冷媒回收机用直流无刷电机的自动无级调速电路的制作方法

本实用新型涉及冷媒回收机控制领域，尤其是涉及一种冷媒回收机用直流无刷电机的自动无级调速电路。

背景技术：

冷媒回收机是一种回收制冷剂的设备，用于回收制冷机械（民用、商用空调、冷柜、热泵机组、螺杆离心机组等制冷机）中的制冷剂。回收的同时又对制冷剂进行一定的处理，如干燥、杂质的过滤、油分等，以便于制冷剂的二次利用，广泛用于家用、商用中央空调、制冷机生产厂家及售后服务。

现有冷媒回收机的动力大都采用感应电机或有刷直流电机，都无法根据负载变化来实现自动无级调速。

技术实现要素：

本实用新型主要是解决现有技术所存在的冷媒回收机缺少支持调速的电路、不能依据负载调整功率的技术问题，提供一种支持根据负载自动调整电机功率的冷媒回收机用直流无刷电机的自动无级调速电路。

本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种冷媒回收机用直流无刷电机的自动无级调速电路，包括MCU电路、IPM功率驱动电路、温度传感器、低通滤波电路和电压比较电路；所述MCU电路通过IPM功率驱动电路连接冷媒回收机的直流无刷电机的UVW相线，温度传感器与低通滤波电路的输入端电连接，温度传感器设置在直流无刷电机的线包温度检测点上；低通滤波电路的输出端连接电压比较电路的输入端，电压比较电路的输出端连接MCU电路；MCU电路还与直流无刷电机的霍尔传感器电连接。

温度传感器检测电机线包温度，通过低通滤波电路滤波后输入到电压比较电路，电压比较电路将采集到的温度电压信号与标准信号比较。如果线包温度过高，则电压比较电路输出信号给MCU电路，MCU电路通过IPM功率驱动电路使电机减速、减功率运行，从而使电机在高负荷运行下也不会发生过热烧毁故障。

作为优选，所述低通滤波电路包括电阻R39、电容C32和电容C31，所述电容C32的正极和负极连接温度传感器的两端，电容C32的负极还接地，电容C31和电容C32并联，电阻R39的第一端连接电源VCC5V，电阻R39的第二端连接电容C32的正极，电容C32的正极连接电压比较电路。

低通滤波电路滤除因引线带来的测量误差以及电机线包高频干扰。

作为优选，所述电压比较电路包括比较器U12、电阻R41和电容C35；所述比较器U12的同相输入端连接标准电压，反相输入端连接电容C32的正极，输出端连接MCU电路；电阻R41的第一端连接电源VCC5V，电阻R41的第二端连接比较器U12的输出端；电容C35的第一端连接比较器U12的输出端，电容C35的第二端接地。

电压比较器将温度电压信号与标准电压比较，并将比较结果送入到MCU电路。

作为优选，所述MCU电路包括MCU芯片，MCU芯片为STM8S903K3；MCU芯片的13脚连接比较器U12的输出端；MCU芯片的6脚连接电源VCC5V；电容C39的第一端连接MCU芯片的6脚，第二端接地；电容C40和电容C39并联；MCU芯片的5脚通过电容C46接地，1脚通过电容C47接地，4脚直接接地；MCU芯片的19脚、20脚、18脚、24脚、17脚和23脚连接IPM功率驱动电路。

MCU电路完成温度判断以及对电机的后续控制过程。

作为优选，所述IPM功率驱动电路包括IPM芯片，IPM芯片为SD20M60AC；MCU芯片的23脚通过电阻R51连接IPM芯片的9脚，电容C43第一端连接IPM芯片的9脚，第二端接地；MCU芯片的24脚通过电阻R52连接IPM芯片的13脚，电容C44第一端连接IPM芯片的13脚，第二端接地；MCU芯片的20脚通过电阻R53连接IPM芯片的17脚，电容C45第一端连接IPM芯片的17脚，第二端接地；MCU芯片的17脚通过电阻R60连接IPM芯片的3脚，电容C51第一端连接IPM芯片的3脚，第二端接地；MCU芯片的18脚通过电阻R61连接IPM芯片的4脚，电容C52第一端连接IPM芯片的4脚，第二端接地；MCU芯片的19脚通过电阻R62连接IPM芯片的5脚，电容C53第一端连接IPM芯片的5脚，第二端接地；IPM芯片的24脚、25脚和26脚分别连接直流无刷电机的U相线、V相线和W相线。

作为优选，所述温度传感器为热敏电阻。

目前已有的电机温度控制系统一般是采用温度传感器采样温度电压信号，经滤波处理送MCU进行AD转换成数字信号，然后经MCU进行数字滤波处理后进行数据计算比较，结果比较判断去对电机做相应的处理；

本方案与现有的电机温度控温技术相比较，采用了硬件比较器，速度响应更快，保证了实时性；纯硬件采集判断，可靠性更高；不用AD转换，成本更低；过程简单明了。

本实用新型带来的有益效果是，可以有效保护电机，防止电机堵转、负载过大时出现电机过热烧毁的情况。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构框图；

图2和图3是本实用新型的一种电路原理图；

图中：1、MCU电路；2、IPM功率驱动电路；3、温度传感器；4、低通滤波器电路；5、电压比较电路；6、霍尔传感器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种冷媒回收机用直流无刷电机的自动无级调速电路，如图1所示，包括MCU电路1、IPM功率驱动电路2、温度传感器3、低通滤波电路4和电压比较电路5；所述MCU电路通过IPM功率驱动电路连接冷媒回收机的直流无刷电机的UVW相线，温度传感器与低通滤波电路的输入端电连接，温度传感器设置在直流无刷电机的线包温度检测点上；低通滤波电路的输出端连接电压比较电路的输入端，电压比较电路的输出端连接MCU电路；MCU电路还与直流无刷电机的霍尔传感器6电连接。

如图2和图3所示，低通滤波电路包括电阻R39、电容C32和电容C31，所述电容C32的正极和负极连接温度传感器的两端，电容C32的负极还接地，电容C31和电容C32并联，电阻R39的第一端连接电源VCC5V，电阻R39的第二端连接电容C32的正极，电容C32的正极连接电压比较电路。

低通滤波电路滤除因引线带来的测量误差以及电机线包高频干扰。

电压比较电路包括比较器U12、电阻R41和电容C35；所述比较器U12的同相输入端连接标准电压，反相输入端连接电容C32的正极，输出端连接MCU电路；电阻R41的第一端连接电源VCC5V，电阻R41的第二端连接比较器U12的输出端；电容C35的第一端连接比较器U12的输出端，电容C35的第二端接地。

电压比较器将温度电压信号与标准电压比较，并将比较结果送入到MCU电路。

MCU电路包括MCU芯片，MCU芯片为STM8S903K3；MCU芯片的13脚连接比较器U12的输出端；MCU芯片的6脚连接电源VCC5V；电容C39的第一端连接MCU芯片的6脚，第二端接地；电容C40和电容C39并联；MCU芯片的5脚通过电容C46接地，1脚通过电容C47接地，4脚直接接地；MCU芯片的19脚、20脚、18脚、24脚、17脚和23脚连接IPM功率驱动电路。

MCU电路完成温度判断以及对电机的后续控制过程。

IPM功率驱动电路包括IPM芯片，IPM芯片为SD20M60AC；MCU芯片的23脚通过电阻R51连接IPM芯片的9脚，电容C43第一端连接IPM芯片的9脚，第二端接地；MCU芯片的24脚通过电阻R52连接IPM芯片的13脚，电容C44第一端连接IPM芯片的13脚，第二端接地；MCU芯片的20脚通过电阻R53连接IPM芯片的17脚，电容C45第一端连接IPM芯片的17脚，第二端接地；MCU芯片的17脚通过电阻R60连接IPM芯片的3脚，电容C51第一端连接IPM芯片的3脚，第二端接地；MCU芯片的18脚通过电阻R61连接IPM芯片的4脚，电容C52第一端连接IPM芯片的4脚，第二端接地；MCU芯片的19脚通过电阻R62连接IPM芯片的5脚，电容C53第一端连接IPM芯片的5脚，第二端接地；IPM芯片的24脚、25脚和26脚分别连接直流无刷电机的U相线、V相线和W相线。

温度传感器为热敏电阻。

本电路的应用过程如下：

一、通过热敏电阻采集高压直流无刷电机线包温度电压信号；

二、将步骤（一）采集到的线包温度电压信号输入到温度检测比较电路，通过低通滤波滤出因引线带来的测量误差及电机线包高频干扰，最后送入比较检测电路与给定的温度范围比较判断，然后判断结果5V高低电平信号送入MCU；

三、步骤（二）所采集、滤波、差异比较所得到的电平信号送入MCU端口，MCU经信号电平状态判断是否是过温或者正常，如过温MCU输出给功率驱动模块的PWM波占空比将开始减速；

四、经过步骤（一）、步骤（二）、步骤（三）以后MCU采集电机霍尔信号，霍尔信号经过MCU计算出当前电机转速，然后与给定的最低转速进行比较，如果转速已经达到或者低于给定的最低转速，电机停止减速维持当前转速；

五、当直流无刷电机转速已经达到或者低于给定的最低转速后，经过步骤（一）、步骤（二）、步骤（三）、步骤（四）后检测到的过温信号还是为过温状态MCU将判定为无效；

六、经过步骤（一）、步骤（二）、步骤（三）、步骤（四）采集到的温度状态为正常温度且步骤（四）采集到的转速小于给定的最高转速，此时MCU将输出的PWM波占空比信号将开始加速；

七、每加速一次将循环步骤（一）、（二）、（三）、（四），直到再次检测的转速达到给定的最高转速；

当电机所驱动的压缩机负载变大时，电机的电流会变大，电机绕组的温度会上升，当传感器检测的电机绕组温度达到或超过电机驱动器设定的降转速温度点时，驱动器会以设定的降转速节拍降转速，这样电流也随之会下降，实现电机降温。在降转速的同时，驱动器也在以设定的节拍检测温度信号，电机温度下降到驱动器设定的正常温度后，传感器把温度信号传输给MCU，MCU判定温度正常，电机又开始以驱动器设定的节拍提高转速，直至额定转速。通过温度传感器采集温度信号，传输给驱动器的MCU，MCU作出判断，发出降转速或提升转速的指令，整个控制系统来实现电机根据负载大小自动无级调速的运行过程。有了这个功能，当电机堵转、负载过大时能可靠的保护电机，不致过热烧毁。

目前已有的电机温度控制系统一般是采用温度传感器采样温度电压信号，经滤波处理送MCU进行AD转换成数字信号，然后经MCU进行数字滤波处理后进行数据计算比较，结果比较判断去对电机做相应的处理；

本方案与现有的电机温度控温技术相比较，采用了硬件比较器，速度响应更快，保证了实时性；纯硬件采集判断，可靠性更高；不用AD转换，成本更低；过程简单明了。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明创造精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的原理或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了MCU、IPM、电压比较等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明创造精神相违背的。