CN114061123B - 一种空调室内机风机电机驱动装置及空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空调室内机风机电机驱动装置及空调器，所述装置包括：电机和驱动电路模块，所述驱动电路模块设于室内主控板组件上，所述室内主控板组件与所述电机分离设置，所述驱动电路模块分别与供电电源、所述电机的输入端子、所述室内主控板组件上的主控电路连接；所述驱动电路模块上设有用于对所述电机进行信号采样的电机采样模块；所述驱动电路模块被配置为：根据所述主控电路发送的控制指令以及所述电机采样模块反馈的采样信号将所述供电电源提供的初始电压转换为驱动电压，并将所述驱动电压输出至所述电机的输入端子。本发明通过将电机和电机的驱动模块分离设置，能够优化风机的性能，延长风机的使用寿命并降低风机的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其是涉及一种空调室内机风机电机驱动装置及空调器。
背景技术
目前变频空调室内机风机多采用直流无刷电机，行业内空调厂家采用的直流无刷电机多是控制器方案内置的电机，空调厂家只需要不断调节占空比实现转速的控制，控制比较简单；但是这种内置驱动的电机缺点也很明显，成本高、效率低；同时受环境影响，内嵌在电机内部的电机控制器无法与电机寿命相匹配，失效率较高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种空调室内机风机电机驱动装置及空调器，通过将电机和电机的驱动模块分离设置，能够优化风机的性能，延长风机的使用寿命并降低风机的生产成本。
本发明的第一实施例提供一种空调室内机风机电机驱动装置，包括：
电机和驱动电路模块，所述驱动电路模块设于室内主控板组件上，所述室内主控板组件与所述电机分离设置，所述驱动电路模块分别与供电电源、所述电机的输入端子、所述室内主控板组件上的主控电路连接；
所述驱动电路模块上设有用于对所述电机进行信号采样的电机采样模块；
所述驱动电路模块被配置为：根据所述主控电路发送的控制指令以及所述电机采样模块反馈的采样信号将所述供电电源提供的初始电压转换为驱动电压，并将所述驱动电压输出至所述电机的输入端子。
在一些实施例中，所述驱动电路模块包括驱动控制芯片和智能功率模块；
所述驱动控制芯片的输入端通过两路通讯端子与所述主控电路连接，所述驱动控制芯片的输出端与所述智能功率模块的PWM信号端连接，所述驱动控制芯片的采样端通过所述电机采样模块与所述智能功率模块的采样端连接，所述智能功率模块的电源端与所述供电电源连接；
所述驱动控制芯片用于根据所述主控电路发送的控制指令以及所述电机采样模块反馈的采样信号生成PWM驱动信号并输出至所述智能功率模块；
所述智能功率模块用于根据所述PWM驱动信号将所述供电电源提供的初始电压转换为驱动电压，并将所述驱动电压输出至所述电机的输入端子。
在一些实施例中，所述电机采样模块包括过电流保护模块、电流实时监测模块、第一反电动势监测模块、第二反电动势监测模块；
所述过电流保护模块连接于所述驱动控制芯片的第一采样端与所述智能功率模块的第一采样端之间；
所述电流实时监测模块连接于所述驱动控制芯片的第二采样端与所述智能功率模块的第二采样端之间；
所述第一反电动势监测模块连接于所述驱动控制芯片的第三采样端与所述智能功率模块的第三采样端之间；
所述第二反电动势监测模块连接于所述驱动控制芯片的第四采样端与所述智能功率模块的第四采样端之间。
在一些实施例中，所述驱动电路模块还包括电压转换模块，所述供电电源包括第一供电电源和第二供电电源；
所述第一供电电源与所述智能功率模块的第一电源端连接；
所述第二供电电源分别与所述电压转换模块的输入端、所述智能功率模块的第二电源端连接；
所述电压转换模块的输出端与所述驱动控制芯片的电源端连接。
本发明的第二实施例提供一种空调器，包括任一项所述的空调室内机风机电机驱动装置。
与现有技术相比，本发明实施例具有如下有益效果：
本发明实施例提供了一种空调室内机风机电机驱动装置，包括：电机和驱动电路模块，所述驱动电路模块设于室内主控板组件上，所述室内主控板组件与所述电机分离设置，所述驱动电路模块分别与供电电源、所述电机的输入端子、所述室内主控板组件上的主控电路连接；所述驱动电路模块上设有用于对所述电机进行信号采样的电机采样模块；所述驱动电路模块被配置为：根据所述主控电路发送的控制指令以及所述电机采样模块反馈的采样信号将所述供电电源提供的初始电压转换为驱动电压，并将所述驱动电压输出至所述电机的输入端子。本发明通过将电机和电机的驱动模块分离设置，能够优化风机的性能，延长风机的使用寿命并降低风机的生产成本。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的空调室内机风机电机驱动装置的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的空调室内机风机电机驱动装置的插针及插座布局示意图；
图3是本发明一实施例提供的空调室内机风机电机驱动装置的插针及插座布局俯视图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参见图1，本发明的第一实施例提供一种空调室内机风机电机驱动装置，包括：
电机4和驱动电路模块2，所述驱动电路模块2设于室内主控板组件1上，所述室内主控板组件1与所述电机4分离设置，所述驱动电路模块2分别与供电电源、所述电机的输入端子、所述室内主控板组件1上的主控电路3连接；
所述驱动电路模块2上设有用于对所述电机4进行信号采样的电机采样模块5；
所述驱动电路模块2被配置为：根据所述主控电路3发送的控制指令以及所述电机采样模块5反馈的采样信号将所述供电电源提供的初始电压转换为驱动电压，并将所述驱动电压输出至所述电机4的输入端子。
在一些实施例中，所述驱动电路模块2包括驱动控制芯片6和智能功率模块7；
所述驱动控制芯片6的输入端通过两路通讯端子与所述主控电路3连接，所述驱动控制芯片6的输出端与所述智能功率模块7的PWM信号端连接，所述驱动控制芯片6的采样端通过所述电机采样模块5与所述智能功率模块7的采样端连接，所述智能功率模块7的电源端与所述供电电源连接；
所述驱动控制芯片6用于根据所述主控电路3发送的控制指令以及所述电机采样模块5反馈的采样信号生成PWM驱动信号并输出至所述智能功率模块7；
所述智能功率模块7用于根据所述PWM驱动信号将所述供电电源提供的初始电压转换为驱动电压，并将所述驱动电压输出至所述电机4的输入端子。
在一些实施例中，所述电机采样模块5包括过电流保护模块、电流实时监测模块、第一反电动势监测模块、第二反电动势监测模块；
所述过电流保护模块连接于所述驱动控制芯片6的第一采样端与所述智能功率模块7的第一采样端之间；
所述电流实时监测模块连接于所述驱动控制芯片6的第二采样端与所述智能功率模块7的第二采样端之间；
所述第一反电动势监测模块连接于所述驱动控制芯片6的第三采样端与所述智能功率模块7的第三采样端之间；
所述第二反电动势监测模块连接于所述驱动控制芯片6的第四采样端与所述智能功率模块7的第四采样端之间。
在一些实施例中，所述驱动电路模块2还包括电压转换模块，所述供电电源包括第一供电电源和第二供电电源；
所述第一供电电源与所述智能功率模块7的第一电源端连接；
所述第二供电电源分别与所述电压转换模块的输入端、所述智能功率模块7的第二电源端连接；
所述电压转换模块的输出端与所述驱动控制芯片6的电源端连接。
本发明的第二实施例提供一种空调器，包括任一项所述的空调室内机风机电机驱动装置。
请参见图1-3，基于上述方案，下面对本发明实施例提供的空调室内机风机电机驱动装置进行详细说明：
需要说明的是，目前，变频空调室内机风机电机多采用驱动方案内置的电机，由于该技术采用与电机一体设计方案，由于功率受散热影响，不能超过30W，hall作为驱动器关键部件，受使用环境影响无法与电机的寿命相匹配，电机的工艺复杂，推高了电机的生产成本。随着空调行业成本压力增大、能效标准提升及空调智能化的要求越来越高，电机厂商提供低成本内置驱动电机越来越难以满足我们的需求。
本发明实施例提供的空调室内机风机电机驱动装置，采用了将电机和电机的驱动模块分离设置的方案，其风机外置驱动的方案区别于目前行业内主流的直流风机电机方案，行业主流的风机控制方案普遍采用在电机中内置驱动电路，电机与控制器一体化设计。
所述的空调室内机风机电机驱动装置包含电机裸机与外置驱动电路模块2。
所述的驱动电路模块2设置在室内主控板组件1上，所述的驱动电路模块2连接室内主控电路3及电机4的输入端。
所述的驱动电路模块2根据室内主控电路3发送的控制指令及电机4的采样信号，通过驱动电路模块2的驱动控制芯片6转换为驱动信号，输入到电机4输入端子，从而实现电机4的正常工作。
所述的空调室内机风机电机驱动装置的连接方式包含外置驱动电路模块2与电机4的连接及外置驱动电路模块2与室内主控板组件1的连接。外置驱动电路模块2与电机连接方式通过电机4的强电连接线及外置驱动电路模块2上的四芯VH插座J8实现，其中J8四芯插针分别为U、V、W及G四个端子。
所述的驱动电路模块2设置在室内主控板组件1上，通过插针实现驱动电路模块2与室内主控板组件1的连接。作为一种可行的设计，驱动电路模块2距离室内主控板PCB高12mm，最小间隙6mm，所述的驱动电路模块2插接由三个两位插针X1、X2、X3与一个五芯VH插座J1固定，所述的三个两位插针仅用于驱动电路模块2的与主控板组件的固定，所述的五芯VH插座J1除支撑固定作用外，主要是实现了室内主控板对于驱动电路模块2的供电及控制，所述的五芯VH插座端口包含了直流VDC、直流15V、直流GND以及两路通讯端口。
所述的外置驱动电路模块2通过两路通讯端子用于接收室内主控板上的控制信号，包括但不局限于(启停、刹车)目标转速转向等，TXD用于发送实时转速、电机电流信号、直流电压，功率模块温度、故障代码及脏堵信号等等。
根据所述的驱动电路模块2主要包括MCU及***电路模块、IPM电路部分模块及通讯电路模块，所述通讯电路模块连接MCU及***电路模块实现驱动电路模块2信号的接收与发送，MCU及***电路模块包括采样模块，驱动信号生成模块，电流计算模块、控制模块。
所述的电流计算模块、控制模块、驱动信号模块集成在MCU内部。
所述的驱动信号生成模块用于根据转速信号及电流信号等输入信号计算生成PWM驱动信号及驱动电流值，并将信号输出至IPM电路模块驱动信号输入端。
与现有技术相比，本发明实施例通过将电机和电机的驱动模块分离设置，从而能够优化风机的性能，有利于延长风机的使用寿命并降低风机的生产成本。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种空调室内机风机电机驱动装置，其特征在于，包括：
电机和驱动电路模块，所述驱动电路模块设于室内主控板组件上，所述室内主控板组件与所述电机分离设置，所述驱动电路模块分别与供电电源、所述电机的输入端子、所述室内主控板组件上的主控电路连接；
所述驱动电路模块包括驱动控制芯片和智能功率模块；
所述驱动电路模块上设有用于对所述电机进行信号采样的电机采样模块；所述电机采样模块包括过电流保护模块、电流实时监测模块、第一反电动势监测模块、第二反电动势监测模块；
所述过电流保护模块连接于所述驱动控制芯片的第一采样端与所述智能功率模块的第一采样端之间；
所述电流实时监测模块连接于所述驱动控制芯片的第二采样端与所述智能功率模块的第二采样端之间；
所述第一反电动势监测模块连接于所述驱动控制芯片的第三采样端与所述智能功率模块的第三采样端之间；
所述第二反电动势监测模块连接于所述驱动控制芯片的第四采样端与所述智能功率模块的第四采样端之间；
所述驱动电路模块被配置为：根据所述主控电路发送的控制指令以及所述电机采样模块反馈的采样信号将所述供电电源提供的初始电压转换为驱动电压，并将所述驱动电压输出至所述电机的输入端子，其中，所述驱动控制芯片用于根据所述主控电路发送的控制指令以及所述电机采样模块反馈的采样信号生成PWM驱动信号并输出至所述智能功率模块；
所述驱动电路模块还包括电压转换模块，所述供电电源包括第一供电电源和第二供电电源；
所述第一供电电源与所述智能功率模块的第一电源端连接；
所述第二供电电源分别与所述电压转换模块的输入端、所述智能功率模块的第二电源端连接；
所述电压转换模块的输出端与所述驱动控制芯片的电源端连接。
2.如权利要求1所述的空调室内机风机电机驱动装置，其特征在于，所述驱动控制芯片的输入端通过两路通讯端子与所述主控电路连接，所述驱动控制芯片的输出端与所述智能功率模块的PWM信号端连接，所述驱动控制芯片的采样端通过所述电机采样模块与所述智能功率模块的采样端连接，所述智能功率模块的电源端与所述供电电源连接；
所述智能功率模块用于根据所述PWM驱动信号将所述供电电源提供的初始电压转换为驱动电压，并将所述驱动电压输出至所述电机的输入端子。
3.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1-2任一项所述的空调室内机风机电机驱动装置。
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