CN113364360B - Ecm电机档位切换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了ECM电机档位切换方法,包括开关K、检测开关K状态的档位检测电路和微处理器MCU，零线N或者火线L连接开关K的一接线端，开关K的另一接线端连接档位检测电路的输入端，该方法是利用零线N或者火线L作为单一信号源，零线N或者火线L的交流信号经过档位检测电路和地形成输入回路，直流低压电源Vcc、档位检测电路和地形成输出回路，并从档位检测电路引出输出信号OUT并送到ECM电机的微处理器MCU，由ECM电机的微处理器MCU输出信号控制电机档位的切换。它节约线材，即采用交流输入的火线L和零线N的其中之一就可以，傻瓜式，避免现有技术中同时需要交流输入的火线L和零线N的接入，回避了现有技术中接错线不运行问题。

Description

ECM电机档位切换方法
技术领域：
本发明涉及ECM电机档位切换方法。
背景技术：
由于电机转速在额定功率下是不变的，为了满足使用要求做出了多种档位调整切换模式选择，例如多档位风扇，需要电机运行在不同的档位转速，根据不同用户的应用需求(舒适程度)做出了转速调整，分为多个转速档位，每个转速档位可以通过开关的闭合来设置，命名为档位切换。
常见的用于电机档位切换控制的档位检测电路有两种，第一种档位检测电路见图1所示，交流输入的火线L和零线N两线同时输入到继电器RY1两端完成切换，火线L不可接错，不然电路无法工作，输入不可瞬间掉电低于继电器RY1门槛电压值，否则无法正常闭合工作，继电器RY1吸合电压需要满足条件才可以，成本高、损耗大、效率低、使用机械寿命较短(正常使用寿命约10万次)，过压容易烧坏线圈。图1中，设置有n个开关K1---Kn,每个开关控制一路档位检测电路，档位检测电路主要通过继电器实现，图1中含有n个继电器RY1——RYn。
第二种档位检测电路见图2所示，交流输入的火线L和零N两线同时输入到光耦IC1两端完成切换，L线不可接错，不然电路无法工作，输入不可瞬间掉电或者电压较大的波动低于光耦IC1门槛电流值，否则无法正常闭合工作，IC1为光电耦合器，相对图1的延长了机械寿命，输入电流也必须满足才能够打开，全靠R1电阻降压来满足电流要求，电路损耗较大长时间打开会老化光衰，电压波动或者过高无法保证稳定电流提供给IC1工作，过压过流容易损坏，不可靠耐用。图1中，设置有n个开关K1---Kn,每个开关控制一路档位检测电路，档位检测电路主要通过光耦IC实现，图1中含有n个光耦IC1——光耦ICn。
以上两种方式的档位检测电路均需要火线L和零线N作为其输入的信号源，因此容易接错线，导致电路无法工作，使用安装不方便，线材耗损多，增加成本。
发明内容：
本发明的目的是提供ECM电机档位切换方法，能解决现有技术中档位检测电路的输入端同时需要火线L和零线N作为其输入的信号源，容易接错线，导致电路无法工作，使用安装不方便的技术问题。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。
ECM电机档位切换方法,包括开关K、检测开关K状态的档位检测电路和微处理器MCU，零线N或者火线L连接开关K的一接线端，开关K的另一接线端连接档位检测电路的输入端，其特征在于：该方法是利用零线N或者火线L作为单一信号源，零线N或者火线L的交流信号经过档位检测电路和地形成输入回路，直流低压电源Vcc、档位检测电路和地形成输出回路，并从档位检测电路引出输出信号OUT并送到ECM电机的微处理器MCU，由ECM电机的微处理器MCU输出信号控制电机档位的切换。
上述的档位检测电路包括电子开关管Q7、电阻R1、电容C1、稳压管ZD1和稳压管ZD2，电子开关管Q7的控制端引脚1连接稳压管ZD2的正极端，稳压管ZD2负极端连接档位开关K的一端，档位开关K的另一端连接电源输入的零线N或者火线L，稳压管ZD1的负极端连接稳压管ZD2的正极端，稳压管ZD1的正极端接地，电容C1并联在稳压管ZD1的两端，电阻R1并联在电容C1的两端，当闭合档位开关K时，稳压管ZD2反向击穿导通，稳压管ZD1稳压抑制浪涌电压过高，滤波电容C1储存电能防止瞬间掉电，电阻R1用于停机时释放滤波电容C1储存电能，电子开关管Q7的引脚2和引脚3分别连接在直流低压电源Vcc与地之间，利用滤波电容C1两端的电压驱动电子开关管Q7导通获取档位开关闭合状态的输出信号OUT，电子开关管Q7的一个引脚2通过电阻R2与直流低压电源Vcc连接，电子开关管Q7的另一个引脚3接地，电子开关管Q7的引脚2与电阻R2之间引出档位开关闭合状态的输出信号OUT
上述在稳压管ZD2与档位开关K之间还连接限流电阻R3。
上述开关K有多个，分别为K1、K2---Kn，其中n是整数，档位检测电路也有多路，每一路的档位检测电路的输入端连接一个开关K后再连接零线N或者火线L，每路档位检测电路的输出信号到微处理器MCU，微处理器MCU根据每路档位检测电路检测到的档位开关闭合状态来选择电机运行在不同转速或者转矩。
本发明与现有技术相比，具有如下效果：
1、本发明利用BG1整流桥接内部二极管正向导通原理把档位检测电路的双线输入控制改变为单线输入控制，节约线材，即采用交流输入的火线L和零线N的其中之一就可以；
2、本发明的档位检测电路采用交流输入的火线L和零线N的其中之一就可以，需要单线(火线L或者零线N)都可以正常工作，傻瓜式，避免现有技术中同时需要交流输入的火线L和零线N的接入，回避了现有技术中接错线不运行问题；
3、本发明的档位检测电路的输入损耗极低，电子开关管Q7可以是MOS、三极管、可控硅、IGBT等，元器件使用寿命长，开关次数是无数次可以忽略；
4、本发明的档位检测电路遇到浪涌电压过高或者过低，瞬间掉电都不会影响正常使用，提高电路可靠性。
5、本发明的其它优点在实施例部分展开详细描述。
附图说明：
图1是现有技术中的一种档位检测电路的工作原理示意图；
图2是现有技术中的另一种档位检测电路的工作原理示意图；
图3是本发明ECM电机的立体图；
图4是本发明ECN电机的电机控制器的立体图；
图5是本发明ECM步电机的剖视图；
图6是本发明实施例一的电路方框图；
图7是图6中档位检测电路对应的电路图；
图8是本发明的电机控制器的原理图。
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3、图4、图5所示，举例：假设本发明是一种ECM电机,由电机控制器2和电机1,所述的电机1包括定子组件12、转子组件13和机壳组件11，定子组件13安装在机壳组件11上，转子组件13套装在定子组件12的内侧或者外侧组成，电机控制器2包括控制盒22和安装在控制盒22里面的控制线路板21，控制线路板21一般包括电源电路、微处理器MCU、母线电压检测电路、逆变电路，电源电路为各部分电路供电，母线电压检测电路将直流母线电压Uabc输入到微处理器MCU，微处理器MCU控制逆变器，逆变器控制定子组件12的各相线圈绕组的通断电。电机控制器2引出多条档位输入引线3。ECM电机简称电子换相电机，也可以称BLDC电机。
如图6至图8所示，本实施例提供的是用于电机档位切换控制的档位检测电路,档位检测电路包括电子开关管Q7、电阻R1、电容C1、稳压管ZD1和稳压管ZD2，电子开关管Q7的控制端引脚1连接稳压管ZD2的正极端，稳压管ZD2负极端连接档位开关K的一端，档位开关K的另一端连接电源输入的零线N或者火线L，稳压管ZD1的负极端连接稳压管ZD2的正极端，稳压管ZD1的正极端接地，电容C1并联在稳压管ZD1的两端，电阻R1并联在电容C1的两端，当闭合档位开关K时，稳压管ZD2反向击穿导通，稳压管ZD1稳压抑制浪涌电压过高，滤波电容C1储存电能防止瞬间掉电，电阻R1用于停机时释放滤波电容C1储存电能，电子开关管Q7的引脚2和引脚3分别连接在直流低压电源Vcc与地之间，利用滤波电容C1两端的电压驱动电子开关管Q7导通获取档位开关闭合状态的输出信号OUT，电子开关管Q7的一个引脚2通过电阻R2与直流低压电源Vcc连接，电子开关管Q7的另一个引脚3接地，电子开关管Q7的引脚2与电阻R2之间引出档位开关闭合状态的输出信号OUT。
其工作原理是：档位开关K的一端连接电源输入的零线N或者火线L，利用BG1整流桥接内部二极管正向导通原理把档位检测电路的双线输入控制改变为单线输入控制，当电阻R2两端电压到达稳压管ZD2反向击穿电压时候，稳压管ZD2反向导通，稳压管ZD1稳压抑制浪涌电压过高，C1滤波电容储存电能防止瞬间电，电阻R1放电电阻停机或者切换档位时进行软关断；电子开关管Q7得到稳定电压正常工作,电机控制驱动模块进行档位信号判断完成传递电机转速数据。图3中的含有多路用于电机档位切换控制的档位检测电路，每一路档位检测电路由一个档位开关K控制，为了区别，将多个档位开关的标号分别定为K1、K2---Kn。
上述电子开关管Q7的一个引脚2通过电阻R2与直流低压电源Vcc连接，电子开关管Q7的另一个引脚3接地，电子开关管Q7的引脚2与电阻R2之间引出档位开关闭合状态的输出信号OUT，电路结构简单，电机控制驱动模块分别检测多路的档位检测电路，看那一路的档位检测电路被激活，即档位开关闭合状态的输出信号OUT为低电平时，电机控制驱动模块控制电机按照对应的档位的转速运行。
上述在稳压管ZD2与档位开关K之间还连接限流电阻R3，有效保护稳压管ZD1和稳压管ZD2等电子器件。
上述的电子开关管Q7是MOS管或者三极管或者可控硅或者IGBT。
图6至图8中的电机控制驱动模块包括电源电路、微处理器MCU和逆变电路，如图8所示，电源电路包括整流电路、DC-DC转换电源电路、电源输入的零线N和火线L作为整流电路的输入端，整流电路的输出端连接DC-DC转换电源电路的输入端，DC-DC转换电源电路的输出端为其它电路供电。
本发明的优点：1、利用BG1整流桥接内部二极管正向导通原理把档位检测电路的双线输入控制改变为单线输入控制，节约线材，即采用交流输入的火线L和零线N的其中之一作为档位检测电路的输入就可以；2、本发明的档位检测电路采用交流输入的火线L和零线N的其中之一就可以，需要单线(火线L或者零线N)都可以正常工作，傻瓜式，避免现有技术中同时需要交流输入的火线L和零线N的接入，回避了现有技术中接错线不运行问题；3、本发明的档位检测电路的输入损耗极低，电子开关管Q7可以是MOS、三极管、可控硅、IGBT等，元器件使用寿命长，开关次数是无数次可以忽略；4、本发明的档位检测电路遇到浪涌电压过高或者过低，瞬间掉电都不会影响正常使用，提高电路可靠性。
本发明的ECM电机档位切换方法,包括开关K、检测开关K状态的档位检测电路和微处理器MCU，零线N或者火线L连接开关K的一接线端，开关K的另一接线端连接档位检测电路的输入端，其特征在于：该方法是利用零线N或者火线L作为单一信号源，零线N或者火线L的交流信号经过档位检测电路和地形成输入回路，直流低压电源Vcc、档位检测电路和地形成输出回路，并从档位检测电路引出输出信号OUT并送到ECM电机的微处理器MCU，由ECM电机的微处理器MCU输出信号控制电机档位的切换。开关K有多个，分别为K1、K2---Kn，其中n是整数，档位检测电路也有多路，每一路的档位检测电路的输入端连接一个开关K后再连接零线N或者火线L，每路档位检测电路的输出信号到微处理器MCU，微处理器MCU根据每路档位检测电路检测到的档位开关闭合状态来选择电机运行在不同转速或者转矩。
举例，假设有5路档位检测电路，开关K有多个，分别为K1、K2、K3、K4、K5；K1一端连接第一路档位检测电路，另一端连接零线N；K2一端连接第二路档位检测电路，另一端连接火线L；K3一端连接第三路档位检测电路，另一端连接火线L；K4一端连接第四路档位检测电路，另一端连接零线N；K5一端连接第五路档位检测电路，另一端连接火线L。微处理器MCU从存储器中调出不同档位转速，例如分为5个档位，第一挡转速为450转/分，对应开关K1闭合；第二挡转速为600转/分，对应开关K2闭合；第三挡转速为750转/分，对应开关K3闭合；第四挡转速为900转/分，对应开关K4闭合；第五挡转速为1100转/分，对应开关K5闭合；每路档位检测电路的输出信号到微处理器MCU，微处理器MCU根据每路档位检测电路检测到的档位开关闭合状态来选择电机运行在不同转速。
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 (3)

1.ECM电机档位切换方法,包括开关K、检测开关K状态的档位检测电路和微处理器MCU，零线N或者火线L连接开关K的一接线端，开关K的另一接线端连接档位检测电路的输入端，其特征在于：该方法是利用零线N或者火线L作为单一信号源，零线N或者火线L的交流信号经过档位检测电路和地形成输入回路，直流低压电源Vcc、档位检测电路和地形成输出回路，并从档位检测电路引出输出信号OUT并送到ECM电机的微处理器MCU，由ECM电机的微处理器MCU输出信号控制电机档位的切换；
上述的档位检测电路包括电子开关管Q7、电阻R1、电容C1、稳压管ZD1和稳压管ZD2，电子开关管Q7是三极管，电子开关管Q7的基极引脚1连接稳压管ZD2的正极端，稳压管ZD2负极端连接档位开关K的一端，档位开关K的另一端连接电源输入的零线N或者火线L，稳压管ZD1的负极端连接稳压管ZD2的正极端，稳压管ZD1的正极端接地，电容C1并联在稳压管ZD1的两端，电阻R1并联在电容C1的两端，当闭合档位开关K时，稳压管ZD2反向击穿导通，稳压管ZD1稳压抑制浪涌电压过高，滤波电容C1储存电能防止瞬间掉电，电阻R1用于停机时释放滤波电容C1储存电能，电子开关管Q7的集电极引脚2和发射极引脚3分别连接在直流低压电源Vcc与地之间，利用滤波电容C1两端的电压驱动电子开关管Q7导通获取档位开关闭合状态的输出信号OUT，电子开关管Q7的集电极引脚2通过电阻R2与直流低压电源Vcc连接，电子开关管Q7的发射极引脚3接地，电子开关管Q7的集电极引脚2与电阻R2之间引出档位开关闭合状态的输出信号OUT。
2.根据权利要求1所述的ECM电机档位切换方法，其特征在于：在稳压管ZD2与档位开关K之间还连接限流电阻R3。
3.根据权利要求1所述的ECM电机档位切换方法，其特征在于：开关K有多个，分别为K1、K2---Kn，其中n是整数，档位检测电路也有多路，每一路的档位检测电路的输入端连接一个开关K后再连接零线N或者火线L，每路档位检测电路的输出信号到微处理器MCU，微处理器MCU根据每路档位检测电路检测到的档位开关闭合状态来选择电机运行在不同转速或者转矩。
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