CN102480263A

CN102480263A - 空调器、交流电机及其调速装置

Info

Publication number: CN102480263A
Application number: CN2010105672878A
Authority: CN
Inventors: 罗生超; 汪俊勇; 郑海杰
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2030-11-30
Also published as: CN102480263B

Abstract

本发明提供了一种空调器、交流电机及其调速装置，其中，交流电机调速装置包括：主调速单元，输入端形成与控制器连接的主调速输入端，输出端形成与交流电机的多个火线端子连接的主调速输出端；辅助调速单元，具有第一支路以及至少一个第二支路，第一支路以及至少一条第二支路具有各自的输入端和公共的输出端，公共的输出端形成与交流电机的零线连接的辅助调速输出端；档位选择器，其输入端形成与控制器连接的辅助调速输入端，输出端选择性地与第一支路和至少一条第二支路的各自的输入端中之一连接，其中，第一支路为直连支路，第二支路为电容支路。本发明解决了现有技术中利用斩波调速原理对现有的交流电机进行调速时产生电磁噪音的问题。

Description

空调器、交流电机及其调速装置

技术领域

本发明涉及交流电机领域，具体而言，涉及一种空调器、交流电机及其调速装置。

背景技术

在现有技术中大多利用斩波调速原理对现有的交流电机进行调速，从而实现对现有交流电机进行多档调速的目的。

但在实际使用中，特别是应用斩波调速原理对空调器中的交流电机进行调速时，电机会产生低频电磁噪音，当交流电机工作在低档时尤其明显。由于这种低频电磁噪音穿透力很强，会令人感到非常不舒适。而若将利用斩波原理进行调速的设备中的交流电机替换为直流电机，又会存在成本过高的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种空调器、交流电机及其调速装置，以解决现有技术中利用斩波调速原理对现有的交流电机进行调速时会产生电磁噪音的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种交流电机调速装置，包括：主调速单元，输入端形成与控制器连接的主调速输入端，输出端形成与交流电机的多个火线端子连接的主调速输出端；辅助调速单元，具有第一支路以及至少一个第二支路，第一支路以及至少一条第二支路具有各自的输入端和公共的输出端，公共的输出端形成与交流电机的零线连接的辅助调速输出端；档位选择器，其输入端形成与控制器连接的辅助调速输入端，输出端选择性地与第一支路和至少一条第二支路的各自的输入端中之一连接，其中，第一支路为直连支路，第二支路为电容支路。

进一步地，辅助调速单元具有并联连接的多条电容支路，每条电容支路的电容值不同。

进一步地，档位选择器为可控硅器件或继电器。

进一步地，主调速单元以及档位选择器均设置于调速板上，辅助调速单元的第二支路设置于调速板上或调速板外部。

进一步地，交流电机调速装置还包括主控制板，主调速单元以及档位选择器均设置于控制板上。

进一步地，电机的零线与档位选择器设置于调速板上，交流电机的多个火线端子连接至主控制板。

根据本发明的另一个方面，提供了一种交流电机，该交流电机包括上述交流电机调速装置。

根据本发明的又一个方面，提供了一种空调器，该空调器包括上述交流电机。

应用本发明的技术方案，通过在具有较少档位的电机的零线上设置具有多条电容支路的辅助调速单元，并利用档位选择器在不同的电容支路间进行切换，通过电容分压的方法，实现了对交流电机的调速，增加了现有电机的档位数量。由于与斩波调速的原理不同，没有改变输入电机的正弦波交流电的波形，因此不会产生电磁噪音。从而解决了现有技术中利用斩波调速原理对交流电机进行调速时产生电磁噪音的问题。同时，由于利用电容分压的方式对交流电机进行多档调速，实现方式简单，且无需增加过多的硬件，因此，成本也较低，且容易实现。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例一的交流电机调速装置原理示意图；

图2示出了根据本发明实施例二的交流电机调速装置原理示意图；

图3示出了根据本发明实施例三的交流电机调速装置原理示意图；以及

图4示出了根据本发明实施例四的交流电机调速装置原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1示出了根据本发明实施例一的交流电机调速装置原理示意图。如图1所示，交流电机调速装置包括主调速单元10、辅助调速单元20以及档位选择器30。

其中，主调速单元10的输入端形成与控制器连接的主调速输入端11，输出端形成与交流电机50的多个火线端子连接的主调速输出端12；辅助调速单元20具有第一支路21以及第二支路22，第一支路21以及第二支路22具有各自的输入端和公共的输出端，公共的输出端形成与交流电机50的零线连接的辅助调速输出端24；档位选择器30的输入端形成与控制器连接的辅助调速输入端23，输出端选择性地与第一支路21和第二支路22的各自的输入端中之一连接。并且，从图1中可以看出，第一支路21为直连支路；第二支路22为电容支路，电容支路上设有分压电容。

本实施例中，主调速单元10的输入端形成与控制器连接的主调速输入端11，用于方便用户通过控制器精确选择电机转速的档位。例如，当电机具有如图1所示的低速火线抽头端L、中速火线抽头端M以及高速火线抽头端H时，主调速单元10的主调速输出端12分别与电机的低速火线抽头端L、中速火线抽头端M以及高速火线抽头端H连接，用于根据主调速输入端所选择的档位控制电机按照不同的转速运转；主调速输入端11与主控制板60的控制器通过板间的通讯线连接。而辅助调速单元20以及档位选择器30则用于降低预定的转速，实现多档调速的目的。

利用档位选择器30进行选择，使电机零线与第一支路21连接时，即交流电机调速装置的辅助调速输出端24与电机50的零线直接相连。此时，电机50将按照原来预定的转速运行，即与现有技术中的电机的转速相同。例如，若电机50具有低速火线抽头端L、中速火线抽头端M以及高速火线抽头端H时，将档位选择器30进行选择，使电机零线与第一支路21连接时，控制器就只能控制电机50实现低速运转、中速运转或者高速运转。

利用档位选择器30进行选择，使电机零线与第二支路22连接时，即交流电机调速装置的辅助调速输出端24与电机50的零线通过电容相连。此时，由于电容具有分压作用，无论主调速单元10的主调速端与电机的低速火线抽头端L连接，还是与中速火线抽头端M连接，电机50的转速都低于正常的电机转速。通过这样的设置，当如图1所示的电机50具有低速火线抽头端L、中速火线抽头端M以及高速火线抽头端H时，控制器就可以实现对电机50的6档调速。

以图1所示的具有3档调速的电机为例，按照图1所示的结构连接后，当电机的零线不串电容时，电机的正常转速档位为H、M、L；当零线串电容时，电机的转速档位会变为新的档位H’、M’、L’，就相当于把电机的转速从3档变成6档，即H→M→L→H’→M’→L’。而第二支路22中电容的电容值根据系统所要求的电机转速进行确定。以型号为FG130A的电机为例，其额定电压为230V，额定频率为50Hz，启动电容的电容值为6uF。若电机的原高、中、低三档转速分别为1000转/分、850转/分、750转/分，当在电机的零线上串联一个10uF的分压电容时，转速调节为670转/分、547转/分以及480转/分，从而实现了六档转速的调节。

在本实施例中，如将电机调速装置应用于空调器中，可以将电机调速装置集成在空调器主控制板60上，并将主调速输入端与空调器主控制板60的控制器连接，辅助调速输入端23连接至空调器主控制板60的调速板零线位连接以精确选择电机转速的档位。此时，就可以将电机的多个火线端直接与空调器主控制板60的控制器连接，则电机的多个火线端直接与空调器主控制板60的控制器连接的导线的两端就相当于主调速输入端11与主调速输出端12。如将电机调速装置应用与其他的设备上，可以直接将电机调速装置与该设备的控制器连接或者集成在该设备的控制板上。当然，也可以将电机调速装置按照图1所示的方式设置，将电机调速装置单独设置于调速板40上，对电机档位的选择进行控制。此时，辅助调速输入端23直接与调速板40上的调速板零线位连接。

图2示出了根据本发明实施例二的交流电机调速装置原理示意图。如图2所示，与图1所示的实施例一不同的是，辅助调速单元20具有多个电容支路22，且主调速单元10以及档位选择器30均设置于主控制板60上。

在本实施例中，通过将档位选择器30进行不同的选择，使电机零线与不同的第二支路22连接。同时，将第二支路22的电容值进行合理的设置，使每条第二支路22的电容的容量值不同，就可以使电机具有不同的调速档位。

如果采用具有本实施例中示出的结构的交流电机调速装置，且原电机的调速档位为X个，第二支路的数量为n，则根据本实施例中示出的交流电机调速装置结构分析可得，可以实现的电机调速档位总数量为X*(n+1)个。例如原电机为3档转速，如果采用本实施例的交流电机调速装置，当第二支路的数量为1时，达到的转速为3*(1+1)＝6个；当第二支路的数量为2个时，则达到的转速为3*(2+1)＝9个。

由于第二支路22均为电容支路，由于与斩波调速的原理不同，没有改变输入电机的正弦波交流电的波形，因此不会产生电磁噪音，则较现有技术中采用的调速板斩波调速法，极大的改善了调速时的电磁噪音问题，在电机转速较低时尤其明显，提高了调速电机所运用场合的舒适性。并且，在实现同样调速功能的情况下，相对于斩波调速原理中应用的斩波器，使用电容支路进行调速的成本比较低。

另外，从图2中还可以看出，本实施例中的主调速单元10以及档位选择器30均设置于主控制板60上，辅助调速输入端23连接至主控制板60的调速板上的零线位。同时，将电机50的多个火线端直接与空调器主控制板60上的控制器连接，则此时电机50的多个火线端与空调器主控制板60上的控制器所连接的导线的两端就相当于主调速输入端11与主调速输出端12。而辅助调速单元20的多个第二支路22设置于主控制板60外部，通过导线与主控制板60连接；或者直接集成在主控制板60上，由于机组仅有一个功能完善的主控制板60，无需使用单独的电机调速板，主控制板60上集成了档位选择器，实现了档位控制功能，从而独立实现对电机的分压调速控制。

在上述实施例中，档位选择器30可以为可控硅器件或者继电器。例如，当档位选择器30为继电器时，利用继电器的通断在辅助调速单元20的各条支路间进行精确选择，从而可以实现辅助调速单元20不同支路间的准确切换。当然，档位选择器30还可以为其他的开关控制器件，如多投开关等。

图3示出了根据本发明实施例三的交流电机调速装置原理示意图。如图3所示，与图2所示的实施例二不同的是，实施例中的交流电机调速装置的主调速单元10以及档位选择器30均设置于调速板40上。

如将该交流电机调速装置设置在需要多档调速的设备上，则在该设备中除机组主控制板外，将再额外增加一个调速板40，电机50的多个火线端均与调速板40上的主调速输出端12连接，电机的零线和调速板40上的辅助调速输出端24连接；辅助调速输入端23连接至调速板40上的调速板零线位；而辅助调速单元20用于分压的多个电容支路22可置于调速板40外部，通过接线与档位选择器30连接，或者直接集成于调速板40上，此种方案虽然在设备中需要另外增加调速板40，设备的主控制板上的控制器不再具有直接控制电机的功能，但该方案无需更换设备的主控制板，仅需要将主调速输入端11通过板间通讯线与主控制板60上的控制器的连接，并对控制器的控制指令进行相应的修改以与新的电机控制档位相匹配，通过连接主调速输入端11与主控制板60的控制器的通讯线向调速板40上的各个部件传送电机档位控制命令，电机调速功能由调速板40上的部件独立实现。此种调速板结构较完善，电机的零线和火线均接在调速40板上，用于分压的电容支路可置于调速板外部，通过接线与调速板连接或者直接集成于调速板之上。此种方案适用于新开发的机组，机组主控制板不再具有电机控制功能，仅通过通讯线向调速板传送电机档位控制命令，电机调速功能由调速板独立实现。

图4示出了根据本发明实施例三的交流电机调速装置原理示意图。如图4所示，与图3所示的实施例三不同的是，电机50的多个火线端直接与设备的主控制板60的控制器连接，仅电机的零线接入调速板40。即在设备内部除机组主控制板60外，再额外增加一个调速板40，此种调速板结构较简单，仅将电机的零线接在调速板上，火线仍然接在机组主控制板上。用于分压的电容支路可置于调速板40外部，通过接线与调速板连接；或者直接集成于调速板之上。此种方案适用于改进现有的机组，机组主控制板仍然保留有电机控制功能，并通过通讯线向调速板传送零线档位控制命令，电机调速功能由机组主控制板与调速板配合实现。

在本实施例中，电机50的多个火线端直接与设备的主控制板60的控制器连接，则连接控制器与电机50的多个火线端的导线的两端就相当于主调速输入端11与主调速输出端12；辅助调速输入端23连接至调速板40上的调速板零线位。并且，交流电机调速装置通过板间通讯线与主控制板60上的控制器连接，以发送档位选择指令。同时，用于分压的多个电容支路22可置于调速板40外部，通过导线与档位选择器30连接，或者直接集成于调速板40之上。此种方案适用于改进现有的设备，设备的主控制板仍然保留有电机控制功能，其通过连接主调速输入端11与主控制板60的控制器的通讯线向调速板40上的辅助调速单元20以及档位选择器30传送零线档位控制命令，电机调速功能由设备主控制板60与调速板40配合实现。

本发明还提供了一种交流电机，该交流电机包括上述实施例一至实施例四中任意一种的交流电机调速装置，交流电机调速装置的具体结构在上述实施例中已有详细介绍，在此就不再详细描述。而由于上述实施例均是在交流电机结构不变的条件下，实现多档调速的目的，对电机本身的结构并未进行较大改动，因此，交流电机的其他结构与现有技术中的交流电机的结构相同，在此也不在详细描述。

在本发明中，还提供了一种空调器，该空调器所使用的电机为具有前述实施例中的交流调速装置的交流电机，交流电机调速装置的具体结构在上述实施例中已有详细介绍，在此就不再详细描述。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过在三档电机的零线上串电容分压的方法，并利用档位选择器在不同的电容支路间进行切换，从而实现了对现有电机的多档调速。由于与斩波调速的原理不同，没有改变输入电机的正弦波交流电的波形，因此利用电容分压的方式对交流电机进行多档调速时，不会产生电磁噪音，从而解决了现有技术中利用斩波调速原理对现有的交流电机进行调速时产生的电磁噪音问题。同时，由于利用电容分压的方式对交流电机进行多档调速，实现方式简单，且无需增加过多的硬件，因此，成本也较低，且容易实现。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种交流电机调速装置，其特征在于，包括：

主调速单元(10)，输入端形成与控制器连接的主调速输入端，输出端形成与交流电机(50)的多个火线端子连接的主调速输出端；

辅助调速单元(20)，具有第一支路(21)以及至少一个第二支路(22)，所述第一支路(21)以及所述至少一条第二支路(22)具有各自的输入端和公共的输出端，所述公共的输出端形成与所述交流电机(50)的零线连接的辅助调速输出端；

档位选择器(30)，其输入端形成与所述控制器连接的辅助调速输入端，输出端选择性地与所述第一支路(21)和所述至少一条第二支路(22)的各自的输入端中之一连接，

其中，所述第一支路(21)为直连支路，所述第二支路(22)为电容支路。

2.根据权利要求1所述的交流电机调速装置，其特征在于，所述辅助调速单元具有并联连接的多条所述电容支路(22)，每条电容支路的电容值不同。

3.根据权利要求1或2所述的交流电机调速装置，其特征在于，所述档位选择器(30)为可控硅器件或继电器。

4.根据权利要求3所述的交流电机调速装置，其特征在于，所述主调速单元(10)以及所述档位选择器(30)均设置于调速板(40)上，所述的辅助调速单元(20)的第二支路(22)设置于所述调速板(40)上或所述调速板(40)外部。

5.根据权利要求3所述的交流电机调速装置，其特征在于，所述交流电机调速装置还包括主控制板(60)，所述主调速单元(10)以及所述档位选择器(30)均设置于所述主控制板(60)上。

6.根据权利要求5所述的交流电机调速装置，其特征在于，所述电机的零线与所述档位选择器(30)设置于所述调速板上(40)，所述交流电机(50)的多个火线端子连接至所述主控制板(60)。

7.一种交流电机，其特征在于，所述交流电机包括权利要求1至6中任一项所述的交流电机调速装置。

8.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括权利要求7所述的交流电机。