CN110056527A - 一种风机转速实时检测及堵转预警模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种风机转速实时检测及堵转预警模块，属于风机安全检测技术领域，包括检测模块、信号处理模块和预警模块，检测模块用于检测风机供电端的实测电流信号；信号处理模块接收检测模块的实测电流信号，并将实测电流信号分解为实测直流部分和实测交流部分；随后利用实测直流部分计算实测有效值特性，利用实测交流部分计算实测频率特性；在信号处理模块内提前预存有常态有效值特性和常态频率特性；信号处理模块将实际转速与正常转速进行比对，当实际转速位于非正常转速范围时，则向预警模块发送预警启动指令；当实际转速位于正常转速范围时，则不向预警模块发送预警启动指令；预警模块接收信号处理模块的指令，并根据指令执行预警通告。
Description
技术领域
本发明属于风机安全检测技术领域，具体涉及一种风机转速实时检测及堵转预警模块。
背景技术
众所周知，现有的空调系统主要包括：风机、过滤器、加热器、冷却器、加湿器、减湿器和制冷机组等；其中，空调系统的风机根据所处环境分为内风机和外风机，针对于空调系统外风机，需要暴露在外部环境中，由于外风机长期处于室外，因此，经常会由于异物，泥土，灰尘，冰冻等因素引起风机转速降低，甚至引起堵转导致风机损坏。当前，现有的堵转检测机制只能在风机堵转之后检测并进行停机保护，由于此时风机已经堵转，堵转时产生的大电流无法规避，风机依然存在很大的损坏风险。因此，设计开发一种能够克服上述缺陷的风机转速实时检测及堵转预警模块显得是尤为重要。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种风机转速实时检测及堵转预警模块，使其能够实时检测风机状态，在堵转发生前发出预警，及时实施堵转规避，降低风机损坏风险，进而提高整个空调系统在恶劣环境下的稳定性及使用寿命。
本发明的目的是提供一种风机转速实时检测及堵转预警模块，至少包括：
检测模块，所述检测模块用于检测风机供电端的实测电流信号；
信号处理模块，所述信号处理模块接收检测模块的实测电流信号，并将实测电流信号分解为实测直流部分和实测交流部分；随后利用实测直流部分计算实测有效值特性，利用实测交流部分计算实测频率特性；在上述信号处理模块内提前预存有常态有效值特性和常态频率特性；上述常态有效值特性和常态频率特性是指在风机正常工作时，利用检测模块检测得到常态电流信号，随后信号处理模块从检测模块获取常态电流信号，并根据常态电流信号分解得到常态直流部分和常态交流部分；最后利用常态直流部分计算常态有效值特性，利用常态交流部分计算常态频率特性，通过常态电流信号计算得出正常风机转速；上述信号处理模块将实际转速与正常转速进行比对，当实际转速位于非正常转速范围时，则向预警模块发送预警启动指令；当实际转速位于正常转速范围时，则不向预警模块发送预警启动指令；
预警模块，所述预警模块接收信号处理模块的指令，并根据指令执行预警通告。
而且的：所述检测模块为串联于供电导线上的检波电阻。
而且的：还包括信号预处理模块，所述信号预处理模块包括前级运放电路、高通滤波电路、第一低通滤波电路、第一信号增益电路、第二低通滤波电路、第二信号增益电路和模数转换电路；其中：所述检测模块的输出端子与前级运放电路的输入端子电连接；所述前级运放电路的输出端子依次通过高通滤波电路、第一低通滤波电路、第一信号增益电路与模数转换电路的输入端子电连接；所述前级运放电路的输出端子依次通过第二低通滤波电路、第二信号增益电路和模数转换电路的输入端子电连接；所述模数转换电路的输出端子与信号处理模块的I/O端子电连接。
而且的：所述检波电阻的参数为0.01Ω；所述前级运放电路的参数为5倍；所述高通滤波电路的参数为15Hz，-6dB；所述第一低通滤波电路的参数为6kHz，LPF，-18dB；所述第一信号增益电路的参数为5倍；所述第二低通滤波电路的参数为600Hz，LPF，-18dB；所述第二信号增益电路的参数为5倍。
本发明具有的优点和积极效果是：
通过采用上述技术方案，本发明利用检波电阻实时检测供电导线上的电流波动信息，通过对电流波动信息的分析处理，进而间接实现实时检测风机状态，在堵转发生前发出预警，及时实施堵转规避，降低风机损坏风险，进而提高整个系统在恶劣环境下的稳定性及使用寿命。
附图说明
图1为本发明优选实施例的电路框图；
图2为本发明优选实施例的曲线图；
图3为本发明优选实施例中的前级运放电路；
图4为本发明优选实施例中的第一低通滤波电路；
图5为本发明优选实施例中的第二低通滤波电路；
图6为本发明优选实施例中的信号增益电路；
图7为本发明优选实施例中的高通滤波电路。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围：
如图1所示，本发明提供一种风机转速实时检测及堵转预警模块，上述电机为直流电机但不限于直流电机；
上述风机转速实时检测及堵转预警模块包括：
检测模块，所述检测模块用于检测风机供电端的实测电流信号；
信号处理模块，所述信号处理模块接收检测模块的实测电流信号，并将实测电流信号分解为实测直流部分和实测交流部分；随后利用实测直流部分计算实测有效值特性，利用实测交流部分计算实测频率特性；在上述信号处理模块内提前预存有常态有效值特性和常态频率特性；上述常态有效值特性和常态频率特性是指在风机正常工作时，利用检测模块检测得到常态电流信号，随后信号处理模块从检测模块获取常态电流信号，并根据常态电流信号分解得到常态直流部分和常态交流部分；最后利用常态直流部分计算常态有效值特性，利用常态交流部分计算常态频率特性，通过常态电流信号计算得出正常风机转速；上述信号处理模块将实际转速与正常转速进行比对，当实际转速位于非正常转速范围时，则向预警模块发送预警启动指令；当实际转速位于正常转速范围时，则不向预警模块发送预警启动指令；
预警模块，所述预警模块接收信号处理模块的指令，并根据指令执行预警通告。
作为优选，为了便于信号处理模块的精度、效率和可靠性：还包括信号预处理模块，所述信号预处理模块包括前级运放电路、高通滤波电路、第一低通滤波电路、第一信号增益电路、第二低通滤波电路、第二信号增益电路和模数转换电路；
其中：所述检测模块的输出端子与前级运放电路的输入端子电连接；所述前级运放电路的输出端子依次通过高通滤波电路、第一低通滤波电路、第一信号增益电路与模数转换电路的输入端子电连接；所述前级运放电路的输出端子依次通过第二低通滤波电路、第二信号增益电路和模数转换电路的输入端子电连接；所述模数转换电路的输出端子与信号处理模块的 I/O端子电连接。
通过大量的实验测试，请参阅图3至图7；本优选实施例中：所述检波电阻的参数为0.01Ω；所述前级运放电路的参数为5倍；所述高通滤波电路的参数为15Hz，-6dB；所述第一低通滤波电路的参数为6kHz，LPF，-18dB；所述第一信号增益电路的参数为5倍；所述第二低通滤波电路的参数为600Hz，LPF，-18dB；所述第二信号增益电路的参数为5倍。
上述优选实施例的工作原理为：
风机在运转过程中产生电流波动，在电磁兼容性上属于干扰噪音，需要去实施规避。请参阅图2，本优选实施例将电流波动同风机转速的相关特性通过模拟电路剥离出来，量化出①风机转速-电流波动频率关系，②风机档位-电流有效值关系。通过电流特性可获得当前风机档位及转速信息，可实时检测到堵转发生前状态进行预警。本技术方案可在风机堵转发生前预警(图2的预警区间)，比现有技术(堵转之后检测)能更早的发现堵转异常并实施防堵转策略，能有效的保护风机，提前排除堵转故障，保证系统稳定运行。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (4)
1.一种风机转速实时检测及堵转预警模块，其特征在于，至少包括：
检测模块，所述检测模块用于检测风机供电端的实测电流信号；
信号处理模块，所述信号处理模块接收检测模块的实测电流信号，并将实测电流信号分解为实测直流部分和实测交流部分；随后利用实测直流部分计算实测有效值特性，利用实测交流部分计算实测频率特性；在上述信号处理模块内提前预存有常态有效值特性和常态频率特性；上述常态有效值特性和常态频率特性是指在风机正常工作时，利用检测模块检测得到常态电流信号，随后信号处理模块从检测模块获取常态电流信号，并根据常态电流信号分解得到常态直流部分和常态交流部分；最后利用常态直流部分计算常态有效值特性，利用常态交流部分计算常态频率特性，通过常态电流信号计算得出正常风机转速；上述信号处理模块将实际转速与正常转速进行比对，当实际转速位于非正常转速范围时，则向预警模块发送预警启动指令；当实际转速位于正常转速范围时，则不向预警模块发送预警启动指令；
预警模块，所述预警模块接收信号处理模块的指令，并根据指令执行预警通告。
2.根据权利要求1所述的风机转速实时检测及堵转预警模块，其特征在于：所述检测模块为串联于供电导线上的检波电阻。
3.根据权利要求2所述的风机转速实时检测及堵转预警模块，其特征在于：还包括信号预处理模块，所述信号预处理模块包括前级运放电路、高通滤波电路、第一低通滤波电路、第一信号增益电路、第二低通滤波电路、第二信号增益电路和模数转换电路；其中：所述检测模块的输出端子与前级运放电路的输入端子电连接；所述前级运放电路的输出端子依次通过高通滤波电路、第一低通滤波电路、第一信号增益电路与模数转换电路的输入端子电连接；所述前级运放电路的输出端子依次通过第二低通滤波电路、第二信号增益电路和模数转换电路的输入端子电连接；所述模数转换电路的输出端子与信号处理模块的I/O端子电连接。
4.根据权利要求3所述的风机转速实时检测及堵转预警模块，其特征在于：所述检波电阻的参数为0.01Ω；所述前级运放电路的参数为5倍；所述高通滤波电路的参数为15Hz，-6dB；所述第一低通滤波电路的参数为6kHz，LPF，-18dB；所述第一信号增益电路的参数为5倍；所述第二低通滤波电路的参数为600Hz，LPF，-18dB；所述第二信号增益电路的参数为5倍。
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