专利名称：一种家用中央空调分体机的控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种家用中央空调分体机的控制系统。
背景技术：
一种家用中央空调分体机系统(HVAC系统)，包括内机和外机，内机和外机通过数据线连接，内机和外机的通信距离在25米以上，它将压缩机、蒸发器、节流装置、轴流风扇安装在一个外机里面，冷凝器和离心式鼓风机电机安装在内机，为了控制稳定，内机和外机各自带有独立的控制器并通过通信总线连接，即内机控制器和外机控制器，其控制结构如图I所示，内机控制器包括内机微处理器，外机控制器包括外机微处理器，内机控制器控制离心式鼓风机电机；外机控制器控制压缩机电机、轴流风扇电机，恒温器THERMOSTAT与内机控制器建立通信。如图2所示，一些内机控制器还控制一台燃气引风机机电机，燃气引风机机电机、轴流风扇电机一般为交流电机。 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。作为核心部件一电机，无疑成为解决上述技术问题的关键部件，传统的家用中央空调里面的离心式鼓风机电机、压缩机电机采用单相交流电机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，出现了永磁同步电机，该种电机必须带有电机控制器，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),永磁同步电机具有节能环保、可靠性和可控性都比较高、噪音小、容易实现智能化等特点，可以解决交流电机的不足，因此，现有的家用中央空调里面的的离心式鼓风机电机、压缩机电机已经有采用永磁同步电机，每台永磁同步电机带有独立的电机控制器，每个电机控制器都包括独立的电源部分、微处理器、逆变单元和转子位置检测单元，如图3所示，内机微处理器和外机微处理器通过电机控制接口单元与电机控制器连接，图3中轴流风扇电机、燃气引风机机电机是交流电机，没有配置电机控制器，现有的技术方案中，离心式鼓风机电机、压缩机电机均带有独立的电机控制器，每个电机控制器都设置电源部分、微处理器、逆变电路和电机运行参数检测单元，因此导致整个控制部分电路重叠配置，结构复杂，也不能充分利用内机控制器和外机控制器里面的硬件和软件资源，势必造成产品成本的大大增加和资源的浪费。另外，电机控制器由于布局空间有限，散热成为较为棘手的问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种家用中央空调分体机的控制系统，它采用无电机控制器的永磁同步电机，将永磁同步电机的逆变单元和转子位置检测单元集成在内机控制器、外机控制器里面，利用内机微处理器、外机微处理器、逆变单元、转子位置检测单元的配合控制无电机控制器的永磁同步电机，删除重叠的电路配置，简化电路结构，大大降低产品成本，减少资源浪费。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的—种家用中央空调分体机的控制系统，包括内机控制器、外机控制器、离心式鼓风机电机、压缩机电机、轴流风扇电机，其中内机控制器包括内机微处理器、传感器、第一电机控制接口单元和第一电源部分，第一电源部分为内机控制器的各部分电路供电，传感器将检测信号通过信号处理电路送到内机微处理器，外机控制器包括外机微处理器、第二电机控制接口单元和第二电源部分，第二电源部分为外机控制器的各部分电路供电，外机微处理器通过第二电机控制接口单元控制压缩机电机和轴流风扇电机，内机微处理器通过第一电机控制接口单元控制离心式鼓风机电机，离心式鼓风机电机、压缩机电机、轴流风扇电机中至少一台电机为无电机控制器的永磁同步电机，第一电机控制·接口单元、第二电机控制接口单元中至少包括I个逆变单元和I个转子位置检测单元，内机微处理器或者外机微处理器通过逆变单元驱动无电机控制器的永磁同步电机，转子位置检测单元将无电机控制器的永磁同步电机的转子位置信号送到内机微处理器或者外机微处理器。上述所述的离心式鼓风机电机为无电机控制器的永磁同步电机，压缩机电机、轴流风扇电机为交流电机。上述所述的压缩机电机为无电机控制器的永磁同步电机，离心式鼓风机电机、轴流风扇电机为交流电机。上述所述的轴流风扇电机为无电机控制器的永磁同步电机，压缩机电机、离心式鼓风机电机为交流电机。上述所述的离心式鼓风机电机、压缩机电机为无电机控制器的永磁同步电机，轴流风扇电机为交流电机。上述所述的离心式鼓风机电机、轴流风扇电机为无电机控制器的永磁同步电机，压缩机电机为交流电机。上述所述的压缩机电机、轴流风扇电机为无电机控制器的永磁同步电机，离心式鼓风机电机为交流电机。上述所述的离心式鼓风机电机、轴流风扇电机、压缩机电机均为无电机控制器的永磁同步电机。上述所述的内机微处理器还连接一台燃气引风机电机，燃气引风机电机为交流电机或者无电机控制器的永磁同步电机。上述所述的转子位置检测单元为相电流检测电路。上述所述的第一电机控制接口单元、第二电机控制接口单元中还包括至少一路继电器及其驱动电路，内机微处理器或者外机微处理器通过继电器及其驱动电路连接交流电机。本发明与现有技术相比具有如下优点1)内机控制器包括内机微处理器、传感器、第一电机控制接口单兀和第一电源部分，外机控制器包括外机微处理器、第二电机控制接口单元和第二电源部分，外机微处理器通过第二电机控制接口单元控制压缩机电机和轴流风扇电机，内机微处理器通过第一电机控制接口单元控制离心式鼓风机电机，离心式鼓风机电机、压缩机电机、轴流风扇电机中至少一台电机为无电机控制器的永磁同步电机，第一电机控制接口单元、第二电机控制接口单元中至少包括I个逆变单元和I个转子位置检测单元，内机微处理器或者外机微处理器通过逆变单元驱动无电机控制器的永磁同步电机，转子位置检测单元将无电机控制器的永磁同步电机的转子位置信号送到内机微处理器或者外机微处理器，省略原来每个电机控制器独立配置电源和微处理器的设置，简化电路结构，将永磁同步电机的逆变单元和转子位置检测单元集成在内机控制器、外机控制器里面，利用内机微处理器、外机微处理器和逆变单元、转子位置检测单元的配合控制无电机控制器的永磁同步电机，删除重叠的电路配置，利用内机微处理器、外机微处理器代替原来电机控制器的微处理器，简化电路结构，大大降低产品成本，减少资源浪费，内机控制器或者外机控制器的散热条件 较好，解决原来电机控制器散热差导致控制不稳定问题；2)离心式鼓风机电机、压缩机电机、轴流风扇电机中至少两台电机为无电机控制器的永磁同步电机，或者三台都是采用无电机控制器的永磁同步电机，可以增加节能的效果，电路结构也简单，制造成本低，可以很好满足客户需求；3 )转子位置检测单元为相电流检测电路，利用相电流可以计算到转子的位置并可以通过矢量控制，使电路及连接更加简单可靠，节省成本。4)内机控制器还连接一台燃气引风机电机，燃气引风机电机无电机控制器的永磁同步电机，可以增加节能的效果，电路结构也简单，制造成本低，可以很好满足客户需求。
图I是传统的家用中央空调分体机的控制系统的一种原理示意图。图2是传统的家用中央空调分体机的控制系统的另一种原理示意图。图3是图2对应的具体的电路方框图。图4是本发明的电路方框图。图5是图4的第一种具体实施结构图。图6是本发明的逆变单元和转子位置检测单元的电路图。图7的图4第二种具体实施结构图；图8是图4的第三种具体实施结构图；图9是图4的第四种具体实施结构图；图10是图4的第五种具体实施结构图；图11是图4的第六种具体实施结构图；图12是图4的第七种具体实施结构图；图13是图4的第八种具体实施结构图；图14是图4的第九种具体实施结构图。
具体实施例方式下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。实施例一图4、图5所不,一种家用中央空调分体机的控制系统,包括内机控制器、外机控制器、离心式鼓风机电机、压缩机电机、轴流风扇电机，其中内机控制器包括内机微处理器、内部传感器、外部传感器、储存器、信号处理电路、用户接口、第一电机控制接口单元和第一电源部分，第一电源部分为内机控制器的各部分电路供电，内部传感器、外部传感器将检测信号通过信号处理电路送到内机微处理器，恒温器THERMOSTAT通过用户接口与内机微处理器建立通信，外机控制器包括外机微处理器、第二电机控制接口单元和第二电源部分，第二电源部分为外机控制器的各部分电路供电，外机微处理器通过第二电机控制接口单元控制压缩机电机和轴流风扇电机，内机微处理器通过第一电机控制接口单元控制离心式鼓风机电机，离心式鼓风机电机为无电机控制器的永磁同步电机，压缩机电机和轴流风扇电机为交流电机，第一电机控制接口单元包括逆变单元和转子位置检测单元，内机微处理器通过逆变单元驱动无电机控制器的永磁同步电机，转子位置检测单元将无电机控制器的永磁同步电机的转子位置信号送到内机微处理器，第二电机控制接口单元包括2路的继电器及其驱动电路，外机微处理器通过2路的继电器及其驱动电路控制压缩机电机和轴流风扇电机。如图6所示，本发明的无电机控制器的永磁同步电机是由内机微处理器控制，转子位置检测单元为相电流检测单元，相电流检测单元主要包括电阻R20和A/D转换，采用无位置传感器的矢量控制的方式，只检测电机绕组的相电流并计算出转子位置，利用逆变电路(INVERTER)的多个IGBT开关Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6来控制电机绕组电流，电路结构简单，测量信号少，连接简单，简化电路结构，进一步降低成本。实施例二 图7所示，与实施例一的不同点在于压缩机电机采用无电机控制器的永磁同步电机，离心式鼓风机电机、轴流风扇电机为交流电机，第一电机控制接口单元包括I路的继电器及其驱动电路，内机微处理器通过I路的继电器及其驱动电路控制离心式鼓风机电机，第二电机控制接口单元包括I路的继电器及其驱动电路、I个逆变单元和I个转子位置检测单元，外机微处理器通过I路的继电器及其驱动电路控制轴流风扇电机，外机微处理器通过逆变单元驱动压缩机电机，转子位置检测单元将压缩机电机的转子位置信号送到外机微处理器。实施例三图8所示，与实施例二的不同点在于轴流风扇电机采用无电机控制器的永磁同步电机，压缩机电机、离心式鼓风机电机为交流电机，第一电机控制接口单元包括I路的继电器及其驱动电路，内机微处理器通过I路的继电器及其驱动电路控制离心式鼓风机电机，第二电机控制接口单元包括I路的继电器及其驱动电路、I个逆变单元和I个转子位置检测单元，外机微处理器通过I路的继电器及其驱动电路控制压缩机电机，外机微处理器通过逆变单元驱动轴流风扇电机，转子位置检测单元将轴流风扇电机的转子位置信号送到外机微处理器。实施例四图9所不,与实施例一的不同点在于压缩机电机、离心式鼓风机电机采用无电机控制器的永磁同步电机，轴流风扇电机为交流电机，第一电机控制接口单元包括I个逆变单元和I个转子位置检测单元，内机微处理器通过逆变单元驱动离心式鼓风机电机，转子位置检测单元将离心式鼓风机电机的转子位置信号送到内机微处理器；第二电机控制接口单元包括I路的继电器及其驱动电路、I个逆变单元和I个转子位置检测单元，外机微处理器通过I路的继电器及其驱动电路控制轴流风扇电机，外机微处理器通过逆变单元驱动压缩机电机，转子位置检测单元将压缩机电机的转子位置信号送到外机微处理器。实施例五图10所示，与实施例四的不同点在于轴流风扇电机、离心式鼓风机电机采用无电机控制器的永磁同步电机，压缩机电机为交流电机，第一电机控制接口单元包括I个逆变单元和I个转子位置检测单元，内机微处理器通过逆变单元驱动离心式鼓风机电机，转子位置检测单元将离心式鼓风机电机的转子位置信号送到内机微处理器；第二电机控制接口单元包括I路的继电器及其驱动电路、I个逆变单元和I个转子位置检测单元，、外机微处理器通过I路的继电器及其驱动电路控制压缩机电机，外机微处理器通过逆变单元驱动轴流风扇电机，转子位置检测单元将轴流风扇电机的转子位置信号送到外机微处理器。实施例六图11所示，与实施例五的不同点在于轴流风扇电机、压缩机电机采用无电机控制器的永磁同步电机，离心式鼓风机电机为交流电机，第一电机控制接口单元包括I路的继电器及其驱动电路，内机微处理器通过I路的继电器及其驱动电路控制离心式鼓风机电机；第二电机控制接口单元包括2个逆变单元和2个转子位置检测单元，外机微处理器通过2个逆变单元分别驱动压缩机电机和轴流风扇电机，2个转子位置检测单元分别将轴流风扇电机、压缩机电机的转子位置信号送到外机微处理器。实施例七图12所示，与实施例六的不同点在于离心式鼓风机电机、轴流风扇电机、压缩机电机采用无电机控制器的永磁同步电机，第一电机控制接口单元包括I个逆变单元和I个转子位置检测单元，内机微处理器通过逆变单元驱动离心式鼓风机电机，转子位置检测单元将离心式鼓风机电机的转子位置信号送到内机微处理器；第二电机控制接口单元包括2个逆变单元和2个转子位置检测单元，外机微处理器通过2个逆变单元分别驱 动压缩机电机和轴流风扇电机，2个转子位置检测单元分别将轴流风扇电机、压缩机电机的转子位置信号送到外机微处理器。实施例八图13所示，与实施例七的不同点在于内机微处理器还连接一台燃气弓丨风机电机，离心式鼓风机电机、轴流风扇电机、压缩机电机采用无电机控制器的永磁同步电机，燃气引风机电机为交流电机，第一电机控制接口单元包括I个逆变单元、I个转子位置检测单元和I路的继电器及其驱动电路，内机微处理器通过逆变单元驱动离心式鼓风机电机，转子位置检测单元将离心式鼓风机电机的转子位置信号送到内机微处理器，内机微处理器通过I路的继电器及其驱动电路控制燃气引风机电机；第二电机控制接口单元包括2个逆变单元和2个转子位置检测单元，外机微处理器通过2个逆变单元分别驱动压缩机电机和轴流风扇电机，2个转子位置检测单元分别将轴流风扇电机、压缩机电机的转子位置信号送到外机微处理器。实施例九图14所示，与实施例八的不同点在于内机微处理器还连接一台燃气引风机电机，燃气引风机电机、离心式鼓风机电机、轴流风扇电机、压缩机电机采用无电机控制器的永磁同步电机，第一电机控制接口单元包括2个逆变单元和2个转子位置检测单元，内机微处理器通过2个逆变单元分别驱动离心式鼓风机电机和燃气引风机电机，2个转子位置检测单元分别将离心式鼓风机电机、燃气引风机电机的转子位置信号送到内机微处理器；第二电机控制接口单元包括2个逆变单元和2个转子位置检测单元，外机微处理器通过2个逆变单元分别驱动压缩机电机和轴流风扇电机，2个转子位置检测单元分别将轴流风扇电机、压缩机电机的转子位置信号送到外机微处理器。上述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。
权利要求
1.一种家用中央空调分体机的控制系统,包括内机控制器、外机控制器、离心式鼓风机电机、压缩机电机、轴流风扇电机，其中内机控制器包括内机微处理器、传感器、第一电机控制接口单元和第一电源部分，第一电源部分为内机控制器的各部分电路供电，传感器将检测信号通过信号处理电路送到内机微处理器，外机控制器包括外机微处理器、第二电机控制接口单元和第二电源部分，第二电源部分为外机控制器的各部分电路供电，外机微处理器通过第二电机控制接口单元控制压缩机电机和轴流风扇电机，内机微处理器通过第一电机控制接口单元控制离心式鼓风机电机，其特征在于离心式鼓风机电机、压缩机电机、轴流风扇电机中至少一台电机为无电机控制器的永磁同步电机，第一电机控制接口单元、第二电机控制接口单元中至少包括I个逆变单元和I个转子位置检测单元，内机微处理器或者外机微处理器通过逆变单元驱动无电机控制器的永磁同步电机，转子位置检测单元将无电机控制器的永磁同步电机的转子位置信号送到内机微处理器或者外机微处理器。
2.根据权利要求I所述的一种家用中央空调分体机的控制系统，其特征在于离心式鼓风机电机为无电机控制器的永磁同步电机，压缩机电机、轴流风扇电机为交流电机。
3.根据权利要求I所述的一种家用中央空调分体机的控制系统，其特征在于压缩机电机为无电机控制器的永磁同步电机，离心式鼓风机电机、轴流风扇电机为交流电机。
4.根据权利要求I所述的一种家用中央空调分体机的控制系统，其特征在于轴流风扇电机为无电机控制器的永磁同步电机，压缩机电机、离心式鼓风机电机为交流电机。
5.根据权利要求I所述的一种家用中央空调分体机的控制系统，其特征在于离心式鼓风机电机、压缩机电机为无电机控制器的永磁同步电机，轴流风扇电机为交流电机。
6.根据权利要求I所述的一种家用中央空调分体机的控制系统，其特征在于离心式鼓风机电机、轴流风扇电机为无电机控制器的永磁同步电机，压缩机电机为交流电机。
7.根据权利要求I所述的一种家用中央空调分体机的控制系统，其特征在于压缩机电机、轴流风扇电机为无电机控制器的永磁同步电机，离心式鼓风机电机为交流电机。
8.根据权利要求I所述的一种家用中央空调分体机的控制系统，其特征在于离心式鼓风机电机、轴流风扇电机、压缩机电机均为无电机控制器的永磁同步电机。
9.根据权利要求I至8中任何一项所述的一种家用中央空调分体机的控制系统，其特征在于内机微处理器还连接一台燃气引风机电机，燃气引风机电机为交流电机或者无电机控制器的永磁同步电机。
10.根据权利要求I至8中任何一项所述的的一种家用中央空调分体机的控制系统，其特征在于转子位置检测单元为相电流检测电路。
11.根据权利要求I至8中任何一项所述的的一种家用中央空调分体机的控制系统，其特征在于第一电机控制接口单元、第二电机控制接口单元中还包括至少一路继电器及其驱动电路，内机微处理器或者外机微处理器通过继电器及其驱动电路连接交流电机。
全文摘要
本发明涉及一种家用中央空调分体机的控制系统，包括内机控制器、外机控制器、离心式鼓风机电机、压缩机电机、轴流风扇电机，外机微处理器通过第二电机控制接口单元控制压缩机电机和轴流风扇电机，内机微处理器通过第一电机控制接口单元控制离心式鼓风机电机，离心式鼓风机电机、压缩机电机、轴流风扇电机中至少一台电机为无电机控制器的永磁同步电机，第一电机控制接口单元、第二电机控制接口单元中至少包括1个逆变单元和1个转子位置检测单元，内机微处理器或者外机微处理器通过逆变单元驱动无电机控制器的永磁同步电机，转子位置检测单元将无电机控制器的永磁同步电机的转子位置信号送到内机微处理器或者外机微处理器。它删除重叠的电路配置，简化电路结构，大大降低产品成本，减少资源浪费。
文档编号F24F11/00GK102748835SQ201210255639
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月21日 优先权日2012年7月21日
发明者周一桥, 胡戈, 赵勇, 鲁楚平 申请人:中山大洋电机股份有限公司