專利名稱：一種家用中央空調的hvac控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種家用中央空調的HVAC控制系統(tǒng)。
背景技術：
一種家用中央空調的將壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置、鼓風機集中安裝在一個外殼里面，形成一個獨立的功能完善的單元，其控制結構如圖I所示，包括HVAC系統(tǒng)控制器、離心式鼓風機電機電機、壓縮機電機、軸流風扇電機和燃氣引風機電機，HVAC系統(tǒng)控制器控制四臺電機，恒溫器HERM0STAT與HVAC系統(tǒng)控制器建立通信。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(jié)能環(huán)保、可控性智能化程度高、開發(fā)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(tǒng)的家用中央空調里面的離心式鼓風機電機電機、壓縮機電機采用單相交流電機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(fā)展，出現(xiàn)了永磁同步電機，該種電機必須帶有電機控制器，利用電機控制器實現(xiàn)電流的電子換向的目的，所以行業(yè)里也有人簡稱ECM電機(electronically commutated motor),永磁同步電機具有節(jié)能環(huán)保、可靠性和可控性都比較高、噪音小、容易實現(xiàn)智能化等特點，可以解決交流電機的不足，因此，現(xiàn)有的家用中央空調里面的的離心式鼓風機電機電機、壓縮機電機已經有采用永磁同步電機，如圖2所示，HVAC微處理器通過電機控制接口單元與電機控制器連接，圖中軸流風扇電機是交流電機，沒有配置電機控制器，現(xiàn)有的技術方案中，離心式鼓風機電機電機、壓縮機電機均帶有獨立的電機控制器，每個電機控制器都設置電源部分、微處理器、逆變電路和電機運行參數檢測單元，因此導致整個控制部分電路重疊配置，結構復雜，也不能充分利用HVAC系統(tǒng)控制器里面的硬件和軟件資源，勢必造成產品成本的大大增加和資源的浪費。另外，電機控制器由于布局空間有限，散熱成為較為棘手的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是提供一種家用中央空調的HVAC控制系統(tǒng)，它采用無電機控制器的永磁同步電機，將永磁同步電機的逆變單元和轉子位置檢測單元集成在HVAC系統(tǒng)控制器里面，利用HVAC微處理器和逆變單元、轉子位置檢測單元的配合控制無電機控制器的永磁同步電機，刪除重疊的電路配置，簡化電路結構，大大降低產品成本，減少資源浪費。本發(fā)明的目的是通過下述技術方案予以實現(xiàn)的—種家用中央空調的HVAC控制系統(tǒng),包括HVAC系統(tǒng)控制器、離心式鼓風機電機電機、壓縮機電機、軸流風扇電機，其中HVAC系統(tǒng)控制器包括HVAC微處理器、傳感器、電機控制接口單元和電源部分，電源部分為各部分電路供電，傳感器將檢測信號通過信號處理電路送到HVAC微處理器，離心式鼓風機電機電機、壓縮機電機、軸流風扇電機中至少一臺電機為無電機控制器的永磁同步電機，電機控制接口單元包括逆變單元和轉子位置檢測單元，HVAC微處理器通過逆變單元驅動無電機控制器的永磁同步電機，轉子位置檢測單元將無電機控制器的永磁同步電機的轉子位置信號送到HVAC微處理器處理。離心式鼓風機電機電機為無電機控制器的永磁同步電機，壓縮機電機、軸流風扇電機為交流電機。上述所述的壓縮機電機為無電機控制器的永磁同步電機，離心式鼓風機電機電機、軸流風扇電機為交流電機。上述所述的軸流風扇電機為無電機控制器的永磁同步電機，壓縮機電機、離心式鼓風機電機電機為交流電機。上述所述的離心式鼓風機電機電機、壓縮機電機為無電機控制器的永磁同步電機，軸流風扇電機為交流電機。上述所述的離心式鼓風機電機電機、軸流風扇電機為無電機控制器的永磁同步電機，壓縮機電機為交流電機。上述所述的壓縮機電機、軸流風扇電機為無電機控制器的永磁同步電機，離心式鼓風機電機電機為交流電機。上述所述的離心式鼓風機電機電機、軸流風扇電機、壓縮機電機均為無電機控制器的永磁同步電機。上述所述的HVAC系統(tǒng)控制器還連接一臺燃氣引風機電機，燃氣引風機電機為交流電機或者無電機控制器的永磁同步電機。上述所述的轉子位置檢測單元為相電流檢測電路。上述所述的電機控制接口單元還包括至少一路繼電器及其驅動電路，HVAC微處理器通過繼電器及其驅動電路連接交流電機。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點1) HVAC系統(tǒng)控制器包括HVAC微處理器、電機控制接口單元和電源部分，電源部分為各部分電路供電，離心式鼓風機電機電機、壓縮機電機、軸流風扇電機中至少一臺電機為無電機控制器的永磁同步電機，電機控制接口單元包括逆變單元和轉子位置檢測單元，HVAC微處理器通過逆變單元驅動無電機控制器的永磁同步電機，轉子位置檢測單元將無電機控制器的永磁同步電機的轉子位置信號送到HVAC微處理器處理，它只需要一個電源部分供電，省略原來每個電機控制器獨立配置電源的設置，簡化電路結構，將永磁同步電機的逆變單元和轉子位置檢測單元集成在HVAC系統(tǒng)控制器里面，利用HVAC微處理器和逆變單元、轉子位置檢測單元的配合控制無電機控制器的永磁同步電機，刪除重疊的電路配置，利用HVAC微處理器代替原來電機控制器的微處理器，簡化電路結構，大大降低產品成本，減少資源浪費，HVAC系統(tǒng)控制器的散熱條件較好，解決原來電機控制器散熱差導致控制不穩(wěn)定問題；2)離心式鼓風機電機電機、壓縮機電機、軸流風扇電機中至少兩臺電機為無電機控制器的永磁同步電機，或者三臺都是采用無電機控制器的永磁同步電機，可以增加節(jié)能的效果，電路結構也簡單，制造成本低，可以很好滿足客戶需求；3)轉子位置檢測單元為相電流檢測電路，利用相電流可以計算到轉子的位置并可以通過矢量控制，使電路及連接更加簡單可靠，節(jié)省成本。4) HVAC系統(tǒng)控制器還連接一臺燃氣引風機電機，燃氣引風機電機無電機控制器的永磁同步電機，可以增加節(jié)能的效果，電路結構也簡單，制造成本低，可以很好滿足客戶需求。


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圖I是傳統(tǒng)的家用中央空調的控制原理不意圖。圖2是圖I對應的具體方框圖。圖3是本發(fā)明的HVAC系統(tǒng)控制器的電路方框圖。圖4是圖3的第一種具體實施結構圖；圖5是本發(fā)明的逆變單元和轉子位置檢測單元的電路圖。圖6是圖3的第二種具體實施結構圖；圖7是圖3的第三種具體實施結構圖；
圖8是圖3的第四種具體實施結構圖；圖9是圖3的第五種具體實施結構圖；圖10是圖3的第六種具體實施結構圖；圖11是圖3的第七種具體實施結構圖；圖12是圖3的第八種具體實施結構圖；圖13是圖3的第九種具體實施結構圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例并結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述。實施例一圖3、圖4所示，一種家用中央空調的HVAC控制系統(tǒng)，包括HVAC系統(tǒng)控制器、離心式鼓風機電機電機、壓縮機電機、軸流風扇電機，其中HVAC系統(tǒng)控制器包括HVAC微處理器、內部傳感器、外部傳感器、儲存器、信號處理電路、用戶接口、電機控制接口單元和電源部分，電源部分為各部分電路供電，內部傳感器、外部傳感器將檢測信號通過信號處理電路送到HVAC微處理器，壓縮機電機采用無電機控制器的永磁同步電機，離心式鼓風機電機電機、軸流風扇電機為交流電機，電機控制接口單元包括逆變單元、轉子位置檢測單元和2路的繼電器及其驅動電路，HVAC微處理器通過逆變單元驅動無電機控制器的永磁同步電機，轉子位置檢測單元將無電機控制器的永磁同步電機的轉子位置信號送到HVAC微處理器處理，恒溫器THERMOSTAT通過用戶接口與HVAC微處理器建立通信，HVAC微處理器通過2路的繼電器及其驅動電路控制離心式鼓風機電機電機、軸流風扇電機。如圖5所示，本發(fā)明的無電機控制器的永磁同步電機是由HVAC微處理器控制，轉子位置檢測單元為相電流檢測單元，相電流檢測單元主要包括電阻R20，采用無位置傳感器的矢量控制的方式，只檢測電機繞組的相電流并計算出轉子位置，利用逆變電路(INVERTER)的多個IGBT開關Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6來控制電機繞組電流，電路結構簡單，測量信號少，連接簡單，簡化電路結構，進一步降低成本。實施例二 圖6所示，與實施例一的不同點在于離心式鼓風機電機電機采用無電機控制器的永磁同步電機，壓縮機電機、軸流風扇電機為交流電機，電機控制接口單元包括逆變單元、轉子位置檢測單元和2路的繼電器及其驅動電路，HVAC微處理器通過逆變單元驅動無電機控制器的永磁同步電機，轉子位置檢測單元將無電機控制器的永磁同步電機的轉子位置信號送到HVAC微處理器處理，HVAC微處理器通過2路的繼電器及其驅動電路控制壓縮機電機、軸流風扇電機。實施例三圖7所不,與實施例一的不同點在于軸流風扇電機米用無電機控制器的永磁同步電機，壓縮機電機、離心式鼓風機電機電機為交流電機，電機控制接口單元包括逆變單元、轉子位置檢測單元和2路的繼電器及其驅動電路，HVAC微處理器通過逆變單元驅動無電機控制器的永磁同步電機，轉子位置檢測單元將無電機控制器的永磁同步電機的轉子位置信號送到HVAC微處理器處理，HVAC微處理器通過2路的繼電器及其驅動電路控制壓縮機電機、離心式鼓風機電機電機。實施例四圖8所不,與實施例一的不同點在于壓縮機電機、離心式鼓風機電機電機采用無電機控制器的永磁同步電機，軸流風扇電機為交流電機，電機控制接口單元包括2路獨立的路的逆變單元、2路獨立的轉子位置檢測單元和I路的繼電器及其驅動電路，HVAC微處理器通過逆變單元驅動無電機控制器的永磁同步電機，轉子位置檢測單元將無電機控制器的永磁同步電機的轉子位置信號送到HVAC微處理器處理，HVAC微處理器通過I路的繼電器及其驅動電路控制軸流風扇電機。實施例五圖9所不,與實施例一的不同點在于軸流風扇電機、離心式鼓風機電機電機采用無電機控制器的永磁同步電機，壓縮機電機為交流電機，電機控制接口單元包括2路獨立的路的逆變單元、2路獨立的轉子位置檢測單元和I路的繼電器及其驅動電路，HVAC微處理器通過逆變單元驅動無電機控制器的永磁同步電機，轉子位置檢測單元將無電機控制器的永磁同步電機的轉子位置信號送到HVAC微處理器處理，HVAC微處理器通過I路的繼電器及其驅動電路控制壓縮機電機。實施例六圖10所不,與實施例一的不同點在于軸流風扇電機、壓縮機電機米用無電機控制器的永磁同步電機，離心式鼓風機電機電機為交流電機，電機控制接口單元包括2路獨立的路的逆變單元、2路獨立的轉子位置檢測單元和I路的繼電器及其驅動電路，HVAC微處理器通過逆變單元驅動無電機控制器的永磁同步電機，轉子位置檢測單元將無電機控制器的永磁同步電機的轉子位置信號送到HVAC微處理器處理，HVAC微處理器通過I路的繼電器及其驅動電路控制離心式鼓風機電機電機。實施例七圖11所示，與實施例六的不同點在于軸流風扇電機、壓縮機電機、離心式鼓風機電機電機都采用無電機控制器的永磁同步電機，電機控制接口單元包括3路獨立的路的逆變單元和3路獨立的轉子位置檢測單元，HVAC微處理器通過逆變單元驅動無電機控制器的永磁同步電機，轉子位置檢測單元將無電機控制器的永磁同步電機的轉子位置信號送到HVAC微處理器處理。實施例八圖12所示，與實施例七的不同點在于HVAC系統(tǒng)控制器除了連接離心式鼓風機電機電機、壓縮機電機和軸流風扇電機，HVAC系統(tǒng)控制器還連接一臺燃氣引風機電機，離心式鼓風機電機電機、壓縮機電機、軸流風扇電機和燃氣引風機電機都為無電機控制器的永磁同步電機，電機控制接口單元包括4路獨立的路的逆變單元和4路獨立的轉子位置檢測單元，HVAC微處理器通過逆變單元驅動無電機控制器的永磁同步電機，轉子位置檢測單元將無電機控制器的永磁同步電機的轉子位置信號送到HVAC微處理器處理。實施例九圖12所示，與實施例七的不同點在于HVAC系統(tǒng)控制器除了連接離心式鼓風機電機電機、壓縮機電機和軸流風扇電機，HVAC系統(tǒng)控制器還連接一臺燃氣引風機電機，離心式鼓風機電機電機、壓縮機電機和軸流風扇電機都為無電機控制器的永磁同步電機，燃氣引風機電機為交流電機，電機控制接口單元包括3路獨立的路的逆變單元、3路獨立的轉子位置檢測單元和I路繼電器及其驅動電路，HVAC微處理器通過逆變單元驅動無電機控制器的永磁同步電機，轉子位置檢測單元將無電機控制器的永磁同步電機的轉子位、置信號送到HVAC微處理器處理，HVAC微處理器通過I路的繼電器及其驅動電路控制燃氣引風機電機。本發(fā)明使用在家用中央空調一體機系統(tǒng)或者內機與外機在常規(guī)距離(25米以下)的范圍內的家用中央空調分體機系統(tǒng)。上述實施例為本發(fā)明的較佳實施方式，但本發(fā)明的實施方式不限于此，其他任何未背離本發(fā)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(fā)明的保護范圍之內。 ·
權利要求
1.一種家用中央空調的HVAC控制系統(tǒng)，包括HVAC系統(tǒng)控制器、離心式鼓風機電機、壓縮機電機、軸流風扇電機，其中HVAC系統(tǒng)控制器包括HVAC微處理器、傳感器、電機控制接口單元和電源部分，電源部分為各部分電路供電，傳感器將檢測信號通過信號處理電路送到HVAC微處理器，其特征在于離心式鼓風機電機、壓縮機電機、軸流風扇電機中至少一臺電機為無電機控制器的永磁同步電機，電機控制接口單元包括逆變單元和轉子位置檢測單元，HVAC微處理器通過逆變單元驅動無電機控制器的永磁同步電機，轉子位置檢測單元將無電機控制器的永磁同步電機的轉子位置信號送到HVAC微處理器處理。
2.根據權利要求I所述的一種家用中央空調的HVAC控制系統(tǒng)，其特征在于離心式鼓風機電機為無電機控制器的永磁同步電機，壓縮機電機、軸流風扇電機為交流電機。
3.根據權利要求I所述的一種家用中央空調的HVAC控制系統(tǒng)，其特征在于壓縮機電機為無電機控制器的永磁同步電機，離心式鼓風機電機、軸流風扇電機為交流電機。
4.根據權利要求I所述的一種家用中央空調的HVAC控制系統(tǒng)，其特征在于軸流風扇電機為無電機控制器的永磁同步電機，壓縮機電機、離心式鼓風機電機為交流電機。
5.根據權利要求I所述的一種家用中央空調的HVAC控制系統(tǒng)，其特征在于離心式鼓風機電機、壓縮機電機為無電機控制器的永磁同步電機，軸流風扇電機為交流電機。
6.根據權利要求I所述的一種家用中央空調的HVAC控制系統(tǒng)，其特征在于離心式鼓風機電機、軸流風扇電機為無電機控制器的永磁同步電機，壓縮機電機為交流電機。
7.根據權利要求I所述的一種家用中央空調的HVAC控制系統(tǒng)，其特征在于壓縮機電機、軸流風扇電機為無電機控制器的永磁同步電機，離心式鼓風機電機為交流電機。
8.根據權利要求I所述的一種家用中央空調的HVAC控制系統(tǒng)，其特征在于離心式鼓風機電機、軸流風扇電機、壓縮機電機均為無電機控制器的永磁同步電機。
9.根據權利要求I至8中任何一項所述的一種家用中央空調的HVAC控制系統(tǒng)，其特征在于HVAC系統(tǒng)控制器還連接一臺燃氣引風機電機，燃氣引風機電機為交流電機或者無電機控制器的永磁同步電機。
10.根據權利要求I至8中任何一項所述的的一種家用中央空調的HVAC控制系統(tǒng)，其特征在于轉子位置檢測單元為相電流檢測電路。
11.根據權利要求I至8中任何一項所述的的一種家用中央空調的HVAC控制系統(tǒng)，其特征在于電機控制接口單元還包括至少一路繼電器及其驅動電路，HVAC微處理器通過繼電器及其驅動電路連接交流電機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種家用中央空調的HVAC控制系統(tǒng)，包括HVAC系統(tǒng)控制器、離心式鼓風機電機、壓縮機電機、軸流風扇電機，其中HVAC系統(tǒng)控制器包括HVAC微處理器、傳感器、電機控制接口單元和電源部分，電源部分為各部分電路供電，傳感器將檢測信號通過信號處理電路送到HVAC微處理器，其特征在于離心式鼓風機電機、壓縮機電機、軸流風扇電機中至少一臺電機為無電機控制器的永磁同步電機，電機控制接口單元包括逆變單元和轉子位置檢測單元，HVAC微處理器通過逆變單元驅動無電機控制器的永磁同步電機，轉子位置檢測單元將無電機控制器的永磁同步電機的轉子位置信號送到HVAC微處理器處理。它刪除重疊的電路配置，簡化電路結構，大大降低產品成本，減少資源浪費。
文檔編號F24F11/00GK102748834SQ20121025450
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月21日 優(yōu)先權日2012年7月21日
發(fā)明者周一橋, 胡戈, 趙勇, 魯楚平 申請人:中山大洋電機股份有限公司