CN106246546A - 一种偏振检测鼓风机 - Google Patents
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Abstract
一种偏振检测鼓风机，包括电机、鼓风机本体、空气室以及底座，所述电机的励磁线圈耦接有互感器，所述互感器输出采样电流，所述互感器耦接于减法电路，所述比较电路耦接有基准模块，所述基准模块模拟并输出一基准电流，所述减法电路根据基准电流和采样电流的差值输出一差值电流，所述减法电路耦接有一单稳态触发电路，所述单稳态触发电路接收差值电流并当差值电流输出一边沿电平时触发输出一工作脉冲，所述单稳态触发电流耦接于一计数器，所述计数器接收工作脉冲并计数，当计数超过预设值时，所述计数器发送一溢出信号至输出模块。可以对偏振进行检测，一来方便维修；二来可以起到及时调节校准的作用。
Description
技术领域
本发明涉及鼓风机。
背景技术
鼓风机主要由下列六部分组成:电机、空气过滤器、鼓风机本体、空气室、底座(兼油箱)、滴油嘴。鼓风机靠汽缸内偏置的转子偏心运转，并使转子槽中的叶片之间的容积变化将空气吸入、压缩、吐出。在运转中利用鼓风机的压力差自动将润滑送到滴油嘴，滴入汽缸内以减少摩擦及噪声，同时可保持汽缸内气体不回流，此类鼓风机又称为滑片式鼓风机。
⒈鼓风机由于叶轮在机体内运转无摩擦，不需要润滑，使排出的气体不含油。是化工、食品等工业理想的气力输送气源。⒉鼓风机属容积运转式鼓风机。使用时，随着压力的变化，流量变动甚小。但流量随着转速而变化。因此，压力的选择范围很宽，流量的选择可通过选择转速而达到需要。⒊鼓风机的转速较高，转子与转子、转子与机体之间的间隙小，从而泄露少，容积效率较高。⒋鼓风机的结构决定其机械摩擦损耗非常小。因为只有轴承和齿轮副有机械接触在选材上，转子、机壳和齿轮圈有足够的机械强度。运行安全，使用寿命长是鼓风机产品的一大特色。⒌鼓风机的转子，均经过静、动平衡校验。成品运转平稳、振动极小。
而关于引起鼓风机的噪音的原因可能有以下几点，叶轮与叶轮之间发生摩擦；齿轮圈与齿轮亮紧固件松动发生位移、齿轮与叶轮键松动、主从动轴弯曲超限、体内混入杂质，或由于介质形成块、滚动轴承磨损，游隙增大、超额定压力运行，而如果没有及时发现，非常容易对叶轮以及电机的使用寿命产生影响，而如果混入杂质，那么电机或者叶轮在转动过程中的某一节点位置，负载突然增加，而此时，如果励磁电流不变的情况下，非常容易造成过载的情况，那么此时会产生较大的反向电流至电机的驱动电路，会使得电机停转，过热等现象。
发明内容
有鉴于此，本发明第一目的是提供一种通过可以通过电流边沿检测偏振并输出信号的鼓风机；
本发明的第二目的在于提供一种可以通过电流波形检测偏振并输出信号的鼓风机；
本发明的第三目的在于提供一种偏振的检测方法；
本发明的第四目的在于提供一种通过波形叠加的方式校验偏振的方法；
本发明的第五目的在于提供一种通过波形相减的方式校验偏振的方法；
本发明的第六目的在于提供一种基于偏振检测的鼓风机励磁调节方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
为了实现本发明的第一目的，提供一种偏振检测鼓风机，包括电机、鼓风机本体、空气室以及底座，所述电机的励磁线圈耦接有互感器，所述互感器输出采样电流，所述互感器耦接于减法电路，所述比较电路耦接有基准模块，所述基准模块模拟并输出一基准电流，所述减法电路根据基准电流和采样电流的差值输出一差值电流，所述减法电路耦接有一单稳态触发电路，所述单稳态触发电路接收差值电流并当差值电流输出一边沿电平时触发输出一工作脉冲，所述单稳态触发电流耦接于一计数器，所述计数器接收工作脉冲并计数，当计数超过预设值时，所述计数器发送一溢出信号至输出模块。通过这样设计，首先，需要先说明采样电流和偏振的关系，正常励磁情况下，励磁电流应该会与预设的基准电流相同或者有小幅度的扰动，属于正常现象，而如果出现杂质、阻尼变大的情况，那么励磁电流就会受到的磁滞变大，那么使得励磁线圈容易产生抵消反向电动势，此时虽然励磁电流会增大，但是其实反向电动势无法被消除，就会在此时出现一个励磁尖峰，该励磁尖峰就可以通过互感器读取，将采样电流和基准电流进行比较，就可以获取这个励磁尖峰，这样一来，就可以将这个尖峰进行捕获，就可以获得偏振情况，但是需要说明的是，本设计通过减法电路进行滤波消除，而通过单稳态触发电路对边沿信号进行捕获，这样一来，如果有尖峰产生，那么势必会存在一个上升沿或者下降沿，以保证单稳态触发电路可以完全捕获这个信号。而计数器原理较为简单，累积计数，以避免其他情况下导致的信号获取问题产生尖峰，所以只有计数在一定时间内溢出，才会触发输出电路提醒使用者该情况。
进一步地，所述电机的励磁线圈与所述互感器线圈同心设置。同心设置的励磁线圈与互感器，这样可以保证感应效果，同时，更重要的是，可以消除因其他情况下产生的电磁干扰。
进一步地，所述互感器与所述励磁线圈耦合。这样一来互感器与励磁线圈直接耦合，就可以减小线损，进一步提高检测的精度。
进一步地，所述减法电路配置有滤波模块，所述滤波模块用于对采样电流进行滤波。通过这样设置，可以对采样电流先进行滤波处理，这样一来，可以消除因感应产生的谐波影响，避免后续放大电路造成的实际影响。
为了实现本发明的第二目的，提供一种偏振检测鼓风机，包括电机、鼓风机本体、空气室以及底座，所述电机的励磁线圈耦接有互感器，所述互感器输出采样电流，所述互感器耦接于运算电路，所述运算电路配置有基准励磁电流，所述运算电路比较采样电流与所述基准励磁电流在每一时刻的值并记录采样电流与基准电流差值大于预设比较值的时刻，如不同周期下的同一时刻被记录超过预设次数，所述运算电路发送一溢出信号至输出模块。通过这样配置，整个功能由运放电路实现，运放电路配置晶振建立时间基准，这样就可以建立时间与其函数关系，通过预设的周期，判断是否为偏振，这样检测方法更加精确，如果是偏振，在转子转动一个周期，就会在一个固定的时刻产生尖峰，所以避免了其他情况下产生的对信号的影响。
为了实现本发明的第三目的，提供一种鼓风机偏振检测方法，步骤一，根据实际励磁电流获取采样电流并根据采样电流绘制时间-电流函数关系图；步骤二，绘制基准励磁电流时间-电流函数关系图；步骤三，比较基准励磁电流和采样电流的函数关系；步骤四，绘制采样电流和基准励磁电流的差值的时间-电流函数关系图。 这样设置，就可以通过上述方法检测获取偏振的函数关系图，通过判断函数关系图检测偏振，函数关系可以直接在输出模块输出，这样就可以判断偏振。
为了实现本发明的第四目的，提供一种鼓风机偏振校验方法，
步骤一，分别在正转、反转的情况下通过如权利要求6所述的一种鼓风机偏振检测方法依次获取采样电流和基准励磁电流的差值的时间-电流函数关系图；
步骤二，将正转、反转的情况下的时间-电流函数关系图中波形相互叠加；
步骤三，判断叠加后的图形幅值是否超过预设值；如未超过预设值，则判定为偏振。如果正转和反转情况下，尖峰形成的相位角如果不同，那么此时应该不能视为偏振，应该是由于磁场分布不均造成的励磁影响，这样就可以进一步提高检测的精确度，避免调度中心浪费维修成本。
为了实现本发明的第五目的，提供一种鼓风机偏振校验方法，其特征在于：步骤一，分别在正转、反转的情况下通过如权利要求6所述的一种鼓风机偏振检测方法依次获取采样电流和基准励磁电流的差值的时间-电流函数关系图；
步骤二，将正转、反转的情况下的时间-电流函数关系图中波形相减；
步骤三，判断相减后的图形幅值是否超过预设值；如超过预设值，则判定为偏振。如果正转和反转情况下，尖峰形成的相位角如果不同，那么此时应该不能视为偏振，应该是由于磁场分布不均造成的励磁影响，这样就可以进一步提高检测的精确度，避免调度中心浪费维修成本。
为了实现本发明的第六目的，提供一种鼓风机偏振调节方法，步骤一，获得采样电流和基准励磁电流的差值的时间-电流函数关系图；步骤二，根据步骤一种所述的函数关系图获得任意周期中，波形与时间坐标轴的面积S以及时刻t；步骤三，对面积S进行微分运算获得调节值SA；步骤四，根据调节值调节t时刻的实际励磁电流It；
It=It1-SA；式中，It1为基准励磁电流在t时刻的电流值。通过这样调节，就可以对原有的偏振量进行补偿，在一定裕度内，这样可以使得输出电流不会产生磁滞等现象导致过载，而同样的通过对电流和时间的检测，可以保证实际的励磁电流产生的影响最小，保证输出合理性，这样一来，相当于在每个杂质节点，提供较大的扭矩，保证转速。
本发明技术效果主要体现在以下方面：可以对偏振进行检测，一来方便维修；二来可以起到及时调节校准的作用。
附图说明
图1：本发明结构示意图；
图2：本发明电路原理拓扑图；
图3：本发明处理检测原理拓扑图一；
图4：本发明处理检测原理拓扑图二。
附图标记：1、电机；2、鼓风机本体；3、空气室；31、迎风面；4、底座。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
参照图1所示，其结构部分如下，提供一种偏振检测鼓风机，包括电机1、鼓风机本体2、空气室3以及底座4，所述电机1的励磁线圈耦接有互感器；
参照图2所示，其其次，对其硬件电路实现做出解释，首先硬件电路核心部分包括一块MCU芯片，通过MCU芯片实现对数据的处理、获取、控制，而本发明中，为了考虑整个系统的完善性，MCU优选为DSP芯片，利于对电机1的控制以及能满足数据处理的需求。设置了以下几个模块：
功能模块包括有，处理电路、电机1驱动电路，首先处理电路连接互感器，接收其模拟信号，将模拟信号转化为数字信号，而同样的处理电路预设置有算法，用于比较分析互感器接收的数据；其次，电机1驱动电路，包括有反馈功能，如果电机1驱动电路需要获取的值较为便利，仅在电机1驱动电路的数模转化端的输出端进行数据获取，而如果需要获取电流值，则需要额外在电机1上配置一个互感器，而通过对互感电流的获取计算获得工作下的励磁电流。
辅助功能模块包括有，输入模块、输出模块和通讯模块；首先输入模块可以是键盘、液晶屏或者麦克风等其他输入方式，在此不做限定，对模式输入对转速的控制等等，使得使用者可以自行对输入的情况进行调节；而输出模块用于反应目前工况，便于使用者了解目前鼓风机的工作状态，而需要说明的是，输出模块可以是通过指示灯、蜂鸣器等进行简单信息说明，也可以通过液晶屏等交互复杂信息，可以包括风机时间-电流函数关系图等等；而通讯模块包括接收和发送信号两个功能，其接收功能可以接收远端或者近端的信号，信号包括有线信号和无线信号，而发送信号则可以是反馈鼓风机工作状态的信号，在此不做赘述。
基础模块包括有电源模块，存储器以及片外寄存器，电源模块用于接收将交流电转化为每个模块以及MVU可接收的直流电，而存储器和片外寄存器保证数据存储以及一些功能模块掉电情况下需要配置的额外情况。
参照图3所示，所述互感器输出采样电流，所述互感器耦接于减法电路，所述比较电路耦接有基准模块，所述基准模块模拟并输出一基准电流，所述减法电路根据基准电流和采样电流的差值输出一差值电流，所述减法电路耦接有一单稳态触发电路，所述单稳态触发电路接收差值电流并当差值电流输出一边沿电平时触发输出一工作脉冲，所述单稳态触发电流耦接于一计数器，所述计数器接收工作脉冲并计数，当计数超过预设值时，所述计数器发送一溢出信号至输出模块。通过这样设计，首先，需要先说明采样电流和偏振的关系，正常励磁情况下，励磁电流应该会与预设的基准电流相同或者有小幅度的扰动，属于正常现象，而如果出现杂质、阻尼变大的情况，那么励磁电流就会受到的磁滞变大，那么使得励磁线圈容易产生抵消反向电动势，此时虽然励磁电流会增大，但是其实反向电动势无法被消除，就会在此时出现一个励磁尖峰，该励磁尖峰就可以通过互感器读取，将采样电流和基准电流进行比较，就可以获取这个励磁尖峰，这样一来，就可以将这个尖峰进行捕获，就可以获得偏振情况，但是需要说明的是，本设计通过减法电路进行滤波消除，而通过单稳态触发电路对边沿信号进行捕获，这样一来，如果有尖峰产生，那么势必会存在一个上升沿或者下降沿，以保证单稳态触发电路可以完全捕获这个信号。而计数器原理较为简单，累积计数，以避免其他情况下导致的信号获取问题产生尖峰，所以只有计数在一定时间内溢出，才会触发输出电路提醒使用者该情况。所述电机1的励磁线圈与所述互感器线圈同心设置。同心设置的励磁线圈与互感器，这样可以保证感应效果，同时，更重要的是，可以消除因其他情况下产生的电磁干扰。所述互感器与所述励磁线圈耦合。这样一来互感器与励磁线圈直接耦合，就可以减小线损，进一步提高检测的精度。所述减法电路配置有滤波模块，所述滤波模块用于对采样电流进行滤波。通过这样设置，可以对采样电流先进行滤波处理，这样一来，可以消除因感应产生的谐波影响，避免后续放大电路造成的实际影响。定时电路用于定时提供计时器一触发脉冲，使得定时器去捕获一次信号，而此时通过单稳态触发器进行触发，就可以实现触发效果，保证触发效率。
实施例2，提供一种偏振检测鼓风机，包括电机1、鼓风机本体2、空气室3以及底座4，所述电机1的励磁线圈耦接有互感器，所述互感器输出采样电流，所述互感器耦接于运算电路，所述运算电路配置有基准励磁电流，所述运算电路比较采样电流与所述基准励磁电流在每一时刻的值并记录采样电流与基准电流差值大于预设比较值的时刻，如不同周期下的同一时刻被记录超过预设次数，所述运算电路发送一溢出信号至输出模块。通过这样配置，整个功能由运放电路实现，运放电路配置晶振建立时间基准，这样就可以建立时间与其函数关系，通过预设的周期，判断是否为偏振，这样检测方法更加精确，如果是偏振，在转子转动一个周期，就会在一个固定的时刻产生尖峰，所以避免了其他情况下产生的对信号的影响。首先，运算电路集各种功能为一体，包括数据转换、存储、更新等等效果，所以优选为直接通过DSP芯片编程实现。
软件部分如下，一种鼓风机偏振检测方法，步骤一，根据实际励磁电流获取采样电流并根据采样电流绘制时间-电流函数关系图；步骤二，绘制基准励磁电流时间-电流函数关系图；步骤三，比较基准励磁电流和采样电流的函数关系；步骤四，绘制采样电流和基准励磁电流的差值的时间-电流函数关系图。 这样设置，就可以通过上述方法检测获取偏振的函数关系图，通过判断函数关系图检测偏振，函数关系可以直接在输出模块输出，这样就可以判断偏振。
实施例3，一种鼓风机偏振校验方法，步骤一，分别在正转、反转的情况下通过如权利要求6所述的一种鼓风机偏振检测方法依次获取采样电流和基准励磁电流的差值的时间-电流函数关系图；步骤二，将正转、反转的情况下的时间-电流函数关系图中波形相互叠加；步骤三，判断叠加后的图形幅值是否超过预设值；如未超过预设值，则判定为偏振。如果正转和反转情况下，尖峰形成的相位角如果不同，那么此时应该不能视为偏振，应该是由于磁场分布不均造成的励磁影响，这样就可以进一步提高检测的精确度，避免调度中心浪费维修成本。
实施例4，一种鼓风机偏振校验方法，其特征在于：步骤一，分别在正转、反转的情况下通过上述一种鼓风机偏振检测方法依次获取采样电流和基准励磁电流的差值的时间-电流函数关系图；步骤二，将正转、反转的情况下的时间-电流函数关系图中波形相减；步骤三，判断相减后的图形幅值是否超过预设值；如超过预设值，则判定为偏振。如果正转和反转情况下，尖峰形成的相位角如果不同，那么此时应该不能视为偏振，应该是由于磁场分布不均造成的励磁影响，这样就可以进一步提高检测的精确度，避免调度中心浪费维修成本。
实施例5一种鼓风机偏振调节方法，步骤一，获得采样电流和基准励磁电流的差值的时间-电流函数关系图；步骤二，根据步骤一种所述的函数关系图获得任意周期中，波形与时间坐标轴的面积S以及时刻t；步骤三，对面积S进行微分运算获得调节值SA；步骤四，根据调节值调节t时刻的实际励磁电流It；It=It1-SA；式中，It1为基准励磁电流在t时刻的电流值。通过这样调节，就可以对原有的偏振量进行补偿，在一定裕度内，这样可以使得输出电流不会产生磁滞等现象导致过载，而同样的通过对电流和时间的检测，可以保证实际的励磁电流产生的影响最小，保证输出合理性，这样一来，相当于在每个杂质节点，提供较大的扭矩，保证转速。
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (9)
1.一种偏振检测鼓风机，包括电机、鼓风机本体、空气室以及底座，其特征在于，所述电机的励磁线圈耦接有互感器，所述互感器输出采样电流，所述互感器耦接于减法电路，所述比较电路耦接有基准模块，所述基准模块模拟并输出一基准电流，所述减法电路根据基准电流和采样电流的差值输出一差值电流，所述减法电路耦接有一单稳态触发电路，所述单稳态触发电路接收差值电流并当差值电流输出一边沿电平时触发输出一工作脉冲，所述单稳态触发电流耦接于一计数器，所述计数器接收工作脉冲并计数，当计数超过预设值时，所述计数器发送一溢出信号至输出模块。
2.如权利要求1所述的一种偏振检测鼓风机，其特征在于，所述电机的励磁线圈与所述互感器线圈同心设置。
3.如权利要求1所述的一种偏振检测鼓风机，其特征在于，所述互感器与所述励磁线圈耦合。
4.如权利要求1所述的一种偏振检测鼓风机，其特征在于，所述减法电路配置有滤波模块，所述滤波模块用于对采样电流进行滤波。
5.一种偏振检测鼓风机，包括电机、鼓风机本体、空气室以及底座，其特征在于：所述电机的励磁线圈耦接有互感器，所述互感器输出采样电流，所述互感器耦接于运算电路，所述运算电路配置有基准励磁电流，所述运算电路比较采样电流与所述基准励磁电流在每一时刻的值并记录采样电流与基准电流差值大于预设比较值的时刻，如不同周期下的同一时刻被记录超过预设次数，所述运算电路发送一溢出信号至输出模块。
6.一种鼓风机偏振检测方法，其特征在于：
步骤一，根据实际励磁电流获取采样电流并根据采样电流绘制时间-电流函数关系图；
步骤二，绘制基准励磁电流时间-电流函数关系图；
步骤三，比较基准励磁电流和采样电流的函数关系；
步骤四，绘制采样电流和基准励磁电流的差值的时间-电流函数关系图。
7.一种鼓风机偏振校验方法，其特征在于：
步骤一，分别在正转、反转的情况下通过如权利要求6所述的一种鼓风机偏振检测方法依次获取采样电流和基准励磁电流的差值的时间-电流函数关系图；
步骤二，将正转、反转的情况下的时间-电流函数关系图中波形相互叠加；
步骤三，判断叠加后的图形幅值是否超过预设值；如未超过预设值，则判定为偏振。
8.一种鼓风机偏振校验方法，其特征在于：步骤一，分别在正转、反转的情况下通过如权利要求6所述的一种鼓风机偏振检测方法依次获取采样电流和基准励磁电流的差值的时间-电流函数关系图；
步骤二，将正转、反转的情况下的时间-电流函数关系图中波形相减；
步骤三，判断相减后的图形幅值是否超过预设值；如超过预设值，则判定为偏振。
9.一种鼓风机偏振调节方法，其特征在于：
步骤一，获得采样电流和基准励磁电流的差值的时间-电流函数关系图；
步骤二，根据步骤一种所述的函数关系图获得任意周期中，波形与时间坐标轴的面积S以及时刻t；
步骤三，对面积S进行微分运算获得调节值SA；
步骤四，根据调节值调节t时刻的实际励磁电流It；
It=It1-SA；式中，It1为基准励磁电流在t时刻的电流值。
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