[发明专利]一种智能化单相交流电机驱动系统及方法

说明书

本发明公开了一种智能化单相交流电机驱动系统及方法，属于电机技术领域，包括主功率模块、过压保护电路、电流测量电路、温度测量电路、微控制器（以下简称MCU处理器）、过流过温保护电路、红外接收器和外部调速信号，MCU处理器的输入端与过压保护电路、过流过温保护电路、红外接收器和外部调速信号电性连接，并自动识别不同电机的特征参数，使单相交流电机的工作磁场始终实现圆形磁场，从而大幅提高电机的运行效率，减少了运行噪声，改善了电机的起动性能及调速性能；同时，降低了电机温升，取消了电容、离心开关等易损件，延长了电机使用寿命传统，使得传统单相交流电机系统可以达到与现有交流电机驱动系统类似的性能指标，因电机无需更换，大大降低了使用成本。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种智能化单相交流电机驱动系统及方法。

背景技术

传统单相交流电机共包括四种电机，其中，电容运行单相异步电机和双值电容单相异步电机（以下统称单相交流电机）使用最为广泛，主要应用于家用吊扇等风机负载及木工机械、传统机械等场合，由于其使用电容裂相启动运行，工作时电机的气隙磁场为椭圆形磁场，导致其存在电机运行效率低、启动性能差、启动电流大（离心开关易损坏）、电容频繁充放电易损坏等缺陷。另外，单相交流电机使用绕组抽头、电抗器等降压调速方式，具有高损耗高能耗低性能的缺点。目前单相交流电机驱动系统通常由三相交流电机与变频器组成，导致传统的单相交流电机闲置，造成极大的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能化单相交流电机驱动系统及方法，延长了电机使用寿命，使得传统单相交流电机可以达到与现有交流电机驱动系统类似的性能指标，因电机无需更换，大大降低了使用成本以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能化单相交流电机驱动系统，包括主功率模块、过压保护电路、电流测量电路、温度测量电路、MCU处理器、过流过温保护电路、红外接收器和外部调速信号，MCU处理器的输入端与过压保护电路、过流过温保护电路、红外接收器和外部调速信号处理直接连接，MCU处理器的输出端和主功率模块相连接，主功率模块的直流输入端接高压直流电，同时过压保护电路输出端也与直流高压电相连。主功率模块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的输入端，电机和主功率模块的温度信号输出端接在温度测量电路的输入端上，电流测量电路和温度测量电路的输出端同时接到MCU处理器和过流过温保护电路的输入端。

进一步地，MCU处理器内置定时器、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），过流过温保护电路的输出端接到GPIO接口，红外接收器的输出端接到SPI接口，电流测量电路、温度测量电路和外部调速信号处理电路的输出端接到ADC接口。

进一步地，主功率模块内置DC/AC变换器（也称逆变器）、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上。

进一步地，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。

本发明还提出与上述方案相匹配的另一个控制技术方案，一种智能化单相交流电机驱动系统的方法，包括以下步骤：

S1：上电后，MCU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；