專利名稱：一種風(fēng)機(jī)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)機(jī)電機(jī)，主用應(yīng)用在民用采暖通風(fēng)空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)中。
技術(shù)背景HVAC系統(tǒng)效率的提升相當(dāng)大地降低了能量的使用。例如，許多高效爐具、空調(diào)器和空氣處理器，現(xiàn)在的效率(AFUE額定值一AFUE年度燃料利用效率)高于90%。然而，用于移動(dòng)這些系統(tǒng)中空氣的風(fēng)機(jī)電機(jī)，尚未看到明顯的效率改進(jìn)，且效率太低。當(dāng)爐具和空調(diào)器更為有效時(shí)，屬于風(fēng)機(jī)電機(jī)的HVAC系統(tǒng)總能量消耗的份額增大，因此，使得風(fēng)機(jī)電機(jī)成為對整個(gè)系統(tǒng)能量的使用的較大貢獻(xiàn)者。許多上述低效率來自HVAC系統(tǒng)中使用的風(fēng)機(jī)電機(jī)類型是固定速度的或多速固定分相電容器式(PSC)電機(jī)。這些電機(jī)一般至少有兩個(gè)獨(dú)立的電源連接頭，用以解調(diào)運(yùn)行的制熱或制冷模式。制熱或制冷電力輸入端通常連接PSC電機(jī)的不同繞組抽頭，在各自的運(yùn)行模式中為風(fēng)機(jī)提供多少有些不同的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。PSC電機(jī)中可以設(shè)計(jì)兩個(gè)以上的抽頭，允許OEM(原裝設(shè)備制造商)或安裝技工，通過將抽頭適當(dāng)?shù)剡B接到各自的制熱或制冷電力連接線上，以選擇運(yùn)轉(zhuǎn)速度。這些連接電機(jī)的AC電力連接線的電能由溫度開關(guān)動(dòng)作來控制，繼電器由恒溫控制器來驅(qū)動(dòng)?，F(xiàn)在參照圖1，顯示其他的用于民用HVAC系統(tǒng)的固定轉(zhuǎn)速PSC電機(jī)。電機(jī)有四個(gè)繞組抽頭，解調(diào)兩個(gè)制熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和兩個(gè)制冷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速受爐具控制板的控制，板上配有制冷/制熱繼電器、低/高制冷繼電器和低/高制熱繼電器。其他的HVAC系統(tǒng)包括兩個(gè)制熱階段和單一制冷階段，或是制熱和制冷轉(zhuǎn)速的某種其他的組合。當(dāng)以高速運(yùn)行時(shí)，PSC電機(jī)是合理有效率的，當(dāng)以低速運(yùn)行時(shí)，其效率可降至20%的范圍內(nèi)。因?yàn)榭照{(diào)器蒸發(fā)器盤管需要比爐具換熱器更高的氣流，在爐具運(yùn)行期間，風(fēng)機(jī)電機(jī)以較低的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，這是低效率，在連續(xù)風(fēng)扇“0N”運(yùn)行期間，仍以更低速度運(yùn)行，效率最低。因?yàn)樯鲜鯬SC電機(jī)的低效，許多更新的HVAC系統(tǒng)使用變速電機(jī)，例如無刷永磁電機(jī)(BPM)和相應(yīng)的帶電子控制器的變速電機(jī)。BPM的轉(zhuǎn)速可被電子元件控制，特別設(shè)置為匹配每項(xiàng)應(yīng)用所需要的氣流。還有，BPM電機(jī)使用電力大約正比于電機(jī)轉(zhuǎn)速的立方，而PSC電機(jī)使用的電功大約正比于電機(jī)轉(zhuǎn)速。因此，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，BPM電機(jī)使用的電功在電機(jī)轉(zhuǎn)速的整個(gè)范圍內(nèi)低于PSC電機(jī)。如上所述，當(dāng)循環(huán)連續(xù)運(yùn)行風(fēng)機(jī)時(shí)這點(diǎn)尤為重要。變速電機(jī)常優(yōu)于PSC電機(jī)，用變速電機(jī)取代現(xiàn)有的PSC電機(jī)，在成本、耗時(shí)、機(jī)械、布線或系統(tǒng)的控制構(gòu)型中的復(fù)雜變化中都是需要的。為取代現(xiàn)有的HVAC系統(tǒng)中的PSC電機(jī)而構(gòu)造的變速電機(jī)系統(tǒng)已開發(fā)出來，但其控制和傳感系統(tǒng)相對復(fù)雜。在其他的替代系統(tǒng)中，安裝替代電機(jī)需要連續(xù)的電力連接到電機(jī)，來自恒溫控制器的低壓控制信號直接連接電機(jī)。在現(xiàn)有的HVAC系統(tǒng)中制造這些連接線可謂是困難重重。此外，這些已知系統(tǒng)缺乏對低轉(zhuǎn)速運(yùn)行風(fēng)機(jī)的敏感性。對現(xiàn)存的PSC和BPM電機(jī)的限制是，HVAC0EM經(jīng)常需要配置唯一參數(shù)的電機(jī)(轉(zhuǎn)矩負(fù)載、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)方向等)，優(yōu)化HVAC組件的性能。多速PSC電機(jī)和BPM電機(jī)提供某些選項(xiàng)，制造之后許多運(yùn)行參數(shù)被固定下來，不能輕易變更。電機(jī)制造商、裝配技工和維修承包人因而必須備有風(fēng)機(jī)電機(jī)的各種存貨，解調(diào)HVAC設(shè)備的各種不同的模式。因此，就希望對HVAC系統(tǒng)中的PSC電機(jī)提供一項(xiàng)改進(jìn)過的“嵌入的”替代物，實(shí)現(xiàn)變速風(fēng)機(jī)電機(jī)的長處，不需要明顯改變原來的HVAC系統(tǒng)。更為有益的是，利用簡單的控制電路，降低這類替代系統(tǒng)的復(fù)雜性，取消附加的布線、如在連接常規(guī)變速電機(jī)和現(xiàn)有的替代變速電機(jī)中使用的。這給變速風(fēng)機(jī)電機(jī)提出更加高的要求。
發(fā)明內(nèi)容 本實(shí)用新型的目的是提供一種風(fēng)機(jī)電機(jī)，采用帶電子控制的電機(jī)控制器來控制變速電機(jī)直接取代原來的PSC電機(jī)，接線簡單方便，不需要改變原來的HVAC系統(tǒng)，給用戶帶來非常多的方便，節(jié)約研發(fā)時(shí)間和成本，且電路結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，制造成本低，縮小控制器體積。本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種風(fēng)機(jī)電機(jī)，包括變速電機(jī)和電機(jī)控制器，電機(jī)控制器包括微處理器、逆變單元、檔位檢測單元和電源部分，電源部分為各部分電路供電，檔位檢測單元連接多路電力輸入線，每路電力輸入線接收來自AC電源的AC電力，檔位檢測單元包括多路電壓檢測電路和多個(gè)發(fā)熱電阻，每路電力輸入線串聯(lián)一個(gè)發(fā)熱電阻并與一路電壓檢測電路配合，每路電壓檢測電路帶有的溫敏電阻與該路電力輸入線串聯(lián)的一個(gè)發(fā)熱電阻通過導(dǎo)熱元件捆綁在一起，溫敏電阻感應(yīng)發(fā)熱電阻的溫度信號，溫敏電阻通過自身阻值變化調(diào)整電壓檢測電路的輸出端電壓，多路電壓檢測電路的輸出端連接微處理器的輸入端，微處理器根據(jù)各路電壓檢測電路的輸出端電壓來判斷各路電力輸入線的通電狀態(tài)。上述所述的導(dǎo)熱元件是導(dǎo)熱膠，發(fā)熱電阻與溫敏電阻安裝在線路板上并相互靠近，導(dǎo)熱膠包裹住發(fā)熱電阻與溫敏電阻。上述所述的導(dǎo)熱元件是表面帶有絕緣膜的金屬元件。上述所述的每路電壓檢測電路帶有溫敏電阻和分壓電阻，溫敏電阻和分壓電阻串聯(lián)后兩端分別連接電源和地，溫敏電阻和分壓電阻中間的節(jié)點(diǎn)作為電壓輸出端。上述所述的微處理器還連接有霍爾檢測單元(HALL)，霍爾檢測單元(HALL)將電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的信號送到微處理器，微處理器輸出信號控制逆變單元，逆變單元輸出端連接電機(jī)繞組。上述所述的多路電力輸入線是指5路，多路電壓檢測電路和多個(gè)發(fā)熱電阻是指有5路電壓檢測電路和5個(gè)發(fā)熱電阻。上述所述的溫敏電阻是PTC電阻或者NTC電阻。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下效果I)采用帶電子控制的電機(jī)控制器來控制變速電機(jī)直接取代原來的PSC電機(jī)，接線簡單方便，不需要改變原來的HVAC系統(tǒng)，給用戶帶來非常多的方便，節(jié)約研發(fā)時(shí)間和成本，檔位檢測單元包括5路電壓檢測電路和5個(gè)發(fā)熱電阻，每路電力輸入線串聯(lián)一個(gè)發(fā)熱電阻并并與一路電壓檢測電路配合，每路電壓檢測電路帶有溫敏電阻，發(fā)熱電阻與溫敏電阻通過導(dǎo)熱元件捆綁在一起，溫敏電阻的阻值隨著發(fā)熱電阻的溫度變化而變化，微處理器比較5路電壓檢測電路的5個(gè)輸出電壓，判斷其中一路電力輸入線處于通電狀態(tài)；電路結(jié)構(gòu)簡單可靠，制造方便，制造成本低；2)每路電力輸入線串聯(lián)一個(gè)發(fā)熱電阻并并與一路電壓檢測電路配合，每路電壓檢測電路帶有溫敏電阻，發(fā)熱電阻與溫敏電阻通過導(dǎo)熱元件捆綁在一起，電路結(jié)構(gòu)簡單，可以縮小控制器的體積小。3)導(dǎo)熱元件是導(dǎo)熱膠，發(fā)熱電阻與溫敏電阻安裝在線路板上并相互靠近，導(dǎo)熱膠包裹住發(fā)熱電阻與溫敏電阻，實(shí)施結(jié)構(gòu)簡單，可靠實(shí)用；4)每路電壓檢測電路帶有溫敏電阻和第一電阻，溫敏電阻和第一電阻串聯(lián)后兩端分別連接電源和地，溫敏電阻和第一電阻中間的節(jié)點(diǎn)作為電壓輸出端，電路結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。

圖1是傳統(tǒng)HVAC中PSG電機(jī)的電氣原理圖；圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例一電路方框圖；圖3是圖2的檔位檢測單元對應(yīng)的具體電路圖；圖4本實(shí)用新型實(shí)施例一在電路板上的分布圖；圖5是圖4的A-A剖視圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例一的微處理器的控制流程圖；圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例二的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。施例一如圖2、圖3、圖4、圖5所不,一種風(fēng)機(jī)電機(jī),包括變速電機(jī)和電機(jī)控制器，電機(jī)控制器包括微處理器、逆變單元、檔位檢測單元和電源部分，電源部分為各部分電路供電，檔位檢測單元連接5路電力輸入線L1、L2、L3、L4、L5，每路電力輸入線接收來自AC電源的AC電力，檔位檢測單元包括5路電壓檢測電路和5個(gè)發(fā)熱電阻Rl、R3、R5、R7、R9 ;微處理器還連接有霍爾檢測單元HALL，霍爾檢測單元HALL將電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的信號送到微處理器，微處理器輸出信號控制逆變單元，逆變單元輸出端連接電機(jī)繞組。圖3中，E是地線、N是零線，電力輸入線L1、L2、L3、L4、L5是火線，電力輸入線L1、L2、L3、L4、L5只有一路導(dǎo)通。電源部分的一個(gè)輸入端與電力輸入線L1、L2、L3、L4、L5連接，電源部分的另一個(gè)輸入端連接零線N，電源部分包括EMI/EMC電路、整流電路和DC-DC降壓電路，輸出端有3組，一組為電機(jī)母線電壓VDC，一組為+15V，另一組為+5V。第一路電壓檢測電路由溫敏電阻ROl和電阻R2串聯(lián)而成，兩端分別連接+5V電源和地，溫敏電阻ROl和電阻R2之間的節(jié)點(diǎn)引出作為第一路電壓檢測電路的輸出端與微處理器的輸入端連接；電力輸入線LI上串聯(lián)發(fā)熱電阻R1，溫敏電阻ROl與發(fā)熱電阻Rl分布在線路板I上的相鄰的位置，發(fā)熱電阻Rl與溫敏電阻ROl通過導(dǎo)熱元件2捆綁在一起，所述的導(dǎo)熱元件2是絕緣的導(dǎo)熱膠，導(dǎo)熱膠包裹住發(fā)熱電阻Rl與溫敏電阻ROl;溫敏電阻ROl感應(yīng)發(fā)熱電阻Rl的溫度信號，溫敏電阻ROI通過自身阻值變化調(diào)整第一路電壓檢測電路的輸出端電壓；發(fā)熱電阻Rl與溫敏電阻ROl在線路板I上是相互靠近在一起。[0035]第二路電壓檢測電路由溫敏電阻R02和電阻R4串聯(lián)而成，兩端分別連接+5V電源和地，溫敏電阻R02和電阻R4之間的節(jié)點(diǎn)引出作為第一路電壓檢測電路的輸出端與微處理器的輸入端連接；電力輸入線L2上串聯(lián)發(fā)熱電阻R3，溫敏電阻R02與發(fā)熱電阻R3分布在線路板I上的相鄰的位置，發(fā)熱電阻R3與溫敏電阻R02通過導(dǎo)熱元件捆綁在一起，所述的導(dǎo)熱元件是絕緣的導(dǎo)熱膠(圖中未示出)，導(dǎo)熱膠包裹住發(fā)熱電阻R3與溫敏電阻R02;溫敏電阻R02感應(yīng)發(fā)熱電阻R3的溫度信號，溫敏電阻R02通過自身阻值變化調(diào)整第二路電壓檢測電路的輸出端電壓；發(fā)熱電阻R3與溫敏電阻R02在線路板I上是相互靠近在一起。第三路電壓檢測電路由溫敏電阻R03和電阻R6串聯(lián)而成，兩端分別連接+5V電源和地，溫敏電阻R03和電阻R6之間的節(jié)點(diǎn)引出作為第一路電壓檢測電路的輸出端與微處理器的輸入端連接；電力輸入線L3上串聯(lián)發(fā)熱電阻R5，溫敏電阻R03與發(fā)熱電阻R5分布在線路板上的相鄰的位置，發(fā)熱電阻R5與溫敏電阻R03通過導(dǎo)熱元件捆綁在一起，所述的導(dǎo)熱元件是絕緣的導(dǎo)熱膠(圖中未示出)，導(dǎo)熱膠包裹住發(fā)熱電阻R5與溫敏電阻R03;溫敏電阻R03感應(yīng)發(fā)熱電阻R5的溫度信號，溫敏電阻R03通過自身阻值變化調(diào)整第三路電壓檢測電路的輸出端電壓；發(fā)熱電阻R5與溫敏電阻R03在線路板I上是相互靠近在一起。第四路電壓檢測電路由溫敏電阻R04和電阻R8串聯(lián)而成，兩端分別連接+5V電源和地，溫敏電阻R04和電阻R8之間的節(jié)點(diǎn)引出作為第一路電壓檢測電路的輸出端與微處理器的輸入端連接；電力輸入線L4上串聯(lián)發(fā)熱電阻R7，溫敏電阻R04與發(fā)熱電阻R7分布在線路板上的相鄰的位置，發(fā)熱電阻R7與溫敏電阻R04通過導(dǎo)熱元件捆綁在一起，所述的導(dǎo)熱元件是絕緣的導(dǎo)熱膠(圖中未示出)，導(dǎo)熱膠包裹住發(fā)熱電阻R7與溫敏電阻R04;溫敏電阻R04感應(yīng)發(fā)熱電阻R7的溫度信號，溫敏電阻R04通過自身阻值變化調(diào)整第四路電壓檢測電路的輸出端電壓；第五路電壓檢測電路由溫敏電阻R05和電阻RlO串聯(lián)而成，兩端分別連接+5V電源和地，溫敏電阻R05和電阻RlO之間的節(jié)點(diǎn)引出作為第一路電壓檢測電路的輸出端與微處理器的輸入端連接；電力輸入線L5上串聯(lián)發(fā)熱電阻R9，溫敏電阻R05與發(fā)熱電阻R9分布在線路板I上的相鄰的位置，發(fā)熱電阻R9與溫敏電阻R05通過導(dǎo)熱元件捆綁在一起，所述的導(dǎo)熱元件是絕緣的導(dǎo)熱膠(圖中未示出)，導(dǎo)熱膠包裹住發(fā)熱電阻R9與溫敏電阻R05;溫敏電阻R05感應(yīng)發(fā)熱電阻R9的溫度信號，溫敏電阻R05通過自身阻值變化調(diào)整第五路電壓檢測電路的輸出端電壓；所述的導(dǎo)熱元件2可以是帶有絕緣膜的金屬元件。微處理器根據(jù)與每一路電力輸入線配合的相應(yīng)的電壓檢測電路的輸出端電壓來判斷該路電力輸入線是否處于通電狀態(tài)；具體流程如下如圖6所示，開始時(shí)，電機(jī)控制器里面的微處理器控制電機(jī)以最低檔位對應(yīng)放入?yún)?shù)運(yùn)行；運(yùn)行10秒后，微處理器檢測并比較各路電壓檢測電路的輸出電壓，微處理器確定輸出電壓最高或者最低的一路電壓檢測電路對應(yīng)的電力輸入線處于導(dǎo)通狀態(tài)；微處理器按導(dǎo)通的電力輸入線對應(yīng)的檔位參數(shù)控制電機(jī)運(yùn)行。本實(shí)用新型的其工作原理是檔位檢測單元包括5路電壓檢測電路和5個(gè)發(fā)熱電阻，每路電力輸入線串聯(lián)一個(gè)發(fā)熱電阻并并與一路電壓檢測電路配合，每路電壓檢測電路帶有一個(gè)溫敏電阻，每路電力輸入線串聯(lián)的發(fā)熱電阻與配合的電壓檢測電路溫敏電阻通過導(dǎo)熱元件捆綁在一起，溫敏電阻的阻值隨著發(fā)熱電阻的溫度變化而變化，微處理器比較5路電壓檢測電路的5個(gè)輸出電壓，判斷其中一路電力輸入線處于通電狀態(tài)；電路結(jié)構(gòu)簡單可靠，制造方便，制造成本低。實(shí)施例2 :如圖7所示，與實(shí)施例一不同，本實(shí)用新型的檔位檢測單元包括3路電壓檢測電路和3個(gè)發(fā)熱電阻Rl、R3、R5。檔位檢測單元連接3路電力輸入線L1、L2、L3，每路電力輸入線接收來自AC電源的AC電力，檔位檢測單元包括3路電壓檢測電路和3個(gè)發(fā)熱電阻Rl、R3、R5 ；E是地線、N是零線，電力輸入線L1、L2、L3是火線，電力輸入線L1、L2、L3只有一路導(dǎo)通。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)機(jī)電機(jī)，包括變速電機(jī)和電機(jī)控制器，電機(jī)控制器包括微處理器、逆變單元、檔位檢測單元和電源部分，電源部分為各部分電路供電，檔位檢測單元連接多路電力輸入線，每路電力輸入線接收來自AC電源的AC電力，其特征在于檔位檢測單元包括多路電壓檢測電路和多個(gè)發(fā)熱電阻，每路電力輸入線串聯(lián)一個(gè)發(fā)熱電阻并與一路電壓檢測電路配合，每路電壓檢測電路帶有的溫敏電阻與該路電力輸入線串聯(lián)的一個(gè)發(fā)熱電阻通過導(dǎo)熱元件捆綁在一起，溫敏電阻感應(yīng)發(fā)熱電阻的溫度信號，溫敏電阻通過自身阻值變化調(diào)整電壓檢測電路的輸出端電壓，多路電壓檢測電路的輸出端連接微處理器的輸入端，微處理器根據(jù)各路電壓檢測電路的輸出端電壓來判斷各路電力輸入線的通電狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)機(jī)電機(jī)，其特征在于所述的導(dǎo)熱元件是導(dǎo)熱膠，發(fā)熱電阻與溫敏電阻安裝在線路板上并相互靠近，導(dǎo)熱膠包裹住發(fā)熱電阻與溫敏電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)機(jī)電機(jī)，其特征在于所述的導(dǎo)熱元件是表面帶有絕緣膜的金屬元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種風(fēng)機(jī)電機(jī)，其特征在于每路電壓檢測電路帶有溫敏電阻和分壓電阻，溫敏電阻和分壓電阻串聯(lián)后兩端分別連接電源和地，溫敏電阻和分壓電阻中間的節(jié)點(diǎn)作為電壓輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種風(fēng)機(jī)電機(jī)，其特征在于微處理器還連接有霍爾檢測單元，霍爾檢測單元將電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的信號送到微處理器，微處理器輸出信號控制逆變單元，逆變單元輸出端連接電機(jī)繞組。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種風(fēng)機(jī)電機(jī)，其特征在于多路電力輸入線是指5路，多路電壓檢測電路和多個(gè)發(fā)熱電阻是指有5路電壓檢測電路和5個(gè)發(fā)熱電阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)機(jī)電機(jī)，其特征在于溫敏電阻是PTC電阻或者NTC電阻。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種風(fēng)機(jī)電機(jī)，包括變速電機(jī)和電機(jī)控制器，電機(jī)控制器的檔位檢測單元連接多路電力輸入線，每路電力輸入線接收來自AC電源的AC電力，其特征在于檔位檢測單元包括多路電壓檢測電路和多個(gè)發(fā)熱電阻，每路電力輸入線串聯(lián)一個(gè)發(fā)熱電阻并與一路電壓檢測電路配合，每路電壓檢測電路帶有的溫敏電阻與該路電力輸入線串聯(lián)的一個(gè)發(fā)熱電阻通過導(dǎo)熱元件捆綁在一起，溫敏電阻感應(yīng)發(fā)熱電阻的溫度信號，溫敏電阻通過自身阻值變化調(diào)整電壓檢測電路的輸出端電壓，多路電壓檢測電路的輸出端連接微處理器的輸入端，微處理器根據(jù)各路電壓檢測電路的輸出端電壓來判斷各路電力輸入線的通電狀態(tài)，它電路結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，制造成本低，縮小控制器體積。
文檔編號H02P27/06GK202841046SQ20122044512
公開日2013年3月27日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者趙勇 申請人:中山大洋電機(jī)股份有限公司, 湖北惠洋電器制造有限公司