CN1502918A - 逆变流空气调节器的逆变流电机的控制电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种逆变流空气调节器的逆变流电机的控制电路及方法，在包括输入交流电源并把输入的交流电源整流和平滑处理而将其转换成直流电源的变流器；把变流器输出的直流电源转换成交流电源输出给三相压缩机电机且在发生异常动作时产生故障信号的逆变器；在变流器出现异常动作时产生故障信号的IGBT驱动器构成的逆变流空气调节器中，设包括异常电压输入时IGBT驱动器和逆变器产生故障信号的第1步骤；判断规定时间内是否产生规定次数以上故障信号的第2步骤；规定时间段内根据第2步骤判断控制三相压缩机电机运行和停止的第3步骤；空气调节器根据逆变流电机控制电路内元件在出现异常时向微机输出故障信号后，由微机控制空气调节器停止运行，使用安全。

Description

逆变流空气调节器的逆变流电机的控制电路及方法

技术领域

本发明涉及一种空调设备的控制方法，尤其涉及一种能够根据功率元件是否出现异常，而控制逆变流空气调节器是否驱动的逆变流空气调节器的逆变流电机的控制电路及方法。

背景技术

如图1所示，现有逆变流空气调节器的逆变流电机控制电路包括对从外部输入空气调节器内的交流电源1进行整流的整流电路2；利用整流电路2的输出产生将在后面予以说明的逆变器部所需要的直流电压的变流器8、对随着变流器8内部的功率元件(IGBT)的动作控制而产生的电压和电流的功率因子进行补偿的功率因子补偿电路10而构成，功率因子为功率与电压或电流的倍数的比例，一般以百分比形式出现。

变流器8由连接在整流电路2输出端的电抗器(reactor)R；为防止逆电流而连接在上述电抗器R输出端的二极管D；对为使包含在电抗器R输出信号中的高频噪音信号和输出电压能够主动变化而进行开关(switching)动作的功率元件(IGBT)所产生的较高的DC电压进行平滑整理的平滑用电容器C构成。

另外，逆变器部9包括把在变流器10中被升压的DC电压输入从而产生三相电压将其驱动的三相压缩机电机7构成。此外，微机(micro-computer)11能够根据由微机11所具备的PWM输出端口产生的信号来控制三压缩机电机7使其运行，即通过变流器8和逆变器9检测出的电压值，即把Dclink电压进行分配后的电压和经电波整流后的电压、分流(shunt)电阻(RS2)两端的电压被输入到功率因子补偿电路10。另一方面，通过变流器8而输入逆变器9的Dclink电压被输入微机11，接收到上述信号的微机11为使上述DClink电压能够保持稳定而将PWM信号传送给IGBT驱动电路，因此功率元件(IGBT)被控制成为PWM(Pulse Wide Modulation)：脉冲幅度调制。

此外，逆变器9包括为能够根据开关控制信号而驱动三相压缩机电机7而在上位和下位分别设置了3个的功率调节元件(P1～P6)。当上述逆变器9所具备的功率调节元件(P1～P6)出现异常时会产生故障(fault)信号，该故障信号会传送给微机11上的故障信号感知端口F0。微机11感知到由于上述功率调节元件(P1～P6)的异常而有破损危险时才产生的上述故障信号后能够控制三相压缩机电机7使其停止运行。

在上述动作中，微机在感知到随着功率调节元件上有异常电压输入而产生的故障信号后会使三相压缩机电机停止(off)，之后马上又会使其再启动，这样会使逆变流空气调节器产生异常动作，缩短使用寿命。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述缺点，本发明提供一种逆变流空气调节器的逆变流电机的控制电路及方法(Acircuit and method for inverter-motorcontrol of air conditioner)，在逆变流空气调节器的逆变流电机的控制电路内产生故障信号时能够控制逆变流空气调节器使其停止运行。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明逆变流空气调节器的逆变流电机的控制电路，其包括把输入的交流电源进行整流和平滑处理且将其转换成直流电源的变流器；把从该变流器部输出的直流电源转换成交流电源输出给三相压缩机电机，且在发生异常动作时产生故障信号的逆变器；在变流器出现异常动作时产生故障信号的IGBT驱动器；根据变流器或逆变器中产生故障信号的次数来控制三相压缩机电机的动作的微机。

前述的逆变流空气调节器的逆变流电机的控制电路，其中IGBT驱动器以包括将输入到变流器的电压与基准电压进行比较从而产生故障信号的发生部、控制变流器部内的开关元件的开关动作的驱动部。

本发明前述的逆变流空气调节器的逆变流电机的控制电路的方法，其是在包括有交流电源输入并且通过把该输入的交流电源进行整流和平滑处理而将其转换成直流电源的变流器；把从变流器输出的直流电源转换成交流电源输出给三相压缩机电机且在发生异常动作时产生故障信号的逆变器；在变流器出现异常动作时产生故障信号的IGBT驱动器而构成的逆变流空气调节器中，设有包括有异常电压输入时IGBT驱动器和逆变器产生故障信号的第1步骤；对规定时间内是否产生了规定次数以上的故障信号进行判断的第2步骤；在规定时间段内根据第2步骤的判断对三相压缩机电机的运行和停止进行控制的第3步骤。

前述的逆变流空气调节器的逆变流电机的控制电路的方法，其中该方法还包括对三相逆变流电机的运行频率进行判断的步骤，且在处于规定频率以下的情况对第2步骤和第3步骤进行控制的步骤。

本发明的有益效果是，在逆变流空气调节器运行的过程中，作为逆变流电机电路内的组成部分的功率元件出现异常，并且微机感知到了由此而产生的故障信号时，微机就会控制逆变流空气调节器使其立刻停止运行，使用本发明，空气调节器的驱动就可以根据逆变流电机的控制电路内的以开关(switching)方式动作的功率元件或功率调节元件在出现异常动作的情况而向微机输出故障(fault)信号，收到上述信号的微机会控制逆变流空气调节器使其停止运行，由于产品可以在出现异常动作之前预先自动停止，因而使用安全，可最大限度地提高使用者对产品的满意程度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为现有逆变流空气调节器的逆变流电机控制电路示意图。

图2为本发明的逆变流空气调节器的逆变流电机控制电路示意图。

图3为在控制本发明的逆变流空气调节器的逆变流电机的过程中用于产生故障(fault)信号的IGBT驱动器的控制电路示意图。

图4为本发明的为使逆变流空气调节器驱动而通过逆变流电机的控制电路控制逆变流空气调节器动作的控制流程示意图。

图中标号说明

现有技术部分：1交流电源、2整流电路、7三相压缩机电机、8变流器、9逆变器、10功率因子补偿电路、11微机(micro-computer)R电抗器(reactor)、D二极管、P1～P6功率调节元件；

本发明部分：10交流电源、15整流电路、20变流器部(converter)、25逆变器部(inverter)、30三相逆变流压缩机电机、50微机(micro-computer)、55功率因子补偿IC、60IGBT驱动器(driver)IC、R电抗器(reactor)、D和D1二极管、C和Cdesat电容器、IGBT：功率元件、P1～P6功率调节元件。

具体实施方式

如图2所示，本发明的逆变流空气调节器的逆变流电机控制电路包括把输入的交流电源10转换成直流电源的变流器部20；把经转换的直流电源再转换成交流电源输出给三相压缩机电机30的逆变器25；当上述变流器内的功率元件和逆变器内的功率调节元件出现异常时产生故障信号的IGBT驱动器60；对随着上述变流器部内部的功率元件的动作控制而产生的电压和电流的功率因子进行补偿的功率因子补偿电路55；控制逆变流空气调节器使其驱动，并且根据上述故障信号的发生情况控制空气调节器驱动与否的微机50而构成。

首先，将交流电源10输入到整流电路15上，该整流电路15对输入的交流电源进行第1遍整流。经整流电路15整流过的电压输出给变流器20，输入到变流器20的电压被传送到逆变器25上，传送到该逆变器25上的电压被转换成交流，并且在逆变器25内的功率调节元件(P1～P6)的开关动作的作用下三相逆变流电机被驱动。

在这里微机50是通过微机50上的PWM输出端口向逆变器驱动电路65输出PWM控制信号，接收到上述信号的逆变器驱动电路65控制功率调节元件(P1～P6)执行开关动作，并通过此时的开关动作驱动三相压缩机电机30。

在上述过程中，IGBT驱动器60根据变流器20内的功率元件(IGBT)的输入电压来控制功率元件(IGBT)出口(GATE)电压的接通(TURN ON)和断开(TURN OFF)，如果分流电阻感知到输入到上述功率元件(IGBT)上的电压过流(over current)和短路(short current)状态，那么通过相应的动作控制会产生故障(fault)信号。

另外，当逆变器25的功率调节元件(P1～P6)也处于如上所述的条件下时，同样会产生故障(fault)信号，即功率调节元件在进行开关动作中，如果电压发生异常时起作用的分流电阻感知到使上述开关动作实现的电压所对应的电流值为异常电流时，那么就会输出故障信号。

因此，如果微机50感知到由上述变流器20或逆变器25发出的故障信号，那么它会使功率因子补偿电路的接通/断开(on-off)端子变成断开(off)状态从而切断功率因子补偿电路55，与此同时使微机50上PWM输出端口上的逆变器驱动信号U、V、W、X、Y、Z以断开(off)信号输出给逆变器驱动电路65，从而使动作过程停止下来，结果是通过上述控制过程IGBT元件断开(TURN OFF)。

参阅图3所示，为在控制本发明的逆变流空气调节器的逆变流电机的过程中用来产生故障(fault)信号的IGBT驱动器的控制电路。图中所示的IGBT驱动器60与功率元件(IGBT)和二极管D1连接，并且在它们中间又连接着电容器C desat，该IGBT驱动器60包括两个比较器(COMP1、COMP2)。

上述IGBT驱动器能够感知由变流器20内的IGBT元件输出的电压，如果上述比较器1(COMP1)或比较器2(COMP2)判断出它们所感知到的电压达到了根据功率元件(IGBT)的异常动作所测定的各个规定电压，那么它就会向微机50发出故障信号，即如果IGBT元件短路(Short)，那么通过电容器(C desat)、二极管D1感知到的电压会升高，并且如果此电压在短时间内在比较器1(COMP1)上上升到6.5V以上，或在比比较器1(COMP1)上的时间稍微长的时间内在比较器2(COMP2)上上升到4.5V以上，那么就会进行把故障信号向微机50输出的动作。

由此，上述信号被传送到微机50的故障信号感知端口F0上，收到上述信号的微机50会控制PWM输出端口上的输出信号U、V、W、X、Y、Z以断开(off)信号输出给逆变器驱动电路65，这样，接收到断开(off)信号的上述逆变器驱动电路65就会控制三相逆变流电机使其停止动作。

参阅图4所示，其为本发明为使逆变流空气调节器正常运行而通过逆变流电机的控制电路控制逆变流空气调节器的动作的控制流程，其中，IGBT驱动器60根据变流器20内的功率元件(IGBT)的输入电压控制功率元件(IGBT)的出口(GATE)电压使其接通(TURN ON)或断开(TURN OFF)，当在上述过程中功率元件(IGBT)处于过流(over current)和短路(short current)状态时，它会进行相应动作以产生故障信号。此外，当逆变器25的功率调节元件(P1～P6)也处于与上所述条件相同的情况时，同样会有故障信号产生(第200步骤)。

随之要对微机50上的故障信号感知端口F0是否感知到上述故障信号进行判断(第210步骤)。

如果判断的结果是在上述第210步骤中通过微机50的故障信号感知端口F0感知到了故障信号，那么就要对故障信号的运行频率进行判断(第220步骤)。

若根据上述微机50的判断故障信号的运行频率为数HZ以下，则让三相逆变流压缩机低速运行，与此同时，对逆变流电机控制电路中的微机50上的故障信号感知端口F0感知到故障信号的次数是否超过3次进行判断(第230步骤)。

如果微机50在规定时间内感知到故障信号的次数超过3次，那么在功率元件由于过电流、过电压、低电压等原因而破损之前，为了防止这种现象的发生，要使压缩机停止运行(第240步骤)，并且产生与上述压缩机停止运行相关的误码(error code)(第250步骤)。

但是当在上述第230步骤中对于故障信号的感知次数不满3次时，则微机50上的故障信号感知端口F0持续感知状态，并且在数小时内继续运行(第260步骤)。

在上述第260步骤中的数小时过去之后，在空气调节器运行的过程中对感知到故障信号的次数是否超过2次进行判断(第270步骤)。

如果根据上述判断，在空气调节器运行的过程中没有再感知到故障信号，那么就把在上述第230步骤中感知到的1～2次的故障信号看作噪音信号而予以忽略，并且把存储在微机50内的故障信号感知次数清除(clear)以实现初始化(第280步骤)，这样可以防止不必要地产生误码(error code)。

在上述微机50的控制下空气调节器的压缩机会持续保持正常运行(第290步骤)。

另一方面，如果在第230步骤中，在逆变流空气调节器运行期间在规定时间内感知到故障信号的次数超过了2次，则把感知到的信号判定为故障信号，从而要控制逆变流空气调节器使其停止运行。

如上所述，本发明的技术原理是对随着设置在逆变流电机控制电路内的、进行开关动作的功率元件或功率调节元件的异常动作而产生的故障信号进行感知，感知到上述信号的微机控制逆变流空气调节器使其停止运行。

此外，本发明的又一技术原理是当通过微机上的故障信号感知端口感知到故障信号的次数比已设定的故障信号感知次数少时，把这种故障信号判定为噪音信号，从而把存储在微机内的故障信号感知次数清除，由此防止不必要地产生误码。

本发明所主张的权利并不限定于上面所说明的示例，而是根据申请范围中的内容予以定义，对于那些掌握了本发明的领域内的基本知识的人来说，在申请范围中所描述的权利范围内是有可能做出多种变形处理和改造的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1、一种逆变流空气调节器的逆变流电机的控制电路，其特征在于，其包括把输入的交流电源进行整流和平滑处理且将其转换成直流电源的变流器；把从该变流器输出的直流电源转换成交流电源输出给三相压缩机电机，且在发生异常动作时产生故障信号的逆变器；在变流器出现异常动作时产生故障信号的IGBT驱动器；根据变流器或逆变器中产生故障信号的次数来控制三相压缩机电机的动作的微机。

2、根据权利要求1所述的逆变流空气调节器的逆变流电机的控制电路，其特征在于，所述IGBT驱动器以包括将输入到变流器的电压与基准电压进行比较从而产生故障信号的发生部、控制变流器部内的开关元件的开关动作的驱动部。

3、一种如权利要求1所述的逆变流空气调节器的逆变流电机的控制电路的方法，其特征在于，该方法是在包括有交流电源输入并且通过把该输入的交流电源进行整流和平滑处理而将其转换成直流电源的变流器；把从变流器输出的直流电源转换成交流电源输出给三相压缩机电机且在发生异常动作时产生故障信号的逆变器；在变流器出现异常动作时产生故障信号的IGBT驱动器而构成的逆变流空气调节器中，设有包括有异常电压输入时IGBT驱动器和逆变器产生故障信号的第1步骤；对规定时间内是否产生了规定次数以上的故障信号进行判断的第2步骤；在规定时间段内根据第2步骤的判断对三相压缩机电机的运行和停止进行控制的第3步骤。

4、根据权利要求3所述的逆变流空气调节器的逆变流电机的控制电路的方法，其特征在于，该方法还包括对三相逆变流电机的运行频率进行判断的步骤，且在处于规定频率以下的情况对第2步骤和第3步骤进行控制的步骤。

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