一种新型的燃气热水器辅助控制系统的制作方法

本技术涉及燃气热水器的领域，尤其是一种新型的燃气热水器辅助控制系统。

背景技术：

1、目前，现有技术的强排式交流电燃气热水器通过插头连接在220v的交流电源上使用，热水器体内的风机上装配有一个220v/50hz交流电机，燃气热水器工作时交流电机驱动风机内的风轮将燃烧产生的废气快速排放出室外。如图1和图2所示，强排式燃气热水器包括：壳体、燃烧器、热交换器、水气联动装置、点火装置、燃气电磁阀、风机11、交流电机12、风压开关13、和主控制装置14。主控制装置14上设置有ac220v电源输出端口141和开关信号输入端142，ac220v电源输出端口141与交流电机12连接提供电力，风压信号输入端142与风压开关13电连接。

2、燃气热水器的启动顺序包括：出水管打开→控制装置检测到水流信号→交流电机上电工作、预清扫→风压开关检测风机内的风压、风压开关正常工作状态为电路导通→点火装置启动点火和燃气电磁阀打开供气→燃烧器燃烧；在热水器运行过程中，风压开关实时监测烟道状态，若出现排烟管堵塞或者倒风等异常情况时，风压开关的电路断开，控制装置14接收断开信号后控制燃气电磁阀切断燃气供应和关闭点火装置。存在的问题是：风压开关是燃气热水器的一种保护开关装置，属于机械式开关，其构造主要是由塑料壳体与硅胶材质的气膜配合，通过推杆触按微动开关来实现信号电路的导通/断开，频繁作业导致风压开关故障高、控制精准差；而且风压开关安装使用在高温热水器体内影响，容易造成风压开关外壳老化、内部元件受热受潮的情况，加快其老化，使得风压开关使用寿命短。

3、还有，燃气热水器上配套使用的220v/50hz交流电机，由于交流电机是定频运行的，交流电机没法动态调节，导致燃气热水器整机对外界的风压抵抗能力低(抗风性能小于150pa)；同时其功率、转速容易受到入户市电电压波动影响较大，以及交流电机输入功率高、耗能大。如何在不用改变的现有交流燃气热水器的整体结构和主控制系统的情况，制造出故障率低、性能稳定、使用寿命更长和更加节能的燃气热水器，是交流电燃气热水器亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种新型的燃气热水器辅助控制系统，以解决上述背景技术中所提出的问题，在不改变现有的交流燃气热水器主体结构和逻辑控制系统的前提下，采用直流电机和辅助控制板组成热水器辅助控制系统，来取代现有的交流电机和风压开关监测控制方式，使得该燃气热水器具有故障率低、性能稳定、使用寿命更长和更加节能的特点。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种新型的燃气热水器辅助控制系统，它包括直流电机和辅助控制板；所述直流电机安装在风机上，直流电机的转轴与风轮连接；所述辅助控制板上设有220v交流电源输入接口、直流电源输出接口和开关信号输出接口，所述交流电源输入接口与燃气热水器的主控制装置上的220v交流电源输出端连接，直流电源输出接口与电流电机连接，开关信号输出接口与燃气热水器的主控制装置上的开关信号输入端连接；

4、所述辅助控制板包括交流转直流单元、直流电机控制单元和保护开关信号输出单元；

5、所述交流转直流单元将输入的220v交流电源经过整流、滤波、变压处理后转变为直流电后，供给直流电机控制单元；

6、所述直流电机控制单元用于控制直流电机转动和监测直流电机运行状态，由微控制器mcu以恒流方式驱动直流电机，并实时采样三相无刷直流电机的相电流，结合磁场定向控制foc算法，精确解算出电机转速，进行高动态响应的电机转速闭环控制。在燃气热水器工作过程中，当外界风力过大时导致排烟管内形成倒灌风阻力，使得风机出风口面积变小，由于直流电机驱动单元222是恒电流模式，输出电流不变，电机转速就会相应提高，使风机整体效率提升，达到提升抗风压能力的作用。

7、具体的，所述直流电机为三相无刷直流电机；所述交流转直流单元输出直流电压为0至36伏。

8、优先的，所述交流转直流单元输出直流电压为24伏。

9、所述保护开关信号输出单元包括光电耦合器。

10、本实用新型提供一种新型的燃气热水器辅助控制系统，在不用改变现有的交流燃气热水器整机结构和主控制系统的条件下，仅需将交流电机替换成相同规格的直流风机，取消机械式的风压开关，安装上一个辅助控制板，从而形成辅助控制系统，应用在燃气热水器上，使得燃气热水器具有如下效果：

11、1、风机上的直流电机是由辅助控制板上的交流转直流单元进行单独供电，不会受到市电入户电压波动的影响，使得直流电机转速稳定，风机工作的风量控制精准，有效提高燃气热水器性能。

12、2、风机上的直流电机采用恒电流控制方式驱动，电机转速控制精度高，辅助控制系统实时监测电机运行状态，可适当自动提高直流电机的转速，使风机提升抗风压能力，抗风性能可提高20％左右。

13、3、取消故障率高的机械式风压开关，利用微处理器mcu与光电耦合器的配合，精准控制开关信号输出，大大降低了燃气热水器的故障率，提高燃气热水器的安全使用保障。

14、4、风机交流电源转直流电源，可降低了燃气热水器整机功率，整体能耗降低15％左右，达到很好的节能效果。

15、5、本辅助控制板直接连接在主控制器上使用，辅助控制系统安装简单，可直接应用在现有结构的燃气热水器的整体结构中使用。

1.一种新型的燃气热水器辅助控制系统，其特征是：它包括直流电机和辅助控制板；所述直流电机安装在风机上，直流电机的转轴与风轮连接；所述辅助控制板上设有220v交流电源输入接口、直流电源输出接口和开关信号输出接口，所述交流电源输入接口与燃气热水器的主控制装置上的220v交流电源输出端连接，直流电源输出接口与电流电机连接，开关信号输出接口与燃气热水器的主控制装置上的开关信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型的燃气热水器辅助控制系统，其特征是：所述辅助控制板包括交流转直流单元、直流电机控制单元和保护开关信号输出单元；

3.根据权利要求2所述的一种新型的燃气热水器辅助控制系统，其特征是：所述直流电机控制单元由微控制器mcu以恒流方式驱动直流电机。

4.根据权利要求3所述的一种新型的燃气热水器辅助控制系统，其特征是：所述直流电机控制单元实时采样无刷直流电机的相电流，结合磁场定向控制foc算法，精确解算出电机转速，进行高动态响应的电机转速闭环控制。

5.根据权利要求4所述的一种新型的燃气热水器辅助控制系统，其特征是：所述直流电机为三相无刷直流电机。

6.根据权利要求5所述的一种新型的燃气热水器辅助控制系统，其特征是：所述交流转直流单元输出直流电压为0至36伏。

7.根据权利要求6所述的一种新型的燃气热水器辅助控制系统，其特征是所述交流转直流单元输出直流电压为24伏。

8.根据权利要求2-7任意一项所述的一种新型的燃气热水器辅助控制系统，其特征是：所述保护开关信号输出单元包括光电耦合器。