[发明专利]一种智能化单相交流电机驱动系统及方法

权利要求书

1.一种智能化单相交流电机驱动系统，其特征在于，包括主功率模块（1）、过压保护电路（2）、电流测量电路（3）、温度测量电路（4）、MCU处理器（5）、过流过温保护电路（6）、红外接收器（7）和外部调速信号（8），MCU处理器（5）的输入端与过压保护电路（2）、过流过温保护电路（6）、红外接收器（7）和外部调速信号（8）处理直接连接，MCU处理器（5）的输出端和主功率模块（1）相连接，主功率模块（1）的直流输入端接高压直流电，同时过压保护电路（2）输出端也与直流高压电相连，主功率模块（1）的交流输出端与电机相连，输出端同时也连接到电流测量电路（3）的输入端，电机和主功率模块（1）、的温度信号输出端接在温度测量电路（4）的输入端上，电流测量电路（3）和温度测量电路（4）的输出端同时接到MCU处理器（5）和过流过温保护电路（6）的输入端。

2.如权利要求1所述的一种智能化单相交流电机驱动系统，其特征在于，MCU处理器（5）内置定时器、通用输入输出端口GPIO、同步串行通讯端口SPI和模拟数字转换器ADC，过流过温保护电路（6）的输出端接到通用输入输出端口GPIO上，红外接收器（7）的输出端接到同步串行通讯端口SPI上，电流测量电路（3）、温度测量电路（4）和外部调速信号（8）的输出端接到ADC接口上。

3.如权利要求1所述的一种智能化单相交流电机驱动系统，其特征在于，主功率模块（1）内置DC/AC变换器、反温度系数热电阻NTC和驱动电路，逆变器的驱动信号输入端和驱动电路连接，定时器发出的4路PWM信号至驱动电路，NTC的输出端接在温度测量电路（4）上。

4.如权利要求1所述的一种智能化单相交流电机驱动系统，其特征在于，逆变器内含两相逆变桥，交流输出侧接电机，实现单相交流电机的驱动控制。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的智能化单相交流电机驱动系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：上电后，MCU处理器（5）完成初始化，在电机起动前完成故障检测，并对单相交流电机进行特征参数的识别，在完成识别后自动得到电机两个绕组间的电压比例系数，并在之后的控制中依据该比例系数保证电机的气隙磁场始终为圆形磁场；

S2：MCU处理器（5）接收外界调速信号，针对该信号计算调整内部参数，控制定时器发出驱动脉冲信号至驱动电路；

S3：驱动电路通过逆变器驱动电机运行；

S4：电流测量电路（3）和温度测量电路（4）在电机运行过程对电流和温度的参数监控，并配合过压保护电路（2）和过流过温保护电路（6）参与单相交流电机的控制过程，并对各种故障工况实现可靠保护动作；

S5：如果电流测量电路（3）和温度测量电路（4）监测到故障后，将控制过流过温保护电路（6）发出低电平脉冲信号，MCU处理器（5）会将对应标志位置位并执行故障中断处理函数，完成故障停机操作，完成停机。

6.如权利要求5所述的一种智能化单相交流电机驱动系统的方法，其特征在于，针对S2，可以使用外部电压输入调速信号或者红外遥控方式从外界获得调速信号，对应的MCU处理方式有所不同：外部电压输入调速信号进行调速时，MCU处理器（5）通过读取对应的ADC端口的采样数据，对内部参数进行计算调整；当使用红外接收器进行调速时，红外接收器接收遥控器信号，将收到的数据串以脉冲信号的形式发送给MCU处理器（5），MCU处理器（5）通过解析脉冲信号计算调整内部参数。

7.如权利要求5所述的一种智能化单相交流电机驱动系统的方法，其特征在于，针对S3，电机运行可以采用转速电流双闭环控制或者恒压频比控制。

8.如权利要求5所述的一种智能化单相交流电机驱动系统的方法，其特征在于，针对S1、S2和S5，MCU处理器（5）内部烧录有软件控制程序，通过硬件电路对电机进行调速和故障停机控制。