CN103216867A - 一种基于变频电机的油烟机风量风压补偿系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于变频电机的油烟机风量风压补偿系统，包括有三相变频电机以及有用于将民用交流电转变成直流电的整流器，所述整流器的输入端连接有民用交流电，所述整流器输出端与三相变频电机输入端之间顺次连接有用于调整输入三相变频电机实际电流i的电流控制装置以及有用于将直流电转换成交流电的三相变频逆变器，所述三相变频电机反馈端连接有用于检测其实际转速r的转速检测装置，所述转速检测装置连接有用于根据其检测的实际转速r来调整电流控制装置输出实际电流i的控制器，所述控制器还连接有三相变频逆变器。本发明通过监测电流和电机转速的反馈信号来控制电机运转，补偿电网和环境变化的风量，达到用户应用需求。

Description

一种基于变频电机的油烟机风量风压补偿系统及其控制方法

[技术领域]

本发明涉及一种基于变频电机的油烟机风量风压补偿系统及其控制方法。

[背景技术]

传统油烟机的电机都工作在开环控制状态下，即当选定电机档位后，电机的运转只能被动地跟着环境变化，例如传统油烟机的风量会随着环境风压的升高而迅速减少。此种变化由于是被动产生的，所以并不一定能满足用户的使用需求。

如今，随着居民生活环境的改善，厨房排烟管道变得多样化，有农村家庭使用的开放式排烟管道，也有住宅小区家庭用户的共用烟道等，这些排烟管道的特性各不相同。根据现有国家标准，抽油烟机的排风量的测量是在零静压时的风量，工作效率是在标准风量（7立方/分钟）时的全压效率。但是用户的实际使用情况多是在非实验条件下，例如小区使用公共烟道时，随着公共烟道的用户增加，风压也随之增加；对于日常使用，用户基本工作在10立方/分钟以上的风量，烟道气压波动以及电网电压的变化都会导致油烟机的排烟效果产生变化。电机运转的风量在开环工作下并不能适当弥补环境的变化。

因此，理想的抽油烟机工作特性要兼顾国家标准以及用户的实际使用需要。

[发明内容]

本发明克服了上述技术的不足，提供了一种基于变频电机的油烟机风量风压补偿系统及其控制方法，通过监测电网的电压和电流以及电机的转速的反馈信号来控制电机运转，补偿电网和环境变化的风量，从而达到更切合用户实际的应用需要。

为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种基于变频电机的油烟机风量风压补偿系统，包括有三相变频电机1以及有用于将民用交流电转变成直流电的整流器4，所述整流器4的输入端连接有民用交流电，所述整流器4输出端与三相变频电机1输入端之间顺次连接有用于调整输入三相变频电机1实际电流i的电流控制装置3以及有用于将直流电转换成交流电的三相变频逆变器2，所述三相变频电机1反馈端连接有用于检测其实际转速r的转速检测装置5，所述转速检测装置5连接有用于根据其检测的实际转速r来调整电流控制装置3输出实际电流i的控制器6，所述控制器6还连接有三相变频逆变器2。

所述的三相变频电机1为无刷直流电机。

所述的整流器4连接的民用交流电为140AC～240AC。

一种基于变频电机的油烟机风量风压补偿的方法：

步骤一、设定档位起动时输入始初电流为i₀，当输入始初电流i₀时，三相变频电机1平稳运转的转速为r₀，三相变频电机1的实际转速为r，设置转速差量为常量r′，设定三相变频电机1的档位，控制器6控制电流控制装置3输出实际电流为i=i₀，转速检测装置5检测三相变频电机1的实际转速为r；

步骤二、判断实际转速r是否符合条件︱r₀－r︱＜r′；

步骤三、当步骤二中条件︱r－r₀︱＜r′成立时，判定油烟机在风道内产生的风压与外界环境的风压基本相平衡，控制器6控制电流控制装置3的输出实际电流为i来运转三相变频电机1，保持恒风量输出；

步骤四、当步骤二中条件︱r₀－r︱＜r′不成立时，判定油烟机在风道内产生的风压与外界环境的风压不相平衡，判断实际转速r是否符合条件r＞r₀；

步骤五、当步骤四中判断为r＞r₀时，判定油烟机在风道内产生的风压比外界环境的风压偏小，导致风量减少时，控制器6增加电流控制装置3的输出实际电流为i=i＋i′，增大三相变频电机1转速从而增大风道风压，重复步骤二；

步骤六、当步骤四中判断为r≤r₀时，判定油烟机在风道内产生的风压比外界环境的风压偏大，导致风量增大时，控制器6减少电流控制装置3的输出实际流为i=i－i′，减少三相变频电机1转速从而减少风道风压，重复步骤二。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过使用电机变频技术结合反馈信号，达到了系统的闭环控制和节能的目的。

2、当共用烟道、室外气压升高或风道受阻时，能适当地调整电机工作状态，确保烟机腔内有足够的静压来补偿风量的损失。

3、当室外压力降低时，为达到节能效果，会在不降低排烟效果的前提下，调低电机的输出功率。

[附图说明]

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的控制方法流程图。

[具体实施方式]

下面结合附图与本发明的实施方式作进一步详细的描述：

如图1所示，一种基于变频电机的油烟机风量风压补偿系统，包括有三相变频电机1以及有用于将民用交流电转变成直流电的整流器4，所述整流器4的输入端连接有民用交流电，所述整流器4输出端与三相变频电机1输入端之间顺次连接有用于调整输入三相变频电机1初始电流i的电流控制装置3以及有用于将直流电转换成交流电的三相变频逆变器2，所述三相变频电机1反馈端连接有用于检测其实际转速r的转速检测装置5，所述转速检测装置5连接有用于根据其检测的实际转速r来调整电流控制装置3输出初始电流i的控制器6，所述控制器6还连接有三相变频逆变器2。

所述的三相变频电机1的工作电流i＜I，实际转速r＜R，所述的电流I为三相变频电机1预设置的最大工作电流，转速R为三相变频电机1预设置的最大转速。

所述的档位为多档，所述每个档位对应输出一个风量。

其中油烟机的风量由三相变频电机的转速与外界环境的风压共同决定的，通过实验模拟用户实际应用中的工作条件下，测得抽烟机在不同档位所需要的不同风量，记录实验是电流i0与电机转速r0的对应关系，并将数据输入控制器6中，从而对用户实际应用中的电机转速r进行调整。当共用烟道、室外气压升高或风道受阻时，控制器6能适当地调整三相变频电机1工作状态，确保油烟机腔内有足够的静压补偿风量的损失，使其达到恒风量输出；当室外压力降低时，在不降低排烟效果的前提下，降低电流控制器6的输出电流而降低三相变频电机1的输出功率来达到节能的效果。

所述的三相变频电机1为无刷直流电机。

本系统中的三相变频电机1为无刷直流电机，由电动机主体和驱动器组成。控制器控制电流检测装置输出的电流，对三相变频电机转速进行调整，达到实际情况下实现抽油烟机恒风量运行工作的效果。

所述的整流器4连接的民用交流电为140AC～240AC。

如图2所示，一种基于变频电机的家用油烟机风量、风压补偿的方法如下：

401：设定档位起动时输入初始电流为i₀，当输入初始电流i₀时，三相变频电机1平稳运转的转速为r₀，三相变频电机1的实际转速为r，设置转速差量为常量r′，设定三相变频电机1的档位，控制器6控制电流控制装置3输出始初电流为i=i₀，转速检测装置5检测三相变频电机1的实际转速为r；

402：判断实际转速r是否符合条件︱r₀－r︱＜r′；

403：当步骤402中条件︱r－r₀︱＜r′成立时，判定油烟机在风道内产生的风压与外界环境的风压基本相平衡，控制器6控制电流控制装置3的输出实际电流为i来运转三相变频电机1，保持恒风量输出；

404：当步骤402中条件︱r₀－r︱＜r′不成立时，判定油烟机在风道内产生的风压与外界环境的风压不相平衡，判断实际转速r是否符合条件r＞r₀；

405：当步骤404中判断为r＞r₀时，判定油烟机在风道内产生的风压比外界环境的风压偏小，导致风量减少时，控制器6增加电流控制装置3的输出实际电流为i=i＋i′，增大三相变频电机1转速从而增大风道风压，重复步骤402；

406：当步骤404中判断为r≤r₀时，判定油烟机在风道内产生的风压比外界环境的风压偏大，导致风量增大时，控制器6减少电流控制装置3的输出实际电流为i=i－i′，减少三相变频电机1转速从而减少风道风压，重复步骤402。

因为外部环境条件的变化会影响三相变频电机1的实际转速r，从而影响油烟机输出的风量，通过转速检测装置5重复不断地对三相变频电机1的实际转速r进行检测，控制器对实际转速r与预设定转速r₀进行对比，并且对条件︱r－r₀︱＜r′进行判断，从而使电流控制装置3的输出电流进行调整，使条件︱r－r₀︱＜r′成立，机使三相电机1保持恒风量输出。

Claims (6)

1.一种基于变频电机的油烟机风量风压补偿系统，其特征在于：包括有三相变频电机（1）以及有用于将民用交流电转变成直流电的整流器（4），所述整流器（4）的输入端连接有民用交流电，所述整流器（4）输出端与三相变频电机（1）输入端之间顺次连接有用于调整输入三相变频电机（1）实际电流i的电流控制装置（3）以及有用于将直流电转换成交流电的三相变频逆变器（2），所述三相变频电机（1）反馈端连接有用于检测其实际转速r的转速检测装置（5），所述转速检测装置（5）连接有用于根据其检测的实际转速r来调整电流控制装置（3）输出实际电流i的控制器（6），所述控制器（6）还连接有三相变频逆变器（2）。

2.根据权利要求1所述的一种基于变频电机的油烟机风量风压补偿系统，其特征在于所述的三相变频电机（1）为无刷直流电机。

3.根据权利要求1所述的一种基于变频电机的油烟机风量风压补偿系统，其特征在于所述的整流器（4）连接的民用交流电为140AC～240AC。

4.一种基于变频电机的油烟机风量风压补偿的方法，其特征在于：

a）设定档位起动时初始电流为i₀，当输入初始电流i₀时，三相变频电机（1）平稳运转的转速为r₀，设置转速差量为常量r′，设置电流的补偿值为常量i′，设定三相变频电机（1）的档位，控制器（6）控制电流控制装置（3）输出实际电流为i=i₀，转速检测装置（5）检测三相变频电机（1）的实际转速为r；

b）判断实际转速r是否符合条件︱r－r₀︱＜r′；

c）当步骤b中条件︱r－r₀︱＜r′成立时，判定油烟机在风道内产生的风压与外界环境的风压基本相平衡，控制器（6）控制电流控制装置（3）的输出实际电流为i运转三相变频电机（1），保持恒风量输出；

d）当步骤b中条件︱r－r₀︱＜r′不成立时，判定油烟机在风道内产生的风压与外界环境的风压不相平衡，判断实际转速r是否符合条件r＞r₀；

e）当步骤d中判断为r＞r₀时，判定油烟机在风道内产生的风压比外界环境的风压少时，控制器（6）增加电流控制装置（3）的输出实际电流为i=i＋i′，增大三相变频电机（1）转速从而增大风道风压，重复步骤b；

f）当步骤d中判断为r≤r₀时，判定油烟机在风道内产生的风压比外界环境的风压大时，控制器（6）减少电流控制装置（3）的输出实际电流为i=i－i′，减少三相变频电机（1）转速从而减少风道风压，重复步骤b。

5.根据权利要求4所述的一种基于变频电机的油烟机风量风压补偿的方法，其特征在于所述的三相变频电机（1）的实际电流i＜I，实际转速r＜R，所述的电流I为三相变频电机（1）预设置的最大工作电流，转速R为三相变频电机（1）预设置的最大转速。

6.根据权利要求5所述的一种基于变频电机的油烟机风量风压补偿的方法，其特征在于所述的档位为多档，所述每个档位对应输出一个风量。

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