一種控制多臺電機的集中式電機控制器的製作方法
2023-10-20 06:52:37
專利名稱：一種控制多臺電機的集中式電機控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種控制多臺電機的集中式電機控制器。
背景技術：
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，傳統的電機採用單相交流電機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，出現了永磁同步電機，該種電機必須帶有電機控制器，利用電機控制器實現電流的電子換向的目的，所以行業裡也有人簡稱ECM電機 (electronically commutated motor),永磁同步電機具有節能環保、可靠性和可控性都比較高、噪音小、容易實現智能化等特點，可以解決交流電機的不足，因此，許多設備中開始應用永磁同步電機，以降低能耗。現在的中央空調系統，通風系統、洗衣機系統等設備中存在多臺電機，可能有2臺或2臺以上的電機採用永磁同步電機，每臺永磁同步電機帶有獨立的電機控制器，每個電機控制器都包括獨立的電源部分、微處理器、逆變單元和轉子位置檢測單元。現有的技術方案中，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，結構複雜，也不能充分利用硬體和軟體資源，勢必造成產品成本的大大增加和資源的浪費。另外，電機控制器由於布局空間有限，散熱成為較為棘手的問題。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種控制多臺電機的集中式電機控制器，它採用至少2臺的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集中式電機控制器，集中式電機控制器裡面的微處理器通過逆變單元、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。本發明的目的是通過下述技術方案予以實現的一種控制多臺電機的集中式電機控制器，它連接在應用系統控制器上，用來接收應用系統控制器的指令控制多臺獨立的電機工作，它包括電源部分、微處理器、電機控制接口電路、多臺電機，電源部分為各部分電路供電，微處理器通過電機控制接口電路控制多臺電機，所述的多臺電機是3臺或者3臺以上，至少一臺電機採用無電機控制器的永磁同步電機，電機控制接口電路至少包括2個逆變單元和2個轉子位置檢測單元，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數據送到微處理器。上述所述的多臺電機含有交流電機，電機控制接口電路包括繼電器及其驅動電路，微處理器通過繼電器及其驅動電路控制交流電機。上述所述的多臺電機全部都是無電機控制器的永磁同步電機，電機控制接口電路包括多個逆變單元和多個轉子位置檢測單元，微處理器通過I個逆變單元和I個轉子位置檢測單元與I臺電機連接。上述所述的所述的轉子位置檢測單元是相電流檢測單元，轉子位置數據通過實時相電流計算得出。
上述所述的微處理器內置或者外置存儲器，存儲器存儲電機運行參數和運行模式。所述的應用系統控制器是空調系統控制器、暖通系統控制器、泵系統控制器、洗衣機控制器、汽車控制器，微處理器通過用戶接口與應用系統控制器連接。上述所述的電源部分、微處理器、用戶接口和存儲器集成在一個主電路板上，將I個逆變單元和I個轉子位置檢測單元集成在一塊子線路板上，主電路板與子線路板通過接插埠和接插件連接。本發明與現有技術相比具有如下優點1)本發明的控制多臺電機的集中式電機控制器，它連接在應用系統控制器上，用來接收應用系統控制器的指令控制多臺獨立的電機工作，它包括電源部分、微處理器、電機控制接口電路和多臺電機，電源部分為各部分電路供電，微處理器通過電機控制接口電路控制多臺電機，所述的多臺電機是3臺或者3臺以上，至少2臺電機採用無電機控制器的永磁同步電機，電機控制接口電路至少包括2個逆變單元和2個轉子位置檢測單元，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數據送到微處理器，省略原來每個電機控制器獨立配置電源和微處理器的設置，簡化電路結構，刪除重疊的電路配置，大大降低產品成本，減少資源浪費，集中式電機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定問題；2)多臺電機含有交流電機，電機控制接口電路包括繼電器及其驅動電路，微處理器通過繼電器及其驅動電路控制交流電機，適應性更加廣；3 )多臺電機全部都是無電機控制器的永磁同步電機，電機控制接口電路包括多個逆變單元和多個轉子位置檢測單元，微處理器通過I個逆變單元和I個轉子位置檢測單元與I臺電機連接，可以最大限度地實現節能的目的，同時降低產品成本。4)所述的轉子位置檢測單元是相電流檢測單元，轉子位置數據通過實時相電流計算得出，可以簡化連接，不採用霍爾元件，降低成本；5)電源部分、微處理器、用戶接口和存儲器集成在一個主電路板上，將I個逆變單元和I個轉子位置檢測單元集成在一塊子線路板上，主電路板與2塊或者2塊以上的子線路板通過接插埠和接插件連接，可以根據實際情況隨意配置，使用靈活方便。
圖I是本發明的實施例一的方框圖；圖2是圖I的具體方框圖；圖3是本發明的逆變單元和轉子位置檢測單元的電路4本發明的實施例二的方框圖。圖5是本發明的實施例三的方框圖；圖6是圖5的具體實施結構 圖7的本發明的實施例四的方框圖；圖8是本發明的實施例五的方框圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例並結合附圖對本發明作進一步詳細的描述。實施例一圖I、圖2所示，一種控制多臺電機的集中式電機控制器，它連接在應用系統控制器上，用來接收應用系統控制器的指令控制多臺獨立的電機工作，它包括電源部分、微處理器、電機控制接口電路和多臺電機，電源部分為各部分電路供電，微處理器通過電機控制接口電路控制多臺電機，所述的多臺電機是3臺，分別為第一電機、第二電機和第三電機，第一電機和第二電機米用無電機控制器的永磁同步電機，第三電機是交流電機，電機控制接口電路包括2個逆變單元、2個轉子位置檢測單元和I路的繼電器及其驅動電路，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數據送到微處理器。其中I個逆變單元、I個轉子位置檢 測單元與一臺無電機控制器的永磁同步電機連接。微處理器通過I路的繼電器及其驅動電路控制第三電機，所述的應用系統控制器是空調系統控制器、暖通系統控制器、泵系統控制器、洗衣機控制器、汽車控制器，微處理器通過用戶接口與應用系統控制器連接。如圖3所示，本發明的無電機控制器的永磁同步電機是由機微處理器MCU控制，所述的轉子位置檢測單元是相電流檢測單元，轉子位置數據通過實時相電流計算得出，相電流檢測單元主要包括電阻R20和A/D轉換，採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並計算出轉子位置，利用逆變電路(INVERTER)的多個IGBT開關Q1、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。微處理器還連接有用戶接口，微處理器通過用戶接口與應用系統控制器連接；微處理器內置或者外置存儲器，存儲器存儲電機運行參數和運行模式。圖3中只表示出I個轉子位置檢測單元和I個逆變單元與微處理器的連接。電源部分、微處理器、用戶接口和存儲器集成在一個主電路板上，將I個逆變單元和I個轉子位置檢測單元集成在一塊子線路板上，主電路板與2塊或者2塊以上的子線路板通過接插埠和接插件連接，可以根據實際情況隨意配置，使用靈活方便。實施例二 如圖4所不,與實施例一的不同點在於第一電機、第二電機、第三電機均採用無電機控制器的永磁同步電機，電機控制接口電路至少包括3個逆變單元、3個轉子位置檢測單元，3個轉子位置檢測單元分別檢測3臺電機的轉子位置數據送到微處理器，微處理器分別通過3個逆變單元驅動3臺無電機控制器的永磁同步電機。實施例三如圖5、圖6所示，與實施例I的不同點在於微處理器通過電機控制接口電路控制4臺電機，分別為第一電機、第二電機、第三電機和第四電機，第一電機和第二電機採用無電機控制器的永磁同步電機，第三電機和第四電機是交流電機，電機控制接口電路包括2個逆變單元、2個轉子位置檢測單元和2路的繼電器及其驅動電路，微處理器通過2個逆變單元分別驅動第一電機和第二電機，2個轉子位置檢測單元分別將第一電機和第二電機的轉子位置數據送到微處理器，微處理器分別通過2路的繼電器及其驅動電路分別控制第三電機和第四電機。實施例四圖7所示，與實施例三的不同點在於微處理器通過電機控制接口電路控制4臺電機，分別為第一電機、第二電機、第三電機和第四電機，第一電機、第二電機和第三電機都採用無電機控制器的永磁同步電機，第四電機是交流電機，電機控制接口電路包括3個逆變單元、3個轉子位置檢測單元和I路的繼電器及其驅動電路，微處理器通過3個逆變單元分別驅動第一電機、第二電機和第三電機，3個轉子位置檢測單元分別將第一電機、第二電機和第三電機的轉子位置數據送到微處理器，微處理器分別通過I路的繼電器及其驅動電路分別控制第四電機。實施例五圖8所示，與實施例四的不同點在於微處理器通過電機控制接口電路控制4臺電機，分別為第一電機、第二電機、第三電機和第四電機，第一電機、第二電機、第三電機和第四電機都採用無電機控制器的永磁同步電機，電機控制接口電路包括4個逆變單元和4個轉子位置檢測單元，微處理器通過4個逆變單元分別驅動第一電機、第二電機、第三電機和第四電機，4個轉子位置檢測單元分別將第一電機 、第二電機、第三電機和第四電機的轉子位置數據送到微處理器。
權利要求
1.一種控制多臺電機的集中式電機控制器，它連接在應用系統控制器上，用來接收應用系統控制器的指令控制多臺獨立的電機工作，其特徵在於它包括電源部分、微處理器、電機控制接口電路和多臺電機，電源部分為各部分電路供電，微處理器通過電機控制接口電路控制多臺電機，所述的多臺電機是3臺或者3臺以上，至少2臺電機採用無電機控制器的永磁同步電機，電機控制接口電路至少包括2個逆變單元和2個轉子位置檢測單元，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數據送到微處理器。
2.根據權利要求I所述的一種控制多臺電機的集中式電機控制器，其特徵在於所述的多臺電機含有交流電機，電機控制接口電路包括繼電器及其驅動電路，微處理器通過繼電器及其驅動電路控制交流電機。
3.根據權利要求I所述的一種控制多臺電機的集中式電機控制器，其特徵在於所述的多臺電機全部都是無電機控制器的永磁同步電機，電機控制接口電路包括多個逆變單元和多個轉子位置檢測單元，微處理器通過I個逆變單元和I個轉子位置檢測單元與I臺電機連接。
4.根據權利要求I或2或3所述的一種控制多臺電機的集中式電機控制器，其特徵在於所述的轉子位置檢測單元是相電流檢測單元，轉子位置數據通過實時相電流計算得出。
5.根據權利要求5所述的一種控制多臺電機的集中式電機控制器,其特徵在於微處理器內置或者外置存儲器，存儲器存儲電機運行參數和運行模式。
6.根據權利要求5所述的一種控制多臺電機的集中式電機控制器，其特徵在於所述的應用系統控制器是空調系統控制器、暖通系統控制器、泵系統控制器、洗衣機控制器、汽車控制器，微處理器通過用戶接口與應用系統控制器連接。
7.根據權利要求6所述的一種控制多臺電機的集中式電機控制器，其特徵在於電源部分、微處理器、用戶接口和存儲器集成在一個主電路板上，將I個逆變單元和I個轉子位置檢測單元集成在一塊子線路板上，主電路板與子線路板通過接插埠和接插件連接。
全文摘要
本發明涉及一種控制多臺電機的集中式電機控制器，它連接在應用系統控制器上，用來接收應用系統控制器的指令控制多臺獨立的電機工作，其特徵在於它包括電源部分、微處理器、電機控制接口電路和多臺電機，電源部分為各部分電路供電，微處理器通過電機控制接口電路控制多臺電機，所述的多臺電機是3臺或者3臺以上，至少2臺電機採用無電機控制器的永磁同步電機，電機控制接口電路至少包括2個逆變單元和2個轉子位置檢測單元，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數據送到微處理器。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H02P5/74GK102769418SQ20121026526
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月28日 優先權日2012年7月28日
發明者周一橋, 胡戈, 趙勇, 魯楚平 申請人:中山大洋電機股份有限公司