CN207716618U - 一种变频冷风机控制系统及控制电路 - Google Patents

一种变频冷风机控制系统及控制电路 Download PDF

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李百尧
贾捷
袁泽森
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Abstract

本实用新型公开了一种变频冷风机控制系统及控制电路,通过设置变频IPM模块和第一MCU单元对风机进行变频控制,设置第二MCU单元、水泵控制器、水位传感器、室内温湿度传感器和室外温度传感器来对冷风机进行逻辑控制,能够综合室内外环境和水位等情况,对冷风机做出最精确最合理的运行控制,提高受调节区域温湿度准确度,提高其舒适度,第一MCU单元和第二MCU单元通过光耦隔离器相互隔离,保证逻辑控制和变频控制互不干扰,更加精确,通过设置风机电流检测模块时刻关注风机运行情况,能够降低风机频繁启动次数,降低能耗。

Description

一种变频冷风机控制系统及控制电路
技术领域
本实用新型涉及冷风机控制领域,特别是一种变频冷风机控制系统及控制电路。
背景技术
冷风机是靠空气通过冷风机内的蒸发排管来冷却管外强制流动的空气。空气愈干热,其温差愈大,降温效果越好。由于空气始终是从室外引进室内,所以能保持室内空气的新鲜;同时由于冷风机利用蒸发降温原理,因此具有降温和增湿的双重功能。
目前,传统的冷风机,存在以下问题:运行时风机频繁起停,噪音大;受调节区域温湿度控制波动较大。
实用新型内容
为解决上述问题,本实用新型的目的在于提供一种变频冷风机控制系统及控制电路,能够降低风机频繁启动次数,降低能耗;提高受调节区域温湿度准确度,提高其舒适度。
本实用新型解决其问题所采用的技术方案是:
一种变频冷风机控制系统,包括控制器,所述控制器包括与风机连接的变频IPM模块、用于驱动变频IPM模块给风机供电的第一MCU 单元、与第一MCU单元连接的第一电源处理单元和用于根据环境数据输出逻辑控制信号的第二MCU单元,所述控制器还包括分别与第二MCU单元连接的第二电源处理单元、水泵控制器、水位传感器、室内温湿度传感器、室外温度传感器、光耦隔离器和风机电流检测模块,所述第二MCU单元通过光耦隔离器和第一MCU单元连接,所述第二 MCU单元通过风机电流检测模块与变频IPM模块连接。通过设置变频 IPM模块和第一MCU单元对风机进行变频控制,设置第二MCU单元、水泵控制器、水位传感器、室内温湿度传感器和室外温度传感器来对冷风机进行逻辑控制,能够综合室内外环境和水位等情况,对冷风机做出最精确最合理的运行控制,提高受调节区域温湿度准确度,提高其舒适度,第一MCU单元和第二MCU单元通过光耦隔离器相互隔离,保证逻辑控制和变频控制互不干扰,更加精确,通过设置风机电流检测模块时刻关注风机运行情况,能够降低风机频繁启动次数,降低能耗。
进一步,还包括驱动电源控制模块,所述驱动电源控制模块包括控制端、第一输出端和第二输出端,所述控制端和第二MCU单元连接,所述第一输出端和第一电源处理单元连接,所述第二输出端和第二电源处理单元连接。通过设置相互独立的第一输出端和第二输出端,分别与第一电源处理单元和第二电源处理单元连接,分别给第一MCU单元和第二MCU单元供电,保证两个MCU单元相互独立供电,互不干扰;驱动电源控制模块的控制端和第二MCU单元连接,受第二MCU单元的逻辑控制,使得冷风机的供电更加安全可靠。
进一步,所述第一电源处理单元和第二电源处理单元不共地,单独采用不同的电源网络。
进一步,还包括线控器,所述线控器包括第三MCU单元以及分别与第三MCU单元连接的触摸按钮、段码液晶显示部件和线控器端485 驱动接口,所述控制器还包括用于与线控器连接的控制器端485驱动接口,所述控制器端485驱动接口与第二MCU单元连接。通过设置线控器,可以更加方便使用者对冷风机进行参数设置以及查看目前的环境情况和冷风机运行情况。
进一步,所述控制器还包括与第二MCU单元连接的WiFi模块。设置有WiFi模块可以方便使用者通过WIFI与冷风机的控制器连接,对冷风机进行远程控制。
一种应用于上述变频冷风机控制系统的变频冷风机控制电路,所述控制器包括变频模块电路、与变频模块电路连接的变频驱动控制电路、与变频驱动控制电路连接的冷风机逻辑控制电路、分别与冷风机逻辑控制电路连接的继电器驱动电路和485电平转换电路、以及分别与变频驱动控制电路和冷风机逻辑控制电路连接的电源电路,所述变频模块电路包括所述的变频IPM模块,所述变频驱动控制电路包括所述的第一MCU单元,所述冷风机逻辑控制电路包括所述的第二MCU单元,所述电源电路包括所述的第一电源处理单元和第二电源处理单元,所述变频驱动控制电路包括光耦隔离电路,所述光耦隔离电路包括所述的光耦隔离器,所述光耦隔离电路与冷风机逻辑控制电路连接,所述变频模块电路包括风机电流检测电路,所述风机电流检测电路包括所述的风机电流检测模块,所述风机电流检测电路与冷风机逻辑控制电路连接。通过设置变频模块电路和变频驱动控制电路对风机进行变频控制,设置冷风机逻辑控制电路、和继电器驱动电路来对冷风机进行逻辑控制,能够对冷风机做出最精确最合理的运行控制,提高受调节区域温湿度准确度,提高其舒适度,变频驱动控制电路和冷风机逻辑控制电路通过光耦隔离电路相互隔离,保证逻辑控制和变频控制互不干扰,更加精确,通过设置风机电流检测电路时刻关注风机运行情况,能够降低风机频繁启动次数,降低能耗。
进一步,所述电源电路包括驱动电源控制电路、电源反馈电路和电源转换电路,所述驱动电源控制电路、电源反馈电路和电源转换电路依次连接,所述电源转换电路分别与变频驱动控制电路和冷风机逻辑控制电路连接,所述电源转换电路包括所述的第一电源处理单元和第二电源处理单元。
进一步,所述变频模块电路由型号为SCM1242MF的三相马达驱动芯片及其外围电路构成。
进一步,所述变频驱动控制电路由型号为STM8S005的驱动控制芯片及其外围电路构成。
进一步,所述冷风机逻辑控制电路由型号为R7F0C908B2DFP的逻辑控制芯片及其外围电路构成。
本实用新型的有益效果是:本实用新型采用的一种变频冷风机控制系统及控制电路,通过设置变频IPM模块和第一MCU单元对风机进行变频控制,设置第二MCU单元、水泵控制器、水位传感器、室内温湿度传感器和室外温度传感器来对冷风机进行逻辑控制,能够综合室内外环境和水位等情况,对冷风机做出最精确最合理的运行控制,提高受调节区域温湿度准确度,提高其舒适度,第一MCU单元和第二 MCU单元通过光耦隔离器相互隔离,保证逻辑控制和变频控制互不干扰,更加精确,通过设置风机电流检测模块时刻关注风机运行情况,能够降低风机频繁启动次数,降低能耗。
附图说明
下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型一种变频冷风机控制系统的结构框图;
图2是本实用新型一种变频冷风机控制电路的原理框图;
图3是本实用新型一种变频冷风机控制电路的变频模块电路图;
图4是本实用新型一种变频冷风机控制电路的变频驱动控制电路图;
图5是本实用新型一种变频冷风机控制电路的冷风机逻辑控制电路图;
图6是本实用新型一种变频冷风机控制电路的继电器驱动电路图;
图7是本实用新型一种变频冷风机控制电路的485电平转换电路图;
图8是本实用新型一种变频冷风机控制电路的电源电路图。
具体实施方式
参照图1,本实用新型的一种变频冷风机控制系统,包括控制器 1,所述控制器1包括与风机10连接的变频IPM模块11、用于驱动变频IPM模块11给风机10供电的第一MCU单元12、与第一MCU单元12连接的第一电源处理单元121和用于根据环境数据输出逻辑控制信号的第二MCU单元13,所述控制器1还包括分别与第二MCU单元13连接的第二电源处理单元131、水泵控制器132、水位传感器 133、室内温湿度传感器134、室外温度传感器135、光耦隔离器14 和风机电流检测模块15,所述第二MCU单元13通过光耦隔离器14 和第一MCU单元12连接,所述第二MCU单元13通过风机电流检测模块15与变频IPM模块11连接。通过设置变频IPM模块11和第一MCU 单元12对风机10进行变频控制,设置第二MCU单元13、水泵控制器132、水位传感器133、室内温湿度传感器134和室外温度传感器 135来对冷风机进行逻辑控制,能够综合室内外环境和水位等情况,对冷风机做出最精确最合理的运行控制,提高受调节区域温湿度准确度,提高其舒适度,第一MCU单元12和第二MCU单元13通过光耦隔离器14相互隔离,保证逻辑控制和变频控制互不干扰,更加精确,通过设置风机电流检测模块15时刻关注风机运行情况,能够降低风机频繁启动次数,降低能耗。
具体地,变频IPM模块11为智能功率模块。
进一步,还包括驱动电源控制模块16,所述驱动电源控制模块16包括控制端、第一输出端和第二输出端,所述控制端和第二MCU 单元13连接,所述第一输出端和第一电源处理单元121连接,所述第二输出端和第二电源处理单元131连接。通过设置相互独立的第一输出端和第二输出端,分别与第一电源处理单元121和第二电源处理单元131连接,分别给第一MCU单元12和第二MCU单元13供电,保证两个MCU单元相互独立供电,互不干扰;驱动电源控制模块16的控制端和第二MCU单元13连接,受第二MCU单元13的逻辑控制,使得冷风机的供电更加安全可靠。
进一步,所述第一电源处理单元121和第二电源处理单元131不共地,单独采用不同的电源网络。
进一步,还包括线控器2,所述线控器2包括第三MCU单元21 以及分别与第三MCU单元21连接的触摸按钮22、段码液晶显示部件 23和线控器端485驱动接口24,所述控制器1还包括用于与线控器 2连接的控制器端485驱动接口17,所述控制器端485驱动接口17 与第二MCU单元13连接。通过设置线控器2,可以更加方便使用者对冷风机进行参数设置以及查看目前的环境情况和冷风机运行情况。段码液晶显示部件23为彩色段码液晶显示部件。
进一步,所述控制器1还包括与第二MCU单元13连接的WiFi模块18。设置有WiFi模块18可以方便使用者通过WIFI与冷风机的控制器1连接,对冷风机进行远程控制。
用户通过线控器2设置好工作模式和工作参数后,第二MCU单元13采集受控区域的温湿度以及室外环境温度,与设定温度和湿度比较,符合开启条件就开启水泵及风机10,并根据实测值和设定值的差值以及环境温度,优化风机10转速。
开启风机10时,第一MCU单元12接收第二MCU单元13通过光耦隔离器14发送过来的指令,驱动变频IPM模块11给风机10供电,风机开始工作。
开启水泵时,第二MCU单元13通过水位传感器133持续检测水位,当水位较低时进行补水甚至关闭水泵和风机10,并且通过段码液晶显示部件23显示缺水报警。
参照图2-图8,本实用新型的一种应用于上述变频冷风机控制系统的变频冷风机控制电路,所述控制器1包括变频模块电路31、与变频模块电路31连接的变频驱动控制电路32、与变频驱动控制电路 32连接的冷风机逻辑控制电路33、分别与冷风机逻辑控制电路33连接的继电器驱动电路34和485电平转换电路35、以及分别与变频驱动控制电路32和冷风机逻辑控制电路33连接的电源电路36,所述变频模块电路31包括变频IPM模块11,所述变频驱动控制电路32 包括第一MCU单元12,所述冷风机逻辑控制电路33包括第二MCU单元13,所述电源电路36包括第一电源处理单元121和第二电源处理单元131,所述变频驱动控制电路32包括光耦隔离电路321,所述光耦隔离电路321包括光耦隔离器14,所述光耦隔离电路321与冷风机逻辑控制电路33连接,所述变频模块电路31包括风机电流检测电路311,所述风机电流检测电路311包括风机电流检测模块15,所述风机电流检测电路311与冷风机逻辑控制电路33连接。通过设置变频模块电路31和变频驱动控制电路32对风机进行变频控制,设置冷风机逻辑控制电路33、和继电器驱动电路34来对冷风机进行逻辑控制,能够对冷风机做出最精确最合理的运行控制,提高受调节区域温湿度准确度,提高其舒适度,变频驱动控制电路32和冷风机逻辑控制电路33通过光耦隔离电路321相互隔离,保证逻辑控制和变频控制互不干扰,更加精确,通过设置风机电流检测电路311时刻关注风机运行情况,能够降低风机频繁启动次数,降低能耗。
进一步,所述电源电路36包括驱动电源控制电路361、电源反馈电路362和电源转换电路363,所述驱动电源控制电路361、电源反馈电路362和电源转换电路363依次连接,所述电源转换电路363 分别与变频驱动控制电路32和冷风机逻辑控制电路33连接,所述电源转换电路363包括第一电源处理单元121和第二电源处理单元131。
驱动电源控制电路361包括两个并联的PTC电阻3611,PTC电阻的一端与交流电源火线ACL连接,另一端与整流桥3612连接,整流桥3612输出端与电源反馈电路362连接。驱动电源控制电路361还包括与PTC电阻3611并联的继电器3613,所述继电器3613的控制端和继电器驱动电路34的输出端RY5连接。刚通电时,由两个并联的PTC电阻3611供电,一段时间后改由继电器3613闭合供电,起到上电瞬间抑制干扰的作用。
进一步,所述变频模块电路31由型号为SCM1242MF的三相马达驱动芯片及其外围电路构成。SCM1242MF三相马达驱动芯片的U、V、 W三相输出端与风机10连接,其中W相设置有风机电流检测模块15。
进一步,所述变频驱动控制电路32由型号为STM8S005的驱动控制芯片及其外围电路构成。
进一步,所述冷风机逻辑控制电路33由型号为R7F0C908B2DFP 的逻辑控制芯片及其外围电路构成。
以上所述,只是本实用新型的较佳实施例而已,本实用新型并不局限于上述实施方式,只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果,都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种变频冷风机控制系统,其特征在于,包括控制器(1),所述控制器(1)包括与风机(10)连接的变频IPM模块(11)、用于驱动变频IPM模块(11)给风机(10)供电的第一MCU单元(12)、与第一MCU单元(12)连接的第一电源处理单元(121)和用于根据环境数据输出逻辑控制信号的第二MCU单元(13),所述控制器(1)还包括分别与第二MCU单元(13)连接的第二电源处理单元(131)、水泵控制器(132)、水位传感器(133)、室内温湿度传感器(134)、室外温度传感器(135)、光耦隔离器(14)和风机电流检测模块(15),所述第二MCU单元(13)通过光耦隔离器(14)和第一MCU单元(12)连接,所述第二MCU单元(13)通过风机电流检测模块(15)与变频IPM模块(11)连接。
2.根据权利要求1所述的一种变频冷风机控制系统,其特征在于,还包括驱动电源控制模块(16),所述驱动电源控制模块(16)包括控制端、第一输出端和第二输出端,所述控制端和第二MCU单元(13)连接,所述第一输出端和第一电源处理单元(121)连接,所述第二输出端和第二电源处理单元(131)连接。
3.根据权利要求1所述的一种变频冷风机控制系统,其特征在于,所述第一电源处理单元(121)和第二电源处理单元(131)不共地,单独采用不同的电源网络。
4.根据权利要求1所述的一种变频冷风机控制系统,其特征在于,还包括线控器(2),所述线控器(2)包括第三MCU单元(21)以及分别与第三MCU单元(21)连接的触摸按钮(22)、段码液晶显示部件(23)和线控器端485驱动接口(24),所述控制器(1)还包括用于与线控器(2)连接的控制器端485驱动接口(17),所述控制器端485驱动接口(17)与第二MCU单元(13)连接。
5.根据权利要求1所述的一种变频冷风机控制系统,其特征在于,所述控制器(1)还包括与第二MCU单元(13)连接的WiFi模块(18)。
6.一种应用于权利要求1-5任一所述变频冷风机控制系统的变频冷风机控制电路,其特征在于,所述控制器(1)包括变频模块电路(31)、与变频模块电路(31)连接的变频驱动控制电路(32)、与变频驱动控制电路(32)连接的冷风机逻辑控制电路(33)、分别与冷风机逻辑控制电路(33)连接的继电器驱动电路(34)和485电平转换电路(35)、以及分别与变频驱动控制电路(32)和冷风机逻辑控制电路(33)连接的电源电路(36),所述变频模块电路(31)包括所述的变频IPM模块(11),所述变频驱动控制电路(32)包括所述的第一MCU单元(12),所述冷风机逻辑控制电路(33)包括所述的第二MCU单元(13),所述电源电路(36)包括所述的第一电源处理单元(121)和第二电源处理单元(131),所述变频驱动控制电路(32)包括光耦隔离电路(321),所述光耦隔离电路(321)包括所述的光耦隔离器(14),所述光耦隔离电路(321)与冷风机逻辑控制电路(33)连接,所述变频模块电路(31)包括风机电流检测电路(311),所述风机电流检测电路(311)包括所述的风机电流检测模块(15),所述风机电流检测电路(311)与冷风机逻辑控制电路(33)连接。
7.根据权利要求6所述的一种变频冷风机控制电路,其特征在于,所述电源电路(36)包括驱动电源控制电路(361)、电源反馈电路(362)和电源转换电路(363),所述驱动电源控制电路(361)、电源反馈电路(362)和电源转换电路(363)依次连接,所述电源转换电路(363)分别与变频驱动控制电路(32)和冷风机逻辑控制电路(33)连接,所述电源转换电路(363)包括所述的第一电源处理单元(121)和第二电源处理单元(131)。
8.根据权利要求6所述的一种变频冷风机控制电路,其特征在于,所述变频模块电路(31)由型号为SCM1242MF的三相马达驱动芯片及其外围电路构成。
9.根据权利要求6所述的一种变频冷风机控制电路,其特征在于,所述变频驱动控制电路(32)由型号为STM8S005的驱动控制芯片及其外围电路构成。
10.根据权利要求6所述的一种变频冷风机控制电路,其特征在于,所述冷风机逻辑控制电路(33)由型号为R7F0C908B2DFP的逻辑控制芯片及其外围电路构成。
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