CN108288929A - Bldc电机的转换电路板及应用其的旅馆用的空调控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及BLDC电机的转换电路板及应用其的旅馆用的空调控制系统，该BLDC电机的转换电路板包括微处理器模块、电源模块、通信模块、第一BLDC电机接口模块和第二BLDC电机接口模块，微处理器模块通过通信模块可与空调控制主板进行相互通信传送数据及指令，微处理器模块可通过第一BLDC电机接口模块和第二BLDC电机接口模块连接二台BLDC电机，它集成度高，功能完善，成本较低。

Description

BLDC电机的转换电路板及应用其的旅馆用的空调控制系统
技术领域：
本发明涉及BLDC电机的转换电路板及应用其的旅馆用的空调控制系统。
背景技术：
目前，旅馆用的空调(简称PTAC)控制系统采用的方案是：如图1所示，一般采用一块PTAC控制主板直接连接一台带有驱动线路板BLDC电机，这种方案缺点：成本较高，缺乏竞争力。
发明内容：
本发明的一个目的是提供BLDC电机的转换电路板，它能连接驱动2台带驱动线路板BLDC电机，集成度高，功能完善，成本较低。
本发明的一个另目的是提供旅馆用的空调控制系统，采用一块PTAC控制主板和BLDC电机的转换电路板连接二台带有驱动线路板BLDC电机，大幅降低成本，提高产品的竞争力。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：
一种BLDC电机的转换电路板，其特征在于：它包括微处理器模块、电源模块、通信模块、第一BLDC电机接口模块和第二BLDC电机接口模块，微处理器模块通过通信模块可与空调控制主板进行相互通信传送数据及指令，微处理器模块可通过第一BLDC电机接口模块和第二BLDC电机接口模块连接二台BLDC电机。
上述电源模块包括浪涌电流抑制电路、EMI电路、整流电路和DC-DC变换电路，浪涌电流抑制电路的输入端连接交流输入，浪涌电流抑制电路、EMI电路、整流电路和DC-DC变换电路依次连接起来，整流电路的输出端输出直流母线电压VDC，DC-DC变换电路的输出端输出多路隔离的独立电源为各部分供电。上述的整流电路是一个带倍压电路的整流器，通过发挥倍压电路的作用使直流母线电压VDC提高一倍。电源模块输出直流母线电压VDC，电源模块输出两路的低压直流电源+5V和+15V供微处理器模块和逆变电路使用。
上述的第一BLDC电机接口模块包含5路信号：分别为母线电压VDC、地GND、IGBT驱动电压VCC1、第一速度指令信号VSP1、第一速度反馈信号FG1；.第二BLDC电机接口模块包含5路信号：分别为母线电压VDC、地GND、IGBT驱动电压VCC1、第二速度指令信号VSP2、第二速度反馈信号FG2。
通信模块是一个串行通信模块。
第一速度反馈信号FG1和第二速度反馈信号FG2是脉冲信号，微处理器模块分别通过对第一速度反馈信号FG1和第二速度反馈信号FG2反馈的脉冲数目转换为第一台BLDC电机实时转速和第二台BLDC电机实时转速。
上述的第一转速指令VSP1和第二转速指令VSP2是PWM信号。
上述的通信模块是一个RS485串行通信模块。
一种旅馆用的空调控制系统，它包括PTAC控制主板、BLDC电机的转换电路板、第一台BLDC电机和第二台BLDC电机，第一台BLDC电机和第二台BLDC电机分别用来驱动风机，微处理器模块通过通信模块与PTAC控制主板进行相互通信传送数据及指令，所述的BLDC电机的转换电路板是上述所述的BLDC电机的转换电路板，微处理器模块通过第一BLDC电机接口模块连接第一台BLDC电机，微处理器模块通过第二BLDC电机接口模块连接第二台BLDC电机，微处理器模块对PTAC控制主板的转速指令转换为第一台BLDC电机的第一转速指令VSP1和第二台BLDC电机的第二转速指令VSP2,第一台BLDC电机的第一速度反馈信号FG1通过微处理器模块的转换后输送到空调控制主板,第二台BLDC电机的第二速度反馈信号FG2通过微处理器模块的转换后输送到PTAC控制主板。
上述所述的第一台BLDC电机和第二台BLDC电机都带有驱动线路板的电机实体，所述的电机实体包括定子组件、转子组件、转轴和轴承，所述的驱动线路板包括内置电机接口电路、电机微处理器、电机运行参数检测电路和IGBT逆变电路，电机运行参数检测电路将电机的实际运行的检测参数送到电机微处理器，电机微处理器输出控制信号到IGBT逆变电路，IGBT逆变电路控制定子组件上的线圈绕组的通电或者断电。
上述所述的第一台BLDC电机和第二台BLDC电机都带有驱动线路板的塑封电机，包括塑封定子组件、转子组件、转轴、轴承、前轴承支架和后轴承支架，塑封定子组件包括定子铁芯、端部绝缘、线圈绕组和塑封体，塑封体将定子铁芯、端部绝缘、线圈绕组塑封成一体，前轴承支架和后轴承支架分别安装在塑封定子组件的两端，两个轴承分别安装在前轴承支架和后轴承支架上，转轴支承安装在轴承上，转子组件与转轴连接安装在一起。
上述的电机运行参数检测电路用于检测转子位置信号或者检测线圈绕组的相电流信号或者检测母线电流和母线电压信号。
上述的BLDC电机的转换电路板设置有四针全双工通讯插接口，四针全双工通讯插接口的2个针用于与通信模块连接，四针全双工通讯接口的其余2个针分别与地GND和电源VCC2连接。
上述的BLDC电机的转换电路板设置有2个标准6针BLDC插接口，其中一个标准6针BLDC插接口的5针分别连接母线电压VDC、地GND、IGBT驱动电压VCC1、第一速度指令信号VSP1和第一速度反馈信号FG1，余下1针备用；另一个标准6针BLDC插接口的5针分别连接母线电压VDC、地GND、IGBT驱动电压VCC1、第二速度指令信号VSP2和第二速度反馈信号FG2，余下1针备用。
本发明与现有技术相比，具有如下效果：
1)本发明的BLDC电机的转换电路板，包括微处理器模块、电源模块、通信模块、第一BLDC电机接口模块和第二BLDC电机接口模块，结构简单，集成度高，功能完善成本较低；
2)在转换电路板上设置电源模块，电源模块包括浪涌电流抑制电路、EMI电路、EMI电路、整流电路和DC-DC变换电路，浪涌电流抑制电路的输入端连接交流输入，浪涌电流抑制电路、EMI电路、整流电路和DC-DC变换电路依次连接起来，整流电路的输出端输出直流母线电压VDC，DC-DC变换电路的输出端输出多路隔离的独立电源为各部分供电，可以为带驱动线路板BLDC电机提供多种电压，也可以为PTAC控制主板提供稳定低压，从而简化结构，降低成本。
3)本发明的旅馆用的空调控制系统，采用一块PTAC控制主板和BLDC电机的转换电路板连接二台带有驱动线路板BLDC电机，大幅降低成本，提高产品的竞争力。
4)本发明的旅馆用的空调控制系统中使用二台带有驱动线路板塑封BLDC电机，带有驱动线路板塑封BLDC电机具有标准的接口信号(母线电压VDC、地GND、IGBT驱动电压VCC1、第一速度指令信号VSP和第一速度反馈信号FG)，大大简化接口，进一步降低成本，使安装连接工作更加简单，提升产品的竞争力。
5)BLDC电机的转换电路板设置有四针全双工通讯插接口，四针全双工通讯插接口的2个针用于与通信模块连接，通信模块是一个RS485串行通信模块与PTAC控制主板连接，四针全双工通讯接口的其余2个针分别与地GND和电源VCC2连接，进一步简化接口结构，进一步降低成本，使安装连接工作更加简单，提升产品的竞争力。
附图说明：
图1是现有的PTAC控制系统的结构示意图；
图2是本发明的电路方框图的立体图；
图3是本发明的BLDC电机的转换电路板的电源模块的电路方框图；
图4是图3对应的部分电路图；
图5是图3对应的另一部分电路图；
图6是本发明的BLDC电机的转换电路板的第一BLDC电机接口模块对应的电路图；
图7是本发明的BLDC电机的转换电路板的第二BLDC电机接口模块对应的电路图；
图8是发明的BLDC电机的转换电路板的通信模块对应的电路图；
图9是发明的BLDC电机的转换电路板的微处理器模块对应的电路图；
图10是本发明采用的BLDC电机的立体图；
图11是本发明采用的BLDC电机的一个角度的分解图；
图12是本发明采用的BLDC电机的另一个角度的分解图；
图13是本发明采用的BLDC电机的结构剖视图；
图14是本发明采用的BLDC电机的驱动线路板的一种电路方框图；
图15是本发明采用的BLDC电机的驱动线路板的另一种电路方框图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
实施例一：
如图2所示，本发明一种旅馆用的空调控制系统，它包括PTAC控制主板、BLDC电机的转换电路板、第一台BLDC电机和第二台BLDC电机，第一台BLDC电机和第二台BLDC电机分别用来驱动风机，微处理器模块通过通信模块与PTAC控制主板进行相互通信传送数据及指令；
所述的BLDC电机的转换电路板包括微处理器模块、电源模块、通信模块、第一BLDC电机接口模块和第二BLDC电机接口模块，微处理器模块通过通信模块可与空调控制主板进行相互通信传送数据及指令，微处理器模块可通过第一BLDC电机接口模块和第二BLDC电机接口模块连接二台BLDC电机。
本发明通过转换电路板上的微处理器模块来转换PTAC控制主板发出的BLDC电机控制指令，同时将2台BLDC电机反馈的速度数据通过转换电路板上的微处理器模块来转换，然后反馈到PTAC控制主板。
如图3、图4、图5所示，电源模块包括浪涌电流抑制电路、EMI电路、整流电路和DC-DC变换电路，浪涌电流抑制电路的输入端连接交流输入，浪涌电流抑制电路、EMI电路、整流电路和DC-DC变换电路依次连接起来，整流电路的输出端输出直流母线电压VDC，DC-DC变换电路的输出端输出多路隔离的独立电源为各部分供电。整流电路是一个带倍压电路的整流器，通过发挥倍压电路的作用使直流母线电压VDC提高一倍。电源模块输出母线电压VDC、驱动电压VCC1(一般是+15V)和微处理器模块供电电压VCC2(一般是+5V)，其中图4包括浪涌电流抑制电路、EMI电路、整流电路，浪涌电流抑制电路包括压敏电阻V1、压敏电阻V2、压敏电阻V3和气体放电管TB；EMI电路包括电容C1、电容C4、电容C5、电容C6、电感器L1和电感器L2；整流电路是一个整流器DB，倍压电路包括电容C11、电容C10、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11和接插件JK。图5是DC-DC变换电路，主要是由芯片IC101、芯片U101及外围电路组成。
如图6所示，上述所述的第一BLDC电机接口模块包含5路信号：分别为母线电压VDC、地GND、IGBT驱动电压VCC1、第一速度指令信号VSP1、第一速度反馈信号FG1，转换电路板设置有1个标准6针BLDC插接口CN1，其中一个标准6针BLDC插接口的5针分别连接母线电压VDC、地GND、IGBT驱动电压VCC1(+15V)、第一速度指令信号VSP1和第一速度反馈信号FG1，余下1针备用，图6中PWM1与微处理器模块的输出端连接，微处理器模块的输出端通过三极管Q201、Q202组成的放大电路后作为第一速度指令信号VSP1输出；如图7所示.第二BLDC电机接口模块包含5路信号：分别为母线电压VDC、地GND、IGBT驱动电压VCC1、第二速度指令信号VSP2、第二速度反馈信号FG2；另一个标准6针BLDC插接口CN2的5针分别连接母线电压VDC、地GND、IGBT驱动电压VCC1(+15V)、第二速度指令信号VSP2和第二速度反馈信号FG2，余下1针备用，图7中PWM2与微处理器模块的输出端连接，微处理器模块的输出端通过三极管Q203、Q204组成的放大电路后作为第二速度指令信号VSP2输出。
如图8所示，上述所述的通信模块是一个串行通信模块，通信模块是一个RS485串行通信模块。BLDC电机的转换电路板设置有四针全双工通讯插接口CN3，四针全双工通讯插接口CN3的2个针用于与通信模块连接，四针全双工通讯接口的其余2个针分别与地GND和电源VCC2(+5V)连接。
如图9所示，转换电路板的微处理器模块有两路信号输出PWM1和PWM2，经过电路放大处理后形成第一速度指令信号VSP1和第二速度指令信号VSP2输出；微处理器模块有两路信号输入FG1.1和FG1.2,对应第一速度反馈信号FG1和第二速度反馈信号FG2；微处理器模块有两路信号TXD1和RXD1与串行通信模块连接。
上述所述的第一速度反馈信号FG1和第二速度反馈信号FG2是脉冲信号，微处理器模块分别通过对第一速度反馈信号FG1和第二速度反馈信号FG2反馈的脉冲数目转换为第一台BLDC电机实时转速和第二台BLDC电机实时转速。第一转速指令VSP1和第二转速指令VSP2是PWM信号。
微处理器模块通过第一BLDC电机接口模块连接第一台BLDC电机，微处理器模块通过第二BLDC电机接口模块连接第二台BLDC电机，微处理器模块对PTAC控制主板的转速指令转换为第一台BLDC电机的第一转速指令VSP1和第二台BLDC电机的第二转速指令VSP2,第一台BLDC电机的第一速度反馈信号FG1通过微处理器模块的转换后输送到PTAC控制主板,第二台BLDC电机的第二速度反馈信号FG2通过微处理器模块的转换后输送到PTAC控制主板。
如图10、图11、图12、图13所示，本发明的第一台BLDC电机和第二台BLDC电机都带有驱动线路板的塑封电机，包括塑封定子组件1、转子组件、转轴1、轴承4、前轴承支架5、后轴承支架6和驱动线路板7，塑封定子组件1包括定子铁芯11、端部绝缘12、线圈绕组13和塑封体14，塑封体14将定子铁芯11、端部绝缘12、线圈绕组13塑封成一体，前轴承支架5和后轴承支架5分别安装在塑封定子组件1的两端，两个轴承4分别安装在前轴承支架5和后轴承支架6上，转轴3支承安装在轴承4上，转子组件2与转轴3连接安装在一起。
图2中第一台BLDC电机和第二台BLDC电机都带有驱动线路板的电机实体，所述的电机实体包括定子组件1、转子组件2、转轴3和轴承4，所述的驱动线路板7包括内置电机接口电路、电机微处理器、电机运行参数检测电路和IGBT逆变电路，电机运行参数检测电路将电机的实际运行的检测参数送到电机微处理器，电机微处理器输出控制信号到IGBT逆变电路，IGBT逆变电路控制定子组件上的线圈绕组的通电或者断电。电机运行参数检测电路可以检测电机的各相绕组的相电流，如图14所示，IGBT逆变电路采用智能功率集成芯片IPM；电机运行参数检测电路也可以检测转子的位置信号，如图15所示，通过霍尔元件HALL检测转子位置。如图14所示，电机运行参数检测电路用于检测母线电流和母线电压信号。
以上实施例为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式不限于此，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种BLDC电机的转换电路板，其特征在于：它包括微处理器模块、电源模块、通信模块、第一BLDC电机接口模块和第二BLDC电机接口模块，微处理器模块通过通信模块可与空调控制主板进行相互通信传送数据及指令，微处理器模块可通过第一BLDC电机接口模块和第二BLDC电机接口模块连接二台BLDC电机。
2.根据权利要求1所述的一种BLDC电机的转换电路板，其特征在于：电源模块包括浪涌电流抑制电路、EMI电路、整流电路和DC-DC变换电路，浪涌电流抑制电路的输入端连接交流输入，浪涌电流抑制电路、EMI电路、整流电路和DC-DC变换电路依次连接起来，整流电路的输出端输出直流母线电压VDC，DC-DC变换电路的输出端输出多路隔离的独立电源为各部分供电。
3.根据权利要求2所述的一种BLDC电机的转换电路板，其特征在于：整流电路是一个带倍压电路的整流器，通过发挥倍压电路的作用使直流母线电压VDC提高一倍。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种BLDC电机的转换电路板，其特征在于：第一BLDC电机接口模块包含5路信号：分别为母线电压VDC、地GND、IGBT驱动电压VCC1、第一速度指令信号VSP1、第一速度反馈信号FG1；第二BLDC电机接口模块包含5路信号：分别为母线电压VDC、地GND、IGBT驱动电压VCC1、第二速度指令信号VSP2、第二速度反馈信号FG2。
5.根据权利要求4所述的一种BLDC电机的转换电路板，其特征在于：通信模块是一个串行通信模块。
6.根据权利要求5所述的一种BLDC电机的转换电路板，其特征在于：第一速度反馈信号FG1和第二速度反馈信号FG2是脉冲信号，微处理器模块分别通过对第一速度反馈信号FG1和第二速度反馈信号FG2反馈的脉冲数目转换为第一台BLDC电机实时转速和第二台BLDC电机实时转速。
7.根据权利要求6所述的一种BLDC电机的转换电路板，其特征在于：第一转速指令VSP1和第二转速指令VSP2是PWM信号。
8.根据权利要求7所述的一种BLDC电机的转换电路板，其特征在于：通信模块是一个RS485串行通信模块。
9.一种旅馆用的空调控制系统，其特征在于：它包括PTAC控制主板、BLDC电机的转换电路板、第一台BLDC电机和第二台BLDC电机，第一台BLDC电机和第二台BLDC电机分别用来驱动风机，微处理器模块通过通信模块与PTAC控制主板进行相互通信传送数据及指令，所述的BLDC电机的转换电路板是权利要求1至8任何一项所述的BLDC电机的转换电路板，微处理器模块通过第一BLDC电机接口模块连接第一台BLDC电机，微处理器模块通过第二BLDC电机接口模块连接第二台BLDC电机，微处理器模块对PTAC控制主板的转速指令转换为第一台BLDC电机的第一转速指令VSP1和第二台BLDC电机的第二转速指令VSP2,第一台BLDC电机的第一速度反馈信号FG1通过微处理器模块的转换后输送到PTAC控制主板,第二台BLDC电机的第二速度反馈信号FG2通过微处理器模块的转换后输送到PTAC控制主板。
10.根据权利要求9所述的旅馆用的空调控制系统，其特征在于：所述的第一台BLDC电机和第二台BLDC电机都带有驱动线路板的电机实体，所述的电机实体包括定子组件、转子组件、转轴和轴承，所述的驱动线路板包括内置电机接口电路、电机微处理器、电机运行参数检测电路和IGBT逆变电路，电机运行参数检测电路将电机的实际运行的检测参数送到电机微处理器，电机微处理器输出控制信号到IGBT逆变电路，IGBT逆变电路控制定子组件上的线圈绕组的通电或者断电。
11.根据权利要求10所述的旅馆用的空调控制系统，其特征在于：所述的第一台BLDC电机和第二台BLDC电机都带有驱动线路板的塑封电机，包括塑封定子组件、转子组件、转轴、轴承、前轴承支架和后轴承支架，塑封定子组件包括定子铁芯、端部绝缘、线圈绕组和塑封体，塑封体将定子铁芯、端部绝缘、线圈绕组塑封成一体，前轴承支架和后轴承支架分别安装在塑封定子组件的两端，两个轴承分别安装在前轴承支架和后轴承支架上，转轴支承安装在轴承上，转子组件与转轴连接安装在一起。
12.根据权利要求11所述的旅馆用的空调控制系统，其特征在于：电机运行参数检测电路用于检测转子位置信号或者检测线圈绕组的相电流信号或者检测母线电流和母线电压信号。
13.根据权利要求11所述的旅馆用的空调控制系统，其特征在于：BLDC电机的转换电路板设置有四针全双工通讯插接口，四针全双工通讯插接口的2个针用于与通信模块连接，四针全双工通讯接口的其余2个针分别与地GND和电源VCC2连接。
14.根据权利要求11所述的旅馆用的空调控制系统，其特征在于：BLDC电机的转换电路板设置有2个标准6针BLDC插接口，其中一个标准6针BLDC插接口的5针分别连接母线电压VDC、地GND、IGBT驱动电压VCC1、第一速度指令信号VSP1和第一速度反馈信号FG1，余下1针备用；另一个标准6针BLDC插接口的5针分别连接母线电压VDC、地GND、IGBT驱动电压VCC1、第二速度指令信号VSP2和第二速度反馈信号FG2，余下1针备用。
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