新風凈化系統(tǒng)風阻識別方法及其裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新風凈化系統(tǒng)風阻識別方法及其裝置，風機的電機驅(qū)動器識別由過濾網(wǎng)的風阻變化引起的電機的電源輸入功率、輸出相電壓、輸出電流以及電機轉(zhuǎn)速的參數(shù)變化并將識別到的參數(shù)值進行運算；然后將運算結(jié)果與設(shè)定的風阻警告參數(shù)進行比較并將比較結(jié)果發(fā)送給控制器；控制器發(fā)出風阻警告信號，提醒用戶更換或清洗過濾網(wǎng)。本發(fā)明通過實時觀察風機電機運行狀態(tài)下參數(shù)的變化比較，即可在線計算出機械通風系統(tǒng)和空氣凈化系統(tǒng)風阻的變化，不僅可以及時了解系統(tǒng)運行狀態(tài)，提高系統(tǒng)運行效率，降低系統(tǒng)維護成本；而且可以及時提醒用戶更換或清洗過濾網(wǎng)，無需安裝任何外部儀器或傳感器，節(jié)省設(shè)備成本和安裝費用。
【專利說明】
新風凈化系統(tǒng)風阻識別方法及其裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及空氣監(jiān)測領(lǐng)域，尤其是一種新風凈化系統(tǒng)風阻識別方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]新風凈化系統(tǒng)工作時從室外引入新風，經(jīng)過過濾網(wǎng)過濾后供給室內(nèi)，以此改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。而新風凈化系統(tǒng)中的過濾網(wǎng)屬于耗材，需要定期更換。過濾網(wǎng)的使用時間和空氣質(zhì)量有關(guān)，即室外的粉塵越多，過濾網(wǎng)需要更換的更頻繁。
[0003]目前，過濾網(wǎng)更換通常的做法是:1、在新風凈化系統(tǒng)的說明書會有一個大致的使用時間，用戶根據(jù)使用時間自行更換新風機的過濾網(wǎng)。但實際情況中，各地的空氣質(zhì)量不同，即使是同一地方在不同的時間段(比如不同季節(jié)，白天晚上、晴天雨天等)差異也很大。因此，使用者自己對過濾網(wǎng)更換時間的估算很不精確，如果更換早了浪費過濾網(wǎng)，更換晚了造成過濾效果變差，影響新風機的輸出效果;2、在過濾網(wǎng)的周圍增設(shè)壓力傳感器，以此來檢測過濾網(wǎng)所承受的壓力差，然后將壓力差發(fā)送給控制器以此來提醒用戶進行更換;這樣的檢測方式雖然可靠，但是由于壓力傳感器的成本過高，從而會間接增加生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提出一種可實時在線監(jiān)測機械通風系統(tǒng)和空氣凈化系統(tǒng)的風阻變化的識別方法及其裝置。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種新風凈化系統(tǒng)風阻識別方法，包括以下步驟:
[0006]I)風機的電機驅(qū)動器識別由過濾網(wǎng)的風阻變化引起的電機的電源輸入功率、輸出相電壓、輸出電流以及電機轉(zhuǎn)速的參數(shù)變化；
[0007]2)電機驅(qū)動器將識別到的參數(shù)值進行運算；
[0008]3)電機驅(qū)動器將運算結(jié)果與設(shè)定的風阻警告參數(shù)進行比較并將比較結(jié)果發(fā)送給控制器；
[0009]4)控制器發(fā)出風阻警告信號，提醒用戶更換或清洗過濾網(wǎng)。
[0010]進一步的說，本發(fā)明所述的步驟I)中，當風阻增加時，輸出電流減小或輸出相電壓升高，或電機轉(zhuǎn)速會增加；當風阻減小時，輸出電流增大或輸出相電壓減小，或電機轉(zhuǎn)速會降低。
[0011]再進一步的說，本發(fā)明所述的電機驅(qū)動器包括輸入電源處理模塊、MCU系統(tǒng)參數(shù)運算比較模塊、SVPffM (空間矢量脈寬調(diào)制)計算模塊、電機相電壓讀取模塊、內(nèi)部電流讀取及電機轉(zhuǎn)速/位置讀取模塊;所述的輸入電源處理模塊包括交直流逆變電路和三相逆變橋電路;輸入電源處理模塊將輸入的交流信號轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗦分绷餍盘栞敵?；所述的MCU系統(tǒng)參數(shù)運算比較模塊對電機驅(qū)動器所識別到的參數(shù)值進行運算;所述的SVPWM計算模塊實現(xiàn)正弦波波形調(diào)制;所述的電機相電壓讀取模塊檢測電機輸出相電壓;所述的內(nèi)部電流讀取及電機轉(zhuǎn)速/位置讀取模塊檢測電機輸出電流以及電機轉(zhuǎn)速。
[0012]同時，本發(fā)明還提供了一種新風凈化系統(tǒng)風阻識別方法所使用的裝置，包括安裝在新風凈化系統(tǒng)風機電機上的電機驅(qū)動器;所述的電機驅(qū)動器固定安裝在電機的定子上；所述的電機的轉(zhuǎn)子與風機轉(zhuǎn)輪相連接;所述的電機驅(qū)動器的電源輸入端連接交流220V電源；電機驅(qū)動器的輸出端一路作為電機線連接風機電機;另一路作為信號線連接控制器;所述的電機驅(qū)動器檢測風機電機的電源輸入功率、輸出相電壓、輸出電流以及電機轉(zhuǎn)速的參數(shù)并對識別到的參數(shù)值進行運算;所述的電機驅(qū)動器將運算結(jié)果與設(shè)定的風阻警告參數(shù)進行比較并將比較結(jié)果發(fā)送給控制器。
[0013]進一步的說，本發(fā)明所述的電機驅(qū)動器包括輸入電源處理模塊、M⑶系統(tǒng)參數(shù)運算比較模塊、SVPWM計算模塊、電機相電壓讀取模塊、內(nèi)部電流讀取及電機轉(zhuǎn)速/位置讀取模塊;所述的輸入電源處理模塊的輸入端連接外部220V交流電流;輸入電源處理模塊的輸出端為風機電機以及電機驅(qū)動器的其他模塊供電；所述的MCU系統(tǒng)參數(shù)運算比較模塊分別連接SVPffM計算模塊、電機相電壓讀取模塊以及內(nèi)部電流讀取及電機轉(zhuǎn)速/位置讀取模塊。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:通過實時觀察風機電機運行狀態(tài)下參數(shù)的變化比較，即可在線計算出機械通風系統(tǒng)和空氣凈化系統(tǒng)風阻的變化，不僅可以及時了解系統(tǒng)運行狀態(tài)，提高系統(tǒng)運行效率，降低系統(tǒng)維護成本;而且可以及時提醒用戶更換或清洗過濾網(wǎng)，無需安裝任何外部儀器或傳感器，節(jié)省設(shè)備成本和安裝費用。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0016]圖1是帶有本發(fā)明的風機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是圖1的俯視圖；
[0018]圖3是帶有本發(fā)明的風機定子轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是本發(fā)明的電路原理框圖；
[0020]圖5是本發(fā)明的一個實施例的電路原理圖；
[0021 ]圖中:1、交流AC220V電源輸入、2、交直流逆變器、3、三相逆變橋電路、4、直流無刷風機、5、MCU系統(tǒng)參數(shù)運算比較模塊、6、SVPffM計算模塊、7、電機相電壓讀取模塊、8、內(nèi)部電流讀取及電機轉(zhuǎn)速/位置讀取模塊、9、控制器；10、風機蝸殼；11、風機轉(zhuǎn)輪；12、風機電機；13、電機定子;14、電機轉(zhuǎn)子;15、電機驅(qū)動器;16、風機進風口 ； 17、風機出風口。
【具體實施方式】
[0022]現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0023]如圖1-3所示，風機為渦輪式風機，外殼為蝸殼;風機蝸殼內(nèi)設(shè)置有風機轉(zhuǎn)輪;風機轉(zhuǎn)輪與電機轉(zhuǎn)子固定連接;風機蝸殼的頂部為風機的進風口，過濾網(wǎng)安裝在風機蝸殼的出風口處；由于視圖視角關(guān)系，過濾網(wǎng)在圖中沒有畫出。
[0024]本實施例的電機選用直流無刷電機；電機驅(qū)動器固定安裝在電機定子上；電機驅(qū)動器的電源輸入端連接交流220V電源；電機驅(qū)動器的輸出端一路作為電機線連接風機電機；另一路作為信號線連接控制器；電機驅(qū)動器檢測風機電機的電源輸入功率、輸出相電壓、輸出電流以及電機轉(zhuǎn)速的參數(shù)并對識別到的參數(shù)值進行運算；電機驅(qū)動器將運算結(jié)果與設(shè)定的風阻警告參數(shù)進行比較并將比較結(jié)果發(fā)送給控制器。
[0025]如圖4-5所示，電機驅(qū)動器包括輸入電源處理模塊、M⑶系統(tǒng)參數(shù)運算比較模塊、SVPffM計算模塊、電機相電壓讀取模塊、內(nèi)部電流讀取及電機轉(zhuǎn)速/位置讀取模塊;輸入電源處理模塊的輸入端連接外部220V交流電流;輸入電源處理模塊的輸出端為風機電機以及電機驅(qū)動器的其他模塊供電;MCU系統(tǒng)參數(shù)運算比較模塊分別連接SVPWM計算模塊、電機相電壓讀取模塊以及內(nèi)部電流讀取及電機轉(zhuǎn)速/位置讀取模塊。本實施例中，電機驅(qū)動器安裝于風機內(nèi)部，但是根據(jù)其他實施方式，電機驅(qū)動器也可以安裝于風機外部。并且，本實施例中，所采用的輸入電源是交流220V電源，但根據(jù)其他實施方式，輸入電源也可以直接采用直流電源輸入，這樣就不需要輸入電源處理模塊進行交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鞯奶幚怼?br>[0026]當機械通風系統(tǒng)和空氣凈化系統(tǒng)風阻發(fā)生變化時，電機驅(qū)動器可以通過霍爾傳感器檢測到電機的電源輸入功率、輸出相電壓、輸出電流及電機轉(zhuǎn)速等參數(shù)都會發(fā)生變化，而這些參數(shù)變化和風阻變化具有相關(guān)性。當風阻增加時，輸出電流減小或輸出相電壓升高，或電機轉(zhuǎn)速會增加；當風阻減小時，輸出電流增大或輸出相電壓減小，或電機轉(zhuǎn)速會降低。通過電機參數(shù)的變化值和相關(guān)算法，電機驅(qū)動器就可以識別系統(tǒng)風阻的變化，當參數(shù)變化達到閥值時告警，以通知用戶定時去清理或更換濾網(wǎng)及防塵罩。系統(tǒng)所有參數(shù)變化值均可通過電機驅(qū)動器自身獲得，無需增加任何其他設(shè)備及配件。
[0027]比如假設(shè)一臺空氣凈化器，使用送風機直流無刷電機最大功率165W，過濾器初始狀態(tài)時風阻壓力為lOOPa，風機電機轉(zhuǎn)速1500rpm，出風量400m3/H;風阻告警時風阻壓力為200Pa，出風量250m3/H，系統(tǒng)在正常運行過程中，隨著使用時間的推移風阻壓力會越來越大，而相對應(yīng)的在電機驅(qū)動器上所觀測到的電機運行電流會減小，出風量也會減小，而風機轉(zhuǎn)速會越來越高，風機轉(zhuǎn)速的提高同時也會造成施加在電機上的相電壓提高，在此過程中，電機驅(qū)動器實時觀測風機電機運行的四大關(guān)鍵參數(shù):運行電流、電機轉(zhuǎn)速、電機相電壓、輸入母線功率;通過對四大關(guān)鍵參數(shù)的觀測運算，將運算結(jié)果與設(shè)定的風阻告警參數(shù)做比較，當運算結(jié)果大于或等于風阻告警參數(shù)設(shè)定值時驅(qū)動器輸出風阻告警信號。
[0028]以上說明書中描述的只是本發(fā)明的【具體實施方式】，各種舉例說明不對本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀了說明書后可以對以前所述的【具體實施方式】做修改或變形，而不背離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種新風凈化系統(tǒng)風阻識別方法，其特征在于包括以下步驟: 1)風機的電機驅(qū)動器識別由過濾網(wǎng)的風阻變化引起的電機的電源輸入功率、輸出相電壓、輸出電流以及電機轉(zhuǎn)速的參數(shù)變化； 2)電機驅(qū)動器將識別到的參數(shù)值進行運算； 3)電機驅(qū)動器將運算結(jié)果與設(shè)定的風阻警告參數(shù)進行比較并將比較結(jié)果發(fā)送給控制器； 4)控制器發(fā)出風阻警告信號，提醒用戶更換或清洗過濾網(wǎng)。2.如權(quán)利要求1所述的新風凈化系統(tǒng)風阻識別方法，其特征在于:所述的步驟I)中，當風阻增加時，輸出電流減小或輸出相電壓升高，或電機轉(zhuǎn)速會增加；當風阻減小時，輸出電流增大或輸出相電壓減小，或電機轉(zhuǎn)速會降低。3.如權(quán)利要求1所述的新風凈化系統(tǒng)風阻識別方法，其特征在于:所述的電機驅(qū)動器包括輸入電源處理模塊、MCU系統(tǒng)參數(shù)運算比較模塊、SVPWM計算模塊、電機相電壓讀取模塊、內(nèi)部電流讀取及電機轉(zhuǎn)速/位置讀取模塊;所述的輸入電源處理模塊包括交直流逆變電路和三相逆變橋電路;輸入電源處理模塊將輸入的交流信號轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗦分绷餍盘栞敵觯凰龅腗CU系統(tǒng)參數(shù)運算比較模塊對電機驅(qū)動器所識別到的參數(shù)值進行運算;所述的SVPffM計算模塊實現(xiàn)正弦波波形調(diào)制;所述的電機相電壓讀取模塊檢測電機輸出相電壓;所述的內(nèi)部電流讀取及電機轉(zhuǎn)速/位置讀取模塊檢測電機輸出電流以及電機轉(zhuǎn)速。4.一種如權(quán)利要求1所述的新風凈化系統(tǒng)風阻識別方法所使用的裝置，其特征在于:包括安裝在新風凈化系統(tǒng)風機電機上的電機驅(qū)動器;所述的電機驅(qū)動器固定安裝在電機的定子上;所述的電機的轉(zhuǎn)子與風機轉(zhuǎn)輪相連接;所述的電機驅(qū)動器的電源輸入端連接交流電源；電機驅(qū)動器的輸出端一路作為電機線連接風機電機;另一路作為信號線連接控制器;所述的電機驅(qū)動器檢測風機電機的電源輸入功率、輸出相電壓、輸出電流以及電機轉(zhuǎn)速的參數(shù)并對識別到的參數(shù)值進行運算;所述的電機驅(qū)動器將運算結(jié)果與設(shè)定的風阻警告參數(shù)進行比較并將比較結(jié)果發(fā)送給控制器。5.如權(quán)利要求4所述的新風凈化系統(tǒng)風阻識別裝置，其特征在于:所述的電機驅(qū)動器包括輸入電源處理模塊、MCU系統(tǒng)參數(shù)運算比較模塊、SVPWM計算模塊、電機相電壓讀取模塊、內(nèi)部電流讀取及電機轉(zhuǎn)速/位置讀取模塊;所述的輸入電源處理模塊的輸入端連接外部交流電源;輸入電源處理模塊的輸出端為風機電機以及電機驅(qū)動器的其他模塊供電；所述的MCU系統(tǒng)參數(shù)運算比較模塊分別連接SVPWM計算模塊、電機相電壓讀取模塊以及內(nèi)部電流讀取及電機轉(zhuǎn)速/位置讀取模塊;所述的SVPWM計算模塊實現(xiàn)正弦波波形調(diào)制;所述的電機相電壓讀取模塊檢測電機輸出相電壓;所述的內(nèi)部電流讀取及電機轉(zhuǎn)速/位置讀取模塊檢測電機輸出電流以及電機轉(zhuǎn)速。
【文檔編號】G01M9/00GK105864973SQ201610232077
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】吳澤明, 薛文柱, 滕超
【申請人】常州綠谷物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司