汽車空調(diào)中鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速,詳細(xì)原理資料有嗎?好的加分

【專家解說】：1.常規(guī)的汽車空調(diào)中鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速,采用串電阻的方式,利用回路中阻值的大小來調(diào)節(jié)電壓,達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速目的。一般低檔位串的阻值大,中檔位串的阻值小,高檔位不串電阻。這種方式原理比較簡單,零部件成本也低,維修方便。但調(diào)節(jié)范圍小,且很多電源功率白白消耗在電阻上。

2.新型的汽車空調(diào)中鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速多采用調(diào)速模塊,通過PWM控制功率管(三極管)的功率輸出變化,調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。尤其在自動空調(diào)系統(tǒng)中,目前普遍采用空調(diào)控制單元(內(nèi)含DSP芯片),空調(diào)工作時(shí),DSP根據(jù)程序設(shè)置和車內(nèi)反饋信號發(fā)指令調(diào)節(jié)PWM(脈寬調(diào)制器)的占空比,經(jīng)光耦隔離轉(zhuǎn)換,用功率場效應(yīng)管(MOSFET)作為主開關(guān)元件,通過改變開關(guān)元件的導(dǎo)通方式及通斷比來改變輸出電壓的大小,從而調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。該電路主要由pwm脈沖波的產(chǎn)生,光耦隔離,驅(qū)動以及主開關(guān)元件等幾部分組成。

以下是單片機(jī)控制的直流PWM調(diào)速裝置的原理:

近年來,直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和控制方式都發(fā)生了很大的變化。隨著計(jì)算機(jī)進(jìn)入控制領(lǐng)域以及新型的電力電子功率元器件的不斷出現(xiàn),采用全控型的開關(guān)功率元件進(jìn)行脈寬調(diào)制(pulse width modulation,簡稱pwm)已成為直流電動機(jī)新的調(diào)速方式。這種調(diào)速方法具有開關(guān)頻率高、低速運(yùn)行穩(wěn)定、動態(tài)性能優(yōu)良、效率高等優(yōu)點(diǎn),更重要的是這種調(diào)速方式很容易在單片機(jī)控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn),因此具有很好的發(fā)展前景。采用全控型的開關(guān)功率元件進(jìn)行脈寬調(diào)制(pulse width modulation,簡稱pwm)已成為直流電動機(jī)新的調(diào)速方式。這種調(diào)速方法具有開關(guān)頻率高、低速運(yùn)行穩(wěn)定、動態(tài)性能優(yōu)良、效率高等優(yōu)點(diǎn),更重要的是這種調(diào)速方式很容易在單片機(jī)控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn),因此具有很好的發(fā)展前景。

pwm調(diào)速原理
pwm調(diào)速方法通常采用功率場效應(yīng)管作為主開關(guān)元件,通過改變開關(guān)元件的導(dǎo)通方式及通斷比來
改變輸出電壓的大小與極性,如圖1所示。gd1與gd2是隔離放大的驅(qū)動元件,可以采用光電耦合隔離或變壓器隔離。vt1和vt2是主開關(guān)元件(圖1中是以mosfet為代表),vd1和vd2是兩個續(xù)流二極管,la是濾波電感。
當(dāng)開關(guān)管mosfet的柵極輸入高電平時(shí),開關(guān)管導(dǎo)通,直流電動機(jī)電樞繞組兩端有電壓ud,t1(s)后。柵極輸入變?yōu)榈碗娖?開關(guān)管截止,電動機(jī)電樞兩端電壓為0。t2(s)后,柵極輸出重新變?yōu)楦唠娖?開關(guān)管的動作重復(fù)前面的工作。這樣,對應(yīng)著輸入的電平高低,直流電動機(jī)電樞繞組兩端的電壓波形如圖2所示。電動機(jī)電樞繞組兩端的電壓平均值u0為:
u0=×ud=×ud=αt×ud
(αt:占空比,0≤αt≤1)
在pwm調(diào)速系統(tǒng)中占空比αt是一個重要參數(shù),在電源電壓ud不變的情況下,電樞端電壓的平均值取決于占空比αt的大小,改變αt的值可以改變電樞端電壓的平均值從而達(dá)到調(diào)速的目的。
可以采用以下方法改變占空比αt的值。
(1) 定寬調(diào)頻法:保持t1不變,只改變t2,這樣使周期(或頻率)也隨之改變。
(2) 調(diào)寬調(diào)頻法:保持t2不變,只改變t1,這樣使周期(或頻率)也隨之改變。
(3) 定頻調(diào)寬法:保持周期t(或頻率)不變,同時(shí)改變t1和t2。
前兩種方法由于在調(diào)速時(shí)改變了控制脈沖的周期(或頻率),當(dāng)控制脈沖的頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時(shí),將會引起振蕩,因此常采用定頻調(diào)寬法來改變占空比從而改變直流電動機(jī)電樞兩端電壓。

光耦部分起到隔離和電平轉(zhuǎn)換的作用,因?yàn)閱纹瑱C(jī)輸出的是ttl電平(0~5v),而驅(qū)動部分采用的是ir2103,它的電源要求是10v~20v,電路中采用了12v電源,所以要求的輸入電平在0~12v之間。在此選用高速光耦6n136芯片。因?yàn)?n136的絕緣電壓是2500v(最小值);具有可兼容的ttl電路;邏輯低電平和邏輯高電平的傳輸延遲時(shí)間都是0.5μs(帶寬2mhz);供電電壓是-0.5v~15v,其耐壓和速度都符合電路的要求。


對于中小功率的電動機(jī)通常采用功率場效應(yīng)管(metal oxide semiconductor field effect transistor,mosfet)作為主開關(guān)元件,mosfet是一種多電子導(dǎo)電的單極型電壓控制器件,具有開關(guān)速度快、高頻特性好、熱穩(wěn)定性優(yōu)良、驅(qū)動電路簡單、驅(qū)動功率小、安全工作區(qū)寬、無二次擊穿問題等顯著優(yōu)點(diǎn)。目前功率場效應(yīng)管的指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到耐壓600v,電流70a,工作頻率100khz的水平,在開關(guān)電源、中小型功率的電機(jī)調(diào)速中得到廣泛的應(yīng)用。