CN204202026U - 一种风机电机及其应用的空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风机电机及其应用的空调系统，包括电机控制器和电机单体,电机控制线路板设置有5个连接端口用于与空调系统控制线路板连接，这5个连接端口分别是：一个与地连接接地端GND、一个风量设定输入端口TXD、一个直流母线电压输入端口VDC、一个低压直流电源输入端口VCC和电机反馈端口RXD，空调系统控制线路板通过端口TXD向风机电机输入设定信号，微处理器根据设定信号计算出设定风量，风机电机作为检测风量的元件，当检测风量低于设定风量时，判断为空气过滤网堵塞并通过端口RXD输出报警信号到空调系统控制线路板，它开发周期短，投资少，改动少，大大方便用户，进一步完善空调系统的功能。

Description

一种风机电机及其应用的空调系统

技术领域：

本实用新型涉及一种风机电机及其应用的空调系统。

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，直流电机逐渐取代交流电机，直流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)或者叫直流无刷电机(BLDC MOTOR)，它具有节能环保、可靠性和可控性都比较高、噪音小、容易实现智能化等特点，可以解决单相交流电机的不足，因此，现有的空调里面的单相交流电机逐渐被直流无刷电机或者ECM电机所取替。

中国国内或者亚洲其它国家空调，其直流电机控制板跟空调主板连接，设置有5路的连接信号，分别为：GND端口、VDC端口、VCC端口、VSP端口、FG端口，这种接口基本成为标准的接口，空调主板通过输出VSP电压端口向直流电机控制板输入目标转速，电机通过FG端口反馈电机实际速度，实现直流电机的转速闭环控制，进入恒转速状态。当空调的进、出风口过滤网或风道被堵塞时，因为是恒转速控制，空调的出风口风量会下降，影响空调制冷或制热效果。这是空调系统不期望的，为此，在传统BLDC电机上实现恒风量或风量监控/报警功能是必要的。

现有的解决方案：有的在出风口或者风道内加装风压计来判断风量的大小，有的安装风量计来测算风量，但是这样都需要增加格外的硬件，安装布线麻烦，增加额外的成本。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种风机电机及其应用的空调系统，利用风机电机作为检测风量的元件能准确判断为空气过滤网堵塞并输出信号报警，在不改变原有空调系统与风机电机的接口情况下实现该技术的推广应用，开发周期短，投资少，改动少，大大方便用户，进一步完善空调系统的功能。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种风机电机，包括电机控制器和电机单体,所述的电机单体包括定子组件、转子组件和机壳组件，定子组件安装在机壳组件上，定子组件和转子组件磁耦合，电机控制器包括电机控制线路板，电机控制线路板布局有微处理器、逆变电路，微处理器控制逆变电路，逆变电路控制定子组件的各相线圈绕组的电流，电机控制线路板设置有5个连接端口用于与空调系统控制线路板连接，这5个连接端口分别是：一个与地连接接地端GND、一个风量设定输入端口TXD、一个直流母线电压输入端口VDC、一个低压直流电源输入端口VCC和电机反馈端口RXD，空调系统控制线路板通过端口TXD向风机电机输入设定信号，微处理器根据设定信号计算出设定风量，风机电机作为检测风量的元件，当检测风量低于设定风量时，判断为空气过滤网堵塞并通过端口RXD输出报警信号到空调系统控制线路板。

上述所述的电机控制线路板上设置报警电路，当检测风量低于设定风量时，微处理器输出信号到报警电路触发报警。

上述所述的风机电机是恒风量控制的永磁直流无刷电机，根据端口TXD向风机电机输入设定风量进行恒风量控制。

上述所述的端口TXD和端口RXD是一对半双工串口通信接口。

上述所述的电机单体安装有检测转子位置的霍尔传感器，霍尔传感器检测转子位置信号并输入到微处理器。

一种空调系统，包括机壳、压缩机、热交换器、空调系统控制线路板、风机电机、风轮和空气过滤网，机壳上设置进风口、出风口、风道，空气过滤网安装在风道上，风机电机带动风轮转动使空气从进风口进入风道并经过空气过滤网，然后从出风口输出，风机电机包括电机控制器和电机单体,所述的电机单体包括定子组件、转子组件和机壳组件，定子组件安装在机壳组件上，定子组件和转子组件磁耦合，电机控制器包括电机控制线路板，电机控制线路板布局有微处理器、逆变电路，微处理器控制逆变电路，逆变电路控制定子组件的各相线圈绕组的电流，电机控制线路板与空调系统控制线路板通过5个连接端口连接，这5个连接端口分别是：一个与地连接接地端GND、一个风量设定输入端口TXD、一个直流母线电压输入端口VDC、一个低压直流电源输入端口VCC和电机反馈端口RXD，空调系统控制线路板通过端口TXD向风机电机输入设定信号，微处理器根据设定信号计算出设定风量，风机电机作为检测风量的元件，当检测风量低于设定风量时，判断为空气过滤网堵塞并通过端口RXD输出报警信号到空调系统控制线路板。

上述所述的空调系统是分体机空调，或者是柜机空调，或者是窗机空调，或者是多联机空调，或者是风管机空调，或者是商用盘管机空调，或者是天井机空调。

上述所述的空调系统控制线路板上设置报警电路，报警电路是声音报警电路或者光电报警电路。

上述所述的报警电路由端口RXD输出报警信号触发，端口RXD反馈脉冲或者电平信号到空调系统控制线路板。

上述所述的空调系统控制线路板上设置报警电路包括空调系统原有的液晶显示器，空调系统控制线路板收到端口RXD输出报警信号后再输出输出信号到液晶显示器，利用文字或图案来提示空气过滤网堵塞。

本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：

1)利用风机电机作为检测风量的元件能准确判断为空气过滤网堵塞并输出信号报警，在不改变原有空调系统与风机电机的接口情况下实现该技术的推广应用，电机控制线路板设置有5个连接端口用于与空调系统控制线路板连接，这5个连接端口分别是：一个与地连接接地端GND、一个风量设定输入端口TXD、一个直流母线电压输入端口VDC、一个低压直流电源输入端口VCC和电机反馈端口RXD，空调系统控制线路板通过端口TXD向风机电机输入设定信号，微处理器根据设定信号计算出设定风量，这样一来，开发周期短，投资少，改动少，大大方便用户，进一步完善风机电机的功能；

2)电机控制线路板上设置报警电路，当检测风量低于设定风量时，微处理器输出信号到报警电路触发报警，无须改变空调系统控制线路板的电路结构，更加方便简单；

3)风机电机是恒风量控制的永磁直流无刷电机，根据端口TXD向风机电机输入设定信号计算设定风量进行恒风量控制，更有利于对空调风量输出的控制；

4)该空调系统利用风机电机作为检测风量的元件能准确判断为空气过滤网堵塞并输出信号报警，在不改变原有空调系统与风机电机的接口情况下实现该技术的推广应用，开发周期短，投资少，改动少，大大方便用户，进一步完善空调系统的功能；

5)所述的空调系统控制线路板上设置报警电路包括空调系统原有的液晶显示器，空调系统控制线路板收到端口RXD输出报警信号后再输出输出信号到液晶显示器，利用文字或图案来提示空气过滤网堵塞，充分利用原有的硬件资源，结构更简单，成本更低。

附图说明：

图1是本实用新型风机电机的立体图；

图2是本实用新型风机电机的电机控制器的立体图；

图3是本实用新型风机电机的剖视图；

图4是本实用新型风机电机的电机控制器的实施电路方框图；

图5是图4对应的电路图；

图6是本实用新型风机电机与空调系统控制线路板的连接示意图；

图7是实施例中一种报警电路的电路图；

图8是实施例中另一种报警电路的电路图；

图9是传统的空调系统的风道结构示意图；

图10是本实用新型空调系统的风机电机部分的控制方框图。

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、图3和图6所示，本实施例是一种风机电机，风机电机6包括电机控制器62和电机单体61,所述的电机单体61包括定子组件612、转子组件613和机壳组件611，定子组件612安装在机壳组件611上，定子组件612和转子组件613磁耦合，电机控制器62包括电机控制线路板621，电机控制线路板621布局有微处理器、逆变电路，微处理器控制逆变电路，逆变电路控制定子组件612的各相线圈绕组的电流，电机控制线路板621设置有5个连接端口用于与空调系统控制线路板100连接，这5个连接端口分别是：一个与地连接接地端GND、一个风量设定输入端口TXD、一个直流母线电压输入端口VDC、一个低压直流电源输入端口VCC和电机反馈端口RXD，空调系统控制线路板100通过端口TXD向风机电机6输入设定信号，微处理器根据设定信号计算出设定风量，风机电机6作为检测风量的元件，当检测风量低于设定风量时，判断为空气过滤网5堵塞并通过端口RXD输出报警信号到空调系统控制线路板100。如图4所示，转子位置测量电路614检测转子位置信号并输入到微处理器，微处理器控制逆变电路，逆变电路控制定子组件612的各相线圈绕组的通断电。

如图4、图5所示，假设风机电机是3相无刷直流永磁同步电机，转子位置测量电路614一般采用3个霍尔传感器，3个霍尔传感器分别检测一个360度电角度周期的转子位置，每转过120度电角度改变一次定子组件12的各相线圈绕组的通电，形成3相6步控制模式。交流输入(AC INPUT)经过由二级管D7、D8、D9、D10组成的全波整流电路后，逆变电路由电子开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6组成，电子开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的控制端分别由微处理器输出的6路TXD信号(P1、P2、P3、P4、P5、P6)控制。电机控制线路板621具有5个连接端口分别是：一个与地连接接地端GND、一个风量设定输入端口TXD、一个直流母线电压输入端口VDC、一个低压直流电源输入端口VCC和电机反馈端口RXD。端口TXD和端口RXD是一对半双工串口通信接口，通用化接口，改动少，大大方便用户。

如图7所示，电机控制线路板上设置报警电路，当检测风量低于设定风量时，微处理器输出信号到报警电路触发报警。所述的报警电路是声光报警电路，主要包括电阻R1、R2，发光二极管D1和蜂鸣器(speaker)。但报警电路还可以是具有蜂鸣器(speaker)的声音报警电路或者是具有发光二极管D1的光电报警电路，具体报警电路形式不限。

如图8所示，在上述报警电路的基础上还可以包括具有语音发声提醒功能的语音IC。

实施例二：如图9、图1、图2、图3和图6所示，空调系统是一个典型的空调通风管道(简称风道)里，空调系统一般包括机壳1、压缩机(图中未画出)、热交换器(图中未画出)、空调系统控制线路板(图中未画出)、风机电机6、风轮7和空气过滤网5，机壳1上设置进风口3、出风口4、风道2，空气过滤网5安装在风道2上，风机电机6带动风轮7转动使空气从进风口3进入风道2并经过空气过滤网5，然后从出风口4输出，风机电机6包括电机控制器62和电机单体61,所述的电机单体61包括定子组件612、转子组件613和机壳组件611，定子组件612安装在机壳组件611上，定子组件612和转子组件613磁耦合，电机控制器62包括电机控制线路板621，电机控制线路板621布局有微处理器、逆变电路，微处理器控制逆变电路，逆变电路控制定子组件612的各相线圈绕组的电流，电机控制线路板621与空调系统控制线路板100通过5个连接端口连接，这5个连接端口分别是：一个与地连接接地端GND、一个风量设定输入端口TXD、一个直流母线电压输入端口VDC、一个低压直流电源输入端口VCC和电机反馈端口RXD，空调系统控制线路板100通过端口TXD向风机电机6输入设定信号，微处理器根据设定信号计算出设定风量，风机电机6作为检测风量的元件，当检测风量低于设定风量时，判断为空气过滤网5堵塞并通过端口RXD输出报警信号到空调系统控制线路板100。如图4所示，转子位置测量电路614检测转子位置信号并输入到微处理器，微处理器控制逆变电路，逆变电路控制定子组件612的各相线圈绕组的通断电。

如图10所示，一个空调系统控制线路板通过一个定制的接口的外围电路和协议设置信息发送到电机控制器。电机控制器包括一个微处理器——单片机或DSP数字信号处理器，风机电机转子上有永磁体，在定子侧或槽中有多相绕组。鼓风机里面的风轮安装在风机电机的输出轴上，风机电机旋转带动风轮转动产生的气流以一定的速度，在风道系统空气过滤网应定期更换和维修服务。

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 (10)

1.一种风机电机，包括电机控制器和电机单体,所述的电机单体包括定子组件、转子组件和机壳组件，定子组件安装在机壳组件上，定子组件和转子组件磁耦合，电机控制器包括电机控制线路板，电机控制线路板布局有微处理器、逆变电路，微处理器控制逆变电路，逆变电路控制定子组件的各相线圈绕组的电流，其特征在于：电机控制线路板设置有5个连接端口用于与空调系统控制线路板连接，这5个连接端口分别是：一个与地连接接地端GND、一个风量设定输入端口TXD、一个直流母线电压输入端口VDC、一个低压直流电源输入端口VCC和电机反馈端口RXD，空调系统控制线路板通过端口TXD向风机电机输入设定信号，微处理器根据设定信号计算出设定风量，风机电机作为检测风量的元件，当检测风量低于设定风量时，微处理器判断为空气过滤网堵塞并通过端口RXD输出报警信号到空调系统控制线路板。

2.根据权利要求1所述的一种风机电机，其特征在于：电机控制线路板上设置报警电路，当检测风量低于设定风量时，微处理器输出信号到报警电路触发报警。

3.根据权利要求1或2所述的一种风机电机，其特征在于：风机电机是恒风量控制的永磁直流无刷电机，根据端口TXD向风机电机输入设定风量进行恒风量控制。

4.根据权利要求1或2所述的一种风机电机，其特征在于:所述的端口TXD和端口RXD是一对半双工串口通信接口。

5.根据权利要求1或2所述的一种风机电机，其特征在于：电机单体安装有检测转子位置的霍尔传感器，霍尔传感器检测转子位置信号并输入到微处理器。

6.一种空调系统，包括机壳、压缩机、热交换器、空调系统控制线路板、风机电机、风轮和空气过滤网，机壳上设置进风口、出风口、风道，空气过滤网安装在风道上，风机电机带动风轮转动使空气从进风口进入风道并经过空气过滤网，然后从出风口输出，风机电机包括电机控制器和电机单体,所述的电机单体包括定子组件、转子组件和机壳组件，定子组件安装在机壳组件上，定子组件和转子组件磁耦合，电机控制器包括电机控制线路板，电机控制线路板布局有微处理器、逆变电路，微处理器控制逆变电路，逆变电路控制定子组件的各相线圈绕组的电流，其特征在于：电机控制线路板与空调系统控制线路板通过5个连接端口连接，这5个连接端口分别是：一个与地连接接地端GND、一个风量设定输入端口TXD、一个直流母线电压输入端口VDC、一个低压直流电源输入端口VCC和电机反馈端口RXD，空调系统控制线路板通过端口TXD向风机电机输入设定信号，微处理器根据设定信号计算出设定风量，风机电机作为检测风量的元件，当检测风量低于设定风量时，微处理器判断为空气过滤网堵塞并通过端口RXD输出报警信号到空调系统控制线路板。

7.根据权利要求6所述的一种空调系统，其特征在于：所述的空调系统是分体机空调，或者是柜机空调，或者是窗机空调，或者是多联机空调，或者是风管机空调，或者是商用盘管机空调，或者是天井机空调。

8.根据权利要求7所述的一种空调系统，其特征在于：空调系统控制线路板上设置报警电路，报警电路是声音报警电路或者光电报警电路。

9.根据权利要求8所述的一种空调系统，其特征在于：报警电路由端口RXD输出报警信号触发，端口RXD反馈脉冲或者电平信号到空调系统控制线路板。

10.根据权利要求7所述的一种空调系统，其特征在于：空调系统控制线路板上设置报警电路包括空调系统原有的液晶显示器，空调系统控制线路板收到端口RXD输出报警信号后再输出输出信号到液晶显示器，利用文字或图案来提示空气过滤网堵塞。