专利名称：一拖多式空调器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空调器，特别是涉及一种一拖多式空调器。
背景技术：
一般来讲，空调器是一种用来调节室内温度和/或净化室内空气的 家用电器。具有多个相互独立的室内空间的大型建筑物一般使用一拖多 式空调器，这种一拖多式空调器一般包括多个分别设置在相互独立的 各自室内空间内的室内机和一个与各个室内机相连接的室外机。
图1为己有的普通一拖多式空调器的结构框图。如图1所示，已有 的普通一拖多式空调器包括多个室内机la、 lb、 lc和一个室外机l; 所述的多个室内机la、 lb、 lc分别通过冷媒排管2与室外机l相连接。 -般情况下，所述的室内机la、 lb、 lc分别设置在室内，而室外 机l则设置在室外(例如，设置在阳台上)。
图2为已有的一拖多式空调器的室外机压縮机的控制组件电路框 图。如图2所示，己有的一拖多式空调器的室外机压縮机的控制组件包 括过滤交流电噪声的噪声过滤器11;补偿经过过滤后的交流电的功率 因素的电抗器12;防止在接通电源时产生涌流的第1电磁开关13a;用
来对交流电进行整流的整流电路14;对整流后的直流电压进行稳压的电 解电容器15;在切断电源时使电解电容器15放电的第2电磁开关13b;
用来根据PWM信号将整流后的直流电压转换为3相交流电压(U、 V、 W)， 并将该3相交流电压输送给电机17的变频器16;生成P画信号并用PWM
信号驱动变频器16的变频驱动器18;将交流电源电压转换成变频驱动
器18的驱动电压的电源部19;和控制第1电磁开关13a、第2电磁开
关13b、变频驱动器18、电源部19的控制器20。另外，还可以追加设 置至少一个用来检测驱动条件的感知器21。
具体来讲，所述的噪声过滤器11的作用是去除交流电源电压的噪 声，使被过滤的加流电源电压供给到室外机压縮机的控制组件上。
所述的电抗器12是用来补偿交流电源功率因素的部件，其在启动 空调器或者空调器运行频率变动时，效果尤其显著。
所述的第1电磁开关13a—般包括至少一个的开关元件和并联于 该开关元件的电阻；当空调器起初接通电源时，控制器20断开第1电 磁开关13a，从而将交流电源电压施加到电解电容器15上，使之通过并 联于该开关元件的电阻缓慢充电，从而防止涌流产生。
所述的电解电容器15充电完毕，即经过相当长时间以后，控制器 20接通第1电磁开关13a，从而将交流电源电压供给到整流电路14。此 时，第2电磁开关13b保持断开状态。
所述的第2电磁开关13b包括至少一个的开关元件和并联于该开 关元件的电阻；当空调器切断电源时，为了防止电解电容器15上的充 电电压施加到变频器16上，控制器20断开第1电磁开关13a，同时接 通第2电磁开关13b，从而使电解电容器15上的充电电压在第2电磁开 关13b的电阻上消耗释放。
所述的整流电路14由多个二极管构成，用来对交流电源电压进行 整流。为了有效地防止涌流的产生，所述的电解电容器15应为数千/iF 的大容量电解电容器。
所述的变频器16包括6个晶体管，所述的6个晶体管形成3相桥 式连接，其作用是将整流后的直流电压转换为3相交流压(U、 V、 W)， 并供给到电机17。
所述的变频驱动器18在控制器20的控制下使变频器16输出一定
频率的交流电压。由于变频驱动器18与控制器20之间需要进行接地隔 离，因此二者之间一般使用光电耦合器传送控制命令。
所述的电源部19的作用是将交流电源施加到变频驱动器18上，因 此电源部19必须与其他部件的电源相隔离，以便对变频驱动器18进行 顺利的控制。
所述的控制器20对电机进行控制属于公知技术，在此不再详细加 以说明。
所述的感知器21的作用是对室外温度和电机的运行频率进行检测， 作为驱动条件传送给控制器20。
在图2所示的室外机压縮机的控制组件电路框图中，省略了控制器 的电源部。
上述室外机压縮机的控制组件，由于执行对多个室内机的冷媒循 环，因此趋于大容量化。
图3为已有的一拖多式空调器室外机的控制盒的结构简图。室外机 的控制盒是一个用来安装上述室外机压縮机的控制组件的壳体，因此一 般安装在室外机的背面。图3简单示出了室外机的控制盒的正面图。
如图3所示，所述的室外机的控制盒30的内部空间的上部安装有 体积较大并产生磁的部件电解电容器15、电磁开关(第l、第2电磁 开关13a、 13b) 13和电抗器12。
所述的室外机的控制盒30的内部空间的下部安装有设置在一个印 刷电路板上的变频驱动器18、电源部19、控制器20和感知器21的驱 动板，所述的驱动板的下方设置有变频器16、整流电路14和噪声过滤 器11。
所述的室外机的控制盒30的内部空间的下部，还安装有驱动室外 机风扇的风扇驱动模块40，以及控制压縮机的控制组件和风扇驱动模块
40，并与室内机进行通讯从而对整个一拖多式空调器进行控制的主控制
模块50。
所述的主控制模块'50与控制器20之间也进行相互通讯。 在图3中，省略了各组件、模块和元件之间的连接关系。 如上所述的已有的一拖多式空调器的电源为大容量3相交流电，因 此为了防止大容量3相交流电源的噪声影响室外机压縮机的控制组件， 必须将控制组件的电源与变频驱动器18的电源部19相互隔离，这就需 要采用单独的模块或基板安装电源隔离电路，但是由于还需要用来驱动 变频驱动器18的多个另外单独的电源(例如4个15V的电源)，因此 电源电路会变得非常复杂。
另外，由于将通用变频器16安装到一拖多式空调器上，因此其布 线变得极其复杂。
总之，由于已有的一拖多式空调器的室外机压缩机的控制组件的控 制盒30内安装有电解电容器15、电磁开关13、电抗器12、风扇驱动模 块40、变频驱动器18、电源部19、控制器20、感知器21、噪声过滤器 11、变频器16、整流电路14、风扇驱动模块40和主控制模块50众多 部件，因此使得各部件之间的布线变得十分复杂，且容易受外部噪声的 影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述已有的一拖多式空调器的 室外机压縮机的控制组件的缺点，提供一种将室外机压縮机的控制組件 模块化，使其设置及布线简单化的一拖多式空调器。
本发明的目的还在于，提供一种安装有由变频器、变频驱动器、电 源部和整流电路构成的智能型功能模块的一拖多式空调器。
本发明的目的还在于，提供一种在室外机的控制盒内的室外机压缩 机的控制组件上采用智能型功能模块，使电路结构简单化，且在模块内 部完成电源隔离，从而减小体积、费用及噪声的一拖多式空调器。
本发明的目的还在于，提供一种安装有适用于不使用大容量电容器 的室外机压縮机的控制模块的智能型功能模块的一拖多式空调器。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是本发明一拖 多式空调器，包括多个室内机和一个分别与各室内机相连接的室外机； 其特征在于所述室外机设置有控制盒；所述的控制盒内包括驱动压 縮机电机的压縮机控制模块；控制室外机风扇的风扇驱动模块；过滤3 相交流电源噪声的噪声过滤模块；和控制与各室内机之间的通讯并控制 上述各模块的主控制模块；所述的压縮机控制模块包括一个智能型功能 模块。
所述智能型功能模块包括驱动压縮机电机的变频器；驱动变频器 的变频驱动器；接收3相交流电源，并向变频驱动器提供驱动电源的电 源部；和对滤波后的3相交流电压进行整流，并将整流后的直流电压输 送给变频器的整流电路。
所述的压縮机控制模块还包括检测至少一个驱动条件的感知器； 和控制感知器及智能型功能模块的控制器。
所述控制盒内还包括与整流电路相连接的电解电容器；防止电解 电容器导致涌流的电磁开关；和补偿3相交流电源的功率因素的电抗器。
所述压縮机控制模块的整流电路和变频器之间连接有分压电阻，所 述的控制器根据分压电阻的分压电压，控制变频驱动器。
所述的压縮机控制模块还追加设置有使整流电路与控制器之间实 现接地隔离和电源隔离的绝缘部件。
本发明的有益效果是室外机压縮机的控制组件实现模块化，使得
其设置和布线简单化。
另外，本发明的由变频器、变频驱动器、电源部和整流电路构成的 智能型功能模块，可以应用到各种空调器的室外机压縮机的控制组件上。
另外，本发明的室外机的控制盒内，在压縮机的控制组件内使用智 能型功能模块后，使电路结构简单化，且在模块内部完成电源隔离，减 小了体积、费用和噪声。
另外，本发明可以安装适用于不使用大容量电容器的室外机的压縮 机控制模块的智能型功能模块。\
图1为已有的普通一拖多式空调器的结构框图。
图2为已有的一拖多式空调器的室外机压縮机的控制组件电路框图。
图3为已有的一拖多式空调器室外机的控制盒的结构简图。 图4为本发明一拖多式空调器的室外机控制盒的结构简图。 图5为图4所示的智能型功能模块的结构框图。 图6为本发明一拖多式空调器实施例2的室外机压縮机的控制模块 的结构框图。
图7为本发明一拖多式空调器实施例2的室外机控制盒的结构简图。
图8为本发明一拖多式空调器实施例3的室外机压縮机的控制模块 的结构框图。
图中
11:噪声过滤器 12:电抗器
13:电磁开关 14a:整流电路
15:电解电容器 16a:变频器
18a:变频驱动器 19a:电源部 20:控制器
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明 值得指出的是，本发明的保护范围并不局限于以下内容，本发明的 保护范围被权利要求书记载的内容限定。
实施例1
图4为本发明一拖多式空调器的室外机控制盒32的结构简图。如 图4所示，本发明一拖多式空调器的室外机控制盒32的内部空间的上 部安装有电解电容器15、电磁开关13和电抗器12;室外机控制盒32 的内部空间的下部安装有由智能型功能模块60、控制器20及感知器19 构成的室外机压縮机的控制模块、噪声过滤器ll、风扇驱动模块40和 主控制模块50。
如图4所示的控制盒32内安装的各部件与图3所示的控制盒32的 布局大致相同，无需对变频器16和整流电路14的安装及布线进行改动。 下面参照图5对其中的智能型功能模块60进行说明
图5为图4所示的智能型功能模块的结构框图。如图5所示，所述 的智能型功能模块60包括向变频器16a提供直流电压的整流电路14a; 向电机提供交流电压的变频器16a;使变频器16a将直流电压转换为交 流电压的变频驱动器18a;和向变频驱动器18a提供所需电源的电源部 19a;由于智能型功能模块以一个模块形式进行安装，因此与现有技术 中的分立部件相比，其布线安装设置大为简化，而且受内部及外部噪声
的影响极小。
具体来讲，所述的整流电路14a由6个二极管构成。
所述的变频器16a利用6个3相桥接的晶体管将整流后的直流电压 转换为3相交流电压(U、 V、 W)，并将3相交流电压输送给电机。
所述的变频驱动器18a在控制器20的控制下，使变频器16a对应 一定的运行频率工作，并使之产生相应频率的交流电压。由于变频驱动 器18a与控制器20之间需要进行接地隔离，因此二者之间一般采用光 电耦合器传送控制命令。
所述的电源部19a将交流电网的3相交流电压施加到变频驱动器 18a上。电源部19a必须与向其他部件施加电源的部件相隔离，才能对 变频驱动器18a进行顺利的控制。
使光电耦合器等部件的电源的接地隔离电路(图中未示出)，也同 时设置在压縮机控制模块上。
实施例2
图6为本发明一拖多式空调器实施例2的室外机压縮机的控制模块 的结构框图。
如图6所示，本发明一拖多式空调器的室外机压縮机的控制模块包 括提供3相交流电网的3相交流电接线端R、 S、 T;对3相交流电进 行的整流电路14a;用来检测整流电路14a的输出电压的分压电阻Ra、 Rb;使整流后的直流电压根据PWM信号转换为3相交流电压，并将3相 交流电压输送给电机17的变频器16a;产生PWM信号，并用向P丽信号 控制变频器16a的运行状态的变频驱动器18a;与分压电阻Ra、 Rb相连 接，读取整流后直流电压的一部分，并根据所读取的电压值补偿施加于 变频器16a的P丽信号，从而控制变频驱动器18a运行状态的控制器20。200610014867.8
说明书第9/12页
更具体地说，所述的变频驱动器18a产生P丽信号，并将产生的P丽 信号输送给控制器20，控制器20接收到来自变频驱动器18a的P丽信 号后，使变频驱动器18a对P丽信号进行一定的补偿，变频驱动器18a 将补偿后的P丽信号输送给变频器16a,变频器16a根据补偿后的P丽 信号，将整流后的直流电压转换成3相交流电压，并将3相交流电压输 送给电机17。
所述的变频器16a的输入端并联有一个小容量的电容器Cs(其容量 仅仅几O ，用来去除整流后的直流电压上的噪声。
所述的分压电阻Ra、 Rb由至少2个串联电阻Ra和电阻Rb构成， 对整流后的直流电压进行分压。 一般来讲，经过整流电路14a整流得到 的直流电压在数百至数千伏特(例如500 1000V)范围之内，如此高的 直流电压是不能直接输送给控制器20的，因此需要对其进行分压。输 送给控制器20的直流电压仅为5V或0. 2V，因此电阻Ra的电阻值应为 电阻Rb的电阻值的数百倍至数千倍。
所述的控制器20连接在电阻Ra和电阻Rb之间，读取电阻Rb两端 的直流电压。就是说控制器20读取的电压是分压后的电阻Rb两端的直 流电压。所述的控制器20还可以追加设置一个电压感知器。
由于作为滤波电容器的电容器Cs的容量较小，因此通过整流电路 21整流得到的直流电压中具有相当大的脉动成分，这样就使得流过电机 23的正弦波电流中含有很多畸变成分，这些畸变成分不仅会导致电机 23产生噪声及振动，而且会降低电机23本身的效率，从而降低空调器 的电耗性能。
为了解决上述问题，控制器20读取分压后的直流电压，并采用第l 方法和第2方法(下文中将要说明)对P丽信号的脉冲宽度进行补偿。 当控制器20读取直流电压含有较大噪声成分，则控制器20执行去除噪
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声的滤波操作。例如，当控制器20读取直流电压在一定时间间隔内为
500V、 510V、 470V时，说明470V电压是由于噪声较大导致电压急剧下 降所致，因此通过滤波橾作后，读取为约500V。
首先，对采用第1方法的控制器20的补偿过程进行说明。控制器 20在一定时间段内(例如数秒)读取分压后的直流电压，并保存读取的 直流电压的最大值Vm。
一般来讲，P麵信号的频率约为16KHz，就是说P画信号的脉冲周 期T为1/16K(秒)。所以控制器20读取直流电压的时间间隔应小于脉 冲周期T，并补偿在该脉冲周期T内所产生的脉冲进行补偿，以便充分 包含整流后的直流电压的特性。另外，在各脉冲的上升期所读取的电压 或在下降期所读取的电压，由于各脉冲宽度Td小于脉冲周期T，因此所 读取的电压之间只存在相当微小的差异，在两个被读取的电压中，无论 使用哪一个都同样显示出整流后直流电压的特性。
所述的控制器20根据下面所述的数学公式1，对变频驱动器18a 产生的PWM信号，更正确地讲对PWM信号的脉冲宽度进行补偿。数学公式1
<formula>formula see original document page 13</formula>式中Td'为补偿后的脉冲宽度；Td为当前脉冲宽度；Vm为电压的 最大值(常数)；Vdc为对应于当前脉冲宽度的电压。
下面对采用第2方法的控制器20的补偿过程进行说明。控制器20 定义一个大于整流后的直流电压Vdc的常数值K，并将该常数值K与读 取电压Vdc之间的差值Vd限定在N内，并根据数学公式2补偿对应于 读取电压Vdc的变频驱动器18a所产生的PWM信号的脉冲宽度Td。数学公式2
Td' = Td x N
式中Td'为补偿后的脉冲宽度；Td为当前脉冲宽度；N为规范数值。
另外，使常数值K大于读取电压Vdc的最大值Vm，使电压差值Vd 的范围为0 2，从而使对应于读取电压的当前脉冲宽度补偿为对应于读 取电压的范围N。
为使电压差值Vd的范围为0 2，通过以下的数学公式3进行计算。数学公式3
N = Vd /{Vd_w/2}
式中Vd—w为电压差值Vd是峰值之差，为使N的范围在0 2之内， 将Vd—w除以2。
如上所述，可以代替图2所示的电解电容器15 二安装小容量电容
器Cs。
本实施例的室外机压縮机的控制模块，也可以适用于图5所示的智 能型功能模块60，其优点是可以减少在室外机的控制盒32内占据的空 间，同时降低费用，且使之少受内部及外部噪声的影响。
图7为本发明一拖多式空调器实施例2的室外机控制盒32的结构 简图。如图7所示，当使用图6所示的室外机压縮机的控制模块时，不 再需要电解电容器15、电磁开关13及电抗器12等部件，因此控制盒 32本身的体积会减小，同时也简化了模块之间的布线和设置工作。
实施例3
图8为本发明一拖多式空调器实施例3的室外机压縮机的控制模块 的结构框图。如图8所示的室外机压縮机的控制模块，与图6所示的室 外机压縮机的控制模块相比，追加设置了用来使电源隔离及接地隔离的 电路，该追加设置的电路也可以设置在室外机压縮机的控制模块上。
如图8所示，所述的控制器20包括从电源供给部(图中未示出)
获取电源(例如5V)，并对上述电压读取操作、信号补偿操作、电机M
的启动和运行频率的变化情况进行实质性控制的中央处理器(CPU)20a; 接收CPU电源并输出一'定大小的驱动电源的绝缘DC变换器71;和输入 端Il、 12和13分别接收来自绝缘DC变换器71的驱动电源，并与分压 电阻Ra、 Rb相连接读取分压后的直流电压，输出端OI、 01和02分别 与CPU电源及CPU相连接，从而将读取电压以一定倍数放大后输送给中 央处理器(CPU) 20a的绝缘放大器72。
更具体地说，所述的绝缘DC变换器71的输入端I接收CPU电源， 并通过电容器C2与第2接地端(GND2)相连接，其输出端0将DC转换 后的CPU电源输送给绝缘放大器22，并通过电容器Cl与第1接地端 (GND1)相连接。所述的电容器C2、 Cl的作用是去除噪声。
另外，所述的绝缘放大器72的输入端II、 12、 13和输出端01、 01、 02也可以追加设置用来去除噪声的元件(例如电容器)。
当读取整流电路14a和/或分压电阻Ra、 Rb的电压时，如果由于高 电压或大电流的影响使噪声流入中央处理器(CPU) 20a，中央处理器 (CPU) 20a会产生误操作，致使室外机压縮机的控制模块损坏，进而使 所述的中央处理器(CPU) 20a会受到损坏，不能在对为用户发出的错误 警告信息进行处理。因此，为了将整流电路14a及分压电阻Ra、 Rb与 中央处理器20a相隔离，设置了绝缘放大器72;并且设置了提供驱动电 源和接地隔离的绝缘DC变换器71。
权利要求
1.一种一拖多式空调器，包括多个室内机和一个分别与各室内机相连接的室外机；其特征在于所述室外机设置有控制盒(32)；所述的控制盒(32)内包括驱动压缩机电机的压缩机控制模块；控制室外机风扇的风扇驱动模块(40)；过滤3相交流电源噪声的噪声过滤模块(11)；和控制与各室内机之间的通讯并控制上述各模块的主控制模块(50)；所述的压缩机控制模块包括一个智能型功能模块(60)。
全文摘要
本发明公开了一种一拖多式空调器，包括多个室内机和一个分别与各室内机相连接的室外机；其特征在于所述室外机设置有控制盒；所述的控制盒内包括驱动压缩机电机的压缩机控制模块；控制室外机风扇的风扇驱动模块；过滤3相交流电源噪声的噪声过滤模块；和控制与各室内机之间的通讯并控制上述各模块的主控制模块；所述的压缩机控制模块包括一个智能型功能模块。有益效果是室外机压缩机的控制组件实现模块化，使得其设置和布线简单化，且在模块内部完成电源隔离，减小了体积、费用和噪声。
文档编号F24F11/00GK101109554SQ20061001486
公开日2008年1月23日 申请日期2006年7月19日 优先权日2006年7月19日
发明者丘必宁, 张虎龙, 洪暎昊 申请人:乐金电子(天津)电器有限公司