電機驅動裝置及空調器的製造方法
2023-06-08 02:48:31
電機驅動裝置及空調器的製造方法
【專利摘要】本發明屬於直流無刷電機的控制領域，尤其涉及一種電機驅動裝置及空調器。根據本發明提供的電機驅動裝置，在無刷電機驅動裝置中的高壓直流電源電路上設置一保護單元，可以有效提高高壓直流電源電路應對外部電源噪音的能力，防止外部電源噪音過大而造成電機驅動裝置受損和失效的問題。進一步地，該電機驅動裝置還能在電機驅動控制單元內部產生問題和失效時，切斷故障電流，將電機驅動控制單元內部的實效阻斷，有效保護外部高壓直流電源。同樣的，具備了該電機驅動裝置的空調器，既可提高高壓直流電源電路應對外部電源噪音的能力，保護電機不受損，又可以在電機驅動控制單元內部產生問題和失效時，有效保護外部高壓直流電源。
【專利說明】電機驅動裝直及Si.調器【技術領域】
[0001]本發明屬於直流無刷電機的控制領域，尤其涉及一種電機驅動裝置及採用該電機驅動裝置的空調器。
【背景技術】 [0002]直流無刷電機由電動機主體和驅動器組成，是一種典型的機電一體化產品。在直流無刷電機現行的應用中，其已知架構如圖1所示，具體包括:為直流無刷電機的驅動控制單元中功率器件供電的高壓直流電源電路、為直流無刷電機的驅動控制單元中控制部分供電的低壓直流電源電路、為直流無刷電機的驅動控制單元傳輸速度調節指令的速度指令傳輸電路、以及將電機驅動控制單元產生的電機轉速信號反饋給外部控制單元的轉速信號反饋電路。為了驅動控制直流無刷電機的運行，由外部提供兩路共地電源VM和VCC，根據外部控制單元輸出的速度調節指令，驅動該驅動控制裝置中的逆變器部分輸出電壓給電機繞組，最終完成電機的旋轉和運動。
[0003]但是，高壓直流電源電路在應對實際使用環境中的電源噪音時，受外部浪湧電壓的衝擊，經常容易出現無效的狀態，使得電機驅動裝置中的功率器件受損而導致電機無法正常工作。
【發明內容】
[0004]有鑑於此，本發明的目的首先在於提供一種電機驅動裝置，以提高直流無刷電機高壓直流電源電路應對外部電源噪音的能力，提升電機的抗浪湧能力，解決外部電源噪音過大而造成電機驅動裝置失效的問題。
[0005]本發明提供的電機驅動裝置，連接在外部控制單元和電機繞組之間，包括:
[0006]高壓直流電源電路，用於為電機驅動控制單元中的功率元件供電；
[0007]低壓直流電源電路，用於為電機驅動控制單元中的控制部分供電；
[0008]速度指令傳輸電路，用於傳輸由外部控制單元發送給電機驅動控制單元的速度調節指令；以及
[0009]轉速信號反饋電路，用於將電機驅動控制單元產生的電機轉速信號反饋給外部控制單兀；
[0010]並且，所述高壓直流電源電路上設有一個在外部電源噪聲超過預設值時保護所述功率器件、防止電機驅動裝置受損的保護單元。
[0011]另一方面，本發明還提供一種空調器。該空調器內置有直流無刷電機，而該直流無刷電機採用的電機驅動裝置即如上所述。
[0012]根據本發明提供的電機驅動裝置，可以有效提高直流無刷電機驅動裝置中的高壓直流電源電路應對外部電源噪音的能力，防止外部電源噪音過大而造成電機驅動裝置受損和失效的問題。進一步地，該電機驅動裝置還能在電機驅動控制單元內部產生問題和失效時，例如短路或者過流時，切斷故障電流，將電機驅動控制單元內部的實效阻斷，有效保護外部高壓直流電源。同樣的，具備了該電機驅動裝置的空調器，既可以提高高壓直流電源電路應對外部電源噪音的能力，保護電機不受損，又可以在電機驅動控制單元內部產生問題和失效時，切斷故障電流，有效保護外部高壓直流電源。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是現有技術中直流無刷電機的驅動裝置的結構框圖；
[0014]圖2是本發明第一實施例提供的電機驅動裝置的結構框圖；
[0015]圖3是本發明第二實施例提供的電機驅動裝置中保護單元的電子元器件示例圖；
[0016]圖4是本發明第三實施例提供的電機驅動裝置中保護單元的電子元器件示例圖；
[0017]圖5是本發明第四實施例提供的電機驅動裝置的電子元器件示例圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0019]圖2是本發明第一實施例提供的電機驅動裝置的結構框圖；為了便於說明，僅示出了與本實施例相關的部分，如圖所示:
[0020]一種電機驅動裝置20，連接在外部控制單元10和電機的三相繞組30之間，包括:
[0021]高壓直流電源電路，連接高壓直流電源VM的輸出端和驅動控制單元的高壓電源輸入端VS，用於為電機驅動控制單元中的功率元件供電；
[0022]低壓直流電源電路，連接在直流電源VCC與驅動控制單元的工作電壓輸入端VCC之間，用於為電機驅動控制單元中的控制部分供電；
[0023]速度指令傳輸電路，用於傳輸由外部控制單元10發送給電機驅動控制單元的速度調節指令；以及
[0024]轉速信號反饋電路，用於將電機驅動控制單元產生的電機轉速信號反饋給外部控制單兀；
[0025]並且，在所述高壓直流電源電路上設有一個保護單元201。該保護單元201可在外部電源噪聲超過預設值時保護所述功率器件，提高提升電機的抗浪湧能力，防止電機驅動裝置20受損失效。
[0026]進一步地，在具體實施過程中，所述保護單元201不局限於實現上述功能，還可用於在電機驅動控制單元出現問題和失效時，包括但不限於驅動控制單元短路或過流時，可以切斷故障電流，將電機驅動控制單元的內部失效阻斷，使其失效不致影響外部電源迴路，進而保護外部高壓直流電源VM。
[0027]在具體實現時，保護單元201的電子元器件組成可以如圖3所示。圖3即是本發明第二實施例提供的電機驅動裝置中保護單元的電子元器件示例圖；為了便於說明，也僅示出了與本實施例相關的部分，如圖所示:
[0028]保護單元201設置在高壓直流電源電路上，包括一連接在高壓直流電源VM電力導線與地之間的瞬態電壓抑制二極體TVSD1。該瞬態電壓抑制二極體TVSDl的陰極接電力導線、陽極接地；當外部電源噪聲超過預設值時，所述瞬態電壓抑制二極體TVSDl能夠吸收多餘能量，提升電機抗浪湧能力，有效改善直流無刷電機受外部浪湧電壓損傷的情況。
[0029]作為一優選實施例，保護單元201還能在電機驅動控制單元內部出現問題和失效時，例如短路或過流時，切斷故障電流，將電機驅動控制單元的內部失效阻斷，使其失效不致影響外部電源迴路，進而保護外部高壓直流電源。具體地，圖4示出了本發明第三實施例提供的電機驅動裝置中保護單元的電子元器件示例圖。如圖所示:
[0030]保護單元201還包括一串接在高壓直流電源電力導線上的熔斷電阻R1，在電機驅動控制單元發生類似短路或過流的情況時，產生分斷功能，切斷電機驅動控制單元的故障電流，保護外部高壓直流電源VM。
[0031]實際上，在具體實現過程中，保護單元201的元器件組合可以有若干種形式，包括但不限於氣體放電管、壓敏電阻和/或扼流線圈等。本實施例以瞬態電壓抑制二極體TVSDl或者瞬態電壓抑制二極體TVSDl與熔斷電阻Rl的組合為例，僅僅是為了便於說明。
[0032]這樣，根據在無刷電機驅動裝置中的高壓直流電源電路上設置一保護單元，可以有效提高直流高壓電源電路應對外部電源噪音的能力，防止外部電源噪音過大而造成電機驅動裝置受損和失效的問題。進一步地，還能在電機驅動控制單元內部產生問題和失效時，例如短路或者過流時，切斷故障電流，將電機驅動控制單元內部的實效阻斷，有效保護外部高壓直流電源。
[0033]圖5是本發明第四實施例提供的電機驅動裝置的電子元器件示例圖。具體而言，是電機驅動裝置中的高壓直流電源電路、低壓直流電源電路、速度指令傳輸電路和轉速信號反饋電路的示例電子元器件圖。同樣地，為了便於說明，僅示出了與本實施例相關的部分，如圖所示:
[0034]低壓直流電源電路設有穩壓二極體ZD3、電容Cl和電容C2 ;所述穩壓二極體ZD3、電容Cl和電容C2分別並接在低壓直流電源VCC與電機驅動控制單元相接的電力導線與地之間。
[0035]實際上,低壓直流電源電路加入穩壓二極體ZD3、電容Cl和電容C2, —是為了穩壓，二是為了濾波，都是為了電機驅動控制單元中的控制部分穩定供電。
[0036]而速度指令傳輸電路上設置有RC濾波單元，具體為電阻R2和電容C3 ；電阻R2接在外部控制單元10的速度調節指令輸出端與電機驅動控制單元之間，電容C3接在電阻R2的一端與地之間。
[0037]另一方面，轉速信號反饋電路上設置有限流電阻R3和NPN型三極體Ql ；限流電阻R3接在電機驅動控制單元的轉速信號輸出端FG與NPN型三極體Ql的基極之間，NPN型三極體Ql的發射極接地，NPN型三極體Ql的集電極接外部控制單元的轉速信號接收端FG。
[0038]進一步地，作為一更優的實施方式，轉速信號反饋電路上還設置有電阻R4和電容C4 ；電容C4連接在NPN型三極體Ql的基極與地之間，電阻R4連接在NPN型三極體Ql的集電極與外部控制單元的轉速信號接收端FG之間。
[0039]並且，在高壓直流電源電路的電力導線對地之間，還可以並接兩個濾波電容。如圖所示，電容C5和電容C6並接在防浪湧保護單元201與驅動控制單元的高壓電源輸入端VS之間，對外部高壓直流電源VM的噪聲進行過濾，進一步提高直流高壓電流電路應對外部電源噪音的能力。
[0040]需要特別說明的是，在具體實施過程中，速度指令可能是VSP信號，也可能是PWM脈衝信號，當然也可以是用於傳輸速度調節指令的其他信號。而在圖2—圖5所示的各個實施例中，為了便於說明，就以VSP信號為速度調節指令的載體。此僅為示例，並不用於限定
信號類型。
[0041 ] 本發明提供的電機驅動裝置可以適用於任意應用直流無刷電機的電子電力設備，當然也可以應用於空調器。因此，本發明實施例還提供一種空調器，該空調器內置有直流無刷電機，而該直流無刷電機採用的電機驅動裝置即如上所述。
[0042]根據本發明提供的電機驅動裝置，在無刷電機驅動裝置中的高壓直流電源電路上設置一保護單元，可以有效提高直流無刷電機驅動裝置中的高壓直流電源電路應對外部電源噪音的能力，防止外部電源噪音過大而造成電機驅動裝置受損和失效的問題。進一步地，該電機驅動裝置還能在電機驅動控制單元內部產生問題和失效時，例如短路或者過流時，切斷故障電流，將電機驅動控制單元內部的實效阻斷，有效保護外部高壓直流電源。同樣的，具備了該電機驅動裝置的空調器，既可以提高高壓直流電源電路應對外部電源噪音的能力，保護電機不受損，又可以在電機驅動控制單元內部產生問題和失效時，切斷故障電流，有效保護外部高壓直流電源。
[0043]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了較詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改、或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種電機驅動裝置，連接在外部控制單元和電機繞組之間，其特徵在於，所述電機驅動裝置包括: 高壓直流電源電路，用於為電機驅動控制單元中的功率器件供電； 低壓直流電源電路，用於為電機驅動控制單元中的控制部分供電； 速度指令傳輸電路，用於傳輸由外部控制單元發送給電機驅動控制單元的速度調節指令；以及 轉速信號反饋電路，用於將電機驅動控制單元產生的電機轉速信號反饋給外部控制單元; 並且，所述高壓直流電源電路上設有一個在外部電源噪聲超過預設值時保護所述功率器件、防止電機驅動裝置受損的保護單元。
2.如權利要求1所述的電機驅動裝置，其特徵在於，所述保護單元包括一連接在高壓直流電源電力導線與地之間、在外部高壓直流電源噪聲超過預設值時吸收多餘能量的瞬態電壓抑制二極體TVSDl。
3.如權利要求2所述的電機驅動裝置，其特徵在於，所述保護單元還包括一串接在高壓直流電源電力導線上、在電機驅動控制單元短路或過流時產生分斷功能的熔斷電阻R1。
4.如權利要求1所述的電機驅動裝置，其特徵在於，所述低壓直流電源電路包括穩壓二極體ZD3、電容Cl和電容C2 ； 所述穩壓二極體ZD3、電容Cl和電容C2分別並接在低壓直流電源與電機驅動控制單元相接的電力導線與地之間。
5.如權利要求1-4任一項所述的電機驅動裝置，其特徵在於，所述速度指令傳輸電路上設置有RC濾波單元，包括電阻R2和電容C3 ； 所述電阻R2接在外部控制單元的速度調節指令輸出端與電機驅動控制單元之間，所述電容C3接在電阻R2的一端與地之間。
6.如權利要求5所述的電機驅動裝置，其特徵在於，所述轉速信號反饋電路上設置有限流電阻R3和NPN型三極體Ql ； 所述限流電阻R3接在電機驅動控制單元的轉速信號輸出端與所述NPN型三極體Ql的基極之間，所述NPN型三極體Ql的發射極接地，所述NPN型三極體Ql的集電極接外部控制單元的轉速信號接收端。
7.如權利要求6所述的電機驅動裝置，其特徵在於，所述轉速信號反饋電路還設置有電阻R4和電容C4 ； 所述電容C4連接在所述NPN型三極體Ql的基極與地之間，所述電阻R4連接在所述NPN型三極體Ql的集電極與外部控制單元的轉速信號接收端之間。
8.—種空調器，內置有直流無刷電機，其特徵在於，所述直流無刷電機的電機驅動裝置如上述權利要求1-7任一項所述。
【文檔編號】H02H7/085GK103746620SQ201310545726
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月6日 優先權日:2013年11月6日
【發明者】方強, 王洪曉, 史國俊, 萬智宇, 鍾立 申請人:廣東威靈電機製造有限公司