CN108696209A - 一种风机驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及风机技术领域，尤其是涉及一种风机驱动系统。该风机驱动系统包括输入电路单元、整流电路单元、滤波电路单元、三相逆变单元、风机、位置传感器单元和单片机单元、速度设定单元；输入电路单元用于连接380V交流电源；整流电路单元与输入电路单元连接；三相逆变单元与滤波电路单元连接，风机与三相逆变单元连接；位置传感器单元与风机相连；单片机单元接受速度设定单元的速度指令，并根据速度指令控制三相逆变单元上各个功率开关管的通导时间的占空比以控制风机的速度。本发明具有无极调速，智能控制，体积小，节省材料，工作效率高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及风机技术领域，尤其是涉及一种风机驱动系统。
背景技术
目前，风机采用的吹风动力为直流有刷电动机、交流串激电机、交流罩极电机，但这些动力装置都具有效率低的缺点。除此之外直流有刷电动机和交流串激电机其机械结构上均具有碳刷和换向器，存在机械换向，噪声大，由于机械磨损，电机的寿命短，在换向时产生的火花将产生电磁辐射。而罩极电机由于其工作的原理决定其转速低，体积大，效率低等缺点。因此，当前继续一种新型低噪音智能风机。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风机驱动系统，以解决现有技术中存在的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种风机驱动系统，其包括：输入电路单元、整流电路单元、滤波电路单元、三相逆变单元、风机、位置传感器单元和单片机单元、速度设定单元；所述输入电路单元用于连接380V交流电源；所述整流电路单元与输入电路单元连接，用于将交流电源转化为直流电源并提供给滤波电路单元；所述滤波电路单元与整流电路单元连接，用于对直流电源进行滤波后提供给三相逆变单元；所述三相逆变单元与滤波电路单元连接，所述风机与三相逆变单元连接；所述位置传感器单元与风机相连，所述单片机单元分别与所述位置传感器单元、三相逆变单元连接；所述速度设定单元与所述单片机单元连接，所述单片机单元接受所述速度设定单元的速度指令，并根据速度指令控制三相逆变单元上各个功率开关管的通导时间的占空比以控制所述风机的速度。作为一种进一步的技术方案，所述输入电路单元包括高压电源输入模块和低压电源输入模块；所述高压电源输入模块用于连接380V交流电源，且与整流电路单元连接；所述低压电源输入模块用于连接于380V交流电源与整流电路单元之间，所述低压电源输入模块与所述速度设定单元连接。
作为一种进一步的技术方案，所述风机采用永磁无刷直流电机进行驱动，所述永磁无刷直流电机的驱动电路分别与三相逆变单元、位置传感器单元连接。
作为一种进一步的技术方案，所述滤波电路单元、三相逆变单元之间连接有校正单元，所述校正单元通过调节输入电流与电压的相位角以提升功率因数。
作为一种进一步的技术方案，所述整流电路单元为全波整流器。
作为一种进一步的技术方案，所述风机为功率为30KW。
作为一种进一步的技术方案，所述单片机单元设置有显示屏。
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的风机驱动系统，包括输入电路单元、整流电路单元、滤波电路单元、三相逆变单元、风机、位置传感器单元和单片机单元、速度设定单元；输入电路单元用于连接380V交流电源；整流电路单元与输入电路单元连接，用于将交流电源转化为直流电源并提供给滤波电路单元；滤波电路单元与整流电路单元连接，用于对直流电源进行滤波后提供给三相逆变单元；三相逆变单元与滤波电路单元连接，风机与三相逆变单元连接；位置传感器单元与风机相连，单片机单元分别与位置传感器单元、三相逆变单元连接；速度设定单元与单片机单元连接，单片机单元接受速度设定单元的速度指令，并根据速度指令控制三相逆变单元上各个功率开关管的通导时间的占空比以控制风机的速度。本发明具有无极调速，智能控制，体积小，节省材料，工作效率高的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的风机驱动系统的结构示意图。
图标：1-整流电路单元；2-滤波电路单元；3-三相逆变单元；4-风机；5-位置传感器单元；6-单片机单元；7-速度设定单元。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
结合图1所示，本实施例提供一种风机驱动系统，其包括：输入电路单元、整流电路单元1、滤波电路单元2、三相逆变单元3、风机4、位置传感器单元5和单片机单元6、速度设定单元7；所述输入电路单元用于连接380V交流电源；所述整流电路单元1与输入电路单元连接，用于将交流电源转化为直流电源并提供给滤波电路单元2；所述滤波电路单元2与整流电路单元1连接，用于对直流电源进行滤波后提供给三相逆变单元3；所述三相逆变单元3与滤波电路单元2连接，所述风机与三相逆变单元3连接；所述位置传感器单元5与风机相连，所述单片机单元6分别与所述位置传感器单元5、三相逆变单元3连接；所述速度设定单元7与所述单片机单元6连接，所述单片机单元6接受所述速度设定单元7的速度指令，并根据速度指令控制三相逆变单元3上各个功率开关管的通导时间的占空比以控制所述风机的速度。
优选的，所述输入电路单元包括高压电源输入模块和低压电源输入模块；所述高压电源输入模块用于连接380V交流电源，且与整流电路单元1连接；所述低压电源输入模块用于连接于380V交流电源与整流电路单元1之间，所述低压电源输入模块与所述速度设定单元7连接。优选的，本实施例中的低压电源输入模块包含有一电源开关、一整流器与一降压线圈，所述整流器的两输入端是连接至一交流电源，所述电源开关是串接在整流器的其中一输入端与交流电源之间，所述降压线圈是串接在整流器的另一输入端与交流电源之间。当然，除此之外，该低压电源输入模块也可以为独立电源。
本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述风机4采用永磁无刷直流电机进行驱动，所述永磁无刷直流电机的驱动电路分别与三相逆变单元3、位置传感器单元5连接。其中，永磁直流无刷电机是一种用电子换向的直流电动机。它用半导体逆变器取代一般直流电动机中的机械换向器，构成没有换向器的直流电动机。这种电机运行可靠，没有火花，电磁噪声低，广泛应用于现代生产设备、仪器仪表、计算机外围设备和高级家用电器。无刷直流电动机由电动机和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。而转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。
本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述滤波电路单元2、三相逆变单元3之间连接有校正单元，所述校正单元通过调节输入电流与电压的相位角以提升功率因数。
本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述整流电路单元1为全波整流器。
本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述风机为功率为30KW。
对于永磁无刷直流电机的驱动电路，具体形式并不局限，可根据实际情况灵活设置。例如：永磁无刷直流电机的驱动电路包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7和电阻R20；三极管Q1的发射极、二极管D4的一端、二极管D6的一端和三极管Q2的发射极均与电源正极电连接，电机的一端分别与三极管Q1的集电极、二极管D4的另一端、二极管D5的一端和三极管Q3的集电极电连接，电机的另一端分别与三极管Q2的集电极、二极管D6的另一端、二极管D7的一端和三极管Q4的集电极电连接，三极管Q3的发射极、二极管D6的另一端、二极管D7的另一端和三极管Q4的发射极均与电阻R20的一端电连接，电阻R20的另一端接地。
工作时：三极管Q1和三极管Q4检测到高电平，会处于导通状态，电流从电源正极VCC经过三极管Q1、永磁直流无刷电机、三极管Q4和电阻R20到地，永磁直流无刷电机中的定子绕组内有电流经过后，线圈会产生磁场；定子的磁场和转子的磁场产生相互作用，推动转子前进。在转子的位置不发生N、S磁极交替时，三极管Q4一直处于导通状态，三极管Q1进行脉宽调制；三极管Q1处于截止状态时，永磁直流无刷电机中的定子绕组由于电感量大，内部仍积蓄较多的能量，电流继续从永磁直流无刷电机、三极管Q4、三极管Q2，再到永磁直流无刷电机，形成一个闭合的续流回路，线圈继续通电产生磁场，对转子产生推力，推动转子前进；到下一个调制周期时，三极管Q1继续导通一定时间，使永磁直流无刷电机有电流流过，三极管Q1导通到预定时间后关闭，处于截止状态，重复续流的过程。在转子旋转到发生N、S磁极交替时，转子位置传感器电路中的霍尔传感器会发生电平翻转，并且将检测到的电平翻转信号发送给单片机单元6(总控制器)，单片机单元6控制整形放大电路使三极管Q1和三极管Q4截止，使三极管Q2和三极管Q3导通，强制永磁直流无刷电机电流方向发生改变，定子的磁场也同时发生翻转，继续与转子的磁场产生相互作用，推动转子前进；三极管Q2和三极管Q3处于导通状态时，三极管Q2进行脉宽调制，三极管Q3一直处于导通状态，过程跟三极管Q1和三极管Q4完全相同。
本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述单片机单元6设置有显示屏。
综上，本发明提供的风机驱动系统，包括输入电路单元、整流电路单元1、滤波电路单元2、三相逆变单元3、风机、位置传感器单元5和单片机单元6、速度设定单元7；输入电路单元用于连接380V交流电源；整流电路单元1与输入电路单元连接，用于将交流电源转化为直流电源并提供给滤波电路单元2；滤波电路单元2与整流电路单元1连接，用于对直流电源进行滤波后提供给三相逆变单元3；三相逆变单元3与滤波电路单元2连接，风机与三相逆变单元3连接；位置传感器单元5与风机相连，单片机单元6分别与位置传感器单元5、三相逆变单元3连接；速度设定单元7与单片机单元6连接，单片机单元6接受速度设定单元7的速度指令，并根据速度指令控制三相逆变单元3上各个功率开关管的通导时间的占空比以控制风机的速度。本发明具有无极调速，智能控制，体积小，节省材料，工作效率高的特点。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种风机驱动系统，其特征在于，包括：输入电路单元、整流电路单元、滤波电路单元、三相逆变单元、风机、位置传感器单元和单片机单元、速度设定单元；所述输入电路单元用于连接380V交流电源；所述整流电路单元与输入电路单元连接，用于将交流电源转化为直流电源并提供给滤波电路单元；所述滤波电路单元与整流电路单元连接，用于对直流电源进行滤波后提供给三相逆变单元；所述三相逆变单元与滤波电路单元连接，所述风机与三相逆变单元连接；所述位置传感器单元与风机相连，所述单片机单元分别与所述位置传感器单元、三相逆变单元连接；所述速度设定单元与所述单片机单元连接，所述单片机单元接受所述速度设定单元的速度指令，并根据速度指令控制三相逆变单元上各个功率开关管的通导时间的占空比以控制所述风机的速度。
2.根据权利要求1所述的风机驱动系统，其特征在于，所述输入电路单元包括高压电源输入模块和低压电源输入模块；所述高压电源输入模块用于连接380V交流电源，且与整流电路单元连接；所述低压电源输入模块用于连接于380V交流电源与整流电路单元之间，所述低压电源输入模块与所述速度设定单元连接。
3.根据权利要求1所述的风机驱动系统，其特征在于，所述风机采用永磁无刷直流电机进行驱动，所述永磁无刷直流电机的驱动电路分别与三相逆变单元、位置传感器单元连接。
4.根据权利要求1所述的风机驱动系统，其特征在于，所述滤波电路单元、三相逆变单元之间连接有校正单元，所述校正单元通过调节输入电流与电压的相位角以提升功率因数。
5.根据权利要求1所述的风机驱动系统，其特征在于，所述整流电路单元为全波整流器。
6.根据权利要求1所述的风机驱动系统，其特征在于，所述风机为功率为30KW。
7.根据权利要求1所述的风机驱动系统，其特征在于，所述单片机单元设置有显示屏。
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