CN207069958U - 一种空调低谐波变频调速系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种空调低谐波变频调速系统，包括IGBT整流模块、IGBT逆变模块、送回风温度传感器和中央处理器，三相电源输入的第一正弦波交流电经IGBT整流模块整流后输出直流电至IGBT逆变模块，由IGBT逆变模块将直流电转换为第二正弦波交流电后输出至压缩机；同时送回风温度传感器采集当前的送回风温度并输出至中央处理器，由中央处理器将当前的送回风温度与预设温度进行比较，并根据比较结果输出驱动信号至IGBT逆变模块，由IGBT逆变模块根据所述驱动信号改变第二正弦波交流电的输出频率，从而改变压缩机的运行速度，通过采用IGBT实现整流和逆变，由中央处理器输出驱动信号，使得输入功率因素大幅提高，网侧谐波得到明显抑制，降低对电网产生的谐波污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及制冷控制技术领域，特别涉及一种空调低谐波变频调速系统。
背景技术
变频调速是当今理想的调速方法之一，广泛应用于电机负载的节能控制。多年来，随着数据中心的耗电巨大的现象日益突显，其运营成本压力增大，行业内也在不断研究各类节能发明，而变频调速正是其研究方向之一，通过调节机房空调的压缩机与室内风机转速，实现机房空调的冷量输出调节，具有比较良好的节能效果。
而在常规应用的变频调速设备中，交-直-交变频调速装置的输入部分都采用二极管整流。这种整流方式会使调速设备产生较大的谐波电流，其电流畸变率甚至可达到90%～100%，对变频调速设备的电网侧产生谐波污染，容易对电网上其他设备产生干扰，甚至可能引起设备误动作的危险。
因而现有技术还有待改进和提高。
实用新型内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种空调低谐波变频调速系统，使用IGBT全桥整流，显著抑制网侧谐波电流，降低变频调速系统在应用时对电网产生的谐波污染。
为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
一种空调低谐波变频调速系统，包括IGBT整流模块、IGBT逆变模块、送回风温度传感器和中央处理器，三相电源输入的第一正弦波交流电经IGBT整流模块整流后输出直流电至IGBT逆变模块，由所述IGBT逆变模块将直流电转换为第二正弦波交流电后输出至压缩机；同时送回风温度传感器采集当前的送回风温度并输出至中央处理器，由中央处理器将当前的送回风温度与预设温度进行比较，并根据比较结果输出驱动信号至IGBT逆变模块，由IGBT逆变模块根据所述驱动信号改变第二正弦波交流电的输出频率，从而改变压缩机的运行速度。
所述的空调低谐波变频调速系统中，所述IGBT整流模块包括三个电感和三组IGBT单元，各组IGBT单元均包括上桥臂和下桥臂，各上桥臂和下桥臂均包括IGBT和续流二极管，所述续流二极管的正极连接IGBT的发射极，所述续流二极管的负极连接IGBT的集电极，各IGBT的栅极为所述IGBT整流模块的整流控制端，上桥臂中的IGBT的发射极连接下桥臂中的IGBT的集电极，各上桥臂中的IGBT的集电极连接直流母线的正极，各下桥臂中的IGBT的发射极连接直流母线的负极，各组IGBT单元中的上桥臂和下桥臂的接点分别通过一所述电感与三相电源中的一相连接。
所述的空调低谐波变频调速系统中，还包括用于与上位机进行通讯的通讯接口，所述通讯接口连接所述中央处理器。
所述的空调低谐波变频调速系统中，所述通讯接口为RS485接口。
所述的空调低谐波变频调速系统中，还包括用于显示空调状态信息的显示器，所述显示器连接所述中央处理器。
所述的空调低谐波变频调速系统中，所述显示器为LED显示器或OLED显示器。
所述的空调低谐波变频调速系统中，所述中央处理器由驱动芯片、通讯信号处理芯片和显示芯片封装而成。
所述的空调低谐波变频调速系统中，所述驱动芯片的型号为TMS320F2812。
所述的空调低谐波变频调速系统中，所述通讯信号处理芯片的型号为MAX485。
所述的空调低谐波变频调速系统中，所述显示芯片的型号为TM1602。
相较于现有技术，本实用新型提供的空调低谐波变频调速系统，包括IGBT整流模块、IGBT逆变模块、送回风温度传感器和中央处理器，三相电源输入的第一正弦波交流电经IGBT整流模块整流后输出直流电至IGBT逆变模块，由所述IGBT逆变模块将直流电转换为第二正弦波交流电后输出至压缩机；同时送回风温度传感器采集当前的送回风温度并输出至中央处理器，由中央处理器将当前的送回风温度与预设温度进行比较，并根据比较结果输出驱动信号至IGBT逆变模块，由IGBT逆变模块根据所述驱动信号改变第二正弦波交流电的输出频率，从而改变压缩机的运行速度。本实用新型通过采用IGBT实现全控的整流和逆变，由中央处理器输出驱动信号。使得输入功率因素大幅提高，网侧谐波得到明显抑制，降低变频调速系统在应用时对电网产生的谐波污染。
附图说明
图1为本实用新型提供的空调低谐波变频调速系统的结构框图。
图2为本实用新型提供的空调低谐波变频调速系统中，所述IGBT整流模块的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型提供一种空调变频调速系统，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1，本实用新型提供的空调低谐波变频调速系统，包括IGBT整流模块10、IGBT逆变模块20、送回风温度传感器30和中央处理器40，所述IGBT整流模块10连接所述IGBT逆变模块20，所述中央处理器40同时连接所述IGBT逆变模块20和送回风温度传感器30。
具体实施时，三相电源输入的第一正弦波交流电经IGBT整流模块10整流后输出直流电至IGBT逆变模块20，由所述IGBT逆变模块20将直流电转换为第二正弦波交流电后输出至压缩机；同时送回风温度传感器30采集当前的送回风温度并输出至中央处理器40，由中央处理器40将当前的送回风温度与预设温度进行比较，并根据比较结果输出驱动信号至IGBT逆变模块20，由IGBT逆变模块20根据所述驱动信号改变第二正弦波交流电的输出频率，从而改变压缩机的运行速度。
具体来说，本实用新型的空调低谐波变频调速系统即是通过所述IGBT整流模块10对三相电源输入的第一正弦波交流电进行整流并将其转换为电压恒定的直流电后，输出至直流母线，通过直流母线输出直流电至IGBT逆变模块20，再通过IGBT逆变模块20输出频率可调的第二正弦波交流电至空调压缩机，通过改变第二正弦波交流电的输出频率，从而改变压缩机的运行速度，实现调节机房空调输出冷量的功能，具体实施时，通过送回风温度传感器30采集当前的送回风温度并输出至中央处理器40，由中央处理器40将当前的送回风温度与预设温度进行比较后，输出驱动信号至IGBT逆变器，从而改变第二正弦波交流电的输出频率，例如当当前的送回风温度高于预设温度时，升高第二正弦波交流电的输出频率，进而控制压缩机的运行速度升高，从而达到降温的目的，当当前的送回风温度低于预设温度时，降低第二正弦波交流电的输出频率，进而达到节能的目的。
进一步来说，本实用新型还通过设置IGBT整流模块进行整流，可大幅度降低整流过程引起的谐波电流，通过控制改善电流与电压的相位偏移，能有效提高变频调速设备的输入功率因素，明显抑制网侧谐波。
具体的，请参阅图2，所述IGBT整流模块10包括三个电感（分别命名为第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3）和三组IGBT单元（分别命名为第一IGBT单元101、第二IGBT单元102和第三IGBT单元103），各组IGBT单元均包括上桥臂和下桥臂，各上桥臂和下桥臂均包括IGBT和续流二极管，所述续流二极管的正极连接IGBT的发射极，所述续流二极管的负极连接IGBT的集电极，各IGBT的栅极为所述IGBT整流模块的整流控制端，上桥臂中的IGBT的发射极连接下桥臂中的IGBT的集电极，各上桥臂中的IGBT的集电极连接直流母线的正极，各下桥臂中的IGBT的发射极连接直流母线的负极，各组IGBT单元中的上桥臂和下桥臂的接点分别通过一所述电感与三相电源中的一相连接。
具体来说，请参阅图2，所述第一IGBT单元101包括第一上桥臂T1和第一下桥臂T2，所述第一上桥臂T1和第一下桥臂T2的接点通过第一电感L1连接三相电源的A相；所述第二IGBT单元102包括第二上桥臂T3和第二下桥臂T4，所述第二上桥臂T3和第二下桥臂T4的接点通过第二电感L2连接三相电源的B相；所述第三IGBT单元103包括第三上桥臂T5和第三下桥臂T6，所述第三上桥臂T5和第三下桥臂T6的接点通过第三电感L2连接三相电源的C相，在三相电源接入后，IGBT 处于关断状态，由于续流二极管的存在，因此整流器处于二极管布控整流状态，直流母线电压平稳上升，当直流母线电压稳定以后，输出恒定的直流电至IGBT逆变模块20，通过设置IGBT整流模块进行整流，可大幅度降低整流过程引起的谐波电流，通过控制改善电流与电压的相位偏移，能有效提高变频调速设备的输入功率因素，明显抑制网侧谐波。
进一步地，请继续参阅图1，所述空调低谐波变频调速系统还包括用于与上位机通讯的通讯接口,50，所述通讯接口50连接所述中央处理器40，通过所述通讯接口50与上位机通讯，可实现上位机与空调变频调速控制系统的远程数据交互，组成机房空调群控系统，实现通过上位机协调调度每一台空调的制冷输出量。具体实施时，所述通讯接口50可采用RS485接口，或者其他具有通讯功能的接口，例如RS232接口等等，本实用新型对此不作限定。
进一步地，请继续参阅图1，所述空调低谐波变频调速系统还包括用于显示空调状态信息的显示器60，所述显示器60连接所述中央处理器40，通过所述显示器70显示当前的空调状态信息，例如当前设置的温度、风速、压缩机转速、工作模式等，优选地，所述显示器60为LED显示器或OLED显示器，具体可根据实际需求进行选择。
进一步来说，本实用新型采用的中央处理器40由驱动芯片、通讯信号处理芯片和显示芯片封装而成。例如采用型号为TMS320F2812的驱动芯片输出IGBT逆变器20的驱动信号，采用型号为MAX485的通讯信号处理芯片以及型号为TM1602的显示芯片，再将三者封装成SoC，共同组成本实施例中的中央处理器40，当然，在其他实施例中，也可采用具有其他型号的可实现本实用新型功能的驱动芯片、通讯信号处理芯片以及显示芯片，本实用新型对此不作限定。
综上所述，本实用新型提供的空调低谐波变频调速系统，包括IGBT整流模块、IGBT逆变模块、送回风温度传感器和中央处理器，三相电源输入的第一正弦波交流电经IGBT整流模块整流后输出直流电至IGBT逆变模块，由所述IGBT逆变模块将直流电转换为第二正弦波交流电后输出至压缩机；同时送回风温度传感器采集当前的送回风温度并输出至中央处理器，由中央处理器将当前的送回风温度与预设温度进行比较，并根据比较结果输出驱动信号至IGBT逆变模块，由IGBT逆变模块根据所述驱动信号改变第二正弦波交流电的输出频率，从而改变压缩机的运行速度。本实用新型通过采用IGBT实现全控的整流和逆变，由中央处理器输出驱动信号。使得输入功率因素大幅提高，网侧谐波得到明显抑制，降低变频调速系统在应用时对电网产生的谐波污染。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种空调低谐波变频调速系统，其特征在于，包括IGBT整流模块、IGBT逆变模块、送回风温度传感器和中央处理器，三相电源输入的第一正弦波交流电经IGBT整流模块整流后输出直流电至IGBT逆变模块，由所述IGBT逆变模块将直流电转换为第二正弦波交流电后输出至压缩机；同时送回风温度传感器采集当前的送回风温度并输出至中央处理器，由中央处理器将当前的送回风温度与预设温度进行比较，并根据比较结果输出驱动信号至IGBT逆变模块，由IGBT逆变模块根据所述驱动信号改变第二正弦波交流电的输出频率，从而改变压缩机的运行速度。
2.根据权利要求1所述的空调低谐波变频调速系统，其特征在于，所述IGBT整流模块包括三个电感和三组IGBT单元，各组IGBT单元均包括上桥臂和下桥臂，各上桥臂和下桥臂均包括IGBT和续流二极管，所述续流二极管的正极连接IGBT的发射极，所述续流二极管的负极连接IGBT的集电极，各IGBT的栅极为所述IGBT整流模块的整流控制端，上桥臂中的IGBT的发射极连接下桥臂中的IGBT的集电极，各上桥臂中的IGBT的集电极连接直流母线的正极，各下桥臂中的IGBT的发射极连接直流母线的负极，各组IGBT单元中的上桥臂和下桥臂的接点分别通过一所述电感与三相电源中的一相连接。
3.根据权利要求1所述的空调低谐波变频调速系统，其特征在于，还包括用于与上位机进行通讯的通讯接口，所述通讯接口连接所述中央处理器。
4.根据权利要求3所述的空调低谐波变频调速系统，其特征在于，所述通讯接口为RS485接口。
5.根据权利要求1所述的空调低谐波变频调速系统，其特征在于，还包括用于显示空调状态信息的显示器，所述显示器连接所述中央处理器。
6.根据权利要求5所述的空调低谐波变频调速系统，其特征在于，所述显示器为LED显示器或OLED显示器。
7.根据权利要求1所述的空调低谐波变频调速系统，其特征在于，所述中央处理器由驱动芯片、通讯信号处理芯片和显示芯片封装而成。
8.根据权利要求7所述的空调低谐波变频调速系统，其特征在于，所述驱动芯片的型号为TMS320F2812。
9.根据权利要求7所述的空调低谐波变频调速系统，其特征在于，所述通讯信号处理芯片的型号为MAX485。
10.根据权利要求7所述的空调低谐波变频调速系统，其特征在于，所述显示芯片的型号为TM1602。
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| CN201720950048.8U CN207069958U (zh) | 2017-08-01 | 2017-08-01 | 一种空调低谐波变频调速系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111457469A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-07-28 | 广东海悟科技有限公司 | 一种精确控制送风温度的空调及其控制方法 |
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2017
- 2017-08-01 CN CN201720950048.8U patent/CN207069958U/zh active Active
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