CN205245462U - 一种变频空调压缩机控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的一种变频空调压缩机控制装置涉及一种空调压缩机控制装置，是由电源、整流电路、处理器、脉冲宽度调制模块、智能功率模块、逆变电路、信号检测电路和压缩机构成，电源通过整流电路与处理器电路联接，处理器依次电路联接脉冲宽度调制模块、智能功率模块和逆变电路，逆变电路联接压缩机；压缩机上设有信号检测电路和旋转编码器，信号检测电路通过模数转换模块与处理器电路联接，旋转编码器与处理器电路联接。本实用新型可以有效地控制电机转速，实现空调变频功能，变频控制噪声小、动态响应快。并对压缩机的功率因数进行校正，减少电网谐波注入。该变频空调压缩机的控制系统设计合理，实用性强并具有一定的推广价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空调压缩机控制装置，尤其涉及到一种变频空调压缩机控制装置。
背景技术
在空调技术发展的过程中，空调器完成了从定频空调向变频空调的转变。传统定频空调器只有“开—关”调节模式，并以固定频率旋转，压缩机输出功率不可变，温度调节只能利用压缩机的反复启停，不仅噪音和温度波动大，而且频繁开关对空调压缩机的损伤很大。而变频空调利用微控制器使压缩机运行的工作频率能够在一定的范围内变化（如10Hz-130Hz）。与定频空调相比，变频空调具有控温精确、节能省电降噪、运行稳定寿命长久等优点。
发明内容
本实用新型的目的就是为了克服上述问题，提供了一种变频空调压缩机控制装置。
本实用新型的一种变频空调压缩机控制装置，是由电源、整流电路、处理器、脉冲宽度调制模块、智能功率模块、逆变电路、信号检测电路和压缩机构成，电源通过整流电路与处理器电路联接，处理器依次电路联接脉冲宽度调制模块、智能功率模块和逆变电路，逆变电路联接压缩机；压缩机上设有信号检测电路和旋转编码器，信号检测电路通过模数转换模块与处理器电路联接，旋转编码器与处理器电路联接。
作为本实用新型的进一步改进，处理器是型号为TMS320LF2406的DSP。
作为本实用新型的进一步改进，处理器通过功率因数矫正器脉冲宽度调制模块电路联接功率因数矫正器，该功率因数矫正器与逆变电路联接。
作为本实用新型的进一步改进，脉冲宽度调制模块与智能功率模块之间设有隔离电路，该隔离电路采用快速光耦合器。
作为本实用新型的进一步改进，处理器通过通信电路与上位机进行通信，该通信电路为CAN总线通信电路。
本实用新型的一种变频空调压缩机控制装置，结构简单，成本经济，可以有效地控制电机转速，实现空调变频功能，变频控制噪声小、动态响应快。并对压缩机的功率因数进行校正，减少电网谐波注入。该变频空调压缩机的控制系统设计合理，实用性强并具有一定的推广价值。
附图说明
图1为本实用新型的一种变频空调压缩机控制装置的模块图；
图2为本实用新型的一种变频空调压缩机控制装置的驱动电路和保护电路图；
图3~图4为本实用新型的一种变频空调压缩机控制装置的信号检测电路的电路图；
图5为本实用新型的一种变频空调压缩机控制装置的处理器与智能功率模块之间的隔离电路图；
图6为本实用新型的一种变频空调压缩机控制装置的通信电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的一种变频空调压缩机控制装置，作进一步说明：
本实用新型的一种变频空调压缩机控制装置，是由电源1、整流电路2、处理器3、脉冲宽度调制模块4、智能功率模块5、逆变电路6、信号检测电路13和压缩机7构成。
如图1所示，处理器3选用型号为TMS320LF2406的DSP，电源1通过整流电路2与处理器3电路联接，处理器3依次电路联接脉冲宽度调制模块4、智能功率模块5和逆变电路6，逆变电路6电路联接压缩机7；压缩机7上设有信号检测电路13和旋转编码器8，信号检测电路13通过模数转换模块12与处理器3电路联接，旋转编码器8与处理器3电路联接。
其中脉冲宽度调制模块4以及模数转换模块12均集成于处理器3TMS320LF2406中。
整流电路2为逆变电路6提供直流电压，经逆变电路6形成三相交流电压为压缩机7供电，并通过信号检测电路13检测压缩机7的电压、电流信号实现压缩机7转速控制，达到变频的目的。本装置采用通信电路11即CAN总线通信电路与上位机进行通信，处理器3通过通信电路11接收上位机的设置命令，同时处理器3将压缩机7的一些变量和数据(相电流、母线电压、角位置、转速、功年以及故障码等)发送至上位机，对压缩机7的运行状态进行监控。并配备功率因数矫正器（PFC）10，对压缩机7的谐波进行抑制，提高功率因数。
如图2所示，压缩机的驱动电路和保护电路采用PS21869芯片，其集成有智能功率模块5和逆变电路6，并且有短路保护功能与欠压保护功能，可在过流或欠压故障发生时停止工作，并在相应引脚上输出故障信号。PS21869芯片电路主要分为两部分：控制电路部分与主电路部分，控制电路主要有：六路脉冲宽度调制（PWM）信号输入端子，处理器3输出的六路PWM波通过高速光耦隔离后输入到上、下桥臂的信号输入端；三路15V驱动电源端子；四路15V控制电源端子(分别为三路上桥臂的Vp1端子与下臂的Vn1端子)；Fo为故障输出端子，低电平有效；CFo为故障延时设置端子；CIN为过流取样时间设置端子，当过流或欠压故障发生时，智能功率模块5（IPM）关闭IGBT的驱动电路，使之停止工作，并在相应的Fo引脚上输出故障到处理器3的端，向处理器3请求中断，从而停止六路PWM波的输出，保护智能功率模块5（IPM）不受损坏。主电路主要分为5个端子，P、N分别为经过整流的直流电压输入端的正、负端，而U、V、W为逆变电路6的交流电压输出端，输出三相逆变电压到压缩机7。
如图3所示，压缩机7的无位置传感器矢量控制至少需要实时检测压缩机7任意两相的相电流，压缩机7相电流的采集用电流传感器实现。其中电流传感器有3个引脚，分别为正负电源输入和电流信号输出。将控制压缩机7的三相电缆从电流传感器中穿过，就得到与输入电流成正比的电流形式的输出信号，然后通过取样电阻得到正比于输入电流的电压信号。
如图4所示，为确保压缩机7能够正常工作以及实现过欠压保护，需要不断检测直流母线电压数值，同时为实现功率因数矫正器10（PFC）控制的需要检测整流桥后的电压信号。电压信号采集用电压传感器实现。输出端选取合适的取样电阻，使信号满足处理器3的A/D采集模块输入范围。同电流信号采集一样，采集的电压信号要经过一级RC低通滤波，并在输出端加上+3.3V和稳压二极管，以保护处理器3中的模数转换模块12。
如图5所示，处理器3TMS320LF2406内部有一个用于电机控制的脉冲宽度调制模块4，该脉冲宽度调制模块4共有6个输出引脚，可以配置成3组互补的通道对。产生的PWM信号用来控制逆变电路6，为压缩机7的电机绕组提供所需的电流和能量。处理器3输出的六路PWM波信号输出到智能功率模块5（IPM）时，由于PWM信号输出涉及到强弱电的结合部分，所以在处理器3与智能功率模块5（IPM）之间加上隔离电路，该隔离电路采用快速光电藕合器6N137。
另外，处理器3内部还集成有一个功率因数矫正器脉冲宽度调制模块9，该功率因数矫正器脉冲宽度调制模块9电路联接功率因数矫正器10（PFC），该功率因数矫正器10与逆变电路6电路联接。功率因数矫正器10（PFC）的控制也需要一路PWM信号。处理器3TMS320LF2406的每个事件管理器有两个定时器，其中事件管理器A的定时器1用于压缩机7的电机控制的脉冲宽度调制模块4，定时器2用于功率因数矫正器10（PFC）控制的功率因数矫正器脉冲宽度调制模块9。
如图6所示，处理器3通过通信电路11与上位机进行通信，该通信电路11为CAN总线通信电路。CAN总线通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性，压缩机7控制系统的硬件电路采用CAN总线通信与上位机进行通信。处理器3TMS320LF2406中的CAN模块配合CAN接口器件82C250，将数据发送到监控工具CAN-USB上，再通过USB通信传输到上位PC机上，这样就实现了处理器3TMS320LF2406和上位机之间的数据交换。本装置运行时，处理器3接收上位机的设置命令，同时处理器3将压缩机7的一些变量和数据发送至上位机，对压缩机7的运行状态进行监控。
Claims (5)
1.一种变频空调压缩机控制装置，是由电源（1）、整流电路（2）、处理器（3）、脉冲宽度调制模块（4）、智能功率模块（5）、逆变电路（6）、信号检测电路（13）和压缩机（7）构成，其特征在于电源（1）通过整流电路（2）与处理器（3）电路联接，处理器（3）依次电路联接脉冲宽度调制模块（4）、智能功率模块（5）和逆变电路（6），逆变电路（6）电路联接压缩机（7）；压缩机（7）上设有信号检测电路（13）和旋转编码器（8），信号检测电路（13）通过模数转换模块（12）与处理器（3）电路联接，旋转编码器（8）与处理器（3）电路联接。
2.根据权利要求1所述的一种变频空调压缩机控制装置，其特征在于处理器（3）是型号为TMS320LF2406的DSP。
3.根据权利要求1所述的一种变频空调压缩机控制装置，其特征在于处理器（3）通过功率因数矫正器脉冲宽度调制模块（9）电路联接功率因数矫正器（10），该功率因数矫正器（10）与逆变电路（6）电路联接。
4.根据权利要求1所述的一种变频空调压缩机控制装置，其特征在于脉冲宽度调制模块（4）与智能功率模块（5）之间设有隔离电路，该隔离电路采用快速光耦合器。
5.根据权利要求1所述的一种变频空调压缩机控制装置，其特征在于处理器（3）通过通信电路（11）与上位机进行通信，该通信电路（11）为CAN总线通信电路。
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|---|---|---|---|---|
| CN107642867A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-30 | 安徽理工大学 | 基于dsp的智能节电器系统 |
| CN112212460A (zh) * | 2020-08-28 | 2021-01-12 | 海信（山东）空调有限公司 | 一种空调器和停机控制方法 |
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