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Title:
CENTRALIZED MOTOR CONTROLLER FOR CONTROLLING MULTIPLE MOTORS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/019373
Kind Code:
A1
Abstract:
A centralized motor controller for controlling multiple motors is connected to an application system controller and used for receiving an instruction of the application system controller to control multiple independent motors. The centralized motor controller comprises a power supply portion, a microprocessor, a motor control interface circuit and multiple motors. The power supply portion is used for supplying power for each circuit, and the microprocessor is used for controlling the multiple motors through the motor control interface. The multiple motors comprise three motors or more, among which at least two motors adopt a permanent magnet synchronous motor without a motor controller. The motor control interface circuit at least comprises two inverter units and two rotor position detection units. The microprocessor drives the permanent magnet synchronous motors without the motor controller through the inverter unit; and the rotor position detection unit sends rotor position data of the permanent magnet synchronous motors without the motor controller to the microprocessor. The centralized motor controller can eliminate overlapping circuit configuration, thereby simplifying the circuit structure, and lowering the product cost.

Inventors:
ZHAO YONG (CN)
HU GE (CN)
ZHOU YIQIAO (CN)
LU CHUPING (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/073229
Publication Date:
February 06, 2014
Filing Date:
March 26, 2013
Export Citation:
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Assignee:
ZHONGSHAN BROAD OCEAN MOTOR CO (CN)
International Classes:
H02P5/74
Foreign References:
CN1492199A2004-04-28
CN101464032A2009-06-24
CN102769418A2012-11-07
CN101132159A2008-02-27
Attorney, Agent or Firm:
ZHONGSHAN HANTONG INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY (CN)
中山市汉通知识产权代理事务所 (CN)
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Claims:
权利要求

1、 一种控制多台电机的集中式电机控制器,它连接在应用系统控制器上, 用来接收应用系统控制器的指令控制多台独立的电机工作, 其特征在于: 它包 括电源部分、 微处理器、 电机控制接口电路和多台电机, 电源部分为各部分电 路供电, 微处理器通过电机控制接口电路控制多台电机, 所述的多台电机是 3 台或者 3台以上, 至少 2台电机釆用无电机控制器的永磁同步电机, 电机控制 接口电路至少包括 2个逆变单元和 2个转子位置检测单元,微处理器通过逆变 单元驱动无电机控制器的永磁同步电机,转子位置检测单元将无电机控制器的 同步电机的转子位置数据送到微处理器。

2、 根据权利要求 1所述的一种控制多台电机的集中式电机控制器, 其特 征在于: 所述的多台电机含有交流电机, 电机控制接口电路包括继电器及其驱 动电路, 微处理器通过继电器及其驱动电路控制交流电机。

3、 根据权利要求 1所述的一种控制多台电机的集中式电机控制器, 其特 征在于: 所述的多台电机全部都是无电机控制器的永磁同步电机, 电机控制接 口电路包括多个逆变单元和多个转子位置检测单元,微处理器通过 1个逆变单 元和 1个转子位置检测单元与 1台电机连接。

4、 根据权利要求 1或 2或 3所述的一种控制多台电机的集中式电机控制 器, 其特征在于: 所述的转子位置检测单元是相电流检测单元, 转子位置数据 通过实时相电流计算得出。

5、 根据权利要求 5所述的一种控制多台电机的集中式电机控制器, 其特 征在于: 微处理器内置或者外置存储器, 存储器存储电机运行参数和运行模 式。

6、 根据权利要求 5所述的一种控制多台电机的集中式电机控制器, 其特 征在于: 所述的应用系统控制器是空调系统控制器、 暖通系统控制器、 泵系统 控制器、 洗衣机控制器、 汽车控制器, 微处理器通过用户接口与应用系统控制 器连接。

7、 根据权利要求 6所述的一种控制多台电机的集中式电机控制器, 其特 征在于: 电源部分、 微处理器、 用户接口和存储器集成在一个主电路板上, 将 1个逆变单元和 1个转子位置检测单元集成在一块子线路板上, 主电路板与子 线路板通过接插端口和接插件连接。

Description:
一种控制多台电机的集中式电机控制器

技术领域 :

本发明涉及一种控制多台电机的集中式电机控 制器。

背景技术 :

近几年, 随着电器领域竟争曰趋激烈, 对产品技术要求不断提高, 如要求 产品节能环保、 可控性智能化程度高、 开发周期短、 噪音小等。 作为核心部件 一一电机, 无疑成为解决上述技术问题的关键部件,传统 的电机釆用单相交流 电机 PSC, 单相交流电机效率低, 比较耗能、 噪音也大, 可控性智能程度低。

随着电机技术的发展, 出现了永磁同步电机, 该种电机必须带有电机控 制器, 利用电机控制器实现电流的电子换向的目的, 所以行业里也有人简称

ECM电机(e lectronica l ly commutated motor ), 兹同步电机具有节能环保、 可靠性和可控性都比较高、 噪音小、 容易实现智能化等特点, 可以解决交流电 机的不足, 因此, 许多设备中开始应用永磁同步电机, 以降低能耗。

现在的中央空调系统, 通风系统、 洗衣机系统等设备中存在多台电机, 可能有 2台或 2台以上的电机釆用永磁同步电机,每台永磁 步电机带有独立 的电机控制器, 每个电机控制器都包括独立的电源部分、 微处理器、 逆变单元 和转子位置检测单元。 现有的技术方案中,每个电机控制器都设置电 源部分、 微处理器、逆变电路和电机运行参数检测单元 , 因此导致整个控制部分电路重 叠配置, 结构复杂, 也不能充分利用硬件和软件资源, 势必造成产品成本的大 大增加和资源的浪费。 另外, 电机控制器由于布局空间有限, 散热成为较为棘 手的问题。

发明内容 :

本发明的一个目的是提供一种控制多台电机的 集中式电机控制器,它釆用 至少 2台的无电机控制器的永磁同步电机,将永磁 步电机的逆变单元和转子 位置检测单元集成在集中式电机控制器,集中 式电机控制器里面的微处理器通 过逆变单元、 转子位置检测单元的配合控制无电机控制器的 永磁同步电机, 删 除重叠的电路配置, 简化电路结构, 大大降低产品成本, 减少资源浪费。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的 :

一种控制多台电机的集中式电机控制器, 它连接在应用系统控制器上, 用来接收应用系统控制器的指令控制多台独立 的电机工作, 它包括电源部分、 微处理器、 电机控制接口电路、 多台电机, 电源部分为各部分电路供电, 微处 理器通过电机控制接口电路控制多台电机,所 述的多台电机是 3台或者 3台以 上, 至少一台电机釆用无电机控制器的永磁同步电 机, 电机控制接口电路至少 包括 2个逆变单元和 2个转子位置检测单元,微处理器通过逆变单 驱动无电 机控制器的永磁同步电机,转子位置检测单元 将无电机控制器的永磁同步电机 的转子位置数据送到微处理器。

上述所述的多台电机含有交流电机,电机控制 接口电路包括继电器及其驱 动电路, 微处理器通过继电器及其驱动电路控制交流电 机。

上述所述的多台电机全部都是无电机控制器的 永磁同步电机,电机控制接 口电路包括多个逆变单元和多个转子位置检测 单元,微处理器通过 1个逆变单 元和 1个转子位置检测单元与 1台电机连接。

上述所述的所述的转子位置检测单元是相电流 检测单元, 转子位置数据 通过实时相电流计算得出。

上述所述的微处理器内置或者外置存储器, 存储器存储电机运行参数和 运行模式。

所述的应用系统控制器是空调系统控制器、 暖通系统控制器、 泵系统控 制器、 洗衣机控制器、 汽车控制器, 微处理器通过用户接口与应用系统控制器 连接。

上述所述的电源部分、 微处理器、 用户接口和存储器集成在一个主电路 板上, 将 1个逆变单元和 1个转子位置检测单元集成在一块子线路板上 主电 路板与子线路板通过接插端口和接插件连接。

本发明与现有技术相比具有如下优点: 1 )本发明的控制多台电机的集中 式电机控制器, 它连接在应用系统控制器上,用来接收应用系 统控制器的指令 控制多台独立的电机工作, 它包括电源部分、 微处理器、 电机控制接口电路和 多台电机, 电源部分为各部分电路供电,微处理器通过电 机控制接口电路控制 多台电机, 所述的多台电机是 3台或者 3台以上, 至少 2台电机釆用无电机控 制器的永磁同步电机,电机控制接口电路至少 包括 2个逆变单元和 2个转子位 置检测单元,微处理器通过逆变单元驱动无电 机控制器的永磁同步电机, 转子 位置检测单元将无电机控制器的永磁同步电机 的转子位置数据送到微处理器, 省略原来每个电机控制器独立配置电源和微处 理器的设置, 简化电路结构, 删 除重叠的电路配置, 大大降低产品成本, 减少资源浪费, 集中式电机控制器的 散热条件较好, 解决原来电机控制器散热差导致控制不稳定问 题; 2 ) 多台电 机含有交流电机, 电机控制接口电路包括继电器及其驱动电路, 微处理器通过 继电器及其驱动电路控制交流电机, 适应性更加广; 3 ) 多台电机全部都是无 电机控制器的永磁同步电机,电机控制接口电 路包括多个逆变单元和多个转子 位置检测单元,微处理器通过 1个逆变单元和 1个转子位置检测单元与 1台电 机连接, 可以最大限度地实现节能的目的, 同时降低产品成本。 4 )所述的转 子位置检测单元是相电流检测单元, 转子位置数据通过实时相电流计算得出, 可以简化连接, 不釆用霍尔元件, 降低成本; 5 ) 电源部分、 微处理器、 用户 接口和存储器集成在一个主电路板上,将 1个逆变单元和 1个转子位置检测单 元集成在一块子线路板上,主电路板与 2块或者 2块以上的子线路板通过接插 端口和接插件连接, 可以根据实际情况随意配置, 使用灵活方便。

附图说明:

图 1 是本发明的实施例一的方框图;

图 2是图 1的具体方框图;

图 3是本发明的逆变单元和转子位置检测单元的 路图

图 4本发明的实施例二的方框图。

图 5 是本发明的实施例三的方框图;

图 6是图 5的具体实施结构图;

图 7的本发明的实施例四的方框图;

图 8是本发明的实施例五的方框图。

具体实施方式:

下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进 一步详细的描述。

实施例一: 图 1、 图 2所示, 一种控制多台电机的集中式电机控制器, 它 连接在应用系统控制器上,用来接收应用系统 控制器的指令控制多台独立的电 机工作, 它包括电源部分、 微处理器、 电机控制接口电路和多台电机, 电源部 分为各部分电路供电,微处理器通过电机控制 接口电路控制多台电机, 所述的 多台电机是 3台, 分别为第一电机、 第二电机和第三电机, 第一电机和第二电 机釆用无电机控制器的永磁同步电机, 第三电机是交流电机, 电机控制接口电 路包括 2个逆变单元、 2个转子位置检测单元和 1路的继电器及其驱动电路, 微处理器通过逆变单元驱动无电机控制器的永 磁同步电机,转子位置检测单元 将无电机控制器的永磁同步电机的转子位置数 据送到微处理器。其中 1个逆变 单元、 1个转子位置检测单元与一台无电机控制器的 磁同步电机连接。 微处 理器通过 1路的继电器及其驱动电路控制第三电机,所 的应用系统控制器是 空调系统控制器、 暖通系统控制器、 泵系统控制器、 洗衣机控制器、 汽车控制 器, 微处理器通过用户接口与应用系统控制器连接 。

如图 3所示,本发明的无电机控制器的永磁同步电 是由机微处理器 MCU 控制, 所述的转子位置检测单元是相电流检测单元, 转子位置数据通过实时相 电流计算得出, 相电流检测单元主要包括电阻 R20和 A/D转换,釆用无位置传 感器的矢量控制的方式, 只检测电机绕组的相电流并计算出转子位置, 利用逆 变电路(INVERTER)的多个 IGBT开关 Ql、 Q2、 Q3、 Q4、 Q5、 Q6来控制电机绕 组电流, 电路结构简单, 测量信号少, 连接简单, 简化电路结构, 进一步降低 成本 。 微处理器还连接有用户接口, 微处理器通过用户接口与应用系统控制 器连接; 微处理器内置或者外置存储器, 存储器存储电机运行参数和运行模 式。图 3中只表示出 1个转子位置检测单元和 1个逆变单元与微处理器的连接。 电源部分、微处理器、 用户接口和存储器集成在一个主电路板上, 将 1个逆变 单元和 1个转子位置检测单元集成在一块子线路板上 主电路板与 2块或者 2 块以上的子线路板通过接插端口和接插件连接 , 可以根据实际情况随意配置, 使用灵活方便。

实施例二: 如图 4所示, 与实施例一的不同点在于: 第一电机、第二电机、 第三电机均釆用无电机控制器的永磁同步电机 , 电机控制接口电路至少包括 3 个逆变单元、 3个转子位置检测单元, 3个转子位置检测单元分别检测 3台电 机的转子位置数据送到微处理器,微处理器分 别通过 3个逆变单元驱动 3台无 电机控制器的永磁同步电机。

实施例三: 如图 5、 图 6所示, 与实施例 1的不同点在于: 微处理器通过 电机控制接口电路控制 4台电机, 分别为第一电机、 第二电机、 第三电机和第 四电机, 第一电机和第二电机釆用无电机控制器的永磁 同步电机, 第三电机和 第四电机是交流电机, 电机控制接口电路包括 2个逆变单元、 2个转子位置检 测单元和 2路的继电器及其驱动电路,微处理器通过 2个逆变单元分别驱动第 一电机和第二电机, 2个转子位置检测单元分别将第一电机和第二 机的转子 位置数据送到微处理器,微处理器分别通过 2路的继电器及其驱动电路分别控 制第三电机和第四电机。

实施例四: 图 7所示, 与实施例三的不同点在于: 微处理器通过电机控制 接口电路控制 4台电机, 分别为第一电机、 第二电机、 第三电机和第四电机, 第一电机、 第二电机和第三电机都釆用无电机控制器的永 磁同步电机, 第四电 机是交流电机, 电机控制接口电路包括 3个逆变单元、 3个转子位置检测单元 和 1路的继电器及其驱动电路,微处理器通过 3个逆变单元分别驱动第一电机、 第二电机和第三电机, 3个转子位置检测单元分别将第一电机、 第二电机和第 三电机的转子位置数据送到微处理器,微处理 器分别通过 1路的继电器及其驱 动电路分别控制第四电机。

实施例五: 图 8所示, 与实施例四的不同点在于: 微处理器通过电机控制 接口电路控制 4台电机, 分别为第一电机、 第二电机、 第三电机和第四电机, 第一电机、 第二电机、 第三电机和第四电机都釆用无电机控制器的永 磁同步电 机, 电机控制接口电路包括 4个逆变单元和 4个转子位置检测单元,微处理器 通过 4个逆变单元分别驱动第一电机、 第二电机、 第三电机和第四电机, 4个 转子位置检测单元分别将第一电机、 第二电机、 第三电机和第四电机的转子位 置数据送到微处理器。




 
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