CN104564754B - 风机检测控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风机检测控制方法及系统，其中，方法包括：控制风机运行至设定频率，检测所述风机在实际运转过程中的有效电流值I，将所述有效电流值I与预设的所述风机正常运转至所述设定频率时的参考电流值进行比较，判断所述风机是否发生反转；若判断为是，则通过控制所述风机的变频驱动信号，调整所述风机的转向。其无需安装传感器，即可在不增加成本的基础上实现对风机转向的检测及调整，使整个风机应用系统可不停机处理，满足特殊场合需求，更加智能化、自动化。

Description

风机检测控制方法及系统

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，特别是涉及一种风机检测控制方法及系统。

背景技术

传统的风机一般通过两种方式来检测风机的转向，一种是人工检测，这种方式一旦发现风机反转就需要停机，然后通过人工改接线来使风机正转，浪费人力和时间，无法实现自动化、智能化控制；另一种是通过外接传感器来检测风机的转向，外接传感器通常是霍尔传感器、压力传感器等，采用这种方式来检测风机的转向，成本较高，很难推广使用。所以，传统的风机转向检测方式无法在低成本的基础上实现自动化、智能化运作。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术的缺陷和不足，提供一种风机检测控制方法及系统，在实现检测风机转向的同时自动校正风机的转向，经济、快速、有效地解决风机转向问题。

为实现本发明目的而提供的风机检测控制方法，包括以下步骤：

S100，控制所述风机运行至设定频率，检测所述风机在实际运转过程中的有效电流值I，将所述有效电流值I与预设的所述风机正常运转至所述设定频率时的参考电流值进行比较，判断所述风机是否发生反转；

S200，若判断为是，则通过控制所述风机的变频驱动信号，调整所述风机的转向。

在其中一个实施例中，所述风机正常运转至所述设定频率时的参考电流值包括:

所述风机正常运转于频率f1时的正转电流值i1和反转电流值i2，以及所述风机正常运转于频率f2时的正转电流值i3和反转电流值i4；

所述风机在实际运转过程中的有效电流值I包括：所述风机实际运转至频率f1时的有效电流值I1和所述风机实际运转至频率f2时的有效电流值I2；

其中，所述频率f1低于所述频率f2。

在其中一个实施例中，所述步骤S100包括以下步骤：

S110，控制所述风机运行至所述频率f1，检测所述风机当前的有效电流值I1；

S120，比较所述有效电流值I1与所述风机正常运转于频率f1时的正转电流值i1的大小；

S130，若I1<i1，则进一步比较所述有效电流值I1与所述风机正常运转于频率f1时的反转电流值i2的大小，若I1<i2，则判断所述风机发生反转；若I1>i2，则控制所述风机运行至所述频率f2，检测所述风机当前的有效电流值I2；

S140，比较所述有效电流值I2与所述风机正常运转于频率f2时的正转电流值i3的大小；

S150，若I2<i3，则进一步比较所述有效电流值I2与所述风机正常运转于频率f2时的反转电流值i4的大小，若I2<i4，则判断所述风机发生反转。

在其中一个实施例中，所述步骤S100还包括以下步骤：

S160，若I1>i1，则判断所述风机未发生反转，控制所述风机按照设定频率运转；

S170，若I2>i3，则判断所述风机未发生反转，控制所述风机按照设定频率运转；

S180，若I2>i4，则判断所述风机未发生反转，控制所述风机按照设定频率运转。

在其中一个实施例中，所述步骤S200包括以下步骤：

S210,在判断所述风机反转后，控制停止所述风机的所述变频驱动信号输出，并停止所述风机运行；

S220,待所述风机的转速降为零后，通过调整所述变频驱动信号的顺序，使所述风机的采样电流反向，控制所述风机正向重新启动。

相应地，为实现本发明目地而提供的风机检测控制系统，包括检测模块和调整模块；

所述检测模块，用于控制所述风机运行至设定频率，检测所述风机在实际运转过程中的有效电流值I，将所述有效电流值I与预设的所述风机正常运转至所述设定频率时的参考电流值进行比较，判断所述风机是否发生反转；

所述调整模块，用于在判断所述风机发生反转后，通过控制所述风机的变频驱动信号，调整所述风机的转向。

在其中一个实施例中，所述风机正常运转至所述设定频率时的参考电流值包括:

所述风机正常运转于频率f1时的正转电流值i1和反转电流值i2，以及所述风机正常运转于频率f2时的正转电流值i3和反转电流值i4；

所述风机在实际运转过程中的有效电流值I包括：所述风机实际运转至频率f1时的有效电流值I1和所述风机实际运转至频率f2时的有效电流值I2；

其中，所述频率f1低于所述频率f2。

在其中一个实施例中，所述检测模块包括检测单元、第一比较单元、第一判断单元、第二比较单元及第二判断单元；

所述检测单元，用于控制所述风机运行至所述频率f1，检测所述风机当前的有效电流值I1；

所述第一比较单元，用于比较所述有效电流值I1与所述风机正常运转于频率f1时的正转电流值i1的大小；

所述第一判断单元，用于在I1<i1时，进一步比较所述有效电流值I1与所述风机正常运转于频率f1时的反转电流值i2的大小，且在I1<i2时，判断所述风机发生反转，启动所述调整模块；在I1>i2时，控制所述风机运行至所述频率f2，检测所述风机当前的有效电流值I2；

所述第二比较单元，用于比较所述有效电流值I2与所述风机正常运转于频率f2时的正转电流值i3的大小；

所述第二判断单元，用于若I2<i3，则进一步比较所述有效电流值I2与所述风机正常运转于频率f2时的反转电流值i4的大小，且在I2<i4时，判断所述风机发生反转，启动所述调整模块。

在其中一个实施例中，所述检测模块，还包括第三判断单元、第四判断单元以及第五判断单元；

所述第三判断单元，用于在I1>i1时，判断所述风机未发生反转，控制所述风机按照设定频率运转；

所述第四判断单元，用于在I2>i3时，判断所述风机未发生反转，控制所述风机按照设定频率运转；

所述第五判断单元，用于在I2>i4时，判断所述风机未发生反转，控制所述风机按照设定频率运转。

在其中一个实施例中，所述调整模块包括控制单元和调整单元；

所述控制单元，用于在判断所述风机反转后，控制停止所述风机的所述变频驱动信号输出，并停止所述风机运行；

所述调整单元，用于在所述风机的转速降为零后，调整所述变频驱动信号的顺序，使所述风机的采样电流反向，控制所述风机正向重新启动。

本发明的有益效果：本发明提供的风机检测控制方法及系统，根据风机正转时的有效电流大于反转时的有效电流这一特性，通过控制风机运行至设定频率，检测风机在实际运转过程中的有效电流值I，将有效电流值I与预设的所风机正常运转至所述设定频率时的参考电流值进行比较，判断风机是否发生反转，并且在判断风机反转后，通过控制风机的变频驱动信号，调整风机的转向。从而无需安装传感器，即可在不增加成本的基础上实现对风机转向的检测及调整，使整个风机应用系统可不停机处理，满足特殊场合需求，更加智能化、自动化。

附图说明

为了使本发明的风机检测控制方法及系统的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体附图及具体实施例，对本发明风机检测控制方法及系统进行进一步详细说明。

图1为本发明的风机检测控制方法的一个实施例的流程图；

图2为本发明的风机检测控制方法的另一个实施例的流程图；

图3为图1所示的本发明的风机检测控制方法的一个实施例的驱动电路图；

图4为本发明的风机检测控制系统的一个实施例的结构图。

具体实施方式

本发明提供的风机检测控制方法及系统的实施例，如图1至图4所示。

本发明提供的风机检测控制方法的一个实施例，如图1所示，包括以下步骤：

S100，控制所述风机运行至设定频率，检测所述风机在实际运转过程中的有效电流值I，将所述有效电流值I与预设的所述风机正常运转至所述设定频率时的参考电流值进行比较，判断所述风机是否发生反转。

风机带上风叶后，由于风叶的结构特性，其正转和反转负载差别较大，正转时风量较大，反转时风量较小，故正、反转风机的有效值电流也有较大的差别，即正转时的电流要大于反转时的电流。本发明就是利用风机实际运转的这一特性，通过检测风机有效电流值I，将有效电流值I与预设的风机正常运转至设定频率时的参考电流值进行比较便可检测风机转向。

S200，若判断为是，则通过控制所述风机的变频驱动信号，调整所述风机的转向。

通过调整变频驱动信号的顺序进而使风机反转，一种较为简单的处理方式是对风机的两相采样电流信号进行处理，即将V相电流当做W相，W相当做V相即可实现风机运转方向的改变。但是，要注意的是，为避免导致驱动过流保护，在调试时需要适当调整相关参数。

本发明实施例提供的风机检测控制方法无需安装传感器，即可在不增加成本的基础上实现对风机转向的检测及调整，通过自动调节风机转速，使整个风机应用系统可不停机处理，满足特殊场合需求，更加智能化、自动化。

进一步地，所述风机正常运转至所述设定频率时的参考电流值包括:

所述风机正常运转于频率f1时的正转电流值i1和反转电流值i2，以及所述风机正常运转于频率f2时的正转电流值i3和反转电流值i4；

所述风机在实际运转过程中的有效电流值I包括：所述风机实际运转至频率f1时的有效电流值I1和所述风机实际运转至频率f2时的有效电流值I2；

其中，所述频率f1低于所述频率f2。

风机正常运转至设定频率时的参考电流值可通过对风机进行实际调试实验而获得，下面列举一种获得风机正常运转至设定频率时的参考电流值的可实施方式：

在保证风机模拟安装于实际使用条件下（考虑静压，风道等条件），首先让风机正转运行于频率f1，测试此时电流，测试时根据实际使用情况更改相关条件，如调整风机驱动输入电压，适当调整静压等，得出一组电流值iz1，然后根据经验选择适当的ia，ia值的选择需根据iz1的大小合理选取，选择ia1后，通过i1=iz1-ia计算i1并进行存储；然后调整风机U、V、W相序，使其反转，同样的方法得出i2。若是在频率很低的时候，风机正反转电流差别不会很大，因此为能让风机驱动准确判断风机运行的转向，在调试时可增加一组判断数据，即让风机运行与高于频率的频率f2，频率f1和频率f2的具体值可根据实际风机负载情况而定。同样的方法得出风机运行于频率f2时的正反转电流i3和i4。然后将i1、i2、i3、i4进行存储，用于与实际运行时的风机有效电流进行比较。

较佳地，作为一种可实施方式，如图2所示，所述步骤S100包括以下步骤：

S110，控制所述风机运行至所述频率f1，检测所述风机当前的有效电流值I1；

S120，比较所述有效电流值I1与所述风机正常运转于频率f1时的正转电流值i1的大小；

S130，若I1<i1，则进一步比较所述有效电流值I1与所述风机正常运转于频率f1时的反转电流值i2的大小，若I1<i2，则判断所述风机发生反转；若I1>i2，则控制所述风机运行至所述频率f2，检测所述风机当前的有效电流值I2；

S140，比较所述有效电流值I2与所述风机正常运转于频率f2时的正转电流值i3的大小；

S150，若I2<i3，则进一步比较所述有效电流值I2与所述风机正常运转于频率f2时的反转电流值i4的大小，若I2<i4，则判断所述风机发生反转。

进一步地，所述步骤S100还包括以下步骤：

S160，若I1>i1，则判断所述风机未发生反转，控制所述风机按照设定频率运转；

S170，若I2>i3，则判断所述风机未发生反转，控制所述风机按照设定频率运转；

S180，若I2>i4，则判断所述风机未发生反转，控制所述风机按照设定频率运转。

较佳地，作为一种可实施方式，风机在接受到上位机的开机命令后，首先按照正常情况开机，以较大的加速度运行至预先设定的频率f1，此时通过对风机的电流采样计算出此时风机的实际运行有效电流值I1，将I1与之前存入的电流值i1进行比较，若I1大于i1，则可直接判断风机是正转运行，此时风机驱动按上位机设定的频率进行升降频控制。若在频率f1时，风机有效电流值I1小于i1，再将I1与i2进行比较；

若I1<i2，则可以判定风机反转，那么风机驱动就直接停止PWM信号（脉宽调制信号）输出，使风机停机，同时可以发风机转向异常信号给上位机，上位机可根据该信号进行相应的处理，也可不处理。待风机实际转速降为零或接近零时，重新启动，但是此时需要调整PWM信号的顺序，风机驱动的逆变模块IPM输出U、V、W反向，这样风机就可以正转启动运行了。

若I1>i2，此时风机驱动还不能判断风机转向，风机驱动则继续升高风机频率至频率f2，此时再检测此时风机运行的有效电流值I2，若I2>i3，判断风机正转，程序按照上位机设定的频率进行升降频控制。

若I2<i3，再判断I2与i4的大小，若I2<i4，则可判断为风机反转，驱动如上方式进行停机、自动调整转向重新启动处理。若I2>i4，则风机驱动默认风机正转，按上位机发送的频率进行升降频运行。

较佳地，作为一种可实施方式，所述步骤S200包括以下步骤：

S210,在判断所述风机反转后，控制停止所述风机的所述变频驱动信号输出，并停止所述风机运行；

S220,待所述风机的转速降为零后，通过调整所述变频驱动信号的顺序，使所述风机的采样电流反向，控制所述风机正向重新启动。

下面，作为一种可实施方式，对实现本发明实施例提供的风机检测控制方法的控制电路进行简单说明，如图3所示，主电路主要由五大部分组成：滤波整流升压部分10，开关电源20，数字信号处理模块（DSP）及其外围电路30,逆变模块（Inverter）40和AD采样信号放大模块（Signal Conditior）50。实现本发明实施例提供的风机检测控制方法的硬件电路仅通过逆变模块40的两个精密电阻对风机电流进行采样，通过运算放大器对其放大用于电机转子位置检测和有效值电流的检测，其中电机可以为无位置传感器永磁同步电动机。

图中滤波整流升压部分10的整流部分也可以是三相电源整流，其简单工作原理如下：首先将交流电压（单相或三相）整流成直流电压，然后由DSP控制六个全控开关管的开断组合，输出三相脉冲电压，DSP通过复杂的大量运算控制每一个开关管的占空比，使输出的三相脉冲电压等效为电机所需三相交流电压，进而控制电机的运转。

基于同一发明构思，相应地本发明实施例还提供一种风机检测控制系统，由于此系统解决问题的原理与前述风机检测控制方法的实现原理相似，此系统的实施可以通过前述方法的具体过程实现，因此重复之处不再赘述。

本发明提供的风机检测控制系统的一个实施例，如图4所示，包括检测模块100和调整模块200；

所述检测模块100，用于控制所述风机运行至设定频率，检测所述风机在实际运转过程中的有效电流值I，将所述有效电流值I与预设的所述风机正常运转至所述设定频率时的参考电流值进行比较，判断所述风机是否发生反转；

所述调整模块200，用于在判断所述风机发生反转后，通过控制所述风机的变频驱动信号，调整所述风机的转向。

进一步地，所述风机正常运转至所述设定频率时的参考电流值包括:

所述风机正常运转于频率f1时的正转电流值i1和反转电流值i2，以及所述风机正常运转于频率f2时的正转电流值i3和反转电流值i4；

所述风机在实际运转过程中的有效电流值I包括：所述风机实际运转至频率f1时的有效电流值I1和所述风机实际运转至频率f2时的有效电流值I2；

其中，所述频率f1低于所述频率f2。

较佳地，作为一种可实施方式，所述检测模块100包括检测单元、第一比较单元、第一判断单元、第二比较单元及第二判断单元；

所述检测单元，用于控制所述风机运行至所述频率f1，检测所述风机当前的有效电流值I1；

所述第一比较单元，用于比较所述有效电流值I1与所述风机正常运转于频率f1时的正转电流值i1的大小；

所述第一判断单元，用于在I1<i1时，进一步比较所述有效电流值I1与所述风机正常运转于频率f1时的反转电流值i2的大小，且在I1<i2时，判断所述风机发生反转，启动所述调整模块200；

所述第一判断单元，还用于若I1>i2，则控制所述风机运行至所述频率f2，检测所述风机当前的有效电流值I2；

所述第二比较单元，用于比较所述有效电流值I2与所述风机正常运转于频率f2时的正转电流值i3的大小；

所述第二判断单元，用于若I2<i3，则进一步比较所述有效电流值I2与所述风机正常运转于频率f2时的反转电流值i4的大小，且在I2<i4时，判断所述风机发生反转，启动所述调整模块200。

进一步地，所述检测模块100，还包括第三判断单元、第四判断单元以及第五判断单元；

所述第三判断单元，用于在I1>i1时，判断所述风机未发生反转，控制所述风机按照设定频率运转；

所述第四判断单元，用于在I2>i3时，判断所述风机未发生反转，控制所述风机按照设定频率运转；

所述第五判断单元，用于在I2>i4时，判断所述风机未发生反转，控制所述风机按照设定频率运转。

较佳地，作为一种可实施方式，所述调整模块包括控制单元和调整单元；

所述控制单元，用于在判断所述风机反转后，控制停止所述风机的所述变频驱动信号输出，并停止所述风机运行；

所述调整单元，用于在所述风机的转速降为零后，调整所述变频驱动信号的顺序，使所述风机的采样电流反向，控制所述风机正向重新启动。

本发明实施例提供的风机检测控制方法及系统，根据风机正转时的有效电流大于反转时的有效电流这一特性，通过控制风机运行至设定频率，检测风机在实际运转过程中的有效电流值I，将有效电流值I与预设的所风机正常运转至所述设定频率时的参考电流值进行比较，判断风机是否发生反转，并且在判断风机反转后，通过控制风机的变频驱动信号，调整风机的转向。从而无需安装传感器，即可在不增加成本的基础上实现对风机转向的检测及调整，通过自动调节风机转速，使整个风机应用系统可不停机处理，满足特殊场合需求，更加智能化、自动化。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种风机检测控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100，控制所述风机运行至设定频率，检测所述风机在实际运转过程中的有效电流值I，将所述有效电流值I与预设的所述风机正常运转至所述设定频率时的参考电流值进行比较，判断所述风机是否发生反转；

S200，若判断为是，则通过控制所述风机的变频驱动信号，调整所述风机的转向；

所述风机在实际运转过程中的有效电流值I包括：所述风机实际运转至频率f1时的有效电流值I1和所述风机实际运转至频率f2时的有效电流值I2；

其中，所述频率f1低于所述频率f2。

2.根据权利要求1所述的风机检测控制方法，其特征在于，所述风机正常运转至所述设定频率时的参考电流值包括:

所述风机正常运转于频率f1时的正转电流值i1和反转电流值i2，以及所述风机正常运转于频率f2时的正转电流值i3和反转电流值i4。

3.根据权利要求2所述的风机检测控制方法，其特征在于，所述步骤S100包括以下步骤：

S110，控制所述风机运行至所述频率f1，检测所述风机当前的有效电流值I1；

S120，比较所述有效电流值I1与所述风机正常运转于频率f1时的正转电流值i1的大小；

S130，若I1<i1，则进一步比较所述有效电流值I1与所述风机正常运转于频率f1时的反转电流值i2的大小，若I1<i2，则判断所述风机发生反转； 若I1>i2，则控制所述风机运行至所述频率f2，检测所述风机当前的有效电流值I2；

S140，比较所述有效电流值I2与所述风机正常运转于频率f2时的正转电流值i3的大小；

S150，若I2<i3，则进一步比较所述有效电流值I2与所述风机正常运转于频率f2时的反转电流值i4的大小，若I2<i4，则判断所述风机发生反转。

4.根据权利要求3所述的风机检测控制方法，其特征在于，所述步骤S100还包括以下步骤：

S160，若I1>i1，则判断所述风机未发生反转，控制所述风机按照设定频率运转；

S170，若I2>i3，则判断所述风机未发生反转，控制所述风机按照设定频率运转；

S180，若I2>i4，则判断所述风机未发生反转，控制所述风机按照设定频率运转。

5.根据权利要求1至4任一项所述的风机检测控制方法，其特征在于，所述步骤S200包括以下步骤：

S210,在判断所述风机反转后，控制停止所述风机的所述变频驱动信号输出，并停止所述风机运行；

S220,待所述风机的转速降为零后，通过调整所述变频驱动信号的顺序，使所述风机的采样电流反向，控制所述风机正向重新启动。

6.一种风机检测控制系统，其特征在于，包括检测模块和调整模块；

所述检测模块，用于控制所述风机运行至设定频率，检测所述风机在实际运转过程中的有效电流值I，将所述有效电流值I与预设的所述风机正常运转至所述设定频率时的参考电流值进行比较，判断所述风机是否发生反转；

所述调整模块，用于在判断所述风机发生反转后，通过控制所述风机的变频驱动信号，调整所述风机的转向；

所述风机在实际运转过程中的有效电流值I包括：所述风机实际运转至频率f1时的有效电流值I1和所述风机实际运转至频率f2时的有效电流值I2；

其中，所述频率f1低于所述频率f2。

7.根据权利要求6所述的风机检测控制系统，其特征在于，所述风机正常运转至所述设定频率时的参考电流值包括:

所述风机正常运转于频率f1时的正转电流值i1和反转电流值i2，以及所述风机正常运转于频率f2时的正转电流值i3和反转电流值i4。

8.根据权利要求7所述的风机检测控制系统，其特征在于，所述检测模块包括检测单元、第一比较单元、第一判断单元、第二比较单元及第二判断单元；

所述检测单元，用于控制所述风机运行至所述频率f1，检测所述风机当前的有效电流值I1；

所述第一比较单元，用于比较所述有效电流值I1与所述风机正常运转于频率f1时的正转电流值i1的大小；

所述第一判断单元，用于在I1<i1时，进一步比较所述有效电流值I1与所述风机正常运转于频率f1时的反转电流值i2的大小，且在I1<i2时，判断所述风机发生反转，启动所述调整模块；在I1>i2时，控制所述风机运行至所述频率f2，检测所述风机当前的有效电流值I2；

所述第二比较单元，用于比较所述有效电流值I2与所述风机正常运转于频率f2时的正转电流值i3的大小；

所述第二判断单元，用于若I2<i3，则进一步比较所述有效电流值I2与所述风机正常运转于频率f2时的反转电流值i4的大小，且在I2<i4时，判断所述风机发生反转，启动所述调整模块。

9.根据权利要求8所述的风机检测控制系统，其特征在于，所述检测模块，还包括第三判断单元、第四判断单元以及第五判断单元；

所述第三判断单元，用于在I1>i1时，判断所述风机未发生反转，控制所述风机按照设定频率运转；

所述第四判断单元，用于在I2>i3时，判断所述风机未发生反转，控制所述风机按照设定频率运转；

所述第五判断单元，用于在I2>i4时，判断所述风机未发生反转，控制所述风机按照设定频率运转。

10.根据权利要求6至9任一项所述的风机检测控制系统，其特征在于，所述调整模块包括控制单元和调整单元；

所述控制单元，用于在判断所述风机反转后，控制停止所述风机的所述变频驱动信号输出，并停止所述风机运行；

所述调整单元，用于在所述风机的转速降为零后，调整所述变频驱动信号的顺序，使所述风机的采样电流反向，控制所述风机正向重新启动。