[发明专利]双电源供电的电器设备使用的直流无刷电机及控制方法

说明书

本发明公开了双电源供电的电器设备使用的直流无刷电机及控制方法，包括电机单体和控制器，控制器包括电源供电电路、电机微处理器MCU和母线电压检测电路，电源供电电路包括AC/DC整流电路、热敏电阻PTC1、继电器JK和电解电容C1，AC/DC整流电路的输入端连接输入电源，AC/DC整流电路的输出端经热敏电阻PTC1对电解电容C1进行充电并形成直流母线电压Vbus输出，继电器JK并联连接在热敏电阻PTC1的两端，母线电压检测电路将检测的直流母线电压Vbus输入到电机微处理器MCU；控制器还包括电源检测电路，电源检测电路连接于输入电源与电机微处理器MCU之间，电机微处理器MCU通过电源检测电路检测输入电源是否断电，若断电，电机微处理器MCU控制继电器JK断开。

技术领域

本发明涉及双电源供电的电器设备使用的直流无刷电机及控制方法。

背景技术

随着信息技术的迅速发展，数据中心的规模也越来越庞大，对于大型的数据中心通常会配备机房空调，机房空调需要全天24小时不间断工作，为数据中心提供恒温恒湿保障，机房空调为保障数据中心的正常运作起到及其重要的作用。

为避免机房空调由于供电系统的供电突然中断，而造成重要资料的遗失、影响其他系统的正常运行等不良后果，现有的机房空调的供电系统都是采用双电源切换系统的结构，即除了采用市电作为主电源外，还采用发电机、蓄电池等作为备用电源，当主电源断电时，可自动切换备用电源供电以确保机房空调的正常运作。

现有的机房空调一般采用无刷直流电机作为动力源，目前应用于机房空调双电源切换系统的无刷直流电机包括电机单体和控制器，如图1至图3所示，控制器包括电源供电电路、电机微处理器MCU、母线电压检测电路和逆变电路，电源供电电路为各部分电路供电，电机微处理器MCU控制逆变电路，逆变电路控制定子组件的各相线圈绕组的通断电从而实现电机单体的启停控制；电源供电电路包括AC/DC整流电路、热敏电阻PTC1、继电器JK和电解电容C1，AC/DC整流电路的输入端连接输入电源，AC/DC整流电路的输出端经热敏电阻PTC1对电解电容C1进行充电并形成直流母线电压Vbus输出，继电器JK并联连接在热敏电阻PTC1的两端，母线电压检测电路将检测的直流母线电压Vbus输入到电机微处理器MCU。

现有的无刷直流电机的控制方法如下：直流电机在首次上电时，继电器JK处于断开状态，输入电源经AC/DC整流电路输出的电压经过热敏电阻PTC1限流后给电解电容C1充电，一段时间后，当直流母线电压Vbus大于或者等于电机微处理器MCU的预设电压阈值时，电机微处理器MCU判断电解电容C1已充满电，此时，电机微处理器MCU控制继电器JK导通，再启动电机；上述控制方法适用于直流电机首次上电的情况，直流电机在首次上电时，继电器JK处于断开状态，可避免直流电机上电过程中由于电解电容C1在充电时出现大电流而触发空调系统开关跳闸的情况发生。

但该控制方法存在以下缺点：当主电源断电时，双电源切换系统自动切换备用电源供电，在切换到备用电源前，接输入电源为断电状态，在这段时间内，AC/DC整流电路不能给电解电容C1持续充电，电解电容C1处于放电状态，电机单体消耗电解电容C1存储的电能，使电解电容C1电压急剧下降，而这时继电器JK依然处于导通状态，当双电源切换系统切换到备用电源并开始通电时，由于继电器JK处于导通状态从而将热敏电阻PTC1短路，使AC/DC整流电路输出的电压直接通过继电器JK为电解电容C1充电（即二次上电），而此时由于电解电容C1储存电量不足，电压过低，而AC/DC整流电路输出的电压直接通过继电器JK为电解电容C1快速充电的过程中会产生大电流（参考图4，图4是利用示波器检测电源切换后二次上电过程的波形），使得机房空调在切换电源的过程中，由于电流过大而触发空调系统开关跳闸，且电流过大还会冲击损坏直流电机的整流桥、电解电容、保险管等器件，从而导致机房空调停机。