专利名称：一种空调器风扇电机无级调速装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空气调节技术领域，具体涉及一种窗式空调器用双向可控硅对风扇电机进行调速的调速方式。
背景技术：
目前市场上窗式空调器主要采用继电器对其风扇电机进行三档调速，即通过三个继电器对风扇电机的输入电压(高、中、低)的通断进行控制，进而达到风扇电机风速在三档风速(高、中、低)之间的切换。这种电机控制方式虽然简单易行，但可控制调节的风挡少，继电器占用PCB板空间大，如需增加风挡的话，则需要增加继电器，硬件和软件改动大，且不太适合应用更先进的控制算法对其进行多档(≥4)调速，从而限制了窗式空调器控制策略的进一步优化。
另外还有一种采用交流电抗器调速，改变与风扇电机串连的电抗器的电感量来调节施加在风扇电机的电压，从而改变电机的旋转速度。但电感器体积大、调速性能差，底速挡启动困难，且无法实现连续无级调速。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种窗式空调器风扇电机的双向可控硅调速方式，它通过控制交流电源的通断时间比，可实现窗式空调器风扇电机的无极调速。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为一种空调器风扇电机无级调速装置，包括控制器、过零检测电路、达林顿阵列、双向可控硅调速电路和单相异步可调风扇电机，其特征在于所述过零检测电路与控制器的输入端电连接；所述双向可控硅调速电路的一端通过达林顿阵列与控制器的输出端电连接，另一端连接至单相异步可调风扇电机。
所述双向可控硅调速电路包括在双向可控硅V107阳极和阴极之间并联一RC缓冲电路(由安规电容C110与电阻R107串联组成)，以限制电压的上升率，防止假触发产生。光耦合器E101与电阻R104串联接入双向可控硅V107阳极与门极之间，以控制大电流流经双向可控硅。光耦合器的控制端一端接+12V电源，另一端通过电阻R106与达林顿阵列N101引脚13相联，N101引脚4与控制器TMP86P808N引脚24电连接。双向可控硅V107阴极与单相异步可调风扇电机的火线相连，风扇电机的零线直接与电源零线连接。
所述过零检测电路包括与变压器T107副边相连的两个并联二极管(V109与V110)，并联二极管的另一端与电阻R114串联接至三极管V108的基极，三极管V108的发射极直接接地，电阻R114前端与地之间串接电阻R115；三极管V108的集电极与电阻R113串连后接+5V电源。三极管V108集电极为过零信号输出端，与控制器TMP86P808N引脚20连接。
所述达林顿阵列选用ULN2003AN。
所述控制器中设有可调的过零脉冲信号触发延迟时间TL，并经过所设定的触发延迟时间TL发出一个脉宽为TST启动脉冲。该启动脉冲信号通过双向可控硅调速电路与双向可控硅的控制端电连接，而双向可控硅的工作端与风扇电机相连。启动脉冲的上升沿经过双向可控硅调速电路触发双向可控硅导通。双向可控硅导通与截止的时间比的大小就决定了风扇电机输入电压有效值的大小，从而决定了风扇电机的转速大小。
所述触发延迟时间TL大于或等于负载电压-电流相位差TP。
所述启动脉冲宽度TST大于或等于风扇电机启动时间TS。
总之，当过零检测电路检测到电压过零时，向控制器发出一个过零脉冲信号，控制器检测到此信号后，经过TL发出一个脉宽为TST启动脉冲，启动脉冲的上升沿触发双向可控硅导通，风扇电机启动。控制器的主控芯片程序中控制着触发脉冲延迟时间TL，从而控制着电源电压的通断时间比TON∶TOFF，TON∶TOFF的大小就决定了风机输入电压有效值的大小，也因此决定了风扇电机的转速大小。
本实用新型提供的空调器风扇电机无级调速装置，它通过一个设定的过零脉冲信号触发延迟时间TL，控制交流电源的通断时间比。与现有技术相比具有以下优点1.可实现无级调速，风量连续可调；2.结构简单，成本底；3.控制方式多样化，和先进的控制技术相结合，可实现窗式空调器风扇电机的智能控制；4.控制器升级方便，只需对控制器软件升级，更换控制器，即可实现控制器的升级，而其他硬件无须做任何变动。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。
图1是本实用新型实施例中系统框图；图2是本实用新型实施例中过零检测电路的原理图；图3是实用新型实施例中双向可控硅调速电路的原理图；图4是本实用新型实施例中波形示意图。
具体实施方式
本实用新型的空调器风扇电机无级调速装置，如附图1、2所示。过零检测电路的过零脉冲输出端与控制器TMP86P808N相连，当过零检测电路检测到电压过零时，通过ZERO TEST SIGNAL端向控制器发出一个过零脉冲信号。控制器检测到此信号后，经过TL发出一脉宽为TST的启动脉冲信号，达林顿阵列N101将此信号放大，可控硅调速电路通过CONTROLSIGNAL端接收到此信号后，双向可控硅闭合，单相异步可调风扇电机启动运转。图2中，开关二极管V109与V110选用IN4148，碳膜电阻R113与R114选用RT-1/4W-10k±5％，碳膜电阻R115选用RT-1/4W-3k±5％，NPN三极管选用9013。图3中，安硅电容C110选用X2-a.c250V-0.047μ，碳膜电阻R107选用RT-1W-270±5％，双向可控硅V107选用BTA12-600B，光耦合器E101选用MOC3021，达林顿阵列N101选用ULN2003AN。
如图4所示，当过零检测电路检测输入电源电压过零(图4a为电源电压输入波形，相位T为电源电压周期)，过零检测电路在电源电压过零点附近均会向主控制器发射一脉冲信号。图4b为过零脉冲信号，主控制器检测到电源电压过零时，经过TL发出一如图4c所示的脉宽为TST启动脉冲信号，TST为启动脉冲宽度，TL为触发延迟时间。并且触发延迟时间TL必须大于或等于风扇电机的启动时间，以使风扇电机在每个电源电压周期中有足够的时间启动。而控制器所发出的启动脉冲信号通常要大于或等于负载电压-电流相位差TP，双向可控硅截止，使得启动脉冲在双向可控硅完全截止之后发出。否则，电机可能会造成双向可控硅的续流不完全而不能正常启动。启动脉冲的上升沿触发双向可控硅导通，输出的电压信号如图4d所示，图4d为风机电压输入波形，其中Ton为双向可控硅导通时间，TOFF为双向可控硅关断时间，风扇电机随即启动。
双向可控硅调速方式中，主控制器TMP86P808N程序中控制着触发脉冲延迟时间TL，从而控制电源电压的通断时间比TON∶TOFF，TON∶TOFF的大小就决定了风机输入电压有效值的大小，也因此决定了风扇电机的转速大小。
权利要求1.一种空调器风扇电机无级调速装置，包括控制器、过零检测电路、达林顿阵列和双向可控硅调速电路，其特征在于所述过零检测电路与控制器的输入端电连接；所述双向可控硅调速电路的一端通过达林顿阵列与控制器的输出端电连接，另一端连接至风扇电机。
2.根据权利要求1所述的空调器风扇电机无级调速装置，其特征在于所述双向可控硅调速电路包括电容与电阻串联成的缓冲电路接入双向可控硅的阴极与阳极之间再与风扇电机相连，双向可控硅的门极通过光耦合器与达林顿阵列电连接。
3.根据权利要求2所述的空调器风扇电机无级调速装置，其特征在于所述过零检测电路包括与电源电压输入端相连的两个并联二极管，二极管的另一端与一电阻串联后接至三极管的基极，三极管的发射极直接接地；三极管的集电极与控制器的一个端脚相连。
4.根据权利要求2所述空调器风扇电机无级调速装置，其特征在于所述达林顿阵列采用ULN2003AN。
5.根据权利要求1至4任一项所述空调器风扇电机无级调速装置，其特征在于所述控制器芯片中设有可调的过零脉冲信号触发延迟时间TL，并经过所设定的触发延迟时间TL发出一个脉宽为TST启动脉冲。
6.根据权利要求5所述空调器风扇电机无级调速装置，其特征在于所述触发延迟时间TL大于或等于负载电压-电流相位差TP。
7.根据权利要求6所述空调器风扇电机无级调速装置，其特征在于所述启动脉冲宽度TST大于或等于风扇电机启动时间TS。
专利摘要本实用新型公开了一种空调器风扇电机无级调速装置，它采用双向可控硅对其单相异步可调风扇电机进行调速，包括过零检测电路、控制器、达林顿阵列、双向可控硅调速电路和单相异步可调风扇电机，所述控制器设有过零脉冲信号触发延迟时间T
文档编号H02P23/00GK2814802SQ200520060469
公开日2006年9月6日 申请日期2005年6月27日 优先权日2005年6月27日
发明者杨淑明, 向小军, 夏道明 申请人:广东科龙电器股份有限公司