一种变频风机刹车装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种变频风机刹车装置及其控制方法，所述刹车装置转换电路、变频风机、变频风机启动电路、驱动控制器、刹车使能电路和刹车解除电路。所述刹车使能电路可确保变频风机在启动前为停止状态，使得变频风机不致因外力逆转导致烧毁或者无法顺利启动；该刹车装置利用简单的电子元件，如二极管、电阻、电容，可实现变频风机启动前的刹车保护、刹车停止后的刹车解除以及变频风机的启动运转，可在简易电路设计的条件下，达到可靠有效的刹车保护、刹车解除以及启动运转的控制；并可适用于类似永磁变频电机的控制拓扑结构。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及一种变频风机刹车装置及其控制方法，尤其涉及一种具有变频风机启动前刹车保护功能的变频风机刹车装置及其控制方法。

技术介绍

变频风机可应用于服务器机房做为空调机及散热使用。然而，由于服务器机房内伺服机的设置与使用状况不同，因此，未启动运转的变频风机容易受到周围变频风机所产生的回风所影响，造成启动运转前的状态不稳定状态，个别情况下回风将使得变频风机逆转，导致变频风机持续逆转无法顺利启动甚至烧毁。

技术实现思路

为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种可高精度刹车保护、刹车解除以及顺利启动的变频风机刹车装置及其控制方法。
为此，本专利技术第一方面公开了一种变频风机刹车装置，包括转换电路、变频风机、变频风机启动电路、驱动控制器、刹车使能电路和刹车解除电路。
所述变频风机启动电路、驱动控制器、刹车使能电路分别与外部直流电压连接。
所述转换电路位于所述变频风机启动电路与变频风机之间，其输入输出分别电性连接所述变频风机启动电路与所述变频风机。
所述刹车使能电路连接所述转换电路。
所述刹车解除电路连接所述刹车使能电路。
所述驱动控制器与所述转换电路电性连接。
进一步地，所述转换电路包括多组功率开关，每一所述功率开关均电性连接所述变频风机；多组功率开关构成多组上下桥臂电路构架，包括启动开关和刹车开关，所述变频风机启动电路的输出端与所述启动开关连接，所述刹车使能电路的输出端与所述刹车开关连接。
进一步地，所述刹车开关包括子功率开关和辅助功率开关，所述辅助功率开关通过限流电阻与所述子功率开关连接。
进一步地，还包括二极管，所述二极管设于所述转换电路和所述变频风机启动电路之间并分别与所述转换电路和所述变频风机启动电路电性连接，以确保外部直流电压可通过所述变频风机启动电路提供给所述转换电路以转换为所述变频风机所需的电力。
进一步地，所述刹车使能电路包括第一刹车使能功率开关、第二刹车使能功率开关以及电性连接在所述第一刹车使能功率开关、第二刹车使能功率开关之间的第二电阻。
进一步地，所述刹车解除电路包括刹车解除功率开关、刹车解除电阻与刹车解除电容，所述刹车解除电阻与刹车解除电容构成第一RC电路。
进一步地，所述变频风机启动电路包括第一启动功率开关、第二启动功率开关、启动电阻、启动电容以及电性连接在所述第一启动功率开关与所述第二启动功率开关之间的第一电阻；所述启动电阻与所述启动电容构成第二RC电路，且所述第二RC电路的时间常数设计较所述第一RC电路的时间常数长。
本专利技术第二方面提供一种变频风机刹车装置的控制方法，包括上述变频风机刹车装置，具体包括如下步骤：
S1、接入外部直流电压，刹车使能电路、所述刹车解除电路以及所述变频风机启动电路同时开始供电，第一刹车使能功率开关与第二刹车使能功率开关导通，输出刹车控制信号；所述刹车控制信号为高电位的控制信号，并输出至刹车开关，使得各刹车开关的桥臂同时接地，对变频风机；
S2、当外部直流电压对刹车使能电路供电的同时，也同时对刹车解除电路与变频风机启动电路供电，因此，外部直流电压对刹车解除电路的刹车解除电阻与刹车解除电容所形成的第一RC电路开始充电；亦对变频风机启动电路的启动电阻与启动电容所形成的第二RC电路开始充电；由于第二RC电路的时间常数设计较所述第一RC电路的时间常数长，当外部直流电压对第一RC电路与第二RC电路同时充电后，第一RC电路中刹车解除电容的电压上升较第二RC电路中启动电容的电压上升快，因此，当刹车解除电容的充电电压达到够高的电压电位时，先导通刹车解除功率开关，使得第一刹车使能功率开关与第二刹车使能功率开关截止；如此，刹车使能电路停止同时输出刹车控制信号至各刹车开关，使得各刹车开关的桥臂没有同时接地，而解除所述变频风机刹车；
S3、当启动电容的充电电压达到够高的电压电位时，第一启动功率开关与第二启动功率开关导通，外部直流电压通过变频风机启动电路提供至转换电路，并配合驱动控制器切换并驱动各功率开关元件，以将外部直流电压转换为变频风机所需的电力，使得变频风机运转。
进一步地，所述刹车开关包括子功率开关和辅助功率开关，使得：
步骤S1中：第一刹车使能功率开关与第二刹车使能功率开关导通，输出刹车控制信号；所述刹车控制信号为高电位的控制信号，并输出至各辅助功率开关元件的栅极，以同时导通各子功率开关元件，使得各桥臂同时接地，而对所述变频风机刹车；
步骤S2中：刹车使能电路停止同时输出刹车控制信号至各辅助功率开关的栅极，使得各子功率开关元件的桥臂没有同时接地，而解除所述变频风机刹车。
本专利技术提供的所述变频风机刹车装置及其控制方法，具有以下有益效果：
1、因刹车使能电路，可确保变频风机在启动前为停止状态，使得变频风机不致因外力逆转导致烧毁或者无法顺利启动；
2、利用简单的电子元件，如二极管、电阻、电容，可实现变频风机启动前的刹车保护、刹车停止后的刹车解除以及变频风机的启动运转，可在简易电路设计的条件下，达到高精准度的刹车保护、解除以及启动运转的控制；
3、可适用于永磁变频电机的控制构架，并且所述刹车使能电路、刹车解除电路以及变频风机启动电路可由电子电路的硬件设计所实现，亦可由软件或固件实现上述所述电路所提供的刹车以及启动所述变频风机的功能，使得所述变频风机刹车装置的应用更广泛。
附图说明
图1为本专利技术提供的一种变频风机刹车装置的整体结构示意图；
图2为驱动控制器的驱动信号示意图；
图3为刹车开关包括子功率开关和辅助功率开关的结构示意图；
图4为本专利技术提供的一种变频风机刹车装置的细节结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本专利技术的实施例进行详述。
请参阅图1，本专利技术提供一种变频风机刹车装置，包括转换电路10、变频风机50、变频风机启动电路40、驱动控制器60、刹车使能电路20和刹车解除电路30。
请参阅图1至图4，所述变频风机50为三相直流电机，所对应的所述转换电路10为三组互为并联的桥臂架构，并且每一组桥臂由两个功率开关元件串联连接，第一功率开关元件Q1与第二功率开关元件Q2串联连接形成第一桥臂；第三功率开关元件Q3与第四功率开关元件Q4串联连接形成第二桥臂；第五功率开关元件Q5与第六功率开关元件Q6串联连接形成第三桥臂。每一桥臂两开关元件电连接处分别与所述变频风机50的相电性连接，以形成三相直流电机的控制构架；所述第一功率开关元件Q1、第三功率开关元件Q3与第五功率开关元件Q5为启动开关，所述第二功率开关元件Q2、第四功率开关元件Q4和第六功率开关元件Q6为刹车开关。优选地，各刹车开关分别包括一辅助功率开关，每一辅助功率开关均通过限流电阻与子功率开关元件连接。即：第二功率开关元件Q2的栅极通过第一限流电阻R2与第一辅助功率开关元件Q2’的源极连接，并且，所述第一辅助功率开关元件Q2’的基极由所述外部直流电压Vcc供电；同理，所述第四功率开关元件Q4的栅极通过第二限流电阻R4与第二辅助功率开关元件Q4’的源极连接，并且，所述第二辅助功率开关元件Q4’的基极由所述外部直流电压Vcc供电；同理，所述第六功率开关元件Q6的栅极通过一第三限流电阻R6与第三辅助功率开关元件Q6’的源极连接，并且，所述第三辅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频风机刹车装置，其特征在于，包括转换电路、变频风机、变频风机启动电路、驱动控制器、刹车使能电路和刹车解除电路，其中：所述变频风机启动电路、驱动控制器、刹车使能电路分别与外部直流电压连接；所述转换电路位于所述变频风机启动电路与变频风机之间，其输入输出分别电性连接所述变频风机启动电路与所述变频风机；所述刹车使能电路连接所述转换电路；所述刹车解除电路连接所述刹车使能电路；所述驱动控制器与所述转换电路电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种变频风机刹车装置，其特征在于，包括转换电路、变频风机、变频
风机启动电路、驱动控制器、刹车使能电路和刹车解除电路，其中：
所述变频风机启动电路、驱动控制器、刹车使能电路分别与外部直流电压
连接；
所述转换电路位于所述变频风机启动电路与变频风机之间，其输入输出分
别电性连接所述变频风机启动电路与所述变频风机；
所述刹车使能电路连接所述转换电路；
所述刹车解除电路连接所述刹车使能电路；
所述驱动控制器与所述转换电路电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种变频风机刹车装置，其特征在于，所述转换
电路包括多组功率开关，每一所述功率开关均电性连接所述变频风机。
3.根据权利要求2所述的一种变频风机刹车装置，其特征在于，多组功率
开关构成多组上下桥臂电路构架，包括启动开关和刹车开关，所述变频风机启
动电路的输出端与所述启动开关连接，所述刹车使能电路的输出端与所述刹车
开关连接。
4.根据权利要求3所述的一种变频风机刹车装置，其特征在于，所述刹车
开关包括子功率开关、辅助功率开关和限流电阻，所述辅助功率开关通过限流
电阻与所述子功率开关连接。
5.根据权利要求1所述的一种变频风机刹车装置，其特征在于，还包括二
极管，所述二极管设于所述转换电路和所述变频风机启动电路之间并分别与所
述转换电路和所述变频风机启动电路电性连接，以确保外部直流电压可通过所
述变频风机启动电路提供给所述转换电路以转换为所述变频风机所需的电力。
6.根据权利要求1所述的一种变频风机刹车装置，其特征在于，所述刹车

\t使能电路包括第一刹车使能功率开关、第二刹车使能功率开关以及电性连接在
所述第一刹车使能功率开关、第二刹车使能功率开关之间的第二电阻。
7.根据权利要求1所述的一种变频风机刹车装置，其特征在于，所述刹车
解除电路包括刹车解除功率开关、刹车解除电阻与刹车解除电容，所述刹车解
除电阻与刹车解除电容构成第一RC电路。
8.根据权利要求7所述的一种变频风机刹车装置，其特征在于，所述变频
风机启动电路包括第一启动功率开关、第二启动功率开关、启动电阻、启动电
容以及电性连接在所述第一启动功率开关与所述第二启动功率开关之间的第一
电阻；所述启动电阻与所述启动电容构成第二RC电路，且所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高强，金红心，陆新芳，
申请(专利权)人：江苏新安电器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32