PG风机控制原理和电路

1、总述分体机室内风机目前用的是塑封电机，为单向异步电容运转电动机。为了满足空调正常的运转，达到制冷、制热能力的平衡，所以必须保证室内风机的转速满足系统的要求，并保持转速的稳定。为达到以上目的，我们采用可控硅调压调速的方法来调节风机的转速。为了保证所调电压满足转速要求，则必须检出电源的零点和测出风机的转速，故在实际电路中，我们还使用了过零检测电路来检出电源的零点、使用风机转速检测电路来检测转速，再通过调节可控硅导通角来使风机转速达到系统要求。以下分几个部分来介绍风机调速电路。第一部分：塑封电机工作原理介绍i i、电机工作原理我们所采用的室内风机电机为塑封电机，为单向异步电容运转电动机，级对数为四级

2、，并带转速反馈，电机每转一周，输出一个方波信号。单向异步电动机结构简单，成本低，振动和噪音较小，并且只需单相电源供电，所以在家电行业中应用广泛。它主要由定子与转子两部分组成。定子部分由定子铁心、绕组和基座组成。定子铁心由硅钢片压成，且内园有许多槽，用以嵌放定子绕组。由于单向绕组只能产生脉动电势，电机没有启动转矩而无法启动，因此单向电机的定子有两相绕组，两相绕组的轴线在空间相差 9090 度电角度，其中一相绕组称为主绕组，另一相绕组称为副绕组或启动绕组。转子部分由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心也用硅钢片冲制而成，且外园冲有许多槽，用以安放转子导条。电机的定子两相绕组通过交流电后，在定、转

3、子之间的气隙中产生旋转磁场，其旋转速度叫同步转速，以 n ni表示。n ni的大小决定于通入电流的频率和电机的极对数P：n ni=60f/p=60f/p（转/分）当转子导体被此旋转磁场的磁力线切割时，导体内将产生感应电动势。在转子回路闭合的情复3速觑蠲逡羁翳武管夔慝王超况下，转子导体中就有电流流过，载流导体在磁场中受到电磁力的作用而跟着旋转磁场转动，其转速为 n no o转子旋转时会产生能量转换，这就是异步电动机的基本工作原理。2 2、电容运转单相异步电动机工作原理由于使用的电源为单向交流电，从上面所介绍的电机的绕组情况而言，若不在启动绕组上接电容，而直接在两相绕组上加交流电或只在主绕组上加交

4、流电，则产生的为脉动磁场，不能给转子提供启动力矩，故在实际电路中，我们采用在启动绕组电路中串接启动电容的方法来使电机获得启动力矩。电容运转单相异步电动机定子副绕组（即启动绕组）电路中串接电容器，此电容器在电机启动与运转过程中都参与工作，由于电路中串接电容，使副绕组回路为容性，故副绕组电流相位超前于电压，主绕组电流则落后于电压（由于主绕组回路为感性）。当电容参数设计合适时（一般为通过实验选定能满足要求的电容），两个绕组电流的相位差将接近 9090 度，从而产生较大的启动转矩，而启动电流较小。这样来使电机获得启动转矩。当可控硅导通角a1=180=180时，电动机端电压波形为正弦波，即全导通状态；当

5、可控硅（图一）3 3、可控硅调压调速原理可控硅调速是用改变可控硅导通角的方法来改变电动机端电压的波形,从而改变电动机端电压的有效值，达到调速的目的。导通角“11801800时，电动机端电压波形如图实线所示，即非全导通状态，有效值减小；i越小，导通状态越少，则电压有效值越小，所产生的磁场越小，则电机的转速越低；由以上的分析可知， 可控硅调速时电机转速可连续调节， 但这时电动机电压和电流波形不连续， 波形差，故电动机的噪音大，并带来干扰。故我们在电路设计时，需考虑这方面的问题，应有适当的滤波电路。第二部分：过零检测原理与电路过零检测电路的原理图如下：经过电阻分压后，再经过电容滤波，滤去高频干扰成分

6、，形成与上图波形一致的电压波形；当电压大于 0.7V0.7V 时，三极管导通，在三极管集电极形成一低电位；当电压再次降到低于 0.7V0.7V 时，三极管截止，三极管集电极通过上拉电阻 5V,5V,形成高电位；这样通过三极管的不停的导通、截止、再导通，在芯片过零检测脚形成 100Hz100Hz 脉冲波形，芯片通过判断，检测电压的零点。（图四）电网交流电源经变压器降压后，先通过两个二极管整流，形成脉动直流波形:第三部分：速度检测电路要达到将塑封电机转速稳定在一定风速上的目的，则必须同时同步的检测出风机的转速，并通过软件判断，调整驱动电压的大小，来使风机转速稳定:通过电机内置霍尔元件，检测风机的转

7、速，风机每转一周，输出一个限流电阻后，再通过 103103 电容滤去高频干扰，用二极管 41484148 钳位，保证输入芯片脚的电压低于 5V,5V,这样来保护芯片管脚不会损坏。芯片通过对输入脉冲方波的频率的检测，来判断风机的转速是否达到要求。若转速低于目标转速，则加大可控硅导通角，提高风机电压的有效值，使风机转速增大；转速高于目标转速，则减小可控硅导通角，降低风机电压的有效值，使风机转速变低;风机速度检测电路图见图六。第四部分：风机驱动电路经过速度检测与软件判断后，芯片通过控制脚输出控制信号，来控制驱动三极管 Q1Q1 的导通与截止：当驱动电平为低时，三极管处于截止状态，TLP3526TLP

8、3526 的输入级发光二极管未工作，故电机上未施加电压。当驱动口电平为高时，三极管处于导通状态，TLP3526TLP3526 的输入级发光二极管通过+5V+5V、（图五）1 1 个脉冲方波，通过390390电阻、Q1Q1 三极管拉地工作，给电机上施加电压。1U/450VAC1U/450VAC 的电容为前面所介绍的风机启动、运行电容。该电容的大小一般应与整机匹配。第五部分：双向可控硅介绍在风机的驱动电路中，最为重要的器件为 TLP3526TLP3526 双向可控硅，下面就此器件做一附加说明，并在后附有TLP3526TLP3526 的资料介绍。TLP3526TLP3526 的输入级为发光二极管，正

9、向工作电流 I=10mA,I=10mA,V V 压降=1.3V,=1.3V,I I 最大=50mA=50mA 二极管的反向击穿电压 V3MV3M输出级为光敏双向管，导通时 I=100mA,I=100mA,压降3V,3V,导通时状态维持电流为 100100A,A,截止时，它的阻断电压为直流 250V;250V;当维才I电流100250VAG250VAG 或输入级发光二极管发光时，则双向管导通；双向光电耦合管的最大静态 d du/d/dt为 2V/s2V/s 时，当加在双向管两端的电压变化 d du/d/dt2V/2V/科 s s 时，则双向管导通，为防止这种误导通的情况出现，一般都需要在输出端加上吸收电路，通常为加阻容滤波电路，这样可降低 d du/d/dt,同时保护 TLP3526TLP3526 的输出级，防止双向管的误导通，而且可以同时吸收可控硅调速调整导通角对电路的干扰。总结从上面所述的几个电路的工作原理分析，我们可以综合总结一下目前我们美的分体机的室内风机工作原理：首先，我们通过过零检测电路，检测出电源电压的零点位置；其次我们通过芯片软件的编写来对应出目前空调器运转所需的室内风机的转速，同时通过