基于少数物理档位形成多档位控制的方法及直流无刷电机技术

本发明专利技术公开了基于少数物理档位形成多档位控制的方法，包括N个物理档位检测电路和微处理器MCU，微处理器MCU通过N个物理档位检测电路的输入信号来识别各个物理档位检测电路是否接通信号源，若存在至少两个物理档位检测电路接通信号源，还要记录各物理档位检测电路接通信号源的先后顺序及延时时间，并利用各个物理档位检测电路的输出信号、接通信号源的先后顺序和延时时间生成M个档位控制，它在单一信号源，即不要求客户提供更多信号源的前提下，通过少数物理档位检测电路生成更多个档位控制，用更少的电机零件号来涵盖更多的负载型号，便于生产管理，电路结构简单，制造成本低，满足负载更多档位控制的需求，从而拓宽应用范围。围。围。

【技术实现步骤摘要】
基于少数物理档位形成多档位控制的方法及直流无刷电机


[0001]本专利技术涉及基于少数物理档位形成多档位控制的方法及直流无刷电机。

技术介绍

[0002]一般空调都利用电机驱动风机，而风机的输出风量的大小分为多个级别，这就需要电机有多个档位的转速，而多个档位的转速运行是靠电机控制器中的档位检测电路来识别负载的指令要求。
[0003]目前，最常用的方法是：电机控制器设置若干个物理档位检测电路，若干个物理档位检测电路接受负载的控制指令，并将信号输入到电机控制器的微处理器MCU中，电机控制器根据若干个档位检测电路的信号，选择一个档位的转速控制电机运行。若干个物理档位检测电路中每次只有一个物理档位检测电路接通信号源，其余物理档位检测电路都断开。这样设置存在如下不足：因为每个物理档位检测电路都与一个微处理器MCU的一个I/O口连接，物理档位检测电路的数量不能过多，导致可供选择的档位转速的数量有限，且物理档位检测电路的数量也比较多，零件数目多，成本增高，且占据较多微处理器MCU的I/O口。要产生比物理档位数量更多档位，最简单的方法就是多个物理档位同时接通来产生新的档位，这样做的好处是每个档位（含多物理档位组合）的输入信号规范都是一样的，可以利用传统的24VAC 60Hz信号，主控板实现起来的硬件改动少，成本较低。比如一个5档位（物理档位）的电机，理论上可以通过这种方法实现25ꢀ‑
1 = 31个档位。
[0004]目前，空调业界的大厂里面，已经开始采用用5x2的接插件，通过多个（5个）物理档位的组合来实现9档位的负载。由此可以证明，用少数物理档位检测电路产生更多输入档位，不仅有电机厂家需要，也是有市场需求的：这样做的好处之一是可以用更少的电机零件号来涵盖更多的的负载型号（因为档位数量不同，原来每个型号的负载都对应某一型号的电机）；好处之二就是在同一个负载里面提供更多的档位让用户选择，根据用户现场的通风管道铺设不同而有更多的风量选择，是一个很好的卖点。
[0005]但以上物理档位检测电路的组合方式实现更多档位输入的控制，仍然不能满足需求，即在相同数量物理档位检测电路的情况下产生的档位数还不够多，举例：一个3个物理档位检测电路（假设是A、B，C），按照传统的方法最多能形成档位数是7（即A ，B，C，AB，AC，BC，ABC等7种组合方式）。因此，美国专利号为：US20210355951A1显示了一种利用24VAC 60Hz和24VAC 120Hz两种信号源组合的方式，使用4个物理档位检测电路产生了至少17个档位的方法。但是这样带来一个麻烦，需要提供利用24VAC 60Hz和24VAC 120Hz两种信号源，而24VAC 60Hz和24VAC 120Hz两种信号源是由120VAC转换而获得，而120VAC作为信号源比24VAC 作为信号源在PCB相关元器件的选择与成本要高，且并非所有负载里面都有现成的120VAC信号源可供使用，必须额外增加元器件。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供基于少数物理档位形成多档位控制的方法及直流无刷电机，
在单一信号源（即不改变负载信号源）的前提下，通过少数物理档位检测电路生成更多个档位控制，用更少的电机零件号来涵盖更多的负载型号，满足负载更多档位控制的需求。
[0007]本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。
[0008]基于少数物理档位形成多档位控制的方法，包括N个物理档位检测电路和微处理器MCU，每个物理档位检测电路的输出端连接微处理器MCU的一个I/O口， 每个物理档位检测电路的输入端都连接单一的信号源，其特征在于：微处理器MCU通过N个物理档位检测电路的输入信号来识别各个物理档位检测电路是否接通信号源，若存在至少两个物理档位检测电路接通信号源，还要记录各物理档位检测电路接通信号源的先后顺序及延时时间，用各个物理档位检测电路的输出信号和延时时间生成M个档位控制（即M个逻辑档位输入），M大于N，N和M都是整数。
[0009]上述的微处理器MCU检测每个与物理档位检测电路连接的I/O口，当某个物理档位检测电路接通信号源时，I/O口的输入信号是高电平信号并记录时间，微处理器MCU是这样生成M个档位控制： A）N个物理档位检测电路中只有一个物理档位检测电路接通信号源，则形成N个档位控制信号； B）N个物理档位检测电路中至少两个物理档位检测电路接通信号源，在不考虑延时接通的情况下，形成X个组合式档位控制信号,X是整数； C）N个物理档位检测电路中至少两个物理档位检测电路接通信号源，考虑延时接通的时间的情况下，形成Y个组合式档位控制信号，Y是整数； M=N+X+Y 。
[0010]上述所述的不考虑延时接通的情况下是指至少两个物理档位检测电路接通信号源的延时时间不超过K秒，考虑延时接通的时间的情况下是指至少两个物理档位检测电路接通信号源的延时时间超过K秒。
[0011]上述K的取值范围是1秒
‑
5秒的范围上述N个物理档位检测电路的信号源是相同的，采用24V 60HZ的交流输入信号。
[0012]上述的记录各物理档位检测电路接通信号源的先后顺序是通过各物理档位检测电路接通信号源的时间点来实现。
[0013]一种直流无刷电机，包括电机本体和电机控制器，电机本体包括外定子组件和转子组件，电机控制器包括微处理器MCU、逆变电路、N个物理挡位检测电路和电源部分，微处理器MCU连接有存储器，其特征在于：采用上述所述的基于少数物理档位形成多档位控制的方法生成M个档位控制，存储器里面设置M个电机运行参数对应M个档位控制，微处理器根据N个物理挡位检测电路的输入信号在M个电机运行参数的其中一个电机运行参数，微处理器MCU控制电机本体按选定的一个电机运行参数运行。
[0014]上述的电机运行参数是指电机的转速，或者是电机的力矩，或者是风量参数。
[0015]本专利技术与现有技术相比，具有如下效果：1）本专利技术在单一信号源，即不要求客户提供更多信号源及更改电路的前提下，通过少数物理档位检测电路生成更多个档位控制，用更少的电机零件号来涵盖更多的负载型号，便于生产管理，电路结构简单，制造成本低，满足负载更多档位控制的需求，从而拓宽应用范围。
[0016]本专利技术的其它优点在实施例部分展开详细描述。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例一提供的原理方框图；图2是图1对应的电路图；图3是本专利技术实施例一提供的控制流程图；图4是本专利技术实施例二的电机的立体图；图5是本专利技术实施例二的电机的分解图；图6是本专利技术实施例二的电机控制器的电路方框图。
具体实施方式
[0018]下面通过具体实施例并结合附图对本专利技术作进一步详细的描述。
[0019]实施例一：如图1、图2所示，本实施例提供的是基于少数物理档位形成多档位控制的方法，包括N个物理档位检测电路和微处理器MCU，图中只画出3个物理档位检测电路，但不只限于3个物理档位检测电路，可以是2个或4个或者5个物理档位检测电路，每个物理档位检测电路的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于少数物理档位形成多档位控制的方法，包括N个物理档位检测电路和微处理器MCU，每个物理档位检测电路的输出端连接微处理器MCU的一个I/O口，每个物理档位检测电路的输入端都连接单一的信号源，其特征在于：微处理器MCU通过N个物理档位检测电路的输入信号来识别各个物理档位检测电路是否接通信号源，若存在至少两个物理档位检测电路接通信号源，还要记录各物理档位检测电路接通信号源的先后顺序及延时时间，并利用各个物理档位检测电路的输出信号、接通信号源的先后顺序和延时时间生成M个档位控制，M大于N，N和M都是整数。2.根据权利要求1所述的基于少数物理档位形成多档位控制的方法，其特征在于：微处理器MCU检测每个与物理档位检测电路连接的I/O口，当某个物理档位检测电路接通信号源时，I/O口的输入信号是高电平信号并记录时间，微处理器MCU是这样生成M个档位控制：A）N个物理档位检测电路中只有一个物理档位检测电路接通信号源，则形成N个档位控制信号；B）N个物理档位检测电路中至少两个物理档位检测电路接通信号源，在不考虑延时接通的情况下，形成X个组合式档位控制信号,X是整数；C）N个物理档位检测电路中至少两个物理档位检测电路接通信号源，考虑延时接通的时间的情况下，形成Y个组合式档位控制信号，Y是整数；M=N+X+Y。3.根据权利要求2所述的基于少数物理档位形成多档位控制的方法，其特征在于：所述的不考虑延时接通的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡戈，张先胜，边文清，雷威，卓毅，
申请(专利权)人：中山大洋电机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：