一种新风系统的电机控制器的制作方法

本发明涉及新风系统控制，具体涉及一种新风系统的电机控制器。

背景技术：

1、新风系统是由送风系统和排风系统组成的独立空气处理系统，其采用高风压、大流量风机、依靠机械强力由一侧向室内送风，另一侧用专门的排风风机向室外排出的方式强迫在系统内形成新风流动场。

2、大流量风机是新风系统的核心装置，为了维护整个新风系统的正常运行，需要对风机定期停机检修，导致整个系统的运营成本较高。现有的电机控制器对风机控制的整体稳定性较差，无法对风机速度进行精确控制和调节。例如，专利申请号为2021213218077的中国专利文件请求保护一种多功能新风系统控制器，设有主控mcu以及与主控mcu连接的ntc模块、外部时钟模块、液晶屏、触摸屏、wifi模块、继电器控制板和用于与新风系统通讯的rs485模块，该控制器虽然在对交流风机的控制上增加了稳定度，但是其在集成化和智能化方面无法满足风机负载环境下的应用需求。

3、因此，需要提供一种用于新风系统的电机控制器，以解决以上现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提供了一种新风系统的电机控制器，采用全数字化和模块化结构设计，能够满足在风机负载环境下，电机输出功率和转速的精确控制，提高新风系统电机控制的自适应性和稳定性，降低新风系统的维护成本。

2、本发明提供的新风系统的电机控制器包括主控模块和功率模块，其中，功率模块包括供电电路、智能功率单元、过流保护电路、隔离调速电路，主控模块包括电机控制芯片以及与电机控制芯片连接的电流采集电路和电压采集电路；供电电路用于将输入交流电转换为智能功率单元、隔离调速电路以及主控模块所需的电压；过流保护电路用于将智能功率单元的驱动电压与阈值电压比较；隔离调速电路用于将调速电压信号转换为电流信号，经光耦合器隔离后将电流信号转换为电压信号输出至电机控制芯片；电机控制芯片用于根据采集的电压信号和电流信号控制输出至智能功率单元的pwm驱动信号的占空比。

3、可选地，在上述电机控制器中，供电电路包括电源输入电路和电压转换电路，电源输入电路包括防护电路、整流电路和缓启动电路，

4、防护电路包括保险丝、压敏电阻、第一安规电容和第二安规电容，保险丝串联在火线输入端，压敏电阻并联在火线和零线之间，第一安规电容并联在零线和地线之间，第二安规电容并联在火线和地线之间；

5、整流电路连接在防护电路和母线电路之间，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，火线连接在第一二极管和第三二极管之间，零线连接在第二二极管和第四二极管之间，用于将220v交流电转换为310v直流输入电压，母线电路包括第一母线电容、第二母线电容和与第二母线电容并联的第一电阻、第二电阻、第三电阻和电源指示灯；

6、缓启动电路包括串联在母线输入端的第一热敏电阻、第二热敏电阻、继电器和继电器控制电路，继电器控制电路包括第五二极管、第一电解电容、第二电解电容、开关管、第四电阻和第五电阻，当第一母线电容和第二母线电容充电电压达到预设值时，开关电源产生的15v电源电压给第一电解电容和第二电解电容充电，通过开关管控制继电器导通，使得第一热敏电阻和第二热敏电阻短接。

7、可选地，在上述电机控制器中，电压转换电路采用tmg0565作为开关电源控制芯片，用于将310v直流输入电压转换为15v电源电压和15v隔离电压，15v电源电压用于为智能功率单元供电并控制继电器导通。

8、可选地，在上述电机控制器中，电压转换电路采用第一ldo稳压器将15v电源电压转换为3.3v电压为主控模块供电，采用第二ldo稳压器将15v隔离电压转换5v隔离电压为隔离调速电路供电，采用第三ldo稳压器将15v隔离电压转换10v隔离电压为隔离调速电路供电。

9、可选地，在上述电机控制器中，过流保护电路与智能功率单元连接，用于通过第一采样电阻、第二采样电阻和第三采样电阻将采集的电机电流转换为电机电压，通过电压比较器将电机电压与阈值电压比较，当电机电压超过阈值电压时，电压比较器输出过流信号至智能功率单元，使智能功率单元停止工作，并输出故障信号至主控模块，使主控模块停止输出pwm信号；智能功率单元内部集成有热敏电阻，与故障信号复用故障输出引脚。

10、可选地，在上述电机控制器中，隔离调速电路包括电压转换电路、第一光耦合器和电流转换电路，电压转换电路用于将调速电压信号经运算放大器转换为电流信号，第一光耦合器用于对电流信号进行电气隔离，电流信号经过反相放大器转换为电压信号输出至主控模块。

11、可选地，在上述电机控制器中，功率模块还包括风扇驱动电路，风扇驱动电路采用15v隔离电压供电，包括隔离电路和分压电路，隔离电路用于通过第二光耦合器对风扇驱动信号进行隔离，分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，第一分压电阻和第二分压电阻用于对15v隔离电压进行分压。

12、可选地，在上述电机控制器中，主控模块采用irmcf171作为电机控制芯片，电机控制芯片的外围电路包括4mhz晶振电路、6路pwm信号输出端口、故障检测端口、电流采集电路和电压采集电路，6路pwm信号输出端口连接至智能功率单元，电流采集电路用于采集电机电流实现电机的反馈控制，电压采集电路用于采集故障电压和母线电压。

13、可选地，在上述电机控制器中，电机控制芯片内部集成两路运算放大电路，通过外接电流采集电路组成差分放大电路采集电机电流。

14、可选地，在上述电机控制器中，电机控制器用于驱动新风系统的永磁同步电机，通过控制面板输出的0-10v控制信号控制电机的启停和转速大小。

15、根据本发明的方案，采用全数字化和模块化结构设计，能够满足在风机负载环境下，风机功率和转速的精确控制，提高风机控制的自适应性和稳定性，降低新风系统的维护成本。

16、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

技术特征：

1.一种新风系统的电机控制器，其特征在于，包括主控模块和功率模块，所述功率模块包括供电电路、智能功率单元、过流保护电路、隔离调速电路，所述主控模块包括电机控制芯片以及与电机控制芯片连接的电流采集电路和电压采集电路；

2.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述供电电路包括电源输入电路和电压转换电路，所述电源输入电路包括防护电路、整流电路和缓启动电路，

3.根据权利要求2所述的电机控制器，其特征在于，所述电压转换电路采用tmg0565作为开关电源芯片，用于将310v直流输入电压转换为15v电源电压和15v隔离电压，所述15v电源电压用于为所述智能功率单元供电并控制所述继电器导通。

4.根据权利要求3所述的电机控制器，其特征在于，所述电压转换电路采用第一ldo稳压器将所述15v电源电压转换为3.3v电压为所述主控模块供电，采用第二ldo稳压器将15v隔离电压转换5v隔离电压为所述隔离调速电路供电，采用第三ldo稳压器将15v隔离电压转换10v隔离电压为所述隔离调速电路供电。

5.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述过流保护电路与所述智能功率单元连接，用于通过第一采样电阻、第二采样电阻和第三采样电阻将采集的电机电流转换为电机电压，通过电压比较器将电机电压与阈值电压比较，当电机电压超过阈值电压时，电压比较器输出过流信号至智能功率单元，使所述智能功率单元停止工作，并输出故障信号至所述主控模块，使所述主控模块停止输出pwm信号；

6.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述隔离调速电路包括电压转换电路、第一光耦合器和电流转换电路，所述电压转换电路用于将调速电压信号经运算放大器转换为电流信号，所述第一光耦合器用于对所述电流信号进行电气隔离，所述电流信号经过反相放大器转换为电压信号输出至所述主控模块。

7.根据权利要求3所述的电机控制器，其特征在于，所述功率模块还包括风扇驱动电路，所述风扇驱动电路采用15v隔离电压供电，包括隔离电路和分压电路，所述隔离电路用于通过第二光耦合器对风扇驱动信号进行隔离，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻用于对所述15v隔离电压进行分压。

8.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述主控模块采用irmcf171作为电机控制芯片，所述电机控制芯片的外围电路包括4mhz晶振电路、6路pwm信号输出端口、故障检测端口、电流采集电路和电压采集电路，所述6路pwm信号输出端口连接至所述智能功率单元，所述电流采集电路用于采集电机电流，所述电压采集电路用于采集故障电压和母线电压。

9.根据权利要求8所述的电机控制器，其特征在于，所述电机控制芯片内部集成两路运算放大电路，通过外接所述电流采集电路组成差分放大电路采集电机电流。

10.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述电机控制器用于驱动新风系统的永磁同步电机，通过控制面板输出的0-10v控制信号控制电机的启停和转速大小。

技术总结
本发明公开了一种新风系统的电机控制器，包括主控模块和功率模块，其中，功率模块包括供电电路、智能功率单元、过流保护电路、隔离调速电路，主控模块包括电机控制芯片以及与电机控制芯片连接的电流采集电路和电压采集电路；供电电路用于将输入交流电转换为智能功率单元、隔离调速电路以及主控模块所需的电压；过流保护电路用于将智能功率单元的驱动电压与阈值电压比较；隔离调速电路用于将调速电压信号转换为电流信号，经光耦合器隔离后将电流信号转换为电压信号输出至电机控制芯片；电机控制芯片用于根据采集的电压信号和电流信号控制输出至智能功率单元的PWM驱动信号的占空比。本方案能够适用于风机负载环境，提高新风系统运行的稳定性。

技术研发人员：潘晓晟
受保护的技术使用者：青岛云集控制技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15