CN106787660A - 变频器及其除湿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种变频器及其除湿方法。所述除湿方法包括：检测环境湿度；判断所述环境湿度是否大于预设值，若是，则启动除湿处理过程；所述除湿处理过程包括：变频器输出等效于小于24伏的直流电压的PWM电压，使电机绕组呈电阻特性；检测电机绕组在所述直流电压下激励出的除湿电流，并保持输出功率不减少直到环境湿度小于预设值。上述变频器及其除湿方法，通过变频器输出等效于小于24伏的直流电压的PWM电压，使电机绕组呈电阻特性，并发热除湿，不需要额外的除湿装置或烘烤装置，除湿更加简单。

Description

变频器及其除湿方法
技术领域
本发明涉及变频器技术领域，特别是涉及一种变频器及其除湿方法。
背景技术
矿井、地下室等环境往往湿度较大。在这种场合下使用变频器驱动电机，当湿度达到一定程度时，会降低电机的绝缘效果，甚至造成电机的绝缘失效(即短路)。此时如果用变频器驱动电机，会造成变频器输出短路，使变频器故障报警甚至损坏变频器。
针对这种湿度很大的场合，需要准备额外的除湿装置或烘烤装置，预先对电机进行除湿或烘烤。这种处理方式不仅需要额外的除湿装置或烘烤装置，还存在两个问题：
1)需要人为判断湿度，以及是否需要对电机进行除湿；
2)除湿时间完全凭借人的经验。
发明内容
基于此，有必要提供一种不需要额外除湿装置或烘烤装置，且可以准确判断是否需要除湿及控制除湿时间的变频器除湿方法。
此外，还提供一种变频器。
一种变频器除湿方法，包括：
检测环境湿度；
判断所述环境湿度是否大于预设值，若是，则启动除湿处理过程；
所述除湿处理过程包括：
变频器输出等效于小于24伏的直流电压的PWM电压，使电机绕组呈电阻特性；
检测电机绕组在所述直流电压下激励出的除湿电流，并保持输出功率不减少直到环境湿度小于预设值。
在其中一个实施例中，所述检测环境湿度并判断所述环境湿度是否大于预设值的步骤包括：
获取外部湿度传感器的湿度模拟量信号；
将所述湿度模拟量信号输入变频器，得到模拟量值；
将所述模拟量值对比预先设置的模拟量与湿度的对应关系，计算得得到环境湿度；
将环境湿度与预设值对比，判断所述环境湿度是否大于预设值。
在其中一个实施例中，所述检测环境湿度并判断所述环境湿度是否大于预设值的步骤包括：
变频器输出脉宽为1～10微秒的检测电压，并施加在电机上；
获取电机在所述检测电压下激励出的脉冲电流；
检测出该脉冲电流的大小；
将所述的脉冲电流与预先设置的保护电流进行对比，如果所述脉冲电流大于保护电流，则判定环境湿度大于预设值。
在其中一个实施例中，所述保护电流由变频器通过自学习获得。
在其中一个实施例中，所述变频器通过自学习获得保护电流的过程包括：
当电机与变频器首次连接时，变频器输出脉宽为1～10微秒的直流电压，并施加在电机上；
获取电机上的激励电流；
将该激励电流记录到变频器内部自带的存储单元中。
在其中一个实施例中，所述保持输出功率不减少为保持所述除湿电流恒定，具体包括：
将所述除湿电流输入PI调节器；
所述PI调节器根据输入的电流调整变频器输出的直流电压，使所述除湿电流保持恒定。
在其中一个实施例中，还包括：当所述变频器输出的直流电压达到预先设置的安全电压时，变频器停止除湿处理过程。
一种变频器，包括控制板和主电路，所述控制板与主电路连接，用于控制变频器的输出电压及输出频率；所述控制板包括电机输出电流检测模块；
所述控制板还用于检测环境湿度；判断所述环境湿度是否大于预设值，若是，则控制主电路输出等效于小于24伏的直流电压的PWM电压，使电机绕组激励出除湿电流；
所述电机输出电流检测模块用于检测所述除湿电流的大小，所述控制板还用于保持所述除湿电流恒定直到环境湿度小于预设值。
在其中一个实施例中，所述控制板还包括与电机输出电流检测模块连接的PI调节器，所述PI调节器根据输入的电流调整变频器输出的直流电压，使所述除湿电流保持恒定。
在其中一个实施例中，还包括湿度传感器，所述湿度传感器用于获取外部湿度传感器的湿度模拟量信号。
上述变频器及其除湿方法，通过变频器输出等效于小于24伏的直流电压的PWM电压，使电机绕组呈电阻特性，并发热除湿，不需要额外的除湿装置或烘烤装置，除湿更加简单。
附图说明
图1为一实施例的变频器除湿方法流程图；
图2a为图1中步骤S100的一种实现方法的流程图；
图2b为图1中步骤S100的另一种实现方法的流程图；
图3为变频器自学习保护电流的方法流程图；
图4为一实施例的变频器模块图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的内容公开更加透彻全面。
图1为一实施例的变频器除湿方法流程图。该方法包括以下步骤S100～S400。
步骤S100：检测环境湿度。矿井、地下室等环境湿度较大的场合，在直接用变频器驱动电机时，会造成变频器输出短路。在输出电压驱动电机之前，要首先检测环境湿度，再执行步骤S200的判断过程，以根据不同的情况进行不同的处理。
步骤S200：判断所述环境湿度是否大于预设值，若是，则启动包括步骤S300～S400在内的除湿处理过程；否则启动变频器驱动电机正常工作。环境湿度过大则要对电机进行除湿，防止短路发生。本步骤可以执行多次，以保证湿度检测结果的准确性。
步骤S300：变频器输出等效于小于24伏的直流电压的PWM电压，使电机绕组呈电阻特性。该小于24V的直流电压作用在电机上，会激励出电流，并且该电流较小，不会使电机短路。该电流在本实施例中可使呈电阻特性的电机发热，起到除湿的效果，称为除湿电流。
步骤S400：检测电机绕组在所述直流电压下激励出的除湿电流，并保持电机功率不减少直到环境湿度小于预设值。由于湿度较大时的电机绕组阻抗R1小于湿度较小时的电机阻抗R2，所以除湿生效后，电机绕组阻抗将增大。如果维持电压不变，则除湿电流会减小，此时发热量减少，除湿效果变差。因此，可以通过调整输出电压的方式使电机功率不减少，维持发热量。
上述变频器的除湿方法，通过变频器输出等效于小于24伏的直流电压的PWM电压，使电机绕组呈电阻特性，并发热除湿，不需要额外的除湿装置或烘烤装置，除湿更加简单。
在其中一个实施例中，如图2a所示，步骤S100包括：
步骤S110：获取外部湿度传感器的湿度模拟量信号。外部湿度传感器输出湿度信号的一端可以与变频器的模拟量输入输出接口连接。从而变频器能够直接获得外部湿度传感器的湿度模拟量信号。外部湿度传感器可以是电压或电流型的模拟量型号。
步骤S120：将所述湿度模拟量信号输入变频器，得到模拟量值。模拟量信号经过变频器的处理和识别，可得到关于湿度的模拟量值。
步骤S130：将所述模拟量值对比预先设置的模拟量与湿度的对应关系，计算得得到环境湿度。变频器中可事先保存湿度传感器的模拟量值和湿度的对应关系，在获得关于湿度的模拟量值后，根据该对应关系得到环境湿度。该对应关系例如可以是数据表，或者根据实验数据拟合得到的函数关系。
在本实施例中，是通过直接检测湿度的方式来获得环境湿度。
在另一个实施例中，如图2b所示，步骤S100可以包括：
步骤S110′：变频器输出脉宽为1～10微秒的检测电压，并施加在电机上。根据现场情况，可以为所述检测电压设置不同的幅值，该幅值一般为变频器正常工作时的电压幅值。该脉宽为1～10微秒的检测电压可以保证即使在变频器输出短路的情况下，也不会损坏变频器。
步骤S120′：获取电机在所述检测电压下激励出的脉冲电流。变频器可以内置电流检测电路，以检测该激励出的脉冲电流。
步骤S130′：检测出该脉冲电流的大小。脉冲电流只是短时电流，所以不会损坏变频器，但电流大小可能已经符合短路条件。因此需要检测出电流的大小。
故在本实施例中，步骤S200具体可以为：将所述的脉冲电流与预先设置的保护电流进行对比，如果所述脉冲电流大于保护电流，则判定环境湿度大于预设值。该保护电流可以取正常湿度条件下、正常工作电压在电机上激励出的电流值。
本实施例的步骤S100将环境湿度的比较转换为湿度条件下的电流之间的比较。同样可以达到检测湿度的目的。在其中一个实施例中，所述保护电流由变频器通过自学习获得。具体地，如图3所示，所述变频器通过自学习获得保护电流的过程包括：
步骤S210：当电机与变频器首次连接时，变频器输出脉宽为1～10微秒的直流电压，并施加在电机上。电机与变频器首次连接一般是新机装配，新机会在较好的环境中装配，因此可以默认环境湿度合格，不会引起短路。
步骤S220：获取电机上的激励电流。
步骤S230：将该激励电流记录到变频器内部自带的存储单元中。如此就可以自动学习到保护电流，并在之后的处理中用到。
在其他实施例中，所述保护电流也可以是根据实验数据设置的。
上述变频器的除湿方法中，步骤S100的两种检测环境湿度的方式可以选择其中一种，也可以同时包括上述两种方式，然后根据情况选用。例如，在检测湿度之前，还包括判断变频器是否连接外部湿度传感器的步骤，若是，则使用外部湿度传感器获得环境湿度，否则采用检测电流的方式来获得环境湿度。
在其中一个实施例中，步骤S400保持输出功率不减少的实现方式可以是保持所述除湿电流恒定。具体可以包括：
步骤S410：将所述除湿电流输入PI调节器。PI调节器是一种线性控制器，它根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例(P)和积分(I)通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。
步骤S420：所述PI调节器根据输入的电流调整变频器输出的直流电压，使所述除湿电流保持恒定。
采用保持除湿电流恒定方法保持变频器的输出功率不减少，并利用PI调节器实现，不仅可以保证除湿效果，实现起来也更加简单。
进一步地，上述方法还可以包括：当所述变频器输出的直流电压达到预先设置的安全电压时，变频器停止除湿处理过程。由于在保持除湿电流恒定的过程中，变频器输出的直流电压会保持增大，有可能使电压增大到不安全的程度。因此预先设置一个安全电压，使变频器的直流电压不要大于该安全电压。当变频器的直流电压达到安全电压后，停止除湿过程。
基于相同发明构思，提供一种变频器。
图4为一实施例的变频器模块图。该变频器包括控制板100、主电路200以及集成于控制板100上的电流检测模块110。所述控制板100与主电路200连接，控制板100通过各种参数设置后，可控制主电路200输出不同的电压及输出频率。控制板100具有数据处理功能，因此接收到原始数据后，可以对原始数据进行软件处理后输出控制信号，来控制硬件电路。
所述控制板100可以用于检测环境湿度；判断所述环境湿度是否大于预设值，若是，则控制主电路输出小于24伏的直流电压，使电机绕组激励出除湿电流。所述电机输出电流检测模块110则用于检测所述除湿电流的大小并发送给控制板100的处理单元，所述控制板100根据除湿电流的大小保持主电路200输出功率不减少直到环境湿度小于预设值。
在一个实施例中，变频器还包括连接于其模拟量输入输出接口上的湿度传感器300。所述湿度传感器300用于输出湿度模拟量信号给变频器的处理单元，以获得环境湿度。
所述控制板100还包括与电机输出电流检测模块110连接的PI调节器120，所述PI调节器120根据输入的电流调整变频器输出的直流电压，使所述除湿电流保持恒定，以实现保持主电路200输出功率不减少。
上述变频器通过输出小于24伏的直流电压，使电机绕组呈电阻特性，并发热除湿，不需要额外的除湿装置或烘烤装置，除湿更加简单。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
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)

1.一种变频器除湿方法，包括：
检测环境湿度；
判断所述环境湿度是否大于预设值，若是，则启动除湿处理过程；
所述除湿处理过程包括：
变频器输出等效于小于24伏的直流电压的PWM电压，使电机绕组呈电阻特性；
检测电机绕组在所述直流电压下激励出的除湿电流，并保持输出功率不减少直到环境湿度小于预设值。
2.根据权利要求1所述的变频器除湿方法，其特征在于，所述检测环境湿度并判断所述环境湿度是否大于预设值的步骤包括：
获取外部湿度传感器的湿度模拟量信号；
将所述湿度模拟量信号输入变频器，得到模拟量值；
将所述模拟量值对比预先设置的模拟量与湿度的对应关系，计算得得到环境湿度；
将环境湿度与预设值对比，判断所述环境湿度是否大于预设值。
3.根据权利要求1所述的变频器除湿方法，其特征在于，所述检测环境湿度并判断所述环境湿度是否大于预设值的步骤包括：
变频器输出脉宽为1～10微秒的检测电压，并施加在电机上；
获取电机在所述检测电压下激励出的脉冲电流；
检测出该脉冲电流的大小；
将所述的脉冲电流与预先设置的保护电流进行对比，如果所述脉冲电流大于保护电流，则判定环境湿度大于预设值。
4.根据权利要求3所述的变频器除湿方法，其特征在于，所述保护电流由变频器通过自学习获得。
5.根据权利要求4所述的变频器除湿方法，其特征在于，所述变频器通过自学习获得保护电流的过程包括：
当电机与变频器首次连接时，变频器输出脉宽为1～10微秒的直流电压，并施加在电机上；
获取电机上的激励电流；
将该激励电流记录到变频器内部自带的存储单元中。
6.根据权利要求1所述的变频器除湿方法，其特征在于，所述保持输出功率不减少为保持所述除湿电流恒定，具体包括：
将所述除湿电流输入PI调节器；
所述PI调节器根据输入的电流调整变频器输出的直流电压，使所述除湿电流保持恒定。
7.根据权利要求6所述的变频器除湿方法，其特征在于，还包括：当所述变频器输出的直流电压达到预先设置的安全电压时，变频器停止除湿处理过程。
8.一种变频器，包括控制板和主电路，所述控制板与主电路连接，用于控制变频器的输出电压及输出频率；其特征在于，所述控制板包括电机输出电流检测模块；
所述控制板还用于检测环境湿度；判断所述环境湿度是否大于预设值，若是，则控制主电路输出等效于小于24伏的直流电压的PWM电压，使电机绕组激励出除湿电流；
所述电机输出电流检测模块用于检测所述除湿电流的大小，所述控制板还用于保持所述除湿电流恒定直到环境湿度小于预设值。
9.根据权利要求8所述的变频器，其特征在于，所述控制板还包括与电机输出电流检测模块连接的PI调节器，所述PI调节器根据输入的电流调整变频器输出的直流电压，使所述除湿电流保持恒定。
10.根据权利要求8所述的变频器，其特征在于，还包括湿度传感器，所述湿度传感器用于获取外部湿度传感器的湿度模拟量信号。
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