CN107370438A - 一种简易空调压缩机控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种简易空调压缩机控制器，包括压缩机PMSM，所述压缩机PMSM连接信号检测电路，信号检测电路连接主控模块，主控模块包括TMS320F28035主控芯片、CAN通信模块、PFC模块、ADC模块和PWN模块，所述PFC模块连接PFC驱动电路，PFC驱动电路连接逆变电路，所述PWN模块连接SVPWM驱动电路，SVPWM驱动电路连接逆变电路，所述压缩机PMSM连接散热板，散热板包括散热板本体和位于散热板本体边角处的数个支撑柱，所述支撑柱上设置有螺纹孔，相对于现有技术，本发明结构简单，控制方便，解决了无位置传感器的问题，降低了空调成本，降低了空调能耗，具有较高的稳定性能，保证压缩机的正常使用，生产成本较低，从而有效的控制了成本。

Description

一种简易空调压缩机控制器
技术领域
本发明涉及一种空调控制装置，具体是一种简易空调压缩机控制器。
背景技术
空调即空气调节器(Air Conditioner)。是指用人工手段，对建筑/构筑物内环境空气的温度、湿度、洁净度、速度等参数进行调节和控制的过程。一般包括冷源/热源设备，冷热介质输配系统，末端装置等几大部分和其他辅助设备。主要包括水泵、风机和管路系统。末端装置则负责利用输配来的冷热量，具体处理空气，使目标环境的空气参数达到要求。
空调的结构包括：压缩机，冷凝器，蒸发器，四通阀，单向阀毛细管组件组成。
空调压缩机中所指定的一个齿间容积对的工作过程。阴螺杆、阳螺杆转向互相迎合一侧的气体受压缩，这一侧面称为高压区；相反，螺杆转向彼此背离的一侧面，齿间容积在扩大并处在吸气阶段，称为低压区。这两个区域被阴螺杆、阳螺杆齿面间的接触线分隔开。可以近似地认为：两螺杆轴线所在平面是高、低压力区的分界面。
压缩机是电动空调系统中一个非常重要的部件，它为空调系统的正常上作提供了保障空调压缩机在空调系统中主要用来压缩驱动制冷剂空调压缩机的上作过程有蒸发和冷凝过程，压缩机把制冷剂压缩后进行冷却，同时通过散热片向空气中散热，制冷剂也发生形态变化，压力也同时升高制冷剂随后被送到到蒸发器中，压力下降此时散热片吸收空气中大量的热量经过这样一个循环过程，空调压缩机不断工作，就不断把热量散发到空气中，从而进行调节气温的工作，电动空调压缩机一般都采用电机驱动，而且现在空调压缩机的电机多采用无刷直流电机进行驱动无刷直流电动机，是一种用电机换向的小功率直流电动机这种电动机的特点是结构简单，运行可靠，上作效率高无刷直流电动机中采用的是自控式逆变器，它的输出频率小是独立调节的，而是受安装在同步电动机轴上的转子位置检测器控制这也是电动空调压缩机的具体上作力式电动空调压缩机主要通过单片机控制器进行相关的控制和调节，对空调系统的一些设定参数进行控制，并进一步控制电动空调的低功耗和节能效果。
空调系统的能耗在现实生活中是一个小可忽视的问题因此，研究设计低能耗空调系统对于节能来说非常重要空调压缩机控制器是空调系统中的一个重要组成部分采用基于单片机控制的电动空调压缩机控制器是一种有效的低功耗节能手段电动空调压缩机是由电机、电子控制单元和压缩机等组成，压缩机由电机驱动，电子控制单元控制电机的运转，永磁无刷直流电机因为性能优良等特点在诸多行业各受重视，尤其在节能力而具有巨大优势无刷直流电机在空调压缩机中采用变频等技术，很大程度上降低了噪音和损耗，从而达到节能的日的采用基于单片机控制的控制器节能效果明显，具有广泛发展。
空调的电能主要消耗在压缩机部分，空调系统的控制核心也是压缩机，在以往的空调系统上多采用三相异步电机作为空调压缩机，但是三相异步电机的能效不高而且耗能大。现在先进的空调变频技术多采用永磁同步电机作为压缩机，永磁同步电机不仅控制技术成熟，而且工作效率要不三相异步电机高。永磁同步电机逐渐取代了三相异步电机成为变频空调压缩机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简易空调压缩机控制器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种简易空调压缩机控制器，包括压缩机PMSM，所述压缩机PMSM连接信号检测电路，信号检测电路连接主控模块，主控模块包括TMS320F28035主控芯片、CAN通信模块、PFC模块、ADC模块和PWN模块，所述PFC模块连接PFC驱动电路，PFC驱动电路连接逆变电路，所述PWN模块连接SVPWM驱动电路，SVPWM驱动电路连接逆变电路，所述压缩机PMSM连接散热板，散热板包括散热板本体和位于散热板本体边角处的数个支撑柱，所述支撑柱上设置有螺纹孔。
作为本发明进一步的方案：所述信号检测电路连接ADC模块。
作为本发明进一步的方案：所述TMS320F28035主控芯片连接电源电路。
作为本发明进一步的方案：所述CAN通信模块通讯模块连接电机控制上位机。
作为本发明进一步的方案：所述支撑柱为材质与散热板本体材质相同的铝柱。
作为本发明进一步的方案：所述支撑柱与散热板本体整体成型。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构简单，控制方便，解决了无位置传感器的问题，降低了空调成本，降低了空调能耗，具有较高的稳定性能，保证压缩机的正常使用，生产成本较低，从而有效的控制了成本。
附图说明
图1为简易空调压缩机控制器的结构原理框图。
图2为简易空调压缩机控制器中主控芯片电路图。
图3为简易空调压缩机控制器中ADC模块电路图。
图4为简易空调压缩机控制器中CAN通信模块电路图。
图5为简易空调压缩机控制器中驱动电路模块电路图。
图6为简易空调压缩机控制器中电源电路电路图。
图7为简易空调压缩机控制器中过电流保护模块电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种简易空调压缩机控制器，包括压缩机PMSM，所述压缩机PMSM连接信号检测电路，信号检测电路连接主控模块，主控模块包括TMS320F28035主控芯片、CAN通信模块、PFC模块、ADC模块和PWN模块，所述PFC模块连接PFC驱动电路，PFC驱动电路连接逆变电路，所述PWN模块连接SVPWM驱动电路，SVPWM驱动电路连接逆变电路，信号检测电路连接ADC模块，TMS320F28035主控芯片连接电源电路，CAN通信模块通讯模块连接电机控制上位机，压缩机PMSM连接散热板，散热板包括散热板本体和位于散热板本体边角处的数个支撑柱，支撑柱上设置有螺纹孔，支撑柱为材质与散热板本体材质相同的铝柱，支撑柱与散热板本体整体成型。
TMS320F28035是TI工公司推出的采用控制律加速器(CLA)的新型微处理器，如图2，这款芯片可以促进高可靠性和效率的嵌入式控制程序的开发。TMS320F28035采用内置晶振，使时钟更加准确，同时具有低成本、小型化、低功耗、供电简单等优点。TMS320F28035最大的优势是采用32位浮点数学加速器。这个加速器是TI工F2803x系列的独特的功能，这个加速器可以独立于芯片内核进行工作，实现了片上外设的直接存取和算法的并行执行。TMS320F28035的重要特性如下:
(1)32-bit C28x DSP内核；
(2)3.3V单电压供电；
(3)60MHZ主频，响应速度很快；
(4)16-bit ADC，满足温度、电流、电压等多种信号的采集需求。
(5)8-bit PWM输出，150ps高分辨率；
(6)双路片内振荡器
(7)小封装尺寸、增强的易用性。
图3中，通过ADC采集的信号主要有两相电流信号iu和iv、直流母线电压VDC、交流电压Vac。和控制器温度信号，其中相电流信号是通过采样电阻采集的，通过LM358运放后送入主控芯片ADC采集端口。由于ADC端口采集电压范围为0-3.3V，所以将电流零点的电压偏移至1.61V，以便采集电流负值信号。直流母线电压VDC由于本身数值已经达到了ADC端口的分辨率，所以不用加运放模块，直接通过采样电阻分压后传送到主控芯片采集端口。温度信号通过温度传感器端口连接到ADC端口。
CAN(Controller Area Network)总线通信可靠性高，并且有很强的灵活性，所以在空调电机控制器调试阶段多选择CAN总线与电机控制器进行通信。图4为电机控制器CAN模块，CAN模块8X250芯片将主控芯片TMS320F28035的CANTXA和CANRXA转换为CANH和CANL信号，再通过ZLGCAN监控器与上位机监控软件相连，通过对上位机软件的监控，实现对电机的实时控制、电机参数和控制变量的在线传递和对电机运行状态的实时观测。
空调压缩机电机控制器采用集成的工GBT模块PS21767作为电机的驱动芯片，PS21767将六路工GBT集成在一起。如图5所示，PS21767还具有硬件错误保护端口，模块的上下臂短路时，模块的FO端口便会被拉低，这种硬件电路保护有效地避免了电机控制信号错误导致的驱动模块损坏。
电源模块为电机控制板的各个模块正常工作提供所需的电压，电机控制板的供电由外部电源提供++15V，经过LM7805,LD1117A33器件及相关的外围电路，可以给整个电机控制板提供不同需求电压。如图6所示，+15V外部供电经过LM7805后变压为+5V，用于CAN和SP工等模块供电。+5V经过LD1117A33后变为+3.3V，为了提高控制板的抗干扰性和稳定性，将++3.3V经过电感处理分为数字电和模拟电分别提供。
为了防止相电流过大对驱动模块造成损坏，电机控制板添加过电流保护模块。如图7所示，将三相电流经过采样电阻转换为电压信号，连接到LM339比较器端口。LM339内部集成了四个独立的电压比较器，当相电流过大时，会造成LM339比较器端口工DC电压翻转，这个信号输送到主控芯片错误检测端口，主控芯片检测到端口电平变化后，立刻做出电机控制器停机处理，有效的避免了电流过大造成的器件损坏。
本发明结构简单，控制方便，解决了无位置传感器的问题，降低了空调成本，降低了空调能耗，具有较高的稳定性能，保证压缩机的正常使用，生产成本较低，从而有效的控制了成本，装配质量可控性强。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种简易空调压缩机控制器，包括压缩机PMSM，其特征在于，所述压缩机PMSM连接信号检测电路，信号检测电路连接主控模块，主控模块包括TMS320F28035主控芯片、CAN通信模块、PFC模块、ADC模块和PWN模块，所述PFC模块连接PFC驱动电路，PFC驱动电路连接逆变电路，所述PWN模块连接SVPWM驱动电路，SVPWM驱动电路连接逆变电路，所述压缩机PMSM连接散热板，散热板包括散热板本体和位于散热板本体边角处的数个支撑柱，所述支撑柱上设置有螺纹孔。
2.根据权利要求1所述的简易空调压缩机控制器，其特征在于，所述信号检测电路连接ADC模块。
3.根据权利要求1所述的简易空调压缩机控制器，其特征在于，所述TMS320F28035主控芯片连接电源电路。
4.根据权利要求1所述的简易空调压缩机控制器，其特征在于，所述CAN通信模块通讯模块连接电机控制上位机。
5.根据权利要求1所述的简易空调压缩机控制器，其特征在于，所述支撑柱为材质与散热板本体材质相同的铝柱。
6.根据权利要求1所述的简易空调压缩机控制器，其特征在于，所述支撑柱与散热板本体整体成型。
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