一種風機電機及其應用的空調系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種風機電機及其應用的空調系統，包括電機控制器和電機單體，電機控制線路板設置有5個連接端口用于與空調系統控制線路板連接，這5個連接端口分別是：一個與地連接接地端GND、一個風量設定輸入端口PWM、一個直流母線電壓輸入端口VDC、一個低壓直流電源輸入端口VCC和電機反饋端口FB，空調系統控制線路板通過端口PWM向風機電機輸入設定信號，微處理器根據設定信號計算出設定風量，風機電機作為檢測風量的元件，當檢測風量低于設定風量時，判斷為空氣過濾網堵塞并通過端口FB輸出報警信號到空調系統控制線路板，它開發周期短，投資少，改動少，大大方便用戶，進一步完善空調系統的功能。
【專利說明】—種風機電機及其應用的空調系統

【技術領域】
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[0001]本實用新型涉及一種風機電機及其應用的空調系統。

【背景技術】
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[0002]近幾年，隨著電器領域競爭日趨激烈，對產品技術要求不斷提高，如要求產品節能環保、可控性智能化程度高、開發周期短、噪音小等。作為核心部件一電機，無疑成為解決上述技術問題的關鍵部件，傳統的家用空調里面的電機普遍采用單相交流電機PSC，單相交流電機，效率低，比較耗能、噪音也大，可控性智能程度低。隨著電機技術的發展，直流電機逐漸取代交流電機，直流電機帶有電機控制器，利用電機控制器實現電流的電子換向的目的，所以行業里也有人簡稱ECM電機(electronically commutated motor)或者叫直流無刷電機(BLDC MOTOR)，它具有節能環保、可靠性和可控性都比較高、噪音小、容易實現智能化等特點，可以解決單相交流電機的不足，因此，現有的空調里面的單相交流電機逐漸被直流無刷電機或者ECM電機所取替。
[0003]中國國內或者亞洲其它國家空調，其直流電機控制板跟空調主板連接，設置有5路的連接信號，分別為=GND端口、VDC端口、VCC端口、VSP端口、FG端口，這種接口基本成為標準的接口，空調主板通過輸出VSP電壓端口向直流電機控制板輸入目標轉速，電機通過FG端口反饋電機實際速度，實現直流電機的轉速閉環控制，進入恒轉速狀態。當空調的進、出風口過濾網或風道被堵塞時，因為是恒轉速控制，空調的出風口風量會下降，影響空調制冷或制熱效果。這是空調系統不期望的，為此，在傳統BLDC電機上實現恒風量或風量監控/報警功能是必要的。
[0004]現有的解決方案:有的在出風口或者風道內加裝風壓計來判斷風量的大小，有的安裝風量計來測算風量，但是這樣都需要增加格外的硬件，安裝布線麻煩，增加額外的成本。


【發明內容】

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[0005]本實用新型的目的是提供一種風機電機及其應用的空調系統，利用風機電機作為檢測風量的元件能準確判斷為空氣過濾網堵塞并輸出信號報警，在不改變原有空調系統與風機電機的接口情況下實現該技術的推廣應用，開發周期短，投資少，改動少，大大方便用戶，進一步完善空調系統的功能。
[0006]本實用新型的目的是通過下述技術方案予以實現的。
[0007]一種風機電機，包括電機控制器和電機單體，所述的電機單體包括定子組件、轉子組件和機殼組件，定子組件安裝在機殼組件上，定子組件和轉子組件磁耦合，電機控制器包括電機控制線路板，電機控制線路板布局有微處理器、逆變電路，微處理器控制逆變電路，逆變電路控制定子組件的各相線圈繞組的電流，電機控制線路板設置有5個連接端口用于與空調系統控制線路板連接，這5個連接端口分別是:一個與地連接接地端GND、一個風量設定輸入端口 PWM、一個直流母線電壓輸入端口 VDC、一個低壓直流電源輸入端口 VCC和電機反饋端口 FB，空調系統控制線路板通過端口 PWM向風機電機輸入設定信號，微處理器根據設定信號計算出設定風量，風機電機作為檢測風量的元件，當檢測風量低于設定風量時，判斷為空氣過濾網堵塞并通過端口 FB輸出報警信號到空調系統控制線路板。
[0008]上述所述的電機控制線路板上設置報警電路，當檢測風量低于設定風量時，微處理器輸出信號到報警電路觸發報警。
[0009]上述所述的風機電機是恒風量控制的永磁直流無刷電機，根據端口 PWM向風機電機輸入設定風量進行恒風量控制。
[0010]上述所述的電機控制線路板上還布局有電源電路為部分電路供電。
[0011]上述所述的電機單體安裝有檢測轉子位置的霍爾傳感器，霍爾傳感器檢測轉子位置信號并輸入到微處理器。
[0012]一種空調系統，包括機殼、壓縮機、熱交換器、空調系統控制線路板、風機電機、風輪和空氣過濾網，機殼上設置進風口、出風口、風道，空氣過濾網安裝在風道上，風機電機帶動風輪轉動使空氣從進風口進入風道并經過空氣過濾網，然后從出風口輸出，風機電機包括電機控制器和電機單體，所述的電機單體包括定子組件、轉子組件和機殼組件，定子組件安裝在機殼組件上，定子組件和轉子組件磁耦合，電機控制器包括電機控制線路板，電機控制線路板布局有微處理器、逆變電路，微處理器控制逆變電路，逆變電路控制定子組件的各相線圈繞組的電流，電機控制線路板與空調系統控制線路板通過5個連接端口連接，這5個連接端口分別是:一個與地連接接地端GND、一個風量設定輸入端口 PWM、一個直流母線電壓輸入端口 VDC、一個低壓直流電源輸入端口 VCC和電機反饋端口 FB，空調系統控制線路板通過端口 PWM向風機電機輸入設定信號，微處理器根據設定信號計算出設定風量，風機電機作為檢測風量的元件，當檢測風量低于設定風量時，微處理器判斷為空氣過濾網堵塞并通過端口 FB輸出報警信號到空調系統控制線路板。
[0013]上述所述的空調系統是分體機空調，或者是柜機空調，或者是窗機空調，或者是多聯機空調，或者是風管機空調，或者是商用盤管機空調，或者是天井機空調。
[0014]上述所述的空調系統控制線路板上設置報警電路，報警電路是聲音報警電路或者光電報警電路。
[0015]上述所述的報警電路由端口 FB輸出報警信號觸發，端口 FB反饋脈沖或者電平信號到空調系統控制線路板。
[0016]上述所述的空調系統控制線路板上設置報警電路包括空調系統原有的液晶顯示器，空調系統控制線路板收到端口 FB輸出報警信號后再輸出輸出信號到液晶顯示器，利用文字或圖案來提示空氣過濾網堵塞。
[0017]本實用新型與現有技術相比，具有如下效果:
[0018]I)利用風機電機作為檢測風量的元件能準確判斷為空氣過濾網堵塞并輸出信號報警，在不改變原有空調系統與風機電機的接口情況下實現該技術的推廣應用，電機控制線路板設置有5個連接端口用于與空調系統控制線路板連接，這5個連接端口分別是:一個與地連接接地端GND、一個風量設定輸入端口 PWM、一個直流母線電壓輸入端口 VDC、一個低壓直流電源輸入端口 VCC和電機反饋端口 FB，空調系統控制線路板通過端口 PWM向風機電機輸入設定信號，微處理器根據設定信號計算出設定風量，這樣一來，開發周期短，投資少，改動少，大大方便用戶，進一步完善風機電機的功能；
[0019]2)電機控制線路板上設置報警電路，當檢測風量低于設定風量時，微處理器輸出信號到報警電路觸發報警，無須改變空調系統控制線路板的電路結構，更加方便簡單；
[0020]3)風機電機是恒風量控制的永磁直流無刷電機,根據端口 PWM向風機電機輸入設定信號計算設定風量進行恒風量控制，更有利于對空調風量輸出的控制；
[0021]4)該空調系統利用風機電機作為檢測風量的元件能準確判斷為空氣過濾網堵塞并輸出信號報警，在不改變原有空調系統與風機電機的接口情況下實現該技術的推廣應用，開發周期短，投資少，改動少，大大方便用戶，進一步完善空調系統的功能；
[0022]5)所述的空調系統控制線路板上設置報警電路包括空調系統原有的液晶顯示器，空調系統控制線路板收到端口 FB輸出報警信號后再輸出輸出信號到液晶顯示器，利用文字或圖案來提示空氣過濾網堵塞，充分利用原有的硬件資源，結構更簡單，成本更低。

【專利附圖】

【附圖說明】
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[0023]圖1是本實用新型風機電機的立體圖；
[0024]圖2是本實用新型風機電機的電機控制器的立體圖；
[0025]圖3是本實用新型風機電機的剖視圖；
[0026]圖4是本實用新型風機電機的電機控制器的實施電路方框圖；
[0027]圖5是圖4對應的電路圖；
[0028]圖6是本實用新型風機電機與空調系統控制線路板的連接示意圖；
[0029]圖7是實施例中一種報警電路的電路圖；
[0030]圖8是實施例中另一種報警電路的電路圖；
[0031]圖9是傳統的空調系統的風道結構不意圖；
[0032]圖10是本實用新型空調系統的風機電機部分的控制方框圖。

【具體實施方式】
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[0033]下面通過具體實施例并結合附圖對本實用新型作進一步詳細的描述。
[0034]實施例一:如圖1、圖2、圖3和圖6所示，本實施例是一種風機電機，風機電機6包括電機控制器62和電機單體61，所述的電機單體61包括定子組件612、轉子組件613和機殼組件611，定子組件612安裝在機殼組件611上，定子組件612和轉子組件613磁耦合，電機控制器62包括電機控制線路板621，電機控制線路板621布局有微處理器、逆變電路，微處理器控制逆變電路，逆變電路控制定子組件612的各相線圈繞組的電流，電機控制線路板621設置有5個連接端口用于與空調系統控制線路板100連接，這5個連接端口分別是:一個與地連接接地端GND、一個風量設定輸入端口 PWM、一個直流母線電壓輸入端口 VDC、一個低壓直流電源輸入端口 VCC和電機反饋端口 FB，空調系統控制線路板100通過端口 PWM向風機電機6輸入設定信號，微處理器根據設定信號計算出設定風量，風機電機6作為檢測風量的元件，當檢測風量低于設定風量時，判斷為空氣過濾網5堵塞并通過端口 FB輸出報警信號到空調系統控制線路板100。如圖4所示，轉子位置測量電路614檢測轉子位置信號并輸入到微處理器，微處理器控制逆變電路，逆變電路控制定子組件612的各相線圈繞組的通斷電。
[0035]如圖4、圖5所示，假設風機電機是3相無刷直流永磁同步電機，轉子位置測量電路614 —般采用3個霍爾傳感器，3個霍爾傳感器分別檢測一個360度電角度周期的轉子位置，每轉過120度電角度改變一次定子組件12的各相線圈繞組的通電，形成3相6步控制模式。交流輸入(AC INPUT)經過由二級管D7、D8、D9、D10組成的全波整流電路后，逆變電路由電子開關管Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6組成，電子開關管Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的控制端分別由微處理器輸出的6路PWM信號(P1、P2、P3、P4、P5、P6)控制。電機控制線路板621具有5個連接端口分別是:一個與地連接接地端GND、一個風量設定輸入端口 PWM、一個直流母線電壓輸入端口 VDC、一個低壓直流電源輸入端口 VCC和電機反饋端口 FB。
[0036]如圖7所示，電機控制線路板上設置報警電路，當檢測風量低于設定風量時，微處理器輸出信號到報警電路觸發報警。所述的報警電路是聲光報警電路，主要包括電阻R1、R2,發光二極管Dl和蜂鳴器(speaker)。但報警電路還可以是具有蜂鳴器(speaker)的聲音報警電路或者是具有發光二極管DI的光電報警電路，具體報警電路形式不限。
[0037]如圖8所示，在上述報警電路的基礎上還可以包括具有語音發聲提醒功能的語音1C。
[0038]實施例二:如圖9、圖1、圖2、圖3和圖6所示，空調系統是一個典型的空調通風管道(簡稱風道)里，空調系統一般包括機殼1、壓縮機(圖中未畫出)、熱交換器(圖中未畫出)、空調系統控制線路板(圖中未畫出)、風機電機6、風輪7和空氣過濾網5，機殼I上設置進風口 3、出風口 4、風道2，空氣過濾網5安裝在風道2上，風機電機6帶動風輪7轉動使空氣從進風口 3進入風道2并經過空氣過濾網5，然后從出風口 4輸出，風機電機6包括電機控制器62和電機單體61，所述的電機單體61包括定子組件612、轉子組件613和機殼組件611，定子組件612安裝在機殼組件611上，定子組件612和轉子組件613磁耦合，電機控制器62包括電機控制線路板621，電機控制線路板621布局有微處理器、逆變電路，微處理器控制逆變電路，逆變電路控制定子組件612的各相線圈繞組的電流，電機控制線路板621與空調系統控制線路板100通過5個連接端口連接，這5個連接端口分別是:一個與地連接接地端GND、一個風量設定輸入端口 PWM、一個直流母線電壓輸入端口 VDC、一個低壓直流電源輸入端口 VCC和電機反饋端口 FB，空調系統控制線路板100通過端口 PWM向風機電機6輸入設定信號，微處理器根據設定信號計算出設定風量，風機電機6作為檢測風量的元件，當檢測風量低于設定風量時，判斷為空氣過濾網5堵塞并通過端口 FB輸出報警信號到空調系統控制線路板100。如圖4所示，轉子位置測量電路614檢測轉子位置信號并輸入到微處理器，微處理器控制逆變電路，逆變電路控制定子組件612的各相線圈繞組的通斷電。
[0039]如圖10所示，一個空調系統控制線路板通過一個定制的接口的外圍電路和協議設置信息發送到電機控制器。電機控制器包括一個微處理器——單片機或DSP數字信號處理器，風機電機轉子上有永磁體，在定子側或槽中有多相繞組。鼓風機里面的風輪安裝在風機電機的輸出軸上，風機電機旋轉帶動風輪轉動產生的氣流以一定的速度，在風道系統空氣過濾網應定期更換和維修服務。
[0040]以上實施例為本發明的較佳實施方式，但本發明的實施方式不限于此，其他任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種風機電機，包括電機控制器和電機單體，所述的電機單體包括定子組件、轉子組件和機殼組件，定子組件安裝在機殼組件上，定子組件和轉子組件磁耦合，電機控制器包括電機控制線路板，電機控制線路板布局有微處理器、逆變電路，微處理器控制逆變電路，逆變電路控制定子組件的各相線圈繞組的電流，其特征在于:電機控制線路板設置有5個連接端口用于與空調系統控制線路板連接，這5個連接端口分別是:一個與地連接接地端GND、一個風量設定輸入端口 PWM、一個直流母線電壓輸入端口 VDC、一個低壓直流電源輸入端口 VCC和電機反饋端口 FB，空調系統控制線路板通過端口 PWM向風機電機輸入設定信號，微處理器根據設定信號計算出設定風量，風機電機作為檢測風量的元件，當檢測風量低于設定風量時，判斷為空氣過濾網堵塞并通過端口 FB輸出報警信號到空調系統控制線路板。
2.根據權利要求1所述的一種風機電機，其特征在于:電機控制線路板上設置報警電路，當檢測風量低于設定風量時，微處理器輸出信號到報警電路觸發報警。
3.根據權利要求1或2所述的一種風機電機，其特征在于:風機電機是恒風量控制的永磁直流無刷電機，根據端口 PWM向風機電機輸入設定風量進行恒風量控制。
4.根據權利要求1或2所述的一種風機電機，其特征在于:電機控制線路板上還布局有電源電路為部分電路供電。
5.根據權利要求1或2所述的一種風機電機，其特征在于:電機單體安裝有檢測轉子位置的霍爾傳感器，霍爾傳感器檢測轉子位置信號并輸入到微處理器。
6.一種空調系統，包括機殼、壓縮機、熱交換器、空調系統控制線路板、風機電機、風輪和空氣過濾網，機殼上設置進風口、出風口、風道，空氣過濾網安裝在風道上，風機電機帶動風輪轉動使空氣從進風口進入風道并經過空氣過濾網，然后從出風口輸出，風機電機包括電機控制器和電機單體，所述的電機單體包括定子組件、轉子組件和機殼組件，定子組件安裝在機殼組件上，定子組件和轉子組件磁耦合，電機控制器包括電機控制線路板，電機控制線路板布局有微處理器、逆變電路，微處理器控制逆變電路，逆變電路控制定子組件的各相線圈繞組的電流，其特征在于:電機控制線路板與空調系統控制線路板通過5個連接端口連接，這5個連接端口分別是:一個與地連接接地端GND、一個風量設定輸入端口 PWM、一個直流母線電壓輸入端口 VDC、一個低壓直流電源輸入端口 VCC和電機反饋端口 FB，空調系統控制線路板通過端口 PWM向風機電機輸入設定信號，微處理器根據設定信號計算出設定風量，風機電機作為檢測風量的元件，當檢測風量低于設定風量時，微處理器判斷為空氣過濾網堵塞并通過端口 FB輸出報警信號到空調系統控制線路板。
7.根據權利要求6所述的一種空調系統，其特征在于:所述的空調系統是分體機空調，或者是柜機空調，或者是窗機空調，或者是多聯機空調，或者是風管機空調，或者是商用盤管機空調，或者是天井機空調。
8.根據權利要求7所述的一種空調系統，其特征在于:空調系統控制線路板上設置報警電路，報警電路是聲音報警電路或者光電報警電路。
9.根據權利要求8所述的一種空調系統，其特征在于:報警電路由端口FB輸出報警信號觸發，端口 FB反饋脈沖或者電平信號到空調系統控制線路板。
10.根據權利要求7所述的一種空調系統，其特征在于:空調系統控制線路板上設置報警電路包括空調系統原有的液晶顯示器，空調系統控制線路板收到端口 FB輸出報警信號后再輸出輸出信號到液晶顯示器，利用文字或圖案來提示空氣過濾網堵塞。
【文檔編號】F24F11/02GK204118972SQ201420492369
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月28日 優先權日:2014年8月28日
【發明者】王繼忠, 趙勇, 張先勝, 孫海榮, 張政, 周一橋 申請人:中山大洋電機股份有限公司