專利名稱：一種空調(diào)器風(fēng)扇電機(jī)無級調(diào)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及空氣調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種窗式空調(diào)器用雙向可控硅對風(fēng)扇電機(jī)進(jìn)行調(diào)速的調(diào)速方式。
背景技術(shù)：
目前市場上窗式空調(diào)器主要采用繼電器對其風(fēng)扇電機(jī)進(jìn)行三檔調(diào)速，即通過三個(gè)繼電器對風(fēng)扇電機(jī)的輸入電壓(高、中、低)的通斷進(jìn)行控制，進(jìn)而達(dá)到風(fēng)扇電機(jī)風(fēng)速在三檔風(fēng)速(高、中、低)之間的切換。這種電機(jī)控制方式雖然簡單易行，但可控制調(diào)節(jié)的風(fēng)擋少，繼電器占用PCB板空間大，如需增加風(fēng)擋的話，則需要增加繼電器，硬件和軟件改動(dòng)大，且不太適合應(yīng)用更先進(jìn)的控制算法對其進(jìn)行多檔(≥4)調(diào)速，從而限制了窗式空調(diào)器控制策略的進(jìn)一步優(yōu)化。
另外還有一種采用交流電抗器調(diào)速，改變與風(fēng)扇電機(jī)串連的電抗器的電感量來調(diào)節(jié)施加在風(fēng)扇電機(jī)的電壓，從而改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。但電感器體積大、調(diào)速性能差，底速擋啟動(dòng)困難，且無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)無級調(diào)速。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種窗式空調(diào)器風(fēng)扇電機(jī)的雙向可控硅調(diào)速方式，它通過控制交流電源的通斷時(shí)間比，可實(shí)現(xiàn)窗式空調(diào)器風(fēng)扇電機(jī)的無極調(diào)速。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種空調(diào)器風(fēng)扇電機(jī)無級調(diào)速裝置，包括控制器、過零檢測電路、達(dá)林頓陣列、雙向可控硅調(diào)速電路和單相異步可調(diào)風(fēng)扇電機(jī)，其特征在于所述過零檢測電路與控制器的輸入端電連接；所述雙向可控硅調(diào)速電路的一端通過達(dá)林頓陣列與控制器的輸出端電連接，另一端連接至單相異步可調(diào)風(fēng)扇電機(jī)。
所述雙向可控硅調(diào)速電路包括在雙向可控硅V107陽極和陰極之間并聯(lián)一RC緩沖電路(由安規(guī)電容C110與電阻R107串聯(lián)組成)，以限制電壓的上升率，防止假觸發(fā)產(chǎn)生。光耦合器E101與電阻R104串聯(lián)接入雙向可控硅V107陽極與門極之間，以控制大電流流經(jīng)雙向可控硅。光耦合器的控制端一端接+12V電源，另一端通過電阻R106與達(dá)林頓陣列N101引腳13相聯(lián)，N101引腳4與控制器TMP86P808N引腳24電連接。雙向可控硅V107陰極與單相異步可調(diào)風(fēng)扇電機(jī)的火線相連，風(fēng)扇電機(jī)的零線直接與電源零線連接。
所述過零檢測電路包括與變壓器T107副邊相連的兩個(gè)并聯(lián)二極管(V109與V110)，并聯(lián)二極管的另一端與電阻R114串聯(lián)接至三極管V108的基極，三極管V108的發(fā)射極直接接地，電阻R114前端與地之間串接電阻R115；三極管V108的集電極與電阻R113串連后接+5V電源。三極管V108集電極為過零信號輸出端，與控制器TMP86P808N引腳20連接。
所述達(dá)林頓陣列選用ULN2003AN。
所述控制器中設(shè)有可調(diào)的過零脈沖信號觸發(fā)延遲時(shí)間TL，并經(jīng)過所設(shè)定的觸發(fā)延遲時(shí)間TL發(fā)出一個(gè)脈寬為TST啟動(dòng)脈沖。該啟動(dòng)脈沖信號通過雙向可控硅調(diào)速電路與雙向可控硅的控制端電連接，而雙向可控硅的工作端與風(fēng)扇電機(jī)相連。啟動(dòng)脈沖的上升沿經(jīng)過雙向可控硅調(diào)速電路觸發(fā)雙向可控硅導(dǎo)通。雙向可控硅導(dǎo)通與截止的時(shí)間比的大小就決定了風(fēng)扇電機(jī)輸入電壓有效值的大小，從而決定了風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速大小。
所述觸發(fā)延遲時(shí)間TL大于或等于負(fù)載電壓-電流相位差TP。
所述啟動(dòng)脈沖寬度TST大于或等于風(fēng)扇電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間TS。
總之，當(dāng)過零檢測電路檢測到電壓過零時(shí)，向控制器發(fā)出一個(gè)過零脈沖信號，控制器檢測到此信號后，經(jīng)過TL發(fā)出一個(gè)脈寬為TST啟動(dòng)脈沖，啟動(dòng)脈沖的上升沿觸發(fā)雙向可控硅導(dǎo)通，風(fēng)扇電機(jī)啟動(dòng)?？刂破鞯闹骺匦酒绦蛑锌刂浦|發(fā)脈沖延遲時(shí)間TL，從而控制著電源電壓的通斷時(shí)間比TON∶TOFF，TON∶TOFF的大小就決定了風(fēng)機(jī)輸入電壓有效值的大小，也因此決定了風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速大小。
本實(shí)用新型提供的空調(diào)器風(fēng)扇電機(jī)無級調(diào)速裝置，它通過一個(gè)設(shè)定的過零脈沖信號觸發(fā)延遲時(shí)間TL，控制交流電源的通斷時(shí)間比。與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1.可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，風(fēng)量連續(xù)可調(diào)；2.結(jié)構(gòu)簡單，成本底；3.控制方式多樣化，和先進(jìn)的控制技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)窗式空調(diào)器風(fēng)扇電機(jī)的智能控制；4.控制器升級方便，只需對控制器軟件升級，更換控制器，即可實(shí)現(xiàn)控制器的升級，而其他硬件無須做任何變動(dòng)。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中系統(tǒng)框圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中過零檢測電路的原理圖；圖3是實(shí)用新型實(shí)施例中雙向可控硅調(diào)速電路的原理圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中波形示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的空調(diào)器風(fēng)扇電機(jī)無級調(diào)速裝置，如附圖1、2所示。過零檢測電路的過零脈沖輸出端與控制器TMP86P808N相連，當(dāng)過零檢測電路檢測到電壓過零時(shí)，通過ZERO TEST SIGNAL端向控制器發(fā)出一個(gè)過零脈沖信號?？刂破鳈z測到此信號后，經(jīng)過TL發(fā)出一脈寬為TST的啟動(dòng)脈沖信號，達(dá)林頓陣列N101將此信號放大，可控硅調(diào)速電路通過CONTROLSIGNAL端接收到此信號后，雙向可控硅閉合，單相異步可調(diào)風(fēng)扇電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。圖2中，開關(guān)二極管V109與V110選用IN4148，碳膜電阻R113與R114選用RT-1/4W-10k±5％，碳膜電阻R115選用RT-1/4W-3k±5％，NPN三極管選用9013。圖3中，安硅電容C110選用X2-a.c250V-0.047μ，碳膜電阻R107選用RT-1W-270±5％，雙向可控硅V107選用BTA12-600B，光耦合器E101選用MOC3021，達(dá)林頓陣列N101選用ULN2003AN。
如圖4所示，當(dāng)過零檢測電路檢測輸入電源電壓過零(圖4a為電源電壓輸入波形，相位T為電源電壓周期)，過零檢測電路在電源電壓過零點(diǎn)附近均會(huì)向主控制器發(fā)射一脈沖信號。圖4b為過零脈沖信號，主控制器檢測到電源電壓過零時(shí)，經(jīng)過TL發(fā)出一如圖4c所示的脈寬為TST啟動(dòng)脈沖信號，TST為啟動(dòng)脈沖寬度，TL為觸發(fā)延遲時(shí)間。并且觸發(fā)延遲時(shí)間TL必須大于或等于風(fēng)扇電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間，以使風(fēng)扇電機(jī)在每個(gè)電源電壓周期中有足夠的時(shí)間啟動(dòng)。而控制器所發(fā)出的啟動(dòng)脈沖信號通常要大于或等于負(fù)載電壓-電流相位差TP，雙向可控硅截止，使得啟動(dòng)脈沖在雙向可控硅完全截止之后發(fā)出。否則，電機(jī)可能會(huì)造成雙向可控硅的續(xù)流不完全而不能正常啟動(dòng)。啟動(dòng)脈沖的上升沿觸發(fā)雙向可控硅導(dǎo)通，輸出的電壓信號如圖4d所示，圖4d為風(fēng)機(jī)電壓輸入波形，其中Ton為雙向可控硅導(dǎo)通時(shí)間，TOFF為雙向可控硅關(guān)斷時(shí)間，風(fēng)扇電機(jī)隨即啟動(dòng)。
雙向可控硅調(diào)速方式中，主控制器TMP86P808N程序中控制著觸發(fā)脈沖延遲時(shí)間TL，從而控制電源電壓的通斷時(shí)間比TON∶TOFF，TON∶TOFF的大小就決定了風(fēng)機(jī)輸入電壓有效值的大小，也因此決定了風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速大小。
權(quán)利要求1.一種空調(diào)器風(fēng)扇電機(jī)無級調(diào)速裝置，包括控制器、過零檢測電路、達(dá)林頓陣列和雙向可控硅調(diào)速電路，其特征在于所述過零檢測電路與控制器的輸入端電連接；所述雙向可控硅調(diào)速電路的一端通過達(dá)林頓陣列與控制器的輸出端電連接，另一端連接至風(fēng)扇電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)器風(fēng)扇電機(jī)無級調(diào)速裝置，其特征在于所述雙向可控硅調(diào)速電路包括電容與電阻串聯(lián)成的緩沖電路接入雙向可控硅的陰極與陽極之間再與風(fēng)扇電機(jī)相連，雙向可控硅的門極通過光耦合器與達(dá)林頓陣列電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空調(diào)器風(fēng)扇電機(jī)無級調(diào)速裝置，其特征在于所述過零檢測電路包括與電源電壓輸入端相連的兩個(gè)并聯(lián)二極管，二極管的另一端與一電阻串聯(lián)后接至三極管的基極，三極管的發(fā)射極直接接地；三極管的集電極與控制器的一個(gè)端腳相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述空調(diào)器風(fēng)扇電機(jī)無級調(diào)速裝置，其特征在于所述達(dá)林頓陣列采用ULN2003AN。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述空調(diào)器風(fēng)扇電機(jī)無級調(diào)速裝置，其特征在于所述控制器芯片中設(shè)有可調(diào)的過零脈沖信號觸發(fā)延遲時(shí)間TL，并經(jīng)過所設(shè)定的觸發(fā)延遲時(shí)間TL發(fā)出一個(gè)脈寬為TST啟動(dòng)脈沖。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述空調(diào)器風(fēng)扇電機(jī)無級調(diào)速裝置，其特征在于所述觸發(fā)延遲時(shí)間TL大于或等于負(fù)載電壓-電流相位差TP。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述空調(diào)器風(fēng)扇電機(jī)無級調(diào)速裝置，其特征在于所述啟動(dòng)脈沖寬度TST大于或等于風(fēng)扇電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間TS。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種空調(diào)器風(fēng)扇電機(jī)無級調(diào)速裝置，它采用雙向可控硅對其單相異步可調(diào)風(fēng)扇電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，包括過零檢測電路、控制器、達(dá)林頓陣列、雙向可控硅調(diào)速電路和單相異步可調(diào)風(fēng)扇電機(jī)，所述控制器設(shè)有過零脈沖信號觸發(fā)延遲時(shí)間T
文檔編號H02P23/00GK2814802SQ200520060469
公開日2006年9月6日 申請日期2005年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月27日
發(fā)明者楊淑明, 向小軍, 夏道明 申請人:廣東科龍電器股份有限公司