專利名稱：直流變頻環保空調的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及空氣調節器的變頻調速領域，尤其涉及一種直流變頻環保空調。
背景技術：
環保空調也叫水冷空調或冷風機，其通過水簾降低空氣溫度以達到降溫目的。這 種環保空調之制冷系統中的制冷劑為水，控制系統中的電機多為定頻(即50Hz)單速交流 異步電機。為了實現節能、環保的目的，變頻調速技術在環保空調中也得到廣泛的應用。但 受制于異步電機特性，這種環保空調的電機轉速調節頗為不便，調節范圍有限，最終使得節 能效果不夠理想。有鑒于此，有必要設計一種節能效果更好的直流變頻環保空調。
實用新型內容針對現有技術的缺陷，本實用新型目的在于提供一種直流變頻環保空調，可以大 幅度提高節能效果。為解決以上技術問題，本實用新型的技術方案是，一種直流變頻環保空調，包括制 冷系統和控制系統，所述控制系統中的驅動電機( 為三相電機；市電接入端與所述電機[5]之間依次設置用于將交流電轉換為直流電的整流電路(1)、用于實現直流電的濾波平 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換而實現調頻調壓的逆變 電路G)，其中所述逆變器(4)還連接微處理器電路(6)的驅動信號端。較優地，所述整流電路(1)和所述濾波電路(3)之間設置有用于實現減少電網諧 波含量并提高功率因數的功率因素校正電路O)；所述功率因素校正電路(2)還連接所述 微處理器電路(6)的功率因素校正端。較優地，所述微處理器電路(6)為單片機或專用集成芯片；或者，所述微處理器電 路(6)由數字信號處理器及外圍電路組成。較優地，所述逆變電路(4)為智能功率模塊，或者由多個半導體功率器件與驅動 芯片組成。較優地，所述整流電路(1)包括整流二極管或橋堆，且還設置有必要干擾濾除電路。較優地，所述功率因數校正電路(2)包括功率半導體器件及控制芯片。較優地，所述濾波電路(3)包括電解電容。較優地，還包括人機接口電路(7)，連接所述微處理器電路(6)的輸入端。較優地，所述人機接口電路(7)包括控制開關、按鍵、遙控器以及顯示電路。較優地，所述電機(5)為三相永磁同步電機或三相直流無刷電機。與現有技術相比，本實用新型采用三相電機，同時運用變頻調速技術，可實現最大 化的節能效果。空調運行時，電機轉速越低，能耗越少；且轉速連續可調，提高舒適度。特別 地，采用三相永磁電機或直流電機時，同樣風量或轉速僅需更低功率的電機即可實現，節能 效果更為明顯。
圖1是本實用新型直流變頻環保空調一較優實施例的組成圖，其中示出電機及其 控制裝置，而略去制冷系統與控制系統的其它部分；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有空調的技術缺點，其通過應用微電腦和功率半導體技術， 可實現大幅度節能、并提高舒適度之目的。它的基本構思是，將空調電機更換為三相電機， 以達到更好的節能效果。這種直流變頻環保空調一般采用永磁電機變頻，其電機可為三相永磁同步電機、 三相直流無刷電機等，俗稱為直流變頻。為更進一步理解本實用新型的基本原理及結構，
以下結合附圖和實施例對本實用 新型進行描述。參見圖1，示出本實用新型直流變頻環保空調一較優實施例的電機控制裝置組成， 包括整流電路1、功率因數校正電路(PFC) 2、濾波電路3、逆變電路4、微處理器電路6、人機 接口電路(包括人機界面)7等部分，其中整流電路1、濾波電路3、逆變電路4依次設置在 市電接入端與電機5之間；功率因數校正電路2設置于整流電路1與濾波電路3之間；微處 理器電路6的驅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 端連接人機接口電路7，以便分別與其進行相關數據交互。以下對各部分電路的組成及功能進行簡要說明。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 交流電轉換為直流。功率因數校正電路2為可選部件，具體由功率半導體器件及控制芯片組成，作用 是使輸入電流接近正弦波，減少電網諧波含量，實現提高功率因數的目的。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由功率半導體及驅動電路組成，可以是單個的功率器件如 MOSFET (MetalOxide Semicoductor Field Effect Transistor，即金屬氧化物半導體場效 應管)、IGBTansulated Gate Bipolar Transistor，即絕緣柵雙極型晶體管)等與驅動芯 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 轉換，實現調頻調壓目的。微處理器電路6由單片機或專用集成芯片，或由數字信號處理器及外圍電路組 成，根據人機接口電路7發來的命令，發出對應的指令信號，控制功率因數校正電路2和逆 變電路4工作，并根據電路反饋信息，進行必要的電路保護和故障處理。人機接口電路7主要由控制開關、按鍵、遙控器以及顯示電路組成，人通過按鍵或 遙控器對電機5進行控制操作，顯示電路顯示電機5工作狀態及故障信息。由于現有空調電機普遍采用交流異步電機，效率低能耗高、噪音大，，節能效果不 理想。而本實用新型中采用三相電機，通過運用變頻調速技術，可實現最大化的節能效果 其轉速越低，能耗越少，并且轉速連續可調。而如果電機采用三相永磁電機，則同樣風量或4轉速，僅需更低功率的電機即可實現，節能效果更為明顯。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，最終完成空調電機的變頻調速目的，以下以一電路實例進行說明。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過整流電路 1變為直流電，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根據人機接口電路7的設定信號，對空調控制系統中的電機 5進行控制。開機時，微處理器61根據設定的風速產生相應的6路脈沖寬度調制信號，即驅動 信號PWMl PWM6 ；通過功率管驅動芯片42驅動6個功率管(M0SFET或IGBT) Sl S6 ；這 些功率管的交替導通和關斷，產生三相調制波形，輸出電壓可調、頻率可變的三相交流電， 輸出到電機5的U、V、W接線端，從而實現電機5的無級變頻調速。本實用新型應用微電腦控制技術、電力半導體技術，屬于自動化控制技術領域，其 關鍵點是變頻調速技術和三相永磁電機在空調中的應用，而節能是其最為突出的特點。該 直流變頻環保空調的電機為三相電機，具體可以是三相永磁同步電機、三相直流無刷電機 等，其節能效果較好。此外，根據實際使用情況，還可以給電機安裝位置傳感器，如霍爾傳感器、光電編 碼器等，其目的是方便檢測電機的轉子位置信息，以便更好地調節電機的轉速。以上僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出的是，上述優選實施方式不應視 為對本實用新型的限制，本實用新型的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。對于 本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，還可以做出若干 改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種直流變頻環保空調，包括制冷系統和控制系統，其特征在于，所述控制系統中的 驅動電機( 為三相電機；市電接入端與所述電機( 之間依次設置用于將交流電轉換為 直流電的整流電路(1)、用于實現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換而實現調頻調壓的逆變電路G)，其中所述逆變器(4)還連接微 處理器電路(6)的驅動信號端。
2.如權利要求1所述的直流變頻環保空調，其特征在于，所述整流電路(1)和所述濾 波電路(3)之間設置有用于實現減少電網諧波含量并提高功率因數的功率因素校正電路 (2)；所述功率因素校正電路(2)還連接所述微處理器電路(6)的功率因素校正端。
3.如權利要求1所述的直流變頻環保空調，其特征在于，所述微處理器電路(6)為單片 機或專用集成芯片；或者，所述微處理器電路(6)由數字信號處理器及外圍電路組成。
4.如權利要求1所述的直流變頻環保空調，其特征在于，所述逆變電路(4)為智能功率 模塊，或者由多個半導體功率器件與驅動芯片組成。
5.如權利要求1所述的直流變頻環保空調，其特征在于，所述整流電路(1)包括整流二 極管或橋堆，且還設置有必要干擾濾除電路。
6.如權利要求2所述的直流變頻環保空調，其特征在于，所述功率因數校正電路(2)包 括功率半導體器件及控制芯片。
7.如權利要求1所述的直流變頻環保空調，其特征在于，所述濾波電路(3)包括電解電容。
8.如權利要求1所述的直流變頻環保空調，其特征在于，還包括人機接口電路(7)，連 接所述微處理器電路(6)的輸入端。
9.如權利要求8所述的直流變頻環保空調，其特征在于，所述人機接口電路(7)包括 控制開關、按鍵、遙控器以及顯示電路。
10.如權利要求1 9任一項所述的直流變頻環保空調，其特征在于，所述電機(5)為 三相永磁同步電機或三相直流無刷電機。
專利摘要本實用新型公開一種直流變頻環保空調，包括制冷系統和控制系統，所述控制系統中的驅動電機(5)為三相電機；市電接入端與所述電機(5)之間依次設置用于將交流電轉換為直流電的整流電路(1)、用于實現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換而實現調頻調壓的逆變電路(4)，其中所述逆變器(4)還連接微處理器電路(6)的驅動信號端。該直流變頻環保空調調速方便，節能效果較好。
文檔編號H02P27/06GK201830199SQ20102028931
公開日2011年5月11日 申請日期2010年8月6日 優先權日2010年8月6日
發明者李步云, 楊衛洲, 林建芬 申請人:廣州遨控電子科技有限公司