一种自适应电源pg电机控制系统的制作方法

专利名称：一种自适应电源pg电机控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及家用空调技术领域，特别涉及一种自适应电源PG电机控制系统。
背景技术：
目前，我国已经是空调生产大国，我国生产的空调在世界各地得到了相当普遍的使用，而由于世界各地电源电压标准及供电情况不同，甚至有的在同一个国家和地区的电源电压标准及供电情况都不相同，所以必须针对不同的供电情况，开发出不同型号的空调器，同一型号空调器的使用受到各地区供电情况不同的限制，兼容性差，导致世界各地所使用的空调器型号多，空调器的相关文件管理也很繁杂。同时，对空调器室内风机电机的控制，直接影响到空调器的制冷量、舒适度和噪音等方面，由于世界各地电源的电压和频率不同，一旦电源与空调器所需的电源不匹配，就会出现PG电机不转、转速不可控、电机抖动等一系列问题，而如果针对不同的电源电压和频 率开发不同的室内电机的控制器，必须要开发出不同硬件控制电路及相应的软件驱动，其开发成本、开发难度以及开发周期又无法预测，这些都会对空调器的生产和销售造成很大的影响。

实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种自适应电源PG电机控制系统，具有PG电机兼容性强、开发成本低、开发难度小及开发速度快的特点，解决了空调器的使用受各地供电电压标准不同限制、空调器相关文件管理繁杂的技术问题，具有使用方便、自适应世界各地电源、空调器型号比较统一、管理文件较少的特点。本实用新型的目的通过以下技术方案实现本自适应电源PG电机控制系统包括PG电机反馈电路、过零点采样电路、微控制器MCU和PG电机控制电路，PG电机反馈电路、过零点采样电路以及PG电机控制电路分别与微控制器MCU连接；微控制器MCU根据来自PG电机反馈电路的反馈信号，通过过零点采样电路设置下一次交流电过零点时PG电机控制电路的导通角，修正PG电机转速。所述过零点采样电路包括全波整流电路、分压电阻和三极管Ql ;三极管Ql的基极通过分压电阻与全波整流电路的输出端连接，集电极与过零点采样电路的输出端连接。所述全波整流电路由第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4组成整流桥。所述分压电阻包括第四电阻R4、第三电阻R3和第二电阻R2，第四电阻R4和第二电阻R2并联在三极管Ql的基极，第三电阻R3串联在全波整流电路输出端与三极管Ql的基极之间。所述PG电机控制电路包括用于转换来自微控制器MCU控制信号的反相器ICl，与反相器ICl的输出端连接的固态继电器IC2，以及设置在固态继电器IC2的输出端的RC滤波电路。[0011]所述RC滤波电路由滤波电感LI、第五电阻R5以及第二电容C4串联而成，滤波电感LI与固态继电器IC2的输出端的连接节点引出PG电机控制电路的输出端，滤波电感LI与第二电容C4的串联节点接地线。所述PG电机反馈电路包括第四退偶电容、第三退偶电容、第七电阻和箝位二极管，第四退偶电容连接在PG电机反馈电路供电源与地之间，第三退偶电容连接在PG电机反馈电路第二输入端子与地之间，第七电阻串联在PG电机反馈电路第二输入端子与PG电机反馈电路输出端子之间，箝位二极管串联在PG电机反馈电路供电源与PG电机反馈电路输出端子之间。本实用新型的作用原理是通过微控制器MCU控制PG电机导通角，实现PG电机正常工作，并且通过PG电机反馈电路修正PG电机转速，通过控制PG电机导通角的上限值和下限值，从而控制不同类型的PG电机在各地不同的电源电压标准下仍然能在该电机的工作电源下正常工作。本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果1、PG电机的控制方法兼容性强、使用方便，本方案设计的空调器，可以根据需要更换相应的PG电机即可快速适应世界各地不同电源，无需更换电控板及主芯片。2、开发速度快，设计难度低，能快速满足不同客户的要求。3、管理方便，由于本方案设计的空调器软硬件型号高度统一，管理文件较少，降低了相应的管理难度。4、有利于大批量生产，由于空调器的型号高度统一，可以集中大批量生产同一型号的空调器，提高了生产效率，增加了空调器的产量。5、克服了空调器因电源不匹配而出现的多种不正常现象；本实用新型采用兼容设计方案，并经过长时间实验得出最合理的数据，通过对PG电机导通角的限制，使微控制器MCU可以在匹配不同电源及PG电机时，克服了因电源规格不同而导致PG电机不转、转速不可控、转速不稳、电机抖动等不正常现象。6、本实用新型的导通角范围采用导通角的上限值和下限值来控制，使空调器在高压高频电源下可运行微微风，在低压低频高风情况下，可避免调出上一个零点界限，空调器在不同电源下工作时，也能在同一个周期内有效控制PG电机。

图I是本实用新型PG电机控制系统框架图。图2是过零点采样电路原理图。图3是PG电机控制电路原理图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。实施例如图I所示，本实用新型自适应电源PG电机控制系统包括PG电机反馈电路、过零点采样电路、微控制器MCU及PG电机控制电路，PG电机反馈电路、过零点采样电路和PG电机控制电路分别与微控制器MCU电气连接。如图2所示，所述过零点采样电路包括全波整流电路、第五二极管D5、滤波电容E1、第四电阻R4、第三电阻R3、第二电阻R2、第二退偶电容C2、三极管Q1、第一退偶电容Cl和第一电阻Rl ;全波整流电路由第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4组成整流桥，与变压器的次级线圈CNCl连接；滤波电容El设置在全波整流电路的输出端；所述第五二极管D5串联在全波整流电路的输出端与滤波电容El之间，提高了过零点电路的精确性；三极管Ql的集电极并联第一退偶电容Cl后与过零点采样电路的输出端连接；第二退偶电容C2、第四电阻R4和第二电阻R2并联在三极管Ql的基极，第三电阻R3串联在全波整流电路输出端与三极管Ql的基极之间，第四电阻R4、第三电阻R3和第二电阻R2组成分压电阻。如图3所示，所述PG电机控制电路包括用于转换来自微控制器MCU控制信号的反 相器IC1，与反相器ICl的输出端连接的固态继电器IC2，用于保护固态继电器的限流电阻R6，由滤波电感LI、第五电阻R5以及第二电容C4串联而成的RC滤波电路，并联在PG电机控制电路输出端的第一电容C3，与第一电容C3并联连接的插座CNUl ;RC滤波电路设置在固态继电器IC2的输出端，且滤波电感LI与固态继电器IC2的输出端的连接节点引出PG电机控制电路的输出端，滤波电感LI与第二电容C4的串联节点接地线。所述PG电机反馈电路包括第四退偶电容、第三退偶电容、第七电阻和箝位二极管，第四退偶电容连接在PG电机反馈电路供电源与地之间，第三退偶电容连接在PG电机反馈电路第二输入端子与地之间，第七电阻串联在PG电机反馈电路第二输入端子与PG电机反馈电路输出端子之间，箝位二极管串联在PG电机反馈电路供电源与PG电机反馈电路输出端子之间。本实用新型的控制过程，包括如下步骤步骤1、PG电机反馈电路向微控制器MCU输出反馈信号；微控制器MCU计算出当前PG电机转速，与设定风速进行比较，计算出下一次交流电过零点时PG电机控制电路的导通角，修正PG电机转速；步骤2、交流电经全波整流电路整流后，经过电阻R2、R3、R4组成的分压电阻取得采样电压，当采样电压高于三极管Ql工作电压时，三极管Ql导通，过零点采样电路输出低电平作为过零点信号，当采样电压低于三极管Ql工作电压时，Ql不导通，过零点采样电路输出高电平作为过零点信号，交流电过零点时，过零点采样电路输出的过零点信号由低电平跳变为高电平，交流电过零点时，微控制器MCU根据过零点采样电路输出交流电过零点时的高电平信号，输出控制信号至PG电机控制电路，调整PG电机控制电路在下一次交流电过零点时的导通角，从而控制PG电机转速；步骤3、微控制器MCU读取过零点采样电路输出的过零点信号，并在步骤2所述过零点的时刻导通PG电机，PG电机导通时间由步骤I设置的下一次交流电过零点时PG电机控制电路的导通角来控制，PG电机启动后，空调器内部霍尔传感器将转速转换为方波，微控制器MCU读取该方波波形的高电平持续时间，计算出当前PG电机的转速；步骤4、依次循环步骤I至步骤3，直到PG电机被稳定控制住为止。空调器在频率为60Hz的电源下工作时，导通角的上限值为7. 168，导通角的下限值为O. 672，所述步骤I具体包括以下步骤[0036]步骤11、根据反馈转速值，通过PID (比例微积分)算法得出导通角计算值。比较空调器当前的风速是否大于设定的风速，如果大于，则增加导通角后再与导通角的上限值7. 168相比较，如果增加导通角后导通角的值小于导通角的上限值，设置导通角为计算值，输出控制信号至PG电机反馈电路；如果增加导通角后导通角的值大于导通角上限值，设置导通角为导通角的上限值7. 168，输出控制信号至PG电机反馈电路，如果空调器当前的风速不大于设定的风速，则运行下一步骤；步骤12、比较空调器当前的风速是否与设定的风速相同，如果相同，输出控制信号至PG电机反馈电路；如果空调器当前的风速与设定的风速不相同，则运行下一步骤；步骤13、比较空调器当前的风速是否小于设定的风速，如果小于，则减小导通角后再与导通角的下限值O. 672相比较；如果减小导通角后导通角的值大于导通角的下限值，设置导通角为计算值，输出控制信号至PG电机反馈电路；如果增加导通角后导通角的值小于导通角的下限值，设置导通角为导通角的下限值O. 672，输出控制信号至PG电机反馈电路。上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种自适应电源PG电机控制系统，其特征在于包括PG电机反馈电路、过零点采样电路、微控制器MCU和PG电机控制电路，PG电机反馈电路、过零点采样电路以及PG电机控制电路分别与微控制器MCU连接；微控制器MCU根据来自PG电机反馈电路的反馈信号，通过过零点采样电路设置下一次交流电过零点时PG电机控制电路的导通角，修正PG电机转速。
2.根据权利要求I所述的自适应电源PG电机控制系统，其特征在于所述过零点采样电路包括全波整流电路、分压电阻和三极管Ql ;三极管Ql的基极通过分压电阻与全波整流电路的输出端连接，集电极与过零点采样电路的输出端连接。
3.根据权利要求2所述的自适应电源PG电机控制系统，其特征在于所述全波整流电路由第一ニ极管D1、第二ニ极管D2、第三ニ极管D3以及第四ニ极管D4组成整流桥。
4.根据权利要求2所述的自适应电源PG电机控制系统，其特征在于所述分压电阻包括第四电阻R4、第三电阻R3和第二电阻R2，第四电阻R4和第二电阻R2并联在三极管Ql的基极，第三电阻R3串联在全波整流电路输出端与三极管Ql的基极之间。
5.根据权利要求I所述的自适应电源PG电机控制系统，其特征在于所述PG电机控制电路包括用于转换来自微控制器MCU控制信号的反相器ICl,与反相器ICl的输出端连接的固态继电器IC2，以及设置在固态继电器IC2的输出端的RC滤波电路。
6.根据权利要求5所述的自适应电源PG电机控制系统，其特征在于所述RC滤波电路由滤波电感LI、第五电阻R5以及第ニ电容C4串联而成，滤波电感LI与固态继电器IC2的输出端的连接节点引出PG电机控制电路的输出端，滤波电感LI与第二电容C4的串联节点接地线。
7.根据权利要求I所述的自适应电源PG电机控制系统，其特征在于所述PG电机反馈电路包括第四退偶电容、第三退偶电容、第七电阻和箝位ニ极管，第四退偶电容连接在PG电机反馈电路供电源与地之间，第三退偶电容连接在PG电机反馈电路第二输入端子与地之间，第七电阻串联在PG电机反馈电路第二输入端子与PG电机反馈电路输出端子之间，箝位ニ极管串联在PG电机反馈电路供电源与PG电机反馈电路输出端子之间。
专利摘要本实用新型公开了一种自适应电源PG电机控制系统，其控制系统包括PG电机反馈电路、过零点采样电路、微控制器MCU和PG电机控制电路，PG电机反馈电路、过零点采样电路以及PG电机控制电路分别与微控制器MCU连接，微控制器MCU根据来自PG电机反馈电路的反馈信号，通过过零点采样电路设置下一次交流电过零点时PG电机控制电路的导通角，修正PG电机转速。本实用新型具有兼容性强、使用方便、开发速度快、成本低和可在同一个周期内有效控制PG电机等优点。
文档编号H02P6/08GK202617056SQ201220169560
公开日2012年12月19日 申请日期2012年4月19日 优先权日2012年4月19日
发明者张建, 杜帅飞, 徐林, 袁龙 申请人:广东志高空调有限公司