉(zhuǎn)換模式防止了產(chǎn)生臂短路和驅(qū)動錯誤。在這方面，優(yōu)選地，該預(yù)定的第四觸發(fā)角設(shè)定為比該預(yù)定的第三觸發(fā)角小，以防止臂短路和驅(qū)動錯誤。
這里，該商用AC電壓設(shè)定為220V并且該商用AC電壓的頻率(f)設(shè)定為60Hz，當該速度控制裝置的該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器203依照該第四頻率轉(zhuǎn)換模式運轉(zhuǎn)時，由實驗可知施加到該HIM100的電壓被測定為111V并且該HIM的速度被測定為497RPM。
如圖7E中所示，作為第五頻率轉(zhuǎn)換模式，當用戶輸入用于將商用AC電壓的頻率(f)轉(zhuǎn)換成頻率為f/3(如，20Hz)的電壓的一個頻率命令時，執(zhí)行如下步驟第一步，在半個(1/2)周期內(nèi)，開啟該第一和第四開關(guān)裝置Triac1和Triac3；第二步，在下半個(1/2)周期內(nèi)，通過開啟該第二和第三開關(guān)裝置Triac2和Triac4反轉(zhuǎn)電壓；第三步，在下半個(1/2)周期內(nèi)，開啟該第一和第四開關(guān)裝置Triac1和Triac3；第四步，在下半個(1/2)周期內(nèi)，通過開啟該第二和第三開關(guān)裝置Triac2和Triac4反轉(zhuǎn)電壓；以及第五步，在下半個(1/2)周期內(nèi)，開啟該第一和第四開關(guān)裝置Triac1和Triac3。并且隨后，依照一預(yù)定的第五觸發(fā)角(如，70°)重復(fù)執(zhí)行該第一至第五步驟，以產(chǎn)生如圖7E中所示的頻率波形。例如，當該商用AC電壓波形的觸發(fā)角為70°時，如圖7E中所示的頻率波形可通過重復(fù)執(zhí)行該第一至第五步而產(chǎn)生。
這里，該商用AC電壓設(shè)定為220V并且該商用AC電壓的頻率(f)設(shè)定為60Hz，當該速度控制裝置的該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器203依照該第五頻率轉(zhuǎn)換模式運轉(zhuǎn)時，由實驗可知施加到該HIM100的電壓被測定為91V并且該HIM的速度被測定為355RPM。
同時，當依照該第五頻率轉(zhuǎn)換模式所產(chǎn)生的電壓施加到該風機馬達100時，在該三端雙向可控硅開關(guān)元件Triac1和Triac4的端部的電壓的相位均因反電動勢而被延遲，因此，可能會產(chǎn)生臂短路或者驅(qū)動錯誤。因此，優(yōu)選地將依照第六頻率轉(zhuǎn)換模式產(chǎn)生的電壓施加給該風機馬達100。
如圖7F中所示，作為第六頻率轉(zhuǎn)換模式，當用戶輸入用于將商用AC電壓的頻率(f)轉(zhuǎn)換成頻率為f/3(如，20Hz)的電壓的一哥頻率命令時，執(zhí)行如下步驟第一步，在半個(1/2)周期內(nèi)，開啟該第一和第四開關(guān)裝置Triac1和Triac3；第二步，在下半個(1/2)周期內(nèi)，通過開啟該第二和第三開關(guān)裝置Triac2和Triac4反轉(zhuǎn)電壓；第三步，在下半個(1/2)周期內(nèi)，關(guān)閉該第二和第三開關(guān)裝置Triac2和Triac4；第四步，在下半個(1/2)周期內(nèi)，開啟該第一和第四開關(guān)裝置Triac1和Triac3；第五步，在下半個(1/2)周期內(nèi)，通過開啟該第二和第三開關(guān)裝置Triac2和Triac4反轉(zhuǎn)電壓；以及第六步，在下半個(1/2)周期內(nèi)，關(guān)閉該第二和第三開關(guān)裝置Triac2和Triac4。并且隨后，依照比該預(yù)定的第五觸發(fā)角小的一預(yù)定的第六觸發(fā)角(如，60°)重復(fù)執(zhí)行該第一至第六步驟，以產(chǎn)生如圖7F中所示的頻率波形。例如，當該商用AC電壓波形的觸發(fā)角為60°時，如圖7F中所示的頻率波形可通過重復(fù)執(zhí)行該第一至第六步驟而產(chǎn)生。
即，使用該第六頻率轉(zhuǎn)換模式防止了產(chǎn)生臂短路和驅(qū)動錯誤。在這方面，優(yōu)選地，該預(yù)定的第六觸發(fā)角設(shè)定為比該預(yù)定的第五觸發(fā)角小，以防止臂短路和驅(qū)動錯誤。
這里，該商用AC電壓設(shè)定為220V并且該商用AC電壓的頻率(f)設(shè)定為60Hz，當該速度控制裝置的該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器203依照該第六頻率轉(zhuǎn)換模式運轉(zhuǎn)時，由實驗可知施加到該HIM100的電壓被測定為84V并且該HIM的速度被測定為357RPM。
圖8為一曲線圖，其顯示了依照本發(fā)明當控制空調(diào)風機馬達速度的裝置應(yīng)用到HIM時，HIM的能量消耗和旋轉(zhuǎn)次數(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的比較。
如圖8所示，依照本發(fā)明的控制空調(diào)風機馬達速度的裝置能夠通過使用該四個三端雙向可控硅開關(guān)元件，依照用戶的命令同時改變該商用AC電壓的相位和頻率，從而擴展空調(diào)風機馬達速度控制范圍并降低能量消耗。
例如，當控制空調(diào)風機馬達速度的裝置應(yīng)用于HIM100時，空調(diào)風機馬達速度控制范圍為355、357、492、497、613和855RPM(本發(fā)明的HIM的速度控制范圍為355～855RPM)，因此，該速度控制范圍能夠應(yīng)用于需要速度控制范圍超過100RPM的空調(diào)。另外，通過將該控制空調(diào)風機馬達速度的裝置應(yīng)用于該HIM，能夠降低空調(diào)風機馬達的能量消耗。
如上所述，依照本發(fā)明的控制空調(diào)風機馬達速度的裝置具有這樣的優(yōu)勢通過使用該四個三端雙向可控硅開關(guān)元件，能夠依照用戶的命令同時改變該商用AC電壓的相位和頻率，該HIM的速度控制范圍能夠得到擴展并且能夠降低該HIM的能量消耗。
在不脫離本發(fā)明精神或?qū)嵸|(zhì)特征的情況下，其可具有多種型式的實施例。還應(yīng)當理解，上述實施例并不局限于前面描述的任何具體細節(jié)，除非特別聲明，而應(yīng)當寬泛的理解為如所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)。因此，所有落入到權(quán)利要求的范圍內(nèi)的改變和修飾或等同于該范圍的改變和修飾均包含在所附權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種控制空調(diào)風機馬達速度的裝置，該空調(diào)包括一混和感應(yīng)馬達，該混合感應(yīng)馬達具有一定子、一感應(yīng)轉(zhuǎn)子以及設(shè)置在該定子和該感應(yīng)轉(zhuǎn)子之間的一永久磁鐵轉(zhuǎn)子，該裝置包括一頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器，用于根據(jù)一控制信號同時改變一商用AC電源的電壓相位和頻率，并將根據(jù)該改變后的頻率和電壓相位改變了的電壓施加到該空調(diào)的該混和感應(yīng)馬達；一零壓檢測器，用于接收該商用AC電源，并檢測該商用AC電源的電壓波的零壓；以及一微型計算機，電連接于該零壓檢測器與該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器，用于基于零壓產(chǎn)生的時間點、根據(jù)一頻率命令產(chǎn)生提供一預(yù)定頻率轉(zhuǎn)換模式的該控制信號，并且將該控制信號輸出至該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該微型計算機包括一儲存器，用于存儲依照該頻率命令所預(yù)定的頻率轉(zhuǎn)換模式。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中當該輸出電壓的頻率降低時，該微型計算機增加該輸出電壓的一觸發(fā)角。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中當該輸出電壓的頻率增加時，該微型計算機成反比例地降低該輸出電壓波形的觸發(fā)角，并且當該輸出電壓波形的頻率降低時，該微型計算機成反比例地增加該輸出電壓波形的觸發(fā)角。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器包括一第一開關(guān)裝置；一第二開關(guān)裝置，串聯(lián)于該第一開關(guān)裝置；一第三開關(guān)裝置，并聯(lián)于該第一開關(guān)裝置；以及一第四開關(guān)裝置，串聯(lián)于該該第三開關(guān)裝置并且并聯(lián)于該第二開關(guān)裝置，其中該風機馬達電連接于位于該第一和第二開關(guān)裝置之間的一第一接點與位于該第三和第四開關(guān)裝置之間的一第二接點。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中該第一至第四開關(guān)裝置分別為三端雙向可控硅開關(guān)元件。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中該第一至第四開關(guān)裝置分別為反相器。
8.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中當用戶輸入用于保持該商用AC電源的頻率的一頻率命令時，該頻率轉(zhuǎn)換模式在該商用AC的電壓波形的一個完整周期中依照一預(yù)設(shè)觸發(fā)角僅開啟該第一和第四開關(guān)裝置。
9.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，作為該頻率轉(zhuǎn)換模式，當用戶輸入用于將頻率為f的商用AC電壓轉(zhuǎn)換成頻率為f*2/3的電壓的一頻率命令時，執(zhí)行如下步驟第一步，在一個周期內(nèi)，開啟該第一和第四開關(guān)裝置，第二步，在下半個周期內(nèi)，關(guān)閉該第一和第四開關(guān)裝置，第三步，在下一個周期內(nèi)，通過開啟該第二和第三開關(guān)裝置反轉(zhuǎn)電壓；其中，該第一至第三步依照一預(yù)設(shè)觸發(fā)角執(zhí)行，并且當該輸出電壓的頻率降低時，該預(yù)設(shè)觸發(fā)角增加。
10.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，作為該頻率轉(zhuǎn)換模式，當用戶輸入用于將頻率為f的商用AC電壓轉(zhuǎn)換成頻率為f/2的電壓的一頻率命令時，執(zhí)行如下步驟第一步，在一個周期內(nèi)，開啟該第一和第四開關(guān)裝置，以及第二步，在下一個周期內(nèi)，通過開啟該第二和第三開關(guān)裝置反轉(zhuǎn)電壓；其中，該第一和第二步依照一預(yù)設(shè)觸發(fā)角執(zhí)行，并且當該輸出電壓的頻率降低時，該預(yù)設(shè)觸發(fā)角增加。
11.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，作為該頻率轉(zhuǎn)換模式，當用戶輸入用于將頻率為f的商用AC電壓轉(zhuǎn)換成頻率為f/2的電壓的一頻率命令時，執(zhí)行如下步驟第一步，在半個周期內(nèi)，開啟該第一和第四開關(guān)裝置，第二步，在下半個周期內(nèi)，關(guān)閉該第一和第四開關(guān)裝置，第三步，在下半個周期內(nèi)，通過開啟該第二和第三開關(guān)裝置反轉(zhuǎn)電壓，以及第四步，在下半個周期內(nèi)，關(guān)閉該第二和第三開關(guān)裝置，其中該第一至第四步依照一預(yù)設(shè)觸發(fā)角執(zhí)行，并且當該輸出電壓的頻率降低時，該預(yù)設(shè)觸發(fā)角增加。
12.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，作為該頻率轉(zhuǎn)換模式，當用戶輸入用于將頻率為f的商用AC電壓轉(zhuǎn)換成頻率為f/3的電壓的一頻率命令時，執(zhí)行如下步驟第一步，在半個周期內(nèi)，開啟該第一和第四開關(guān)裝置，第二步，在下半個周期內(nèi)，通過開啟該第二和第三開關(guān)裝置反轉(zhuǎn)電壓，第三步，在下半個周期內(nèi)，開啟該第一和第四開關(guān)裝置，第四步，在下半個周期內(nèi)，通過開啟該第二和第三開關(guān)裝置反轉(zhuǎn)電壓，以及第五步，在下半個周期內(nèi)，開啟該第一和第四開關(guān)裝置。其中該第一至第五步依照一預(yù)設(shè)觸發(fā)角執(zhí)行，并且當該輸出電壓的頻率降低時，該預(yù)設(shè)觸發(fā)角增加。
13.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，作為該頻率轉(zhuǎn)換模式，當用戶輸入用于將頻率為f的商用AC電壓轉(zhuǎn)換成頻率為f/3的電壓的一頻率命令時，執(zhí)行如下步驟第一步，在半個周期內(nèi)，開啟該第一和第四開關(guān)裝置，第二步，在下半個周期內(nèi)，通過開啟該第二和第三開關(guān)裝置反轉(zhuǎn)電壓，第三步，在下半個周期內(nèi)，關(guān)閉該第二和第三開關(guān)裝置，第四步，在下半個(1/2)周期內(nèi)，開啟該第一和第四開關(guān)裝置，第五步，在下半個周期內(nèi)，通過開啟該第二和第三開關(guān)裝置反轉(zhuǎn)電壓，以及第六步，在下半個周期內(nèi)，關(guān)閉該第二和第三開關(guān)裝置，其中該第一至第六步依照一預(yù)設(shè)觸發(fā)角執(zhí)行，并且當該輸出電壓的頻率降低時，該預(yù)設(shè)觸發(fā)角增加。
14.一種控制空調(diào)風機馬達速度的裝置，該空調(diào)包括一混和感應(yīng)馬達，該混合感應(yīng)馬達具有一定子、一感應(yīng)轉(zhuǎn)子以及設(shè)置在該定子和該感應(yīng)轉(zhuǎn)子之間的一永久磁鐵轉(zhuǎn)子，該裝置包括一頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器，用于依照一控制信號同時改變一商用AC電源的電壓相位和頻率，并將依照該改變后的頻率和電壓相位改變了的電壓應(yīng)用到該空調(diào)的該混和感應(yīng)馬達；一零壓檢測器，用于接收該商用AC電源，并檢測該商用AC電源的電壓波的零壓；以及一微型計算機，其電連接于該零壓檢測器與該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器，根據(jù)一頻率命令，基于零壓產(chǎn)生的時間點生成提供一預(yù)定頻率轉(zhuǎn)換模式的該控制信號，并且將該控制信號輸出至該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器；其中該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器包括一第一三端雙向可控硅開關(guān)元件；一第二三端雙向可控硅開關(guān)元件，串聯(lián)于該第一三端雙向可控硅開關(guān)元件；一第三三端雙向可控硅開關(guān)元件，并聯(lián)于該第一三端雙向可控硅開關(guān)元件；以及一第四三端雙向可控硅開關(guān)元件，串聯(lián)于該該第三三端雙向可控硅開關(guān)元件并且并聯(lián)于該第二三端雙向可控硅開關(guān)元件，其中該混和感應(yīng)馬達電連接于位于該第一和第二三端雙向可控硅開關(guān)元件之間的一第一接點和位于該第三與第四三端雙向可控硅開關(guān)元件之間的一第二接點。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中該微型計算機包括一儲存器，用于存儲依照該頻率命令所預(yù)定的頻率轉(zhuǎn)換模式。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中當該輸出電壓的頻率增加時，該微型計算機降低該輸出電壓波形的觸發(fā)角，并且當該輸出電壓波形的頻率降低時，該微型計算機增加該輸出電壓波形的觸發(fā)角。
全文摘要
一種控制空調(diào)風機馬達速度的裝置，包括一頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器，用于依照一控制信號同時改變一商用AC電源的電壓相位和頻率以及將依照該改變后的頻率和電壓相位改變了的電壓應(yīng)用于該空調(diào)的該混和感應(yīng)馬達；一零壓檢測器，用于接收該商用AC電源并檢測該商用AC電源的電壓波的零壓；以及一微型計算機，其電連接該零壓檢測器與該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器，其依照零壓產(chǎn)生的時間點、基于一頻率命令生成提供一預(yù)定頻率轉(zhuǎn)換模式的該控制信號，并且將該控制信號輸出至該頻率和電壓相位轉(zhuǎn)換器。
文檔編號H02P27/04GK1780139SQ200510062990
公開日2006年5月31日 申請日期2005年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月23日
發(fā)明者韓承道, 申鉉定 申請人:Lg電子株式會社