CN201830199U - 直流变频环保空调 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种直流变频环保空调，包括制冷系统和控制系统，所述控制系统中的驱动电机(5)为三相电机；市电接入端与所述电机(5)之间依次设置用于将交流电转换为直流电的整流电路(1)、用于实现直流电的滤波平滑及储能作用的滤波电路(3)、以及用于完成直流电向交流电转换而实现调频调压的逆变电路(4)，其中所述逆变器(4)还连接微处理器电路(6)的驱动信号端。该直流变频环保空调调速方便，节能效果较好。
Description
技术领域
本实用新型涉及空气调节器的变频调速领域，尤其涉及一种直流变频环保空调。
背景技术
环保空调也叫水冷空调或冷风机，其通过水帘降低空气温度以达到降温目的。这种环保空调之制冷系统中的制冷剂为水，控制系统中的电机多为定频(即50Hz)单速交流异步电机。为了实现节能、环保的目的，变频调速技术在环保空调中也得到广泛的应用。但受制于异步电机特性，这种环保空调的电机转速调节颇为不便，调节范围有限，最终使得节能效果不够理想。有鉴于此，有必要设计一种节能效果更好的直流变频环保空调。
实用新型内容
针对现有技术的缺陷，本实用新型目的在于提供一种直流变频环保空调，可以大幅度提高节能效果。
为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是，一种直流变频环保空调，包括制冷系统和控制系统，所述控制系统中的驱动电机(5)为三相电机；市电接入端与所述电机(5)之间依次设置用于将交流电转换为直流电的整流电路(1)、用于实现直流电的滤波平滑及储能作用的滤波电路(3)、以及用于完成直流电向交流电转换而实现调频调压的逆变电路(4)，其中所述逆变器(4)还连接微处理器电路(6)的驱动信号端。
较优地，所述整流电路(1)和所述滤波电路(3)之间设置有用于实现减少电网谐波含量并提高功率因数的功率因素校正电路(2)；所述功率因素校正电路(2)还连接所述微处理器电路(6)的功率因素校正端。
较优地，所述微处理器电路(6)为单片机或专用集成芯片；或者，所述微处理器电路(6)由数字信号处理器及外围电路组成。
较优地，所述逆变电路(4)为智能功率模块，或者由多个半导体功率器件与驱动芯片组成。
较优地，所述整流电路(1)包括整流二极管或桥堆，且还设置有必要干扰滤除电路。
较优地，所述功率因数校正电路(2)包括功率半导体器件及控制芯片。
较优地，所述滤波电路(3)包括电解电容。
较优地，还包括人机接口电路(7)，连接所述微处理器电路(6)的输入端。
较优地，所述人机接口电路(7)包括控制开关、按键、遥控器以及显示电路。
较优地，所述电机(5)为三相永磁同步电机或三相直流无刷电机。
与现有技术相比，本实用新型采用三相电机，同时运用变频调速技术，可实现最大化的节能效果。空调运行时，电机转速越低，能耗越少；且转速连续可调，提高舒适度。特别地，采用三相永磁电机或直流电机时，同样风量或转速仅需更低功率的电机即可实现，节能效果更为明显。
附图说明
图1是本实用新型直流变频环保空调一较优实施例的组成图，其中示出电机及其控制装置，而略去制冷系统与控制系统的其它部分；
图2是图1中逆变电路与微处理器电路的一个实例。
具体实施方式
本实用新型可解决现有空调的技术缺点，其通过应用微电脑和功率半导体技术，可实现大幅度节能、并提高舒适度之目的。它的基本构思是，将空调电机更换为三相电机，以达到更好的节能效果。
这种直流变频环保空调一般采用永磁电机变频，其电机可为三相永磁同步电机、三相直流无刷电机等，俗称为直流变频。
为更进一步理解本实用新型的基本原理及结构，下面结合附图和实施例对本实用新型进行描述。
参见图1，示出本实用新型直流变频环保空调一较优实施例的电机控制装置组成，包括整流电路1、功率因数校正电路(PFC)2、滤波电路3、逆变电路4、微处理器电路6、人机接口电路(包括人机界面)7等部分，其中：整流电路1、滤波电路3、逆变电路4依次设置在市电接入端与电机5之间；功率因数校正电路2设置于整流电路1与滤波电路3之间；微处理器电路6的驱动信号端连接逆变电路4、功率因素校正端连接功率因素校正电路2、输入端连接人机接口电路7，以便分别与其进行相关数据交互。
以下对各部分电路的组成及功能进行简要说明。
整流电路1由整流二极管或桥堆组成，包括必要干扰滤除电路，其主要功能是把交流电转换为直流。
功率因数校正电路2为可选部件，具体由功率半导体器件及控制芯片组成，作用是使输入电流接近正弦波，减少电网谐波含量，实现提高功率因数的目的。
滤波电路3主要由电解电容等元件组成，完成直流电的滤波平滑以及储能作用。
逆变电路4由功率半导体及驱动电路组成，可以是单个的功率器件如MOSFET(MetalOxide Semicoductor Field Effect Transistor，即金属氧化物半导体场效应管)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，即绝缘栅双极型晶体管)等与驱动芯片组成，也可以是智能功率模块。该逆变电路4的主要功能是，完成直流电向三相交流电的转换，实现调频调压目的。
微处理器电路6由单片机或专用集成芯片，或由数字信号处理器及外围电路组成，根据人机接口电路7发来的命令，发出对应的指令信号，控制功率因数校正电路2和逆变电路4工作，并根据电路反馈信息，进行必要的电路保护和故障处理。
人机接口电路7主要由控制开关、按键、遥控器以及显示电路组成，人通过按键或遥控器对电机5进行控制操作，显示电路显示电机5工作状态及故障信息。
由于现有空调电机普遍采用交流异步电机，效率低能耗高、噪音大，，节能效果不理想。而本实用新型中采用三相电机，通过运用变频调速技术，可实现最大化的节能效果：其转速越低，能耗越少，并且转速连续可调。而如果电机采用三相永磁电机，则同样风量或转速，仅需更低功率的电机即可实现，节能效果更为明显。
需说明的是，本实用新型中最重要的部分是逆变电路4和微处理器电路6，这两个部分相互配合，最终完成空调电机的变频调速目的，以下以一电路实例进行说明。
参见图2，为逆变电路与微处理器电路的实例，其工作方式为：市电经过整流电路1变为直流电，通过电解电容滤波后，接入逆变电路4的直流电源41的两端。而微处理器电路6的微处理器(MCU/DSP)61根据人机接口电路7的设定信号，对空调控制系统中的电机5进行控制。
开机时，微处理器61根据设定的风速产生相应的6路脉冲宽度调制信号，即驱动信号PWM1～PWM6；通过功率管驱动芯片42驱动6个功率管(MOSFET或IGBT)S1～S6；这些功率管的交替导通和关断，产生三相调制波形，输出电压可调、频率可变的三相交流电，输出到电机5的U、V、W接线端，从而实现电机5的无级变频调速。
本实用新型应用微电脑控制技术、电力半导体技术，属于自动化控制技术领域，其关键点是变频调速技术和三相永磁电机在空调中的应用，而节能是其最为突出的特点。该直流变频环保空调的电机为三相电机，具体可以是三相永磁同步电机、三相直流无刷电机等，其节能效果较好。
此外，根据实际使用情况，还可以给电机安装位置传感器，如霍尔传感器、光电编码器等，其目的是方便检测电机的转子位置信息，以便更好地调节电机的转速。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种直流变频环保空调，包括制冷系统和控制系统，其特征在于，所述控制系统中的驱动电机(5)为三相电机；市电接入端与所述电机(5)之间依次设置用于将交流电转换为直流电的整流电路(1)、用于实现直流电的滤波平滑及储能作用的滤波电路(3)、以及用于完成直流电向交流电转换而实现调频调压的逆变电路(4)，其中所述逆变器(4)还连接微处理器电路(6)的驱动信号端。
2.如权利要求1所述的直流变频环保空调，其特征在于，所述整流电路(1)和所述滤波电路(3)之间设置有用于实现减少电网谐波含量并提高功率因数的功率因素校正电路(2)；所述功率因素校正电路(2)还连接所述微处理器电路(6)的功率因素校正端。
3.如权利要求1所述的直流变频环保空调，其特征在于，所述微处理器电路(6)为单片机或专用集成芯片；或者，所述微处理器电路(6)由数字信号处理器及外围电路组成。
4.如权利要求1所述的直流变频环保空调，其特征在于，所述逆变电路(4)为智能功率模块，或者由多个半导体功率器件与驱动芯片组成。
5.如权利要求1所述的直流变频环保空调，其特征在于，所述整流电路(1)包括整流二极管或桥堆，且还设置有必要干扰滤除电路。
6.如权利要求2所述的直流变频环保空调，其特征在于，所述功率因数校正电路(2)包括功率半导体器件及控制芯片。
7.如权利要求1所述的直流变频环保空调，其特征在于，所述滤波电路(3)包括电解电容。
8.如权利要求1所述的直流变频环保空调，其特征在于，还包括人机接口电路(7)，连接所述微处理器电路(6)的输入端。
9.如权利要求8所述的直流变频环保空调，其特征在于，所述人机接 口电路(7)包括控制开关、按键、遥控器以及显示电路。
10.如权利要求1～9任一项所述的直流变频环保空调，其特征在于，所述电机(5)为三相永磁同步电机或三相直流无刷电机。
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|---|---|---|---|---|
| CN104716824A (zh) * | 2013-12-12 | 2015-06-17 | 珠海格力电器股份有限公司 | 控制主板及电器设备 |
| CN110429898A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-08 | 海信（山东）空调有限公司 | 一种变频设备的控制方法、装置及变频设备 |
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