一种bldc电机故障状态反馈方法及应用bldc电机、空调系统的制作方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种BLDC电机故障状态反馈方法及应用BLDC电机、空调系统。
【背景技术】
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[0002]现有行业内传统空调系统、盘管风机用的BLDC电机(即直流无刷电机)具有5个连接端口，一个与地连接接地端GND、一个速度输入端口 VSP、一个直流母线电压输入端口VDC、一个低压直流电源输入端口 VCC和电机转速信号的反馈端口 FG，而大多数空调厂商的接口也是这样设计的。
[0003]但是这种直BLDC电机没有设置电机的状态反馈，因此空调的主控板无法读取直流无刷电机的状态信息，例如过温、堵转、过流、霍尔失效、时钟失效、过压等等的电机状态信息。随着客户需求，要求电机厂家要在直流无刷电机上反馈这些电机状态信息。现在普遍的解决方案就是在直流无刷电机上增加一条信号线来反馈这些电机状态信息，但是这样就要改变现有电机的线夹模具、空调主板接口，电机接口等等，十分难操作，而且成本高。
【发明内容】
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[0004]本发明的目的是提供一种BLDC电机故障状态反馈方法及应用BLDC电机、空调系统，该故障状态反馈方法简单，操作方便，可反馈电机不同的故障信号，可靠性高；该BLDC电机结构简单，在不改变现有电机结构的情况下，可反馈电机不同的故障信号，操作简单，成本低，可靠性高；该空调系统结构简单，操作方便，可靠性高。
[0005]本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。
[0006]一种BLDC电机故障状态反馈方法，所述的BLDC电机具有向外输出电机转速信号的反馈端口 FG，FG输出的是PffM信号，当端口 FG向外输出电机转速信号时，其频率定义在第一频率段，在第一频率段的范围内、用该PWM信号频率大小代表转速的大小；当向外输出电机故障信号时，采用不同于第一频率段的第二频率信号。
[0007]上述所述BLDC电机有多种故障信号时，采用第二频率的PffM信号的不同占空比来代表不同的故障。
[0008]上述所述第一频率段的所有PffM信号的占空比都是50%。
[0009]上述所述第一频率段范围是1HZ到300HZ范围，第二频率信号是在IKHZ频率。
[0010]一种BLDC电机，所述的BLDC电机包括定子组件、转子组件、控制线路板，定子组件和转子组件磁耦合，控制线路板集成有微处理器MCU、逆变器和接口单元，微处理器MCU输出信号控制逆变器，逆变器连接控制定子组件的每相线圈绕组，所述的接口单元包括频率生成电路，微处理器MCU的一个I/o 口通过频率生成电路向外输出不同频率和占空比的PWM信号并形成端口 FG。
[0011]上述所述的频率生成电路是一个三极管开关电路。
[0012]上述所述的三极管开关电路包括三极管Q1、第六电阻R106、第五电阻R105、第四电阻R104和电容C107，端口 FG串联第四电阻R104、第五电阻R105和电源VCC2，端口 FG与第四电阻R104之间的节点连接电容C107 —端，电容C107另一端接地，第四电阻R104、第五电阻R105之间的节点与三极管Ql集电极连接，三极管Ql发射极连接地，三极管Ql基极通过第六电阻R106与微处理器MCU的一个I/o 口连接。
[0013]上述所述的端口 FG向外输出电机转速信号时，其频率定义在第一频率段，在第一频率段的范围内、用该PWM信号频率大小代表转速的大小；当向外输出电机故障信号时，采用不同于第一频率段的第二频率信号。
[0014]上述所述的BLDC电机有多种故障信号时，采用第二频率的PffM信号的不同占空比来代表不同的故障，第一频率段的所有PWM信号的占空比都是50%。。
[0015]上述所述的第二频率信号的频率为1KHZ，10% K代表代表过压，20% K代表过流，30% K代表过温，40% K代表霍尔失效，50% K代表集成功率模块IPM故障。
[0016]上述所述的接口单元还包括一个与地连接接地端GND、一个速度输入端口 VSP、一个直流母线电压输入端口 VDC和一个低压直流电源输入端口 VCC。
[0017]一种空调系统，包括空调系统控制器和驱动风机的BLDC电机，空调系统控制器与BLDC电机具有5个连接端口，一个与地连接接地端GND、一个速度输入端口 VSP、一个直流母线电压输入端口 VDC、一个低压直流电源输入端口 VCC和电机转速信号的反馈端口 FG，其特征在于:当BLDC电机向空调系统控制器输出电机转速信号时，其频率定义在第一频率段，在第一频率段的范围内、用该PWM信号频率大小代表转速的大小；当向外输出电机故障信号时，采用不同于第一频率段的第二频率信号。
[0018]上述所述的BLDC电机向空调系统控制器输出多种故障信号时，采用第二频率的PWM信号的不同占空比来代表不同的故障。
[0019]上述所述的第一频率段的所有PffM信号的占空比都是50%。
[0020]上述所述的第一频率段范围是1HZ到300HZ范围，第二频率信号是在IKHZ频率。
[0021]本发明与现有技术相比，具有如下效果:1)当BLDC电机向外输出电机转速信号时，其频率定义在第一频率段，在第一频率段的范围内、用该PffM信号频率大小代表转速的大小；当向外输出电机故障信号时，采用不同于第一频率段的第二频率信号，通过共用端口FG，在端口 FG上即能够输出电机速度信号或者电机故障信号，无需改变现有电机的线夹模具、空调主板接口，电机接口等等，该方法简单，操作方便，可反馈电机不同的故障信号，可靠性高，成本低；2)BLDC电机接口单元包括频率生成电路，微处理器MCU的一个I/o 口通过频率生成电路向外输出不同频率段信号并形成端口 FG，通过共用端口 FG，在端口 FG上即能够输出电机速度信号或者电机故障信号，在不改变现有电机结构的情况下，可反馈电机不同的故障信号，操作简单，成本低，可靠性高；3)第一频率段的所有PWM信号的占空比都是50%，第一频率段范围是1HZ到300HZ范围，第二频率信号是在IKHZ频率，配置简单合理；4) BLDC电机向空调系统控制器输出多种故障信号时，采用第二频率的PffM信号的不同占空比来代表不同的故障，实施简便，方便快捷。
【附图说明】
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[0022]图1是本发明直流无刷电机的结构示意图；
[0023]图2是本发明的电路原理图；
[0024]图3是本发明频率生成电路的具体电路图；
[0025]图4是本发明分压电路的具体电路图；
[0026]图5是本发明端口 FG反馈一种速度信号的TJK意图；
[0027]图6是本发明端口 FG反馈另一种速度彳目号的TJK意图；
[0028]图7是本发明端口 FG反馈一种故障信号的示意图；
[0029]图8是本发明端口 FG反馈另一种故障信号的示意图；
[0030]图9是空调系统的结构原理图。
【具体实施方式】
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[0031]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:
[0032]实施例一:如图1和图2所本发明是一种BLDC电机,所述的直流无刷电机包括定子组件1、转子组件2、控制线路板3，定子组件I和转子组件2磁耦合，控制线路板3集成有微处理器MCU、逆变器和接口单元，微处理器MCU输出信号控制逆变器，逆变器连接控制定子组件I的每相线圈绕组，所述的接口单元包括频率生成电路，微处理器MCU的一个I/o口通过频率生成电路向外输出不同频率段信号并形成端口 FG，逆变器可以是集成功率模块IPM,它含有多个IGBT元件，霍尔元件HALL检测转子位置信号送到微处理器MCU，微处理器MCU输出信号控制逆变器。
[0033]如图3所示，所述的频率生成电路是一个三极管开关电路。三极管开关电路包括三极管Q1、第六电阻R106、第五电阻R105、第四电阻R104和电容C107，端口 FG串联第四电阻R104、第五电阻R105和电源VCC2+15V，端口 FG与第四电阻R104之间的节点连接电容C107—端，电容C107另一端接地，第四电阻R104、第五电阻R105之间的节点与三极管Ql集电极连接，三极管Ql发射极连接地，三极管Ql基极通过第六电阻R106与微处理器MCU的一个I/o 口连接。
[0034]BLDC电机具有向外输出电机转速信号的反馈端口 FG，FG输出的是PffM信号，当端口 FG向外输出电机转速信号时，其频率定义在第一频率段，在第一频率段的范围内、用该PWM信号频率大小代表转速的大小；当向外输出电机故障信号时，采用不同于第一频率段的第二频率信号，BLDC电机有多种故障信号时，采用第二频率的PffM信号的不同占空比来代表不同的故障，第一频率段的所有PWM信号的占空比都是50 %，第一频率段范围是1HZ到300HZ范围，第二频率信号是在IKHZ频率。见图5所示，BLDC电机的端口 FG对外可以输出第一频率段f0 = 1/T1 = 50HZ, Tl = 0.02秒，代表反馈的是第一种转速信号，其中占空比为50%;如图6所示，BLDC电机的端口 FG对外可以输出第一