專利名稱：一種空調器風扇電機無級調速裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及空氣調節技術領域，具體涉及一種窗式空調器用雙向可控硅對風扇電機進行調速的調速方式。
背景技術：
目前市場上窗式空調器主要采用繼電器對其風扇電機進行三檔調速，即通過三個繼電器對風扇電機的輸入電壓(高、中、低)的通斷進行控制，進而達到風扇電機風速在三檔風速(高、中、低)之間的切換。這種電機控制方式雖然簡單易行，但可控制調節的風擋少，繼電器占用PCB板空間大，如需增加風擋的話，則需要增加繼電器，硬件和軟件改動大，且不太適合應用更先進的控制算法對其進行多檔(≥4)調速，從而限制了窗式空調器控制策略的進一步優化。
另外還有一種采用交流電抗器調速，改變與風扇電機串連的電抗器的電感量來調節施加在風扇電機的電壓，從而改變電機的旋轉速度。但電感器體積大、調速性能差，底速擋啟動困難，且無法實現連續無級調速。
發明內容
本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種窗式空調器風扇電機的雙向可控硅調速方式，它通過控制交流電源的通斷時間比，可實現窗式空調器風扇電機的無極調速。
為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案為一種空調器風扇電機無級調速裝置，包括控制器、過零檢測電路、達林頓陣列、雙向可控硅調速電路和單相異步可調風扇電機，其特征在于所述過零檢測電路與控制器的輸入端電連接；所述雙向可控硅調速電路的一端通過達林頓陣列與控制器的輸出端電連接，另一端連接至單相異步可調風扇電機。
所述雙向可控硅調速電路包括在雙向可控硅V107陽極和陰極之間并聯一RC緩沖電路(由安規電容C110與電阻R107串聯組成)，以限制電壓的上升率，防止假觸發產生。光耦合器E101與電阻R104串聯接入雙向可控硅V107陽極與門極之間，以控制大電流流經雙向可控硅。光耦合器的控制端一端接+12V電源，另一端通過電阻R106與達林頓陣列N101引腳13相聯，N101引腳4與控制器TMP86P808N引腳24電連接。雙向可控硅V107陰極與單相異步可調風扇電機的火線相連，風扇電機的零線直接與電源零線連接。
所述過零檢測電路包括與變壓器T107副邊相連的兩個并聯二極管(V109與V110)，并聯二極管的另一端與電阻R114串聯接至三極管V108的基極，三極管V108的發射極直接接地，電阻R114前端與地之間串接電阻R115；三極管V108的集電極與電阻R113串連后接+5V電源。三極管V108集電極為過零信號輸出端，與控制器TMP86P808N引腳20連接。
所述達林頓陣列選用ULN2003AN。
所述控制器中設有可調的過零脈沖信號觸發延遲時間TL，并經過所設定的觸發延遲時間TL發出一個脈寬為TST啟動脈沖。該啟動脈沖信號通過雙向可控硅調速電路與雙向可控硅的控制端電連接，而雙向可控硅的工作端與風扇電機相連。啟動脈沖的上升沿經過雙向可控硅調速電路觸發雙向可控硅導通。雙向可控硅導通與截止的時間比的大小就決定了風扇電機輸入電壓有效值的大小，從而決定了風扇電機的轉速大小。
所述觸發延遲時間TL大于或等于負載電壓-電流相位差TP。
所述啟動脈沖寬度TST大于或等于風扇電機啟動時間TS。
總之，當過零檢測電路檢測到電壓過零時，向控制器發出一個過零脈沖信號，控制器檢測到此信號后，經過TL發出一個脈寬為TST啟動脈沖，啟動脈沖的上升沿觸發雙向可控硅導通，風扇電機啟動。控制器的主控芯片程序中控制著觸發脈沖延遲時間TL，從而控制著電源電壓的通斷時間比TON∶TOFF，TON∶TOFF的大小就決定了風機輸入電壓有效值的大小，也因此決定了風扇電機的轉速大小。
本實用新型提供的空調器風扇電機無級調速裝置，它通過一個設定的過零脈沖信號觸發延遲時間TL，控制交流電源的通斷時間比。與現有技術相比具有以下優點1.可實現無級調速，風量連續可調；2.結構簡單，成本底；3.控制方式多樣化，和先進的控制技術相結合，可實現窗式空調器風扇電機的智能控制；4.控制器升級方便，只需對控制器軟件升級，更換控制器，即可實現控制器的升級，而其他硬件無須做任何變動。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明。
圖1是本實用新型實施例中系統框圖；圖2是本實用新型實施例中過零檢測電路的原理圖；圖3是實用新型實施例中雙向可控硅調速電路的原理圖；圖4是本實用新型實施例中波形示意圖。
具體實施方式
本實用新型的空調器風扇電機無級調速裝置，如附圖1、2所示。過零檢測電路的過零脈沖輸出端與控制器TMP86P808N相連，當過零檢測電路檢測到電壓過零時，通過ZERO TEST SIGNAL端向控制器發出一個過零脈沖信號。控制器檢測到此信號后，經過TL發出一脈寬為TST的啟動脈沖信號，達林頓陣列N101將此信號放大，可控硅調速電路通過CONTROLSIGNAL端接收到此信號后，雙向可控硅閉合，單相異步可調風扇電機啟動運轉。圖2中，開關二極管V109與V110選用IN4148，碳膜電阻R113與R114選用RT-1/4W-10k±5％，碳膜電阻R115選用RT-1/4W-3k±5％，NPN三極管選用9013。圖3中，安硅電容C110選用X2-a.c250V-0.047μ，碳膜電阻R107選用RT-1W-270±5％，雙向可控硅V107選用BTA12-600B，光耦合器E101選用MOC3021，達林頓陣列N101選用ULN2003AN。
如圖4所示，當過零檢測電路檢測輸入電源電壓過零(圖4a為電源電壓輸入波形，相位T為電源電壓周期)，過零檢測電路在電源電壓過零點附近均會向主控制器發射一脈沖信號。圖4b為過零脈沖信號，主控制器檢測到電源電壓過零時，經過TL發出一如圖4c所示的脈寬為TST啟動脈沖信號，TST為啟動脈沖寬度，TL為觸發延遲時間。并且觸發延遲時間TL必須大于或等于風扇電機的啟動時間，以使風扇電機在每個電源電壓周期中有足夠的時間啟動。而控制器所發出的啟動脈沖信號通常要大于或等于負載電壓-電流相位差TP，雙向可控硅截止，使得啟動脈沖在雙向可控硅完全截止之后發出。否則，電機可能會造成雙向可控硅的續流不完全而不能正常啟動。啟動脈沖的上升沿觸發雙向可控硅導通，輸出的電壓信號如圖4d所示，圖4d為風機電壓輸入波形，其中Ton為雙向可控硅導通時間，TOFF為雙向可控硅關斷時間，風扇電機隨即啟動。
雙向可控硅調速方式中，主控制器TMP86P808N程序中控制著觸發脈沖延遲時間TL，從而控制電源電壓的通斷時間比TON∶TOFF，TON∶TOFF的大小就決定了風機輸入電壓有效值的大小，也因此決定了風扇電機的轉速大小。
權利要求1.一種空調器風扇電機無級調速裝置，包括控制器、過零檢測電路、達林頓陣列和雙向可控硅調速電路，其特征在于所述過零檢測電路與控制器的輸入端電連接；所述雙向可控硅調速電路的一端通過達林頓陣列與控制器的輸出端電連接，另一端連接至風扇電機。
2.根據權利要求1所述的空調器風扇電機無級調速裝置，其特征在于所述雙向可控硅調速電路包括電容與電阻串聯成的緩沖電路接入雙向可控硅的陰極與陽極之間再與風扇電機相連，雙向可控硅的門極通過光耦合器與達林頓陣列電連接。
3.根據權利要求2所述的空調器風扇電機無級調速裝置，其特征在于所述過零檢測電路包括與電源電壓輸入端相連的兩個并聯二極管，二極管的另一端與一電阻串聯后接至三極管的基極，三極管的發射極直接接地；三極管的集電極與控制器的一個端腳相連。
4.根據權利要求2所述空調器風扇電機無級調速裝置，其特征在于所述達林頓陣列采用ULN2003AN。
5.根據權利要求1至4任一項所述空調器風扇電機無級調速裝置，其特征在于所述控制器芯片中設有可調的過零脈沖信號觸發延遲時間TL，并經過所設定的觸發延遲時間TL發出一個脈寬為TST啟動脈沖。
6.根據權利要求5所述空調器風扇電機無級調速裝置，其特征在于所述觸發延遲時間TL大于或等于負載電壓-電流相位差TP。
7.根據權利要求6所述空調器風扇電機無級調速裝置，其特征在于所述啟動脈沖寬度TST大于或等于風扇電機啟動時間TS。
專利摘要本實用新型公開了一種空調器風扇電機無級調速裝置，它采用雙向可控硅對其單相異步可調風扇電機進行調速，包括過零檢測電路、控制器、達林頓陣列、雙向可控硅調速電路和單相異步可調風扇電機，所述控制器設有過零脈沖信號觸發延遲時間T
文檔編號H02P23/00GK2814802SQ200520060469
公開日2006年9月6日 申請日期2005年6月27日 優先權日2005年6月27日
發明者楊淑明, 向小軍, 夏道明 申請人:廣東科龍電器股份有限公司