CN204031026U - 一种ecm电机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种ECM电机，电流传感单元检测若干路档位输入线的信号，该信号是24V低压交流信号或者115V或者230V高压交流信号；当档位输入线输入24V低压交流信号，电源部分的第二交流输入端连接第二电力输入线L，电流传感单元的第二输入端并联起来与公共引线COM连接,24V低压交流信号是通过保护电路输入到档位输入线的，所述的保护电路包括若干个电路保护单元，每个电路保护单元分别连接一路档位输入线，每个电路保护单元至少包括一个二极管，该结构简单，能方便替换PSC电机和市场上以24VAC信号作为档位输入的ECM电机，替换简单、接线方便、成本低，在替换市场上以24VAC信号作为档位输入的ECM电机时，能有效防止各个档位之间出现信号耦合现象而导致空调系统中其他供电部件的误触发，安全可靠性高，具有很强的市场竞争力。

Description

一种ECM电机
技术领域：
本实用新型涉及一种ECM电机。
背景技术：
近几年，随着电器领域竞争日趋激烈，对产品技术要求不断提高，如要求产品节能环保、可控性智能化程度高、开发周期短、噪音小等。作为核心部件——电机，无疑成为解决上述技术问题的关键部件，传统的家用中央空调里面的电机普遍采用单相交流电机PSC，单相交流电机，效率低，比较耗能、噪音也大，可控性智能程度低。
随着电机技术的发展，出现了永磁同步电机，该种电机带有电机控制器，利用电机控制器实现电流的电子换向的目的，所以行业里也有人简称ECM电机(electronically commutated motor)，永磁同步电机具有节能环保、可靠性和可控性都比较高、噪音小、容易实现智能化等特点，可以解决单向交流电机的不足，因此，现有的家用中央空调里面的单向交流电机逐渐被永磁同步电机所取替。但是由于单相交流电机与永磁同步电机的电路接口存在较大差别，电机难以兼容两种不同的电路接口。当用永磁同步电机替换现有家用中央空调里面的单向交流电机时，需要更换电机的电路接口、修改电机电路等，更换不方便，更换成本高。
有鉴于此，目前已经开发出ECM电机可以直接替换原来的PSC电机，而无须改变PSC电机原来应用系统(例如HVAC空调控制系统)的电路结构，安装调试简单，降低开发成本。
但是目前替换单相交流电机的ECM电机还普遍存在如下问题：
1)电机功能单一，不能适用于不同的工作场合，不能替换档位信号为24VAC的ECM电机，而替换PSC电机的ECM电机的档位输入信号时115VAC或者230VAC，两者不兼容；
2)传统直接取代PSC电机的ECM电机，通常在档位输入端串接电流传感器，各个档位间电气相通，在进行取代24V信号控制的ECM电机时，各个档位之间会出现信号耦合的现象，因为空调系统中的其他部件(例如加热丝的控制端)可能与电机某一个档位Tap1输入端连接，当电机另一个档位Tap2接24V有效时，Tap2的24VAC信号会串入Tap1，造成加热丝的误动作，存在安全隐患。
3)取代24VAC档位控制的ECM电机时，电机输入端的电流传感器流经的电机非常小，因为24VAC信号往往取自于一个24VAC变压器，变压器的输入功率有限，因此电机档位取得的电流信号很弱，很难正确判定档位信号是否有效；
4)采用电流互感器及相关电路检测各档位输入线的状态，互感器的体积大，成本高，占据电机控制器的较大空间，使电机控制器散热差；
5)多个电流互感器传感单元嵌入到电机的接线插头里面，安装困难，生产效率低，不利于大规模生产。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一种ECM电机，该ECM电机结构简单，能方便替换PSC电机和市场上以24VAC信号作为档位输入的ECM电机，替换简单、接线方便、成本低，在替换市场上以24VAC信号作为档位输入的ECM电机时，能有效防止各个档位之间出现信号耦合现象而导致空调系统中其他供电部件的误触发，安全可靠性高，具有很强的市场竞争力。
本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。
一种ECM电机，包括电机和电机控制器，电机控制器包括控制盒和安装在控制盒里面的控制线路板，控制线路板上集成有微处理器、逆变电路、档位检测电路和电源部分，电源部分的输出端为各部分电路供电，电源部分的第一交流输入端连接第一电力输入线N，档位检测电路连接若干路档位输入线，档位输入线至少一路被选定处于导通状态，档位检测电路包括若干块电流传感单元，每路档位输入线分别连接一块电流传感单元的第一输入端，电流传感单元的输出端连接微处理器的输入端，微处理器根据检测到的各路档位输入线通电状态信号选择电机的运行参数，并控制电机按选择的运行参数运行，电流传感单元检测若干路档位输入线的信号，该信号是24V低压交流信号或者115V或者230V高压交流信号；
当档位输入线输入115V或者230V高压交流信号，电源部分的第二交流输入端连接第二电力输入线L,电流传感单元的第二输入端并联起来与第二交流输入线(L)连接；
当档位输入线输入24V低压交流信号，电源部分的第二交流输入端连接第二电力输入线L，电流传感单元的第二输入端并联起来与公共引线COM连接,24V低压交流信号是通过保护电路输入到档位输入线的，所述的保护电路包括若干个电路保护单元，每个电路保护单元分别连接一路档位输入线，每个电路保护单元至少包括一个二极管。
上述所述的当档位输入线输入24V低压交流信号，电源部分的第二交流输入端连接第二电力输入线L，电流传感单元的第二输入端并联起来并通过放大电路与公共引线COM连接。
上述所述的放大电路包括第一电容、第六电阻和第七电阻，第一电容和第六电阻并联在一起后与第七电阻串接在一起。
上述所述的每个电路保护单元还包括一个电阻，电阻与二极管串接在一起。
上述所述的每个电路保护单元的电阻阻值不相等以使档位输入线形成不同的通电状态信号，当档位输入线至少两路被选定处于导通状态，微处理器比较档位输入线通电状态信号的大小，并控制电机按通电状态信号最大的档位运行。
上述所述的当档位输入线输入115V或者230V高压交流信号，电流传感单元的第二输入端并联起来后通过连接端子进行跳线短接与第二交流输入线L连接。
上述所述的电流传感单元是霍尔电流传感单元，霍尔电流传感单元的输出端通过放大滤波电路与微处理器连接。
上述所述的若干路档位输入线是指5路，若干块电流传感单元是指5个、若干个电路保护单元是指5个。
上述所述的电源部分包括ECM滤波电路、整流滤波电路和DC-DC变换电路，ECM滤波电路的输入端连接交流输入，ECM滤波电路的输出端与整流滤波电路的输入端连接，整流滤波电路输出母线电压并与DC-DC变换电路连接，DC-DC变换电路输出+15V、+5V，母线电压、+15V、+5V为各部分电路供电。
本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：
1)一种ECM电机，包括电机和电机控制器，电机控制器包括控制盒和安装在控制盒里面的控制线路板，控制线路板上集成有微处理器、逆变电路、档位检测电路和电源部分，电源部分的输出端为各部分电路供电，电源部分的第一交流输入端连接第一电力输入线N，档位检测电路连接若干路档位输入线，档位输入线至少一路被选定处于导通状态，档位检测电路包括若干块电流传感单元，每路档位输入线分别连接一块电流传感单元的第一输入端，电流传感单元的输出端连接微处理器的输入端，微处理器根据检测到的各路档位输入线通电状态信号选择电机的运行参数，并控制电机按选择的运行参数运行，电流传感单元检测若干路档位输入线的信号，该信号是24V低压交流信号或者115V或者230V高压交流信号，当档位输入线输入115V或者230V高压交流信号，电源部分的第二交流输入端连接第二电力输入线L,电流传感单元的第二输入端并联起来与第二交流输入线L连接，当档位输入线输入24V低压交流信号，电源部分的第二交流输入端连接第二电力输入线L，电流传感单元的第二输入端并联起来与公共引线COM连接,24V低压交流信号是通过保护电路输入到档位输入线的，所述的保护电路包括若干个电路保护单元，每个电路保护单元分别连接一路档位输入线，每个电路保护单元至少包括一个二极管，该ECM电机结构简单，能方便替换PSC电机和市场上以24VAC信号作为档位输入的ECM电机，替换简单、接线方便、成本低，在替换市场上以24VAC信号作为档位输入的ECM电机时，能有效防止各个档位之间出现信号耦合现象而导致空调系统中其他供电部件的误触发，安全可靠性高，具有很强的市场竞争力；
2)当档位输入线输入24V低压交流信号，电源部分的第二交流输入端连接第二电力输入线L，电流传感单元的第二输入端并联起来并通过放大电路与公共引线COM连接，使档位输入线取得更强的电流信号，微处理器因此可以正确判定档位信号是否有效，控制更加准确、可靠性更高；
3)每个电路保护单元还包括一个电阻，电阻与二极管串接在一起，每个电路保护单元的电阻阻值不相等以使档位输入线形成不同的通电状态信号，当档位输入线至少两路被选定处于导通状态，微处理器比较档位输入线通电状态信号的大小，并控制电机按通电状态信号最大的档位运行，结构简单，控制可靠，保证高的档位先行运行；
4)电流传感单元的第二输入端并联起来后通过连接端子进行跳线短接与第二交流输入线L连接，结构简单，连接方便、可靠；
5)电流传感单元是霍尔电流传感单元，霍尔电流传感单元的体积小，成本低，并可以有效提高电机控制器的散热性能，霍尔电流传感单元的输出端通过放大滤波电路与微处理器连接，可以有效减少档位检测电路输出端的电流波动，提高微处理器检测的准确性、可靠性高。
附图说明：
图1是实施例一中电机的一个示意图；
图2是实施例一中电机的另一个示意图；
图3是实施例一中的电路原理图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
实施例一：如图1、图2和图3所示，本实用新型是一种ECM电机，包括电机1和电机控制器2，电机控制器2包括控制盒和安装在控制盒里面的控制线路板，控制线路板上集成有微处理器、逆变电路、档位检测电路和电源部分，电源部分包括ECM滤波电路、整流滤波电路和DC-DC变换电路，ECM滤波电路的输入端连接交流输入，ECM滤波电路的输出端与整流滤波电路的输入端连接，整流滤波电路输出母线电压并与DC-DC变换电路连接，DC-DC变换电路输出+15V、+5V，母线电压、+15V、+5V为各部分电路供电，霍尔元件Hall检测电机的转子位置信号并送到微处理器，微处理器通过逆变电路控制电机运行。电源部分的第一交流输入端连接第一电力输入线N，档位检测电路连接5路档位输入线(N1、N2、N3，N4，N5)，档位输入线至少一路被选定处于导通状态，档位检测电路包括5个电流传感单元(HALL1、HALL2、HALL3、HALL4和HALL5)。电流传感单元是霍尔电流传感单元，在市场上都可以找到。每路档位输入线分别连接一块电流传感单元的第一输入端，电流传感单元的输出端连接微处理器的输入端，微处理器根据检测到的各路档位输入线通电状态信号选择电机的运行参数，并控制电机按选择的运行参数运行，电流传感单元检测若干路档位输入线的信号，该信号是24V低压交流信号或者115V或者230V高压交流信号；
当档位输入线输入115V或者230V高压交流信号，电源部分的第二交流输入端连接第二电力输入线L,电流传感单元的第二输入端并联起来与第二交流输入线L连接；
当档位输入线输入24V低压交流信号，电源部分的第二交流输入端连接第二电力输入线L，电流传感单元的第二输入端并联起来与公共引线COM连接,24V低压交流信号是通过保护电路输入到档位输入线的，所述的保护电路包括5个电路保护单元，每个电路保护单元分别连接一路档位输入线，每个电路保护单元至少包括一个二极管。
假设当档位输入线N1被选定处于导通状态，输入24VAC信号，由于二极管正向导通，反向截止的特性，处于导通状态的档位输入线N1不能与没有导通的档位输入线N2或者N3或者N4或者N5配对组成回路而产生信号耦合现象，该连接简单、方便，安全可靠性高。
当档位输入线输入24V低压交流信号，电源部分的第二交流输入端连接第二电力输入线L，电流传感单元的第二输入端并联起来并通过放大电路与公共引线COM连接。所述的放大电路包括第一电容C1、第六电阻C6和第七电阻C7，第一电容C1和第六电阻C6并联在一起后与第七电阻C7串接在一起。放大电路可以使档位输入线取得更强的电流信号，微处理器因此可以正确判定档位信号是否有效，控制更加准确、可靠性更高。
每个电路保护单元还包括一个电阻，电阻与二极管串接在一起。第一个电路保护单元包括二极管D1和电阻R1，第二个电路保护单元包括二极管D2和电阻R2，第三个电路保护单元包括二极管D3和电阻R3，第四个电路保护单元包括二极管D4和电阻R4，第五个电路保护单元包括二极管D5和电阻R5。
电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5的阻值全部不相等，可以使档位输入线形成不同的通电状态信号，当档位输入线至少两路被选定处于导通状态，微处理器比较档位输入线通电状态信号的大小，并控制电机按通电状态信号最大的档位运行。
假设电阻R1的阻值小于电阻R2的阻值，当档位输入线N1和档位输入线N2同时导通时，由于输入的都是24VAC信号，根据I＝U/R，在电压相等的同一条件下，电阻阻值越小，电流值越大，因此电阻值较小的档位输入线N1产生的电流值更大，微处理器根据比较档位输入线N1和档位输入线N2通电状态信号的大小，由于档位输入线N1产生的电流值更大，因此微处理器控制电机按档位输入线N1的档位运行。其他通电状态下的工作原理与此类似，在此不一一赘述。
当档位输入线输入115V或者230V高压交流信号，电流传感单元的第二输入端并联起来后通过连接端子3进行跳线短接(RM1、RM2)与第二交流输入线L连接。电机控制器上还伸出一对通信连接端子4、一对转向设置端子5和一对倍压转换端子6，可以通过连接端子3对转向设置端子5进行跳线短接实现电机正转或者反转运行，可以通过连接端子3对倍压转换端子6进行跳线短接使电机处于一倍压或者二倍压的运行状态，可以通过通信连接端子4对外建立通信连接。
所述的保护电路设置在接插件7上，当档位输入线输入24V低压交流信号，设置有保护电路的接插件7通过对插的形式与档位输入线连接在一起。
霍尔电流传感单元的输出端通过放大滤波电路与微处理器连接，可以有效减少档位检测电路输出端的电流波动，提高微处理器检测的准确性、可靠性高。
若干路档位输入线可以是5路档位输入线(N1、N2、N3，N4，N5)，也可以只是3路档位输入线(N1、N2、N3)。
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 (9)

1.一种ECM电机，包括电机和电机控制器，电机控制器包括控制盒和安装在控制盒里面的控制线路板，控制线路板上集成有微处理器、逆变电路、档位检测电路和电源部分，电源部分的输出端为各部分电路供电，电源部分的第一交流输入端连接第一电力输入线(N)，档位检测电路连接若干路档位输入线，档位输入线至少一路被选定处于导通状态，档位检测电路包括若干块电流传感单元，每路档位输入线分别连接一块电流传感单元的第一输入端，电流传感单元的输出端连接微处理器的输入端，微处理器根据检测到的各路档位输入线通电状态信号选择电机的运行参数，并控制电机按选择的运行参数运行，其特征在于：电流传感单元检测若干路档位输入线的信号，该信号是24V低压交流信号或者115V或者230V高压交流信号；
当档位输入线输入115V或者230V高压交流信号，电源部分的第二交流输入端连接第二电力输入线(L),电流传感单元的第二输入端并联起来与第二交流输入线(L)连接；
当档位输入线输入24V低压交流信号，电源部分的第二交流输入端连接第二电力输入线(L)，电流传感单元的第二输入端并联起来与公共引线(COM)连接,24V低压交流信号是通过保护电路输入到档位输入线的，所述的保护电路包括若干个电路保护单元，每个电路保护单元分别连接一路档位输入线，每个电路保护单元至少包括一个二极管。
2.根据权利要求1所述的一种ECM电机，其特征在于：当档位输入线输入24V低压交流信号，电源部分的第二交流输入端连接第二电力输入线(L)，电流传感单元的第二输入端并联起来并通过放大电路与公共引线(COM)连接。
3.根据权利要求2所述的一种ECM电机，其特征在于：所述的放大电路包括第一电容、第六电阻和第七电阻，第一电容和第六电阻并联在一起后与第七电阻串接在一起。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种ECM电机，其特征在于：每个电路保护单元还包括一个电阻，电阻与二极管串接在一起。
5.根据权利要求4所述的一种ECM电机，其特征在于：每个电路保护单元的电阻阻值不相等以使档位输入线形成不同的通电状态信号，当档位输入线至少两路被选定处于导通状态，微处理器比较档位输入线通电状态信号的大小，并控制电机按通电状态信号最大的档位运行。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种ECM电机，其特征在于：当档位输入线输入115V或者230V高压交流信号，电流传感单元的第二输入端并联起来后通过连接端子进行跳线短接与第二交流输入线(L)连接。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种ECM电机，其特征在于：所述的电流传感单元是霍尔电流传感单元，霍尔电流传感单元的输出端通过放大滤波电路与微处理器连接。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种ECM电机，其特征在于：若干路档位输入线是指5路，若干块电流传感单元是指5个、若干个电路保护单元是指5个。
9.根据权利要求4所述的一种ECM电机，其特征在于：所述的电源部分包括ECM滤波电路、整流滤波电路和DC-DC变换电路，ECM滤波电路的输入端连接交流输入，ECM滤波电路的输出端与整流滤波电路的输入端连接，整流滤波电路输出母线电压并与DC-DC变换电路连接，DC-DC变换电路输出+15V、+5V，母线电压、+15V、+5V为各部分电路供电。
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