專利名稱：直流變頻電風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電風(fēng)扇的調(diào)速領(lǐng)域，尤其涉及一種直流變頻電風(fēng)扇。
背景技術(shù)：
目前家用電風(fēng)扇普遍采用單相交流異步電機(jī)，通常有以下幾種調(diào)速方式其一是電抗器調(diào)速，通過降低電機(jī)輸入電壓，實現(xiàn)調(diào)速目的。這種方式通過降低風(fēng) 扇電機(jī)的輸入電壓進(jìn)行調(diào)速的，由于降低的電壓消耗在電抗器上，功耗較大不節(jié)能。其二是抽頭調(diào)速，通過改變電機(jī)的運行繞組來改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)調(diào)速目的。由于 抽頭調(diào)速通常采用三檔調(diào)速，速度不能連續(xù)調(diào)節(jié)調(diào)速范圍有限，舒適度差。其三是電子調(diào)速，通過調(diào)節(jié)電壓，實現(xiàn)調(diào)速目的。電子調(diào)速雖然速度可小范圍連續(xù) 調(diào)節(jié)，但由于利用可控硅調(diào)整交流電導(dǎo)通角來調(diào)節(jié)電壓，輸出的不是正弦波，產(chǎn)生較大諧波 干擾，節(jié)能效果不明顯。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供一種直流變頻電風(fēng)扇，可以實現(xiàn)大幅度節(jié)能、提高舒適 度之目的。為解決以上技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是，一種直流變頻電風(fēng)扇，其電機(jī) (5)為三相電機(jī)；市電接入端與所述電機(jī)(5)之間依次設(shè)置有用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電 的整流電路(1)、用于實現(xiàn)直流電的濾波平滑及儲能作用的濾波電路(3)、以及用于完成直 流電向交流電轉(zhuǎn)換而實現(xiàn)調(diào)頻調(diào)壓的逆變電路(4)，其中，該逆變器(4)還連接微處理器電 路(6)的驅(qū)動信號端。較優(yōu)地，所述微處理器電路(6)為單片機(jī)或?qū)Ｓ眉尚酒?。較優(yōu)地，所述微處理器電路(6)由數(shù)字信號處理器及外圍電路組成。較優(yōu)地，所述逆變電路(4)包括功率模塊及驅(qū)動電路組成。 較優(yōu)地，所述功率模塊為智能功率模塊。較優(yōu)地，所述功率模塊由多個半導(dǎo)體功率器件組成。較優(yōu)地，所述半導(dǎo)體功率器件為MOSFET或IGBT。較優(yōu)地，還包括功率因素校正電路(2)，設(shè)置于所述整流電路(1)與所述濾波電路 (3)之間，并連接所述微處理器電路(6)的功率因素校正端。較優(yōu)地，還包括人機(jī)接口電路(7)，連接所述微處理器電路(6)的輸入端。較優(yōu)地，所述電機(jī)(5)為三相永磁同步電機(jī)或三相直流無刷電機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用三相電機(jī)，同時運用變頻調(diào)速技術(shù)，可實現(xiàn)最大 化的節(jié)能效果。電風(fēng)扇運行時，轉(zhuǎn)速越低，能耗越少；且轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，提高舒適度。特別 地，采用三相永磁電機(jī)時，同樣風(fēng)量或轉(zhuǎn)速僅需更低功率的電機(jī)即可實現(xiàn)，節(jié)能效果更為明
Mo
圖1是本實用新型直流變頻電風(fēng)扇一較優(yōu)實施例的組成圖；圖2是圖1中逆變電路與微處理器電路的一個實例。
具體實施方式
本實用新型可解決現(xiàn)有電風(fēng)扇的技術(shù)缺點，其通過應(yīng)用微電腦和功率半導(dǎo)體技 術(shù)，可實現(xiàn)大幅度節(jié)能、并提高舒適度之目的。它的基本構(gòu)思是，將變頻器技術(shù)應(yīng)用在電風(fēng) 扇上；并且，為達(dá)到更好的節(jié)能效果，而將電機(jī)更換為三相電機(jī)。這種風(fēng)扇優(yōu)選為永磁電機(jī)變頻電風(fēng)扇，其電機(jī)可為三相永磁同步電機(jī)、三相直流 無刷電機(jī)等，俗稱為直流變頻電風(fēng)扇。為更進(jìn)一步理解本實用新型的基本原理及結(jié)構(gòu)，
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用 新型進(jìn)行描述。參見圖1，示出本實用新型直流變頻電風(fēng)扇一較優(yōu)實施例的組成，包括整流電路 1、功率因數(shù)校正電路(PFC) 2、濾波電路3、逆變電路4、微處理器電路6、人機(jī)接口電路7等 部分，其中整流電路1、濾波電路3、逆變電路4依次設(shè)置在市電接入端與電機(jī)5之間；功率 因數(shù)校正電路2設(shè)置于整流電路1與濾波電路3之間；微處理器電路6的驅(qū)動信號端，連接 逆變電路4、功率因素校正端連接功率因素校正電路2、輸入端連接人機(jī)接口電路7，以便分 別與其進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)交互。以下對各部分電路的組成及功能進(jìn)行簡要說明。整流電路1由整流二極管或橋堆組成，包括必要干擾濾除電路，其主要功能是把 交流電轉(zhuǎn)換為直流。功率因數(shù)校正電路2為可選部件，由功率半導(dǎo)體及控制芯片組成，作用是使輸入 電流接近正弦波，減少電網(wǎng)諧波含量，實現(xiàn)提高功率因數(shù)的目的。濾波電路3主要由電解電容等元件組成，完成直流電的濾波平滑以及儲能作用。逆變電路4由功率半導(dǎo)體及驅(qū)動電路組成，可以是單個的功率器件如 MOSFET (MetalOxide Semicoductor Field Effect Transistor，即金屬氧化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)管)、IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，即絕緣柵雙極型晶體管)等與驅(qū)動芯 片組成，也可以是智能功率模塊。該逆變電路4的主要功能是，完成直流電向三相交流電的 轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)調(diào)頻調(diào)壓目的。微處理器電路6由單片機(jī)或?qū)Ｓ眉尚酒蛴蓴?shù)字信號處理器及外圍電路組 成，根據(jù)人機(jī)接口電路7發(fā)來的命令，發(fā)出對應(yīng)的指令信號，控制功率因數(shù)校正電路2和逆 變電路4工作，并根據(jù)電路反饋信息，進(jìn)行必要的電路保護(hù)和故障處理。人機(jī)接口電路7主要由控制開關(guān)、按鍵、遙控器以及顯示電路組成，人通過按鍵或 遙控器對風(fēng)扇進(jìn)行控制操作，顯示電路顯示風(fēng)扇工作狀態(tài)及故障信息。 由于現(xiàn)有電風(fēng)扇電機(jī)普遍采用單相交流異步電機(jī)，其本身比三相電機(jī)效率低能耗 高、噪音大，所以不管采用哪種調(diào)速方法，節(jié)能效果都不明顯。而本實用新型中采用三相電 機(jī)，同時運用變頻調(diào)速技術(shù)，可實現(xiàn)最大化的節(jié)能效果其轉(zhuǎn)速越低，能耗越少，并且轉(zhuǎn)速連 續(xù)可調(diào)。而如果電機(jī)采用三相永磁電機(jī)，則同樣風(fēng)量或轉(zhuǎn)速，僅需更低功率的電機(jī)即可實 現(xiàn)，節(jié)能效果更為明顯。[0032]需說明的是，本實用新型中最重要的部分是逆變電路4和微處理器電路6，這兩個 部分相互配合，最終完成風(fēng)扇電機(jī)的變頻調(diào)速目的，以下以一電路實例進(jìn)行說明。參見圖2，為逆變電路與微處理器電路的實例，其工作方式為市電經(jīng)過整流電路 1變?yōu)橹绷麟?，通過電解電容濾波后，接入逆變電路4的直流電源41的兩端。而微處理器電 路6的微處理器(MCU/DSP) 61根據(jù)人機(jī)接口電路的設(shè)定信號，對風(fēng)扇電機(jī)5進(jìn)行控制。開機(jī)時，微處理器61根據(jù)設(shè)定的風(fēng)速產(chǎn)生相應(yīng)的6路脈沖寬度調(diào)制信號，即驅(qū)動 信號PWMl PWM6 ；通過功率管驅(qū)動芯片42驅(qū)動6個功率管(M0SFET或IGBT) Sl S6 ；這 些功率管的交替導(dǎo)通和關(guān)斷，產(chǎn)生三相調(diào)制波形，輸出電壓可調(diào)、頻率可變的三相交流電， 輸出給風(fēng)扇電機(jī)5的U、V、W接線端，從而實現(xiàn)風(fēng)扇的無級變頻調(diào)速。本實用新型應(yīng)用微電腦控制技術(shù)、電力半導(dǎo)體技術(shù)，屬于自動化控制技術(shù)領(lǐng)域，其 關(guān)鍵點是變頻調(diào)速技術(shù)和三相電機(jī)在風(fēng)扇中的應(yīng)用，而節(jié)能是其最為突出的特點。該直流 變頻風(fēng)扇的電機(jī)為三相電機(jī)，具體可以是三相永磁同步電機(jī)、三相直流無刷電機(jī)等，它們的 節(jié)能效果較好。此外，根據(jù)實際使用情況，還可以給電機(jī)安裝位置傳感器，如霍爾傳感器、光電編 碼器等，其目的是方便檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置信息，以便更好地調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。本實用新型可以作為電風(fēng)扇的一個部件安裝在其上使用，也可以單獨做成一個產(chǎn) 品與電風(fēng)扇配合使用，可廣泛扇適用于家用電風(fēng)扇、工業(yè)用電風(fēng)扇等。以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實施方式不應(yīng)視 為對本實用新型的限制，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對于 本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干 改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種直流變頻電風(fēng)扇，其特征在于，所述直流變頻電風(fēng)扇的電機(jī)(5)為三相電機(jī)；市電接入端與所述電機(jī)(5)之間依次設(shè)置有用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的整流電路(1)、用于實現(xiàn)直流電的濾波平滑及儲能作用的濾波電路(3)、以及用于完成直流電向交流電轉(zhuǎn)換而實現(xiàn)調(diào)頻調(diào)壓的逆變電路(4)，其中，該逆變器(4)還連接微處理器電路(6)的驅(qū)動信號端。
2.如權(quán)利要求1所述的直流變頻電風(fēng)扇，其特征在于，所述微處理器電路(6)為單片機(jī) 或?qū)Ｓ眉尚酒?br> 3.如權(quán)利要求1所述的直流變頻電風(fēng)扇，其特征在于，所述微處理器電路(6)由數(shù)字信 號處理器及外圍電路組成。
4.如權(quán)利要求1所述的直流變頻電風(fēng)扇，其特征在于，所述逆變電路(4)包括功率模塊 及驅(qū)動電路組成。
5.如權(quán)利要求4所述的直流變頻電風(fēng)扇，其特征在于，所述功率模塊為智能功率模塊。
6.如權(quán)利要求4所述的直流變頻電風(fēng)扇，其特征在于，所述功率模塊由多個半導(dǎo)體功 率器件組成。
7.如權(quán)利要求6所述的直流變頻電風(fēng)扇，其特征在于，所述半導(dǎo)體功率器件為MOSFET 或 IGBT。
8.如權(quán)利要求1所述的直流變頻電風(fēng)扇，其特征在于，還包括功率因素校正電路(2)， 設(shè)置于所述整流電路(1)與所述濾波電路(3)之間，并連接所述微處理器電路(6)的功率 因素校正端。
9.如權(quán)利要求1所述的直流變頻電風(fēng)扇，其特征在于，還包括人機(jī)接口電路(7)，連接 所述微處理器電路(6)的輸入端。
10.如權(quán)利要求1 9任一項所述的直流變頻電風(fēng)扇，其特征在于，所述電機(jī)(5)為三 相永磁同步電機(jī)或三相直流無刷電機(jī)。
專利摘要本實用新型公開一種直流變頻電風(fēng)扇，其電機(jī)(5)為三相電機(jī)；市電接入端與所述電機(jī)(5)之間依次設(shè)置有用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的整流電路(1)、用于實現(xiàn)直流電的濾波平滑及儲能作用的濾波電路(3)、以及用于完成直流電向交流電轉(zhuǎn)換而實現(xiàn)調(diào)頻調(diào)壓的逆變電路(4)，其中，該逆變器(4)還連接微處理器電路(6)的驅(qū)動信號端。該直流變頻電風(fēng)扇可大幅度節(jié)能，并提高舒適度。
文檔編號H02P27/08GK201753692SQ201020289318
公開日2011年3月2日 申請日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者彭達(dá)洲, 李步云, 楊衛(wèi)洲, 林建芬 申請人:廣州遨控電子科技有限公司