[发明专利]低噪声的加热、通风和/或空气调节(HVAC)系统

说明书

技术领域

本发明涉及加热、通风和/或者空气调节(HVAC)系统，所述系统包括使用一个或者多个例如吹风机的空气移动部件的HVAC系统。

背景技术

本部分的描述仅仅提供与本发明相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

现有技术中已知各种用于提供加热、通风和/或者空气调节(HVAC)的环境控制系统。许多这样的系统使用一个或者多个空气移动部件，包括吹风机(例如空气处理器和循环风扇)、冷却风扇、通风导引等。这些空气移动部件通常由电动机驱动。尽管单速和多速电动机有时候用于驱动空气移动部件，近年来，离散速度的电动机已经大部分被变速电动机所取代。

在HVAC系统中用于驱动空气移动部件的变速电动机，通常使用方波激励和控制技术(有时称为“6步”换向)。通常，这种变速电动机使用方波控制信号来控制对电动机的三相绕组施加正负直流电压。在任何给定时间，正的直流电压施加到相绕组之一，负的直流电压施加到另一个相绕组，而不激励或“断开”第三个相绕组(未激励的相绕组通常不是真正的断开，而是“飞”到保护二极管(catch diode)或者其他用于耗散剩余绕组电流的设备)。通过随后(并且突然地)在这三相绕组中旋转正负直流电压的施加，形成旋转的磁场，这导致电动机旋转以驱动空气移动部件。

图1示出了使用已知的方波换向技术在电动机中产生的相电流(图1中移动了电流分支，以清晰示出所有三相电流)。由于这种相绕组突然转换的方式，且其中一相绕组在任何时刻都未激励，因此获得的相电流是不连续的。如图1中所示，每相电流在每个周期的约三分之一的时间内为零电压电平。

如图2所示，已知的方波换向技术和获得的不连续的相电流导致较高的齿槽效应转矩、以及较高的运行转矩脉动和转矩谐波。这又将在电动机和任何使用该电动机的HVAC系统中产生不希望的声学噪声和震动。由于这些原因，许多现有的HVAC电动机利用机械阻尼材料将可旋转组件(也称作转子)耦合到电动机轴上，以减少噪声和震动。

并且，已知的方波换向技术被认为是相对低效的，且会在电动机上产生大约百分之二(2％)的效率损耗。

发明内容

根据本发明的一个实例，一种加热、通风和/或空气调节(HVAC)系统包括系统控制器、电动机控制器、空气移动部件和永久磁体电动机，该电动机具有：静止组件、与该静止组件磁耦合关联的可旋转组件、以及耦合至空气移动部件的轴。电动机控制器配置为响应于从系统控制器接收一个或多个控制信号进行正弦波换向，以在永久磁体电动机中产生驱动空气移动部件的连续相电流。

根据本发明的另一个实例，提供了一种方法，用于响应于控制信号驱动加热、通风和/或者空气调节(HVAC)系统的空气移动部件。该HVAC系统包括永久磁体电动机，该电动机具有静止组件和与该静止组件磁耦合关联的可旋转组件。可旋转组件在驱动时与空气移动部件耦合关联。所述方法包括接收至少一个来自系统控制器的控制信号，以及响应于从系统控制器接收的控制信号，进行正弦波换向，以在永久磁体电动机中产生驱动空气移动部件的连续相电流。

根据本发明的另一个实例，一种用于加热、通风和/或者空气调节(HVAC)系统的吹风组件包括：电动机控制器、吹风机、以及永久磁体电动机，该电动机具有：静止组件、与该静止组件磁耦合关联的可旋转组件、以及耦合到吹风机的轴。电动机控制器配置为响应于从系统控制器接收的一个或多个控制信号进行正弦波换向，以在永久磁体电动机中产生驱动吹风机的连续相电流。

根据本发明的另一个实例，一种用于HVAC系统的电动机和控制器组件包括：电动机控制器，所述控制器配置为接收一个或多个来自HVAC系统控制器的控制信号，并且当空气移动部件在驱动中与永久磁体电动机耦合关联时，所述控制器响应于接收的控制信号，进行正弦波换向，以在永久磁体电动机中产生驱动空气移动部件的连续相电流。

通过这里提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。可以理解，所述说明和具体实例仅仅用于示例的目的，并不限定本发明的范围。

附图说明

下述附图仅仅用于示例目的，并不以任何方式限定本发明的范围。

图1示出根据现有技术的在方波换向控制下在变速电动机中产生的不连续的相电流；

图2示出了在方波换向控制下的现有技术的变速HVAC电动机的较高的齿槽效应转矩；

图3是根据本发明的一个实施例的用于驱动HVAC系统的空气移动部件的方法的框图；