新型高效节能直流风管式空调的设计与实现

【摘要】： 随着社会的发展,人民生活水平的提高,中央空调以及家用中央空调越来越普及。目前国家正大力推进“节能减排”工作,转向低碳经济。低碳生活方式已经是全社会的呼声。市场需要绿色节能的空调产品。 风管式空调机是中央空调室内机的主要形式,其销量占到75%。当前的风管式空调机大多还是采用异步电动机进行调速。虽然异步电动机具有价格便宜、结构简单、坚固耐用等许多优点,但是异步电动机也有效率低、调速能力差等缺点,越来越不适应当前的市场需求。近年来随着永磁材料、现代电力电子技术、计算机技术和现代控制理论的迅猛发展,无刷直流电动机(Brushless Direct Current Motor-BLDCM)调速系统也逐渐成熟起来。无刷直流电动机具有体积小、重量轻、效率高、噪音低且可靠性高的特点,因而得到了广泛的应用。 本文研究重点是无刷直流电机驱动系统在风管式空调机上的应用。在具体开发中,为了满足用户对风管式空调噪音低、振动小的要求,本文对方波驱动和正弦波驱动两种方式下,无刷直流电机的转矩脉动进行了分析。正弦波驱动方式在噪音和振动方面的效果明显好于方波驱动,所以本文选择东芝的三相正弦波驱动IC TB6551,并用它对无刷直流电机进行180。正弦波驱动控制。为保证可靠性,本文对东芝和三肯的两款IPM进行选型计算,尤其是热设计方面,给出了详细的计算过程。为使电机高效率运转,本文采取了自动进角控制,使得无刷直流电机的反向电动势与该相电流的相位差为0。。本文结合风管式空调的实际应用,进行了静压自动识别功能的开发,使直流风管机能够自动适应工程现场的风管,减少了调试工作量。本文对直流风管机电机驱动板的功能进行了分析,完成了软件的开发编写工作。 最后,笔者装配了一台系统样机,对本文的研究成果—风管机用无刷直流电机驱动板和1台60W的无刷直流电机进行了实际测试。最终,成功的完成了噪音、风量、功率实验。试验结果表明：系统硬件工作正常,软件设计合理；在风量和静压同等的情况下,直流风管机耗能降低了40%；电机运行噪音平稳,未发现异常噪音点；静压自动识别功能基本实现。总的来说,本文所做的工作达到了预期设计目标。 【关键词】：无刷直流电机 风管式空调 180°正弦波 进角控制
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM925.12
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 风管式空调室内机在多联式空调系统中的应用12-17
• 1.1.1 空调简介12
• 1.1.2 多联式空调简介12-15
• 1.1.3 风管式空调室内机的原理15-17
• 1.2 风管式空调室内机的现状问题点及改善方案17-18
• 1.3 研究的意义和目的18
• 1.4 本论文的主要内容和研究方法18-20
• 第二章 风管式空调送风系统20-40
• 2.1 交流调速送风系统20-23
• 2.1.1 交流调速送风系统的电机20-21
• 2.1.2 交流调速送风系统的调速方式21-23
• 2.2 直流调速送风系统23-40
• 2.2.1 无刷直流电机国内外研究情况23-24
• 2.2.2 无刷直流电机原理、结构和分类24-30
• 2.2.3 无刷直流电机的转子位置检测30-31
• 2.2.4 无刷直流电机的驱动31-37
• 2.2.5 交、直流送风系统的对比37-40
• 第三章 直流风管式空调硬件实现40-70
• 3.1 直流风管机电控系统功能及构成40-44
• 3.1.1 直流风管机的电气接线图40
• 3.1.2 电机驱动基板的硬件框图40-44
• 3.2 空调用直流电机特点及直流风管机电机选型44-48
• 3.3 主控CPU介绍48
• 3.4 电源电路设计48-53
• 3.4.1 AC-DC整流电路48-49
• 3.4.2 开关电源电路49-50
• 3.4.3 EMC滤波电路及功率因数改善用PFC电路50-53
• 3.5 电机驱动电路设计53-70
• 3.5.1 三相正弦波控制器53-57
• 3.5.2 功率模块57-66
• 3.5.3 其他电路66-70
• 第四章 直流风管机电机控制系统软件实现70-77
• 4.1 直流风管机电机控制系统功能70-73
• 4.1.1 控制流程70-71
• 4.1.2 I/O接口一览71-73
• 4.2 软件设计73-77
• 4.2.1 控制算法描述73-76
• 4.2.2 风管机静压自动识别76-77
• 第五章 完成效果77-84
• 5.1 直流风管机实物介绍77-78
• 5.2 相关测试78-84
• 5.2.1 噪音测试78-80
• 5.2.2 输入功率、温升测试80-83
• 5.2.3 电磁兼容测试83-84
• 第六章 总结与展望84-86
• 参考文献86-88
• 致谢88-89
• 学位论文评阅及答辩情况表89

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

风机盘管用永磁电机控制器IPM模块散热的研究    薛晓明;宋立;

单相异步电动机脉冲调速方法的研究    张慧娟;孙宏斌;辛小南;罗杨瑞;

直流无刷电机PWM驱动芯片设计    曾泫鸿

高磁场永磁式同步电机及其驱动系统    符曦

基于DSP的高性能矢量控制系统    张维娜,孙强

无刷直流电动机的方波与正弦波驱动    王宗培,韩光鲜,程智,程树康

一种新的无刷直流电机起动方法    邓灿,张森林

无位置传感器无刷直流电机驱动电路的研究    邹继斌,张豫,李宗政,王强,李春廷

无传感器无刷直流电机三段式起动技术的深入分析    沈建新,吕晓春,杜军红,陈永校

电动势换向无刷直流电机的预定位方式起动    刘明基,王强,邹继斌,张豫,韩晓明

永磁无刷直流电动机转矩脉动抑制的控制策略研究    邱建琪

基于DSP的高性能无刷直流电动机数字控制系统    刘志强

VRV空调压缩机变频调速系统的研究    王兴

分体式直流变频空调室外机电控系统设计    陈振华

基于模糊滑模控制器的PMSM伺服系统    杨玉东;刘保连;

直接转矩控制中无速度传感器技术的现状及发展    郭兴众;

基于零矢量插入的矢量细分的PMSM直接转矩控制研究    李敏;陈其工;江明;

异步电机矢量控制系统的建模与仿真    江辉;陈飞;

基于RBF神经网络整定PID的PMLSM控制研究    曹文霞;汪永华;钱多德;

呼吸流量计中敏感电极的研究    焦东桂，孙远东

单总线数字温度传感器原理及应用    王成江,王安敏,张玉华

基于DSP2407的矢量控制三相异步电动机变频调速系统设计    廖子庭;樊生文;冯建国;李正熙;

一种交流调速的高精度采样系统设计    曹靖;李红涛;苗建锋;赵占斌;

基于PROFIBUS现场总线控制的交流异步电机与直流电机的速度同步控制    余晓霏;周国荣;丁鹏;

基于EKF的感应电机无速度传感器控制系统    陈翠;孙衢;王旭光;

无轴承异步电机两种磁场定向控制系统设计与性能分析    朱熀秋;郝建欣;张伟霞;潘伟;刘贤兴;

接地检测器在ACS800整流柜上的应用    姚俊;李洪涛;

高可靠性抑制浪涌电流的电路设计    刘艳滢;

血液净化系统的漏血监测方法研究    林金朝;刘辉辉;罗志勇;李昔华;

磨机系统起动过程的SIMUlink仿真    吴修君;

异步电机起动过程中阻抗变化的研究    吴修君;

基于凌阳单片机的温度采集系统设计    左自辉;熊庆国;

永磁同步电机矢量控制系统模糊PID控制    游林儒;张浩;廖广军;巫郁华;

异步电动机矢量控制调速系统的MATLAB/SIMUlink仿真    侯向远;吴小兰;

数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用    杨金辉

交流伺服系统自适应滑模控制理论与方法研究    万宇宾

钢板磁悬浮系统控制    李奇南

变频电源供电永磁同步电动机几个关键技术研究    赵国新

基于飞轮储能的柔性功率调节器关键技术研究    陈仲伟

永磁同步直线电机复杂机电耦合系统分析与控制方法    曾理湛

基于船舶电力推进系统直接转矩控制技术研究    赵宏革

四象限级联型多电平高压大功率逆变器控制系统研究    刘子建

城轨牵引内置式永磁同步电机驱动系统效率优化控制方法研究    盛义发

啮合式电动机的基础研究    吕新明

基于ARM的三相交流异步电动机调速系统研究    王立飞

基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究    杨亮

带式输送机起动制动一体化自动控制系统的研究    苏鹏

智能CCD垂线坐标仪    徐成功

基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究    高圆圆

注塑机械手控制系统设计研究    丁鉴彬

基于无线传输的主井绞车温度监测系统设计    赵杰

感应电机矢量控制系统研究与实现    葛金法

无刷直流电动机调速算法及起动电路研究    王瑞玲

汽车发动机电控水泵冷却系统的设计及试验研究    傅寿字

一种低功耗高精度CMOS动态比较器设计与实现    张文忠,包兴,姚素英,李树荣,徐江涛

数模结合的SPWM信号发生器    朱普安,麦谷,王海燕

基于空间电压矢量的最小开关损耗PWM技术    袁泽剑,钟彦儒,杨耕,曾光

CMOS单片LDO线性稳压器的设计    刘其贵,李建中,郭振东,魏同立

热管在电子器件热控制中的应用    潘阳

电子元器件散热器的设计与研究    刘建设;申涛;

电压型R-2R梯形网络DAC线性误差分析方法    应建华;刘强;

电动汽车驱动用电机的选择    郭建龙;陈世元;

基于开关函数的综合PWM逆变器控制技术    陈辉,杨喜军,雷淮刚,龚幼民

无刷直流电动机的方波与正弦波驱动    王宗培,韩光鲜,程智,程树康

永磁无刷直流电动机转矩脉动抑制的控制策略研究    邱建琪

高性能∑△模数转换器设计    易婷

集中绕组永磁无刷电机的转矩研究    吴敬爱,朱东起,姜新建

无速度传感器转差频率控制系统的研究    王丽敏,王德明

电压型PWM逆变器输出误差分析及其补偿    陈硕,薛昭武

论变频空调的技术优势与节能机理    周乾纲

基于专用控制芯片的无刷直流电机控制系统    陈璟华,李日隆,谢晓峰

高磁场永磁式同步电机及其驱动系统    符曦

基于DSP的高性能矢量控制系统    张维娜,孙强

基于DSP的永磁无刷直流伺服电机全数字控制系统    尹泉,余高明,万淑芸

GTR和IGBT吸收电路参数的选择    吴忠智，吴加林

基于DSP的无刷直流电动机控制系统    白雷石,杨华

永磁无刷直流电动机转矩脉动抑制的控制策略研究    邱建琪

无刷直流电动机转矩脉动及其抑制方法    王胜权;刘小旭;张劲;

无刷直流电动机模糊控制系统仿真研究    董昭;张玮玮;申佳;

无刷直流电动机数字PID控制的研究    羊彦;景占荣;毕强;韩星;

基于MagNet的高功率密度无刷直流电动机电磁设计    赵南南;刘卫国;

基于DSP的无刷直流电动机模糊控制系统    唐立津;

无刷直流电动机单神经元自适应PID控制系统仿真    康海洋;杨风;常云泽;张成发;王建伟;

新型钕铁硼永磁无刷直流风扇电机的研制与应用    王振明;

论无刷直流电动机模糊控制系统    郝文莉;甄娟娟;

无刷直流电机新型弱磁控制的仿真研究    熊志学;邱建琪;林瑞光;

基于S-函数的无刷直流电机系统建模研究    钟君柳;姜孝华;

无刷直流电机双模控制器的实现    杨霞;张杨;李卓;

一种半桥式无刷直流电机供电电源设计    赵犇;马瑞卿;徐翠珠;

无刷直流电机在BFT130/5镗床中的应用    左智勇;詹益清;谢科;胡奎佑;郭胜金;

无刷直流电机的模糊PID控制算法研究    何进进;何志琴;

一种高精度无刷电机门控制系统的设计    董敢;董桂岩;孔丽萍;

无刷直流电机的典型应用    贡俊;邵焕清;盛晓兰;

无刷直流电动机控制中的几个技术问题分析    马瑞卿;刘卫国;

无刷直流电动机噪声的分析与抑制    陈健;唐任远;

基于数字信号控制器的无刷直流电机控制器    张冉;王秀和;朱长青;

霍尔元件的电路设计    蒋治平;杨瑞清;

无刷直流电动机式作原理    天津 潘旗

无刷直流电机调速控制原理    天津 潘旗

福斯推出新型智能阀门电动执行器    付文

稀土永磁无刷直流电动机    李焦明

百亿签约额助力大庆快发展    记者 贾超时　时阳 马玉龙

450个新续建项目着力推进结构调整    本报记者 李飞　邵晶岩

在“四大件”上找出路    本报记者 罗兵

春兰空调三十载 产量突破三千万    翰生

究竟谁是最大商业秘密侵权者？    李平 冯丽

微电机产品发展趋势    安文

无刷直流电机无位置传感器控制及四开关逆变器控制研究    李志强

直接转矩控制在无轴承无刷直流电机中的应用    王伟然

无刷直流电机无位置传感器控制关键技术研究    李自成

无刷直流电机换相转矩波动抑制与无位置传感器控制研究    王迎发

永磁无刷直流电机电磁转矩脉动抑制技术的研究    韦鲲

永磁无刷牵引电机电磁性能研究    张存山

混合动力汽车驱动的电功率管理研究    胡庆波

永磁电动机控制系统若干问题的研究    刘军

小型混合动力车中电力驱动装置的若干关键技术研究    张晓峰

无刷直流电动机调速系统的研究    王雷

新型高效节能直流风管式空调的设计与实现    何成军

基于GPRS的无刷直流电机的远程监控系统    逄栋

无刷直流电机控制系统的研究    陶泽安

无刷直流电机控制策略的研究    李运德

无刷直流电机控制系统的频域辨识    贾文娜

无刷直流电机转矩脉动抑制的研究    宋杰

电动车用三相无刷直流电机控制系统    李广志

基于DSP的无刷直流电机实验平台的研究    屠黎俊

无载无刷直流电机控制策略的研究与系统实现    赵思聪

基于LabVIEW的无刷直流电机智能控制研究    金丽娜