CN111181472A - 一种风机控制器的保护控制方法 - Google Patents

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CN111181472A CN201911347227.2A CN201911347227A CN111181472A CN 111181472 A CN111181472 A CN 111181472A CN 201911347227 A CN201911347227 A CN 201911347227A CN 111181472 A CN111181472 A CN 111181472A
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王铁军
李学涛
王龙
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Abstract

本发明公开了一种风机控制器的保护控制方法，保护控制方法包括输出功率控制保护模式和/或温度控制保护模式，输出功率控制保护模式包括将基于控制器读取监测计算得到的控制器输出功率实际值与预先设置的控制器最大允许输出功率值进行实时对比，根据对比情况对控制器的输出电流进行控制；温度控制保护模式包括将基于电阻法计算得到电机绕组温度实际值与预先设置的电机绕组最大允许温度值进行实时对比，根据对比情况对控制器的输出电流进行控制；本发明提出智能化控制的输出功率控制保护模式和温度控制保护模式来解决风机电机过应用和风机电机过热运行的问题，控制精确度高且控制步骤简单可靠。

Description

一种风机控制器的保护控制方法
技术领域
本发明属于控制器领域，具体涉及一种风机控制器的保护控制方法。
背景技术
风机的主要工作原理是通过机械能来提升气体压力并排出气体的设备，具体可以包括通风机或鼓风机，被广泛应用在各行各业。风机控制器主要用于实现对风机电机的驱动控制，其结构主要包括变频器和各种由电子元件组成的驱动电路组成。然而现有的风机控制器在安装结构、自保护控制、防水性能、通信控制方式以及满足不同应用场景的灵活调速等方面均存在较多不足。
因此，本申请人基于在控制器领域的过年专注研发经验成立了重点研发课题对风机控制器存在的各类技术问题进行集中系统性地全面创新开发改进，并针对这些创新技术方案集中提出多个专利申请保护。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种风机控制器的保护控制方法，提出智能化控制的输出功率控制保护模式和温度控制保护模式来解决风机电机过应用和风机电机过热运行的问题，控制精确度高且控制步骤简单可靠。
本发明采用的技术方案如下：
针对现有技术风机应用中通常均会存在风机电机过应用或风机电机过热运行的问题，而且一些用于避免风机电机过应用或风机过热运行问题的改进方案通常采用硬件电路进行保护，缺少智能化保护控制方案，因此，本申请还进一步提出优选的一种风机控制器的保护控制方法，所述保护控制方法包括用于防止风机电机过应用的输出功率控制保护模式和/或用于防止风机电机过热运行的温度控制保护模式，其中，所述输出功率控制保护模式包括将基于控制器读取监测计算得到的控制器输出功率实际值与预先设置的控制器最大允许输出功率值进行实时对比，根据对比情况对控制器的输出电流进行控制，确保控制器输出功率实际值不超过预先设置的最大允许输出功率值；所述温度控制保护模式包括将基于电阻法计算得到电机绕组温度实际值与预先设置的电机绕组最大允许温度值进行实时对比，根据对比情况对控制器的输出电流进行控制，确保温度实际值不超过预先设置的最大允许温度值。
优选地，所述输出功率控制保护模式的操作步骤包括：
A10)、实时读取风机控制器的输出电流Idqa和输出电压Vdqa，基于输出电流Idqa和输出电压Vdqa计算得到控制器输出功率实际值Pa，其中，Pa＝Idqa×Vdqa；
A20)、将控制器输出功率实际值Pa与预先设置的控制器最大允许输出功率值Ps进行实时对比，如果Pa大于Ps，进入步骤A30)，如果Pa小于Ps，进入步骤A40)；
A30)、风机控制器启动降低输出电流的指令，并输出电流；
A40)、返回步骤A10)。
优选地，采用步骤A20’)替换所述步骤A20)：将所述控制器输出功率实际值Pa进行偏差修正得到控制器输出功率修正实际值Pa’，修正公式为：Pa’＝Pa±Poffset，所述Poffset为预先设置的输出功率偏差参数，将控制器输出功率修正实际值Pa’与预先设置的控制器最大允许输出功率值Ps进行实时对比，如果Pa’大于Ps，进入步骤A30)，如果Pa’小于Ps，进入步骤A40)。
优选地，所述步骤A20’)包括如下操作步骤：
A21’)、将所述控制器输出功率实际值Pa进行负偏差修正得到控制器输出功率负修正实际值Pa-’，负偏差修正公式为：Pa-’＝Pa-Poffset，将输出功率负修正实际值Pa-’与预先设置的控制器最大允许输出功率值Ps进行实时对比，如果Pa-’大于Ps，进入步骤A30)，如果Pa-’小于Ps，进入步骤A22’)；
A22’)、将控制器输出功率负修正实际值Pa-’进行正偏差修正得到控制器输出功率正修正实际值Pa+’，正偏差修正公式为：Pa+’＝Pa-’+2*Poffset，将输出功率正修正实际值Pa+’与预先设置的控制器最大允许输出功率值Ps进行实时对比，如果Pa+’大于Ps，进入步骤A30)，如果Pa+’小于Ps，进入步骤A40)。
优选地，所述温度控制保护模式的操作步骤包括：
B10)、基于电机绕组的阻值变化且依据电阻计算法得到电机绕组温度实际值Tma；
B20)、将电机绕组温度实际值Tma与预先设置的电机绕组最大允许温度值Tset进行实时对比，如果Tma大于Tset，进入步骤B30)，如果Tma小于Tset，进入步骤B40)；
B30)、风机控制器启动降低输出电流的指令，并输出电流；
B40)、返回步骤B10)。
优选地，采用步骤B20’)替换所述步骤B20)：将所述电机绕组温度实际值Tma进行偏差修正得到电机绕组温度修正实际值Tma’，修正公式为：Tma’＝Tma+Toffset，所述Toffset为预先设置的绕组温度偏差参数，将电机绕组温度修正实际值Tma’与预先设置的电机绕组最大允许温度值Tset进行实时对比，如果Tma’大于Tset，进入步骤B30)，如果Tma’小于Tset，进入步骤B40)。
优选地，在所述步骤B10)之前还包括步骤B10’)：通过设置在控制器电路板上的温度传感器读取电路板实际温度值Tact，将所述电路板实际温度值Tact与预先设置的电机绕组最大允许温度值Tset进行实时对比，如果Tact大于Tset，进入步骤B30)，如果Tact小于Tset，进入步骤B10)；且采用步骤B40’)替换所述步骤B40)：返回步骤B10’)。
优选地，所述温度传感器采用NTC传感器。
需要说明的是，本申请涉及的采用电阻法来计算得到电机绕组温度实际值属于电机绕组温升计算控制领域的公知常识，本申请对此没有特别创新之处，因此对其也不展开具体说明；还需要说明的是，本申请的预先设置的输出功率偏差参数Poffset以及预先设置的绕组温度偏差参数Toffset均是根据在先经验数据得出的设备固定偏差参数，本领域技术人员可以根据常规技术手段在实施本申请时来设定具体对应的偏差参数，通过对应偏差参数的校正作用可以提高对控制器输出功率实际值以及电机绕组温度实际值的精确度，进而进一步提高本申请提出保护控制方法的有效性。
本申请通过针对风机控制器提出智能化控制的输出功率控制保护模式和温度控制保护模式来解决风机电机过应用和风机电机过热运行的问题，主要工作思路是分别预先设置控制器最大允许输出功率值和电机绕组最大允许温度值，然后通过分别实时计算控制器输出功率实际值和电机绕组温度实际值，然后进行对应对比评估判断是否需要需要降低输出电流来避免风机电机可能发生的风机电机过应用和风机电机过热运行的问题；本申请一方面还特别优选地针对输出功率控制保护模式提出采用先进行负偏差修正，后进行正偏差修正，同时基于该修正结果来精准可靠地判断是否需要降低输出电流避免过应用的问题，另一方面还特别优选地针对温度控制保护模式提出正偏差修正，来精准可靠地判断是否需要降低输出电流避免电机过热运行的问题，而且还在风机控制器的电路板上直接设置温度传感器，当其检测到电路板的发热元件温度高于预设电机绕组最大允许温度值时，发出立即进入降低输出电流来降低温度的指令，可以进一步提高过热运行保护的智能化水平。
附图说明
附图1是本申请具体实施方式下风机控制器的结构示意图；
附图2是将图1旋转一定角度后的结构示意图(未显示手控器3)；
附图3是图1的爆炸结构示意图(未显示手控器3)；
附图4是图3的控制器电路板100的背面结构示意图；
附图5是本申请具体实施方式下控制器电路板100在内部安装空间11内的安装结构示意图；
附图6是图5的爆炸结构示意图；
附图7是本申请具体实施方式下手控器3的结构示意图；
附图8是图7的爆炸结构示意图；
附图9是本申请具体实施方式下防水盖60的结构示意图；
附图10是图9的剖视图；
附图11是本申请具体实施方式下输出功率控制保护模式的操作步骤框图；
附图12是本申请具体实施方式下温度控制保护模式的操作步骤框图；
附图13是本申请具体实施方式下风机电机最大转速的控制方法中二级控制目标的操作步骤框图。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种风机控制器的保护控制方法，保护控制方法包括用于防止风机电机过应用的输出功率控制保护模式和/或用于防止风机电机过热运行的温度控制保护模式，其中，输出功率控制保护模式包括将基于控制器读取监测计算得到的控制器输出功率实际值与预先设置的控制器最大允许输出功率值进行实时对比，根据对比情况对控制器的输出电流进行控制，确保控制器输出功率实际值不超过预先设置的最大允许输出功率值；温度控制保护模式包括将基于电阻法计算得到电机绕组温度实际值与预先设置的电机绕组最大允许温度值进行实时对比，根据对比情况对控制器的输出电流进行控制，确保温度实际值不超过预先设置的最大允许温度值。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
请参见图1-10所示，一种风机控制器1，用于对风机电机的驱动运行，风机控制器1与风机电机采用接线端子霍尔电控连接，这属于电机驱动领域的公知常识，本申请对其具体电连接方式没有特别限定之处，因此也不再展开说明；风机控制器1包括具有内部安装空间11的控制器安装壳体20，该内部安装空间11内固定安装控制器电路板100，在控制器电路板100正面和/或背面上设置电子元器组件和变频器芯片110，输入电源(图未示出)与风机控制器1之间连接有滤波器2，控制器安装壳体20上固定安装有滤波器安装基座21，滤波器2通过滤波器安装基座21固定安装在控制器安装壳体20上；电子元器组件包括变频器线束插接口121和变频器最大转速线束插接口122，变频器线束插接口121通过线束与手控器3连接；手控器3包括手控器安装外壳31以及安装在手控器安装外壳31上的调速电路板32，其中，调速电路板32上分别设有用于在线调速的调速线束插接口33和用于调节最大转速的最大转速线束插接口34，调速线束插接口33通过线束与变频器线束插接口121连接，最大转速线束插接口34通过线束与变频器最大转速线束插接口122连接；优选地，在本实施方式中，电子元器组件还包括变频器USB线束插接口123，变频器USB线束插接口123通过线束与USB转串口通信芯片板(市场上可直接采购得到)连接，USB转串口通信芯片板通过线束接入操作控制平台。
本实施例通过提出设置用于对风机控制器1进行电源滤波处理的滤波器2，同时在控制器安装壳体20上设置滤波器安装基座21，直接将滤波器2固定安装在滤波器安装基座21上，使得滤波器2与风机控制器1安装成为一个产品整体，有利于安装紧凑性，同时有效节约了安装占用体积，同时本实施例还进一步设置了用于风机电机进行在线调速以及最大转速调节的手控器3，可靠地满足了风机控制器1应用于不同客户应用场景后的多样化应用需求，便于用户进行实时调节，极大地提高了用户使用体验水平，同时通过实时在线的转速调节，可以有效减少风机电机的故障发生率，相对于现有技术，本实施例提出的风机控制器1在安装结构以及灵活调速方面具有更优越的应用表现。
本实施例还具体提出了一种风机控制器1的安装结构，控制器安装壳体20包括一体成型的壳底板20a和沿壳底板20a外周一体垂直延伸的壳壁20b，用于形成内部安装空间11，壳壁20b的端口部对应设有用于内部安装空间11密封安装的壳盖板20c；壳底板20a外周上设有若干呈间隔均匀分布的底板锁紧孔22，优选地，底板锁紧孔22的数量为3-8个；具体优选地，在本实施方式中，底板锁紧孔22的数量为4个；且底板锁紧孔22沿其内侧垂直延伸形成锁紧柱23，壳盖板20c上分别与锁紧柱23一一对应配合的盖板锁紧孔24，通过螺钉紧固件同时与锁紧孔24和锁紧柱23之间的锁紧配合将壳底板20a和壳盖板20c固定连接为一体；位于内部安装空间11内的电路板100上设有与锁紧柱23限位配合的限位凹槽130；
优选地，在本实施方式中，控制器安装壳体20采用铸铝件，且控制器安装壳体20呈圆柱型形状；壳底板20a上设有向其内侧一体延伸的散热凸块25，位于控制器电路板100背面的整流桥124与散热凸块25接触连接；壳壁20b上设有向其内侧一体延伸的散热凸台26，位于控制器电路板100正面的变频器芯片110与散热凸台26接触连接；与散热凸台26位置对应的壳壁20b外侧上设有散热筋片27；为了确保壳盖板20c的安装强度，壳盖板20c的中心设有加强圆型凸台28，壳盖板20c上还设有以加强圆型凸台28为中心且呈等边三角型形状的加强筋29。
优选地，锁紧柱23的底部设有与限位凹槽130限位配合的限位凸台23a。
本实施例通过提出壳底板20a用于与壳盖板20c进行紧固连接的底板锁紧孔22设计成锁紧柱23结构，同时在电路板100上对应设置与各锁紧柱23限位配合的限位凹槽130，该限位配合结构有利于在将控制器电路板100安装在控制器安装壳体20的内部安装空间11时，可以快速将控制器电路板100快速精准地进行限位安装，极大地简化了安装定位工序，同时不需耗费专用的限位安装结构，避免额外占用内部安装空间11。
针对现有技术风机应用中通常均会存在风机电机过应用或风机电机过热运行的问题，而且一些用于避免风机电机过应用或风机过热运行问题的改进方案通常采用硬件电路进行保护，缺少智能化保护控制方案，因此，本实施例还进一步提出优选的一种风机控制器1的保护控制方法，保护控制方法包括用于防止风机电机过应用的输出功率控制保护模式和/或用于防止风机电机过热运行的温度控制保护模式，其中，输出功率控制保护模式包括将基于控制器读取监测计算得到的控制器输出功率实际值与预先设置的控制器最大允许输出功率值进行实时对比，根据对比情况对控制器的输出电流进行控制，确保控制器输出功率实际值不超过预先设置的最大允许输出功率值；温度控制保护模式包括将基于电阻法计算得到电机绕组温度实际值与预先设置的电机绕组最大允许温度值进行实时对比，根据对比情况对控制器的输出电流进行控制，确保温度实际值不超过预先设置的最大允许温度值。
在本实施方式中，输出功率控制保护模式的操作步骤包括：
A10)、实时读取风机控制器1的输出电流Idqa和输出电压Vdqa，基于输出电流Idqa和输出电压Vdqa计算得到控制器输出功率实际值Pa，其中，Pa＝Idqa×Vdqa；
A20)、将控制器输出功率实际值Pa与预先设置的控制器最大允许输出功率值Ps进行实时对比，如果Pa大于Ps，进入步骤A30)，如果Pa小于Ps，进入步骤A40)，具体地，控制器最大允许输出功率值Ps是本领域技术人员根据风机电机自身结构特性来决定的，属于本领域的公知常识；
A30)、风机控制器1启动降低输出电流的指令，并输出电流；
A40)、返回步骤A10)。
优选地，在另一实施方式中，请参见图11所示，采用步骤A20’)替换步骤A20)：将控制器输出功率实际值Pa进行偏差修正得到控制器输出功率修正实际值Pa’，修正公式为：Pa’＝Pa±Poffset，Poffset为预先设置的输出功率偏差参数，具体地，在本实施方式中，Poffset的范围可以选择在1-10W；将控制器输出功率修正实际值Pa’与预先设置的控制器最大允许输出功率值Ps进行实时对比，如果Pa’大于Ps，进入步骤A30)，如果Pa’小于Ps，进入步骤A40)；具体优选地，在本实施方式中，步骤A20’)包括如下操作步骤：
A21’)、将控制器输出功率实际值Pa进行负偏差修正得到控制器输出功率负修正实际值Pa-’，负偏差修正公式为：Pa-’＝Pa-Poffset，将输出功率负修正实际值Pa-’与预先设置的控制器最大允许输出功率值Ps进行实时对比，如果Pa-’大于Ps，进入步骤A30)，如果Pa-’小于Ps，进入步骤A22’)；
A22’)、将控制器输出功率负修正实际值Pa-’进行正偏差修正得到控制器输出功率正修正实际值Pa+’，正偏差修正公式为：Pa+’＝Pa-’+2*Poffset，将输出功率正修正实际值Pa+’与预先设置的控制器最大允许输出功率值Ps进行实时对比，如果Pa+’大于Ps，进入步骤A30)，如果Pa+’小于Ps，进入步骤A40)。
在本实施方式中，温度控制保护模式的操作步骤包括：
B10)、基于电机绕组的阻值变化且依据电阻计算法得到电机绕组温度实际值Tma；
B20)、将电机绕组温度实际值Tma与预先设置的电机绕组最大允许温度值Tset进行实时对比，如果Tma大于Tset，进入步骤B30)，如果Tma小于Tset，进入步骤B40)；
B30)、风机控制器1启动降低输出电流的指令，并输出电流；
B40)、返回步骤B10)。
优选地，在另一实施方式中，请参见图12所示，在步骤B10)之前还包括步骤B10’)：通过设置在控制器电路板上的NTC传感器读取电路板实际温度值Tact，将电路板实际温度值Tact与预先设置的电机绕组最大允许温度值Tset进行实时对比，如果Tact大于Tset，进入步骤B30)，如果Tact小于Tset，进入步骤B10)；且采用步骤B40’)替换步骤B40)：返回步骤B10’)；同时采用步骤B20’)替换步骤B20)：将电机绕组温度实际值Tma进行偏差修正得到电机绕组温度修正实际值Tma’，修正公式为：Tma’＝Tma+Toffset，Toffset为预先设置的绕组温度偏差参数，具体地，在本实施方式中，Toffset的范围可以选择在0.1-3℃；将电机绕组温度修正实际值Tma’与预先设置的电机绕组最大允许温度值Tset进行实时对比，如果Tma’大于Tset，进入步骤B30)，如果Tma’小于Tset，进入步骤B40)。
本实施例通过针对风机控制器1提出智能化控制的输出功率控制保护模式和温度控制保护模式来解决风机电机过应用和风机电机过热运行的问题，主要工作思路是分别预先设置控制器最大允许输出功率值和电机绕组最大允许温度值，然后通过分别实时计算控制器输出功率实际值和电机绕组温度实际值，然后进行对应对比评估判断是否需要需要降低输出电流来避免风机电机可能发生的风机电机过应用和风机电机过热运行的问题；本实施例一方面还特别优选地针对输出功率控制保护模式提出采用先进行负偏差修正，后进行正偏差修正，同时基于该修正结果来精准可靠地判断是否需要降低输出电流避免过应用的问题，另一方面还特别优选地针对温度控制保护模式提出正偏差修正，来精准可靠地判断是否需要降低输出电流避免电机过热运行的问题，而且还在风机控制器的电路板上直接设置温度传感器，当其检测到电路板的发热元件温度高于预设电机绕组最大允许温度值时，发出立即进入降低输出电流来降低温度的指令，可以进一步提高过热运行保护的智能化水平。
针对现有的风机控制器产品，用户无法实时调节风机电机的转速，调速操作不方便，本实施例还提出优选的一种风机控制器1的调速线控器，本实施例的调速线控器即为本实施例前文所述的手控器3，调速电路板32上设有用于调节调速参数的调速电位器旋钮35、用于确认调速参数指令的输入键36、用于显示在线调速参数的数码显示管37，调速线束插接口33通过调速四芯线束与变频器线束插接口121连接；调速四芯线束包括电源线、电压控制信号线、调速参数反馈信号线以及接地线；
优选地，在本实施方式中，手控器安装外壳31包括固定连接为一体的调速线控器安装面板31a和调速线控器安装外壳体31b，调速电路板32安装在调速线控器安装外壳体31b上，且调速电位器旋钮35的旋钮部35a贯穿调速线控器安装外壳体31b后限位安装在调速线控器安装面板31a上；调速线控器安装面板31a上设有与数码显示管37对应设置的显示防护屏37a，便于在进行在线调速时观察在线调速参数，便于及时对在线调速参数进行输入确认；调速电路板32上还设有用于显示调速状态的调速信号灯38，调速信号灯38通过调速线控器安装面板31a显示，便于查看确认手控器3当前是否处于在线调速状态。
本实施例全新设计了用于对风机电机进行实时在线调速的调速线控器(即手控器3)，其主要结构包括设置在调速电路板32上的调速电位器旋钮35、输入键36以及数码显示管37，同时在调速电路板32上设置调速线束插接口33，调速线束插接口33通过调速四芯线束与位于控制器电路板100上的变频器线束插接口121连接，用户直接通过旋转调速电位器旋钮35的旋钮部35a即可以实现对风机电机转速的实时在线调节，确认目标调速参数后，操作输入键36确认该目标调速参数指令，通过调速四芯线束的通信连接驱动变频器芯片110进行在线转速调节，整体操作过程便捷可靠，可以满足用户根据实际需要进行灵活调节转速的需求。
为了实现本实施例的高度智能化控制需求，本实施例还进一步提出优选的一种风机控制器1与上位机的连接控制方法，上位机包括操作控制平台和手控器3，风机控制器1包括用于与操作控制平台连接的USB通信控制模式，以及与手控器3连接的在线调速通信控制模式；其中，USB通信控制模式包括连接在变频器USB线束插接口123与操作控制平台之间的USB转串口通信芯片板，通过操作控制平台发送数据监测指令，USB转串口通信芯片板将该数据监测指令发送给风机控制器1，并将风机控制器1发出的数据信号传输给操作控制平台；在线调速通信控制模式包括通信连接的变频器线束插接口121和手控器3，通过手控器3向风机控制器1发送调速参数指令，风机控制器1的变频器芯片110依据调速参数指令对风机电机进行转速调节；
优选地，在本实施方式中，数据监测指令包括查询风机电机的转速和/或风机电机的运行方向；操作控制平台通过USB四芯线束与USB转串口通信芯片板连接，USB四芯线束包括电源线、发送信号线、接收信号线以及接地线；变频器USB线束插接口123通过USB三芯线束与USB转串口通信芯片板连接，USB三芯线束包括电源线、数据线以及接地线；
在使用过程中，当需要对风机电机转速进行在线调节时，可以通过顺时针或逆时针旋转调速电位器旋钮35调节调速参数，操作输入键36确认调速参数指令，然后通过调速四芯线束将该调速参数指令发送给变频器芯片110，变频器芯片110依据调速参数指令对风机电机进行在线调速；
优选地，在本实施方式中，风机控制器1还包括风机最大转速调节通信控制模式，风机最大转速调节通信控制模式包括通信连接的变频器最大转速线束插接口122和手控器3，通过手控器3向风机控制器1发送风机电机最大转速参数指令，风机控制器1的变频器芯片110依据风机电机最大转速参数指令对风机电机进行最大转速调节；
本实施例一方面通过在风机控制器1上设置变频器USB线束插接口123，通过USB转串口通信芯片板实现与操作控制平台的通信连接，操作控制平台可以为电脑或手机或其他智能操作界面，在具体使用时，通过操作控制平台发送查询命令，可以实时查询检测风机电机的运行数据，可以用于现场数据采集和问题检测，也可以通过操作控制平台发送风机电机转速以及运行方向等控制命令；本实施例另一方面通过变频器线束插接口121与手控器3进行通信连接，在具体使用时，通过手控器3向风机控制器1发送调速参数指令，风机控制器1的变频器芯片110依据该调速参数指令对风机电机进行转速调节，使得本实施例风机控制器1可以实现更高智能化的控制效果，而且所采用的通信连接结构简单且可靠。
由于现有技术中的风机控制器一般设定会设置出厂设定最高转速限值，一旦出厂发送给用户使用，用户无法在后续使用中均不能在线调整最高转速，无法满足根据实际应用场景用户需要进行最高转速设置的需求，因此，本实施例还提出优选的一种可实时调节风机最大转速的手控器3，调速电路板32设有用于调节最大转速参数的最大转速电位器旋钮41、用于确认最大转速参数指令的输入键42，用于显示实时最大转速参数的数码显示管37，最大转速线束插接口34通过最大转速四芯线束与变频器最大转速线束插接口122连接，最大转速四芯线束包括电源线、发送信号线、接收信号线以及接地线；
优选地，在本实施方式中，最大转速电位器旋钮41的旋钮部41a贯穿手控器安装外壳体31b后限位安装在手控器安装面板31a上；调速电路板32还设有用于显示最大转速参数调节状态的信号灯39，便于查看确认手控器3当前是否处于最大转速调节状态。
本实施例创造性地在风机控制器1上设置变频器最大转速线束插接口122，同时全新设计了可实时调节风机最大转速的手控器3，手控器3的主要包括设置在调速电路板32上的最大转速电位器旋钮41、输入键42以及数码显示管37，同时在调速电路板32上设置最大转速线束插接口34，最大转速线束插接口34通过最大转速四芯线束与变频器最大转速线束插接口122连接，在具体实施时手控器3与调速线控器采用集成式手控器产品，分别设有最大转速线束插接口34和调速线束插接口33的调速电路板32，数码显示管37可以分别用于显示在线调速参数(手控器3处于在线调速状态)或实时最大转速参数(手控器3处于实时调节风机最大转速状态)，结构紧凑，操作便捷。
本实施例还提出优选的一种风机控制器1与手控器3的连接结构，电子元器组件包括安装位于控制器电路板背面上的变频器最大转速线束插接口122，同时壳底板20a设有与变频器最大转速线束插接口122位置对应的人工操作窗口210，变频器最大转速线束插接口122通过人工操作窗口210与最大转速四芯线束插装连接用于与手控器3的最大转速线束插接口34进行通信控制连接；
优选地，在本实施方式中，电子元器组件还包括安装位于控制器电路板100背面上的轻触开关125和拨位开关126，轻触开关125用于程序复位，拨位开关126用于烧入程序或程序调节；其中，轻触开关125和拨位开关126的安装位置与人工操作窗口210对应便于人工操作；
优选地，在本实施方式中，人工操作窗口210上固定安装有窗口防护盖(图未示出)，且窗口防护盖上设有用于贯穿线束的线束孔；进一步优选地，人工操作窗口210内周间隔均匀分布有若干限位齿211，窗口防护盖外周设有与各限位齿211对应限位卡接的卡接槽；
优选地，为了确保安装强度，在本实施方式中，壳底板20a外周一体设置加强凸台220，加强凸台220与人工操作窗口210相连接；线束人工操作窗口220呈圆型形状，加强凸台220与人工操作窗口210相连接形成8字型形状。
本实施例通过提出安装位于控制器电路板100背面上的变频器最大转速线束插接口122，同时壳底板20a设有与变频器最大转速线束插接口122位置对应的人工操作窗口210，变频器最大转速线束插接口122通过人工操作窗口210与最大转速四芯线束插装连接用于与最大转速线束插接口34的通信控制连接，该连接方案紧凑，而且非常便于人工操作，适合作为与手控器3的连接结构方案，尤其适合作为与最大转速线束插接口34进行通信连接的结构方案，便于用户在后续根据应用领域和场景随时切换连接，用于对风机电机的最大转速进行灵活设置，显著提高用户的使用体验水平。
在提出如上手控器3结构方案以及风机控制器1与手控器3的连接结构方案的基础上，为了确保本实施例风机控制器1的安全且智能化控制性能，本实施例还提出优选的一种风机电机最大转速的控制方法，风机电机采用风机控制器1驱动运行，采用优先级设定控制，优先级控制顺序为：将始终确保风机电机在其允许运行的最高安全转速范围内运行作为一级控制目标；将与风机控制器1连接的手控器3进行风机电机最大转速的在线调节作为二级控制目标；将风机电机在风机控制器1的出厂设定最高转速范围内运行作为三级控制目标；二级控制目标的优先度小于一级控制目标且大于三级控制目标；其中，
请进一步参见图13所示，二级控制目标的操作步骤包括如下：
S11)、顺时针或逆时针旋转最大转速电位器旋钮41的旋钮部41a，实现对风机电机最大转速参数的输入；具体地，风机电机最大转速参数根据用户基于现场应用场景来做具体设定；该风机电机最大转速参数的具体数值可以直接通过数码显示管37显示，并通过显示防护屏37a向外部显示；
S12)、操作输入键42确认最大转速参数指令，同时通过最大转速四芯线束将最大转速参数指令发送给风机控制器1；
S13)、风机控制器1将最大转速参数指令作为二级控制目标对风机电机的最大转速进行在线设置。
优选地，在本实施方式中，优先级控制顺序还包括：将与风机控制器1连接的最大转速调节按键进行风机电机最大转速的在线调节作为次二级控制目标，次二级控制目标的优先度小于二级控制目标且大于三级控制目标；其中，最大转速调节按键(图未示出)包括设置在风机控制器1上的增速调节按键和减速调节按键，通过选择性操作增速调节按键或减速调节按键对风机电机的最大转速进行在线设置；具体优选地，在本实施方式中，增速调节按键和减速调节按键位于风机控制器1的控制器电路板100背面，且其安装位置与人工操作窗口210对应便于人工操作。
本实施例通过提出优先级设定控制的思路来对风机电机最大转速进行控制管理，具体是将始终确保风机电机在其允许运行的最高安全转速范围(风机电机在其允许运行的最高安全转速是指因电机结构所存在的固有特性参数)内运行作为一级优先度，将通过手控器3进行切入式最高转速在线调节的控制方式作为二级优先度，最后将出厂设定最高转速范围作为三级优先度，在实际风机日常运行过程中，用户可以实时根据需要通过手控器3进行风机电机最高转速切入调节的方式，在始终保证风机电机处于安全转速运行的前提下，可以对风机电机的最大转速进行灵活设置，显著提高用户的使用体验水平，进而提高风机控制器1的智能化控制水平。
本实施例还提出优选的一种风机控制器1与滤波器2的集成式安装结构，滤波器2连接在输入电源与风机控制器1之间，用于向风机控制器1输入电源的滤波处理，控制器安装壳体20上设有线束窗口230，滤波器2的输入端接入电源线束，且滤波器输出线束贯穿线束窗口230后接入控制器电路板100上的变频器线束插接口121；具体地，在本实施方式中，电源线束包括零线、火线和接地线，滤波器输出线束包括电源线和PWM信号线；
优选地，在本实施方式中，滤波器2还包括滤波器线控盒50，滤波器2安装在滤波器线控盒50内，滤波器线控盒50通过滤波器安装基座21固定安装在控制器安装壳体20上；同时电源线束和滤波器输出线束分别通过贯穿滤波器线控盒50后对应与外部电源和变频器线束插接口121电连接；进一步优选地，在本实施方式中，滤波器线控盒50包括紧固安装为一体的滤波器线控盒体51和线控盒盖52，滤波器2固定安装在滤波器线控盒体51内；
优选地，在本实施方式中，滤波器安装基座21固定安装在壳壁20b上；变频器线束插接口121固定焊接在控制器电路板100正面。
本实施例直接将滤波器2固定安装在滤波器安装基座21上，使得滤波器2与风机控制器1安装成为一个产品整体，有利于安装紧凑性，同时有效节约了安装占用体积，同时进一步优选地提出滤波器线控盒50的结构设计，滤波器2整体安装在滤波器线控盒50内，同时将滤波器线控盒50直接固定安装在滤波器安装基座21上，可以避免与滤波器外壳进行直接连接而可能导致对滤波器2在连接安装时造成外力损伤，有效对滤波器2进行安全防护，而且便于快速安装。
本实施例还提出优选的一种风机控制器1的防水结构，线束窗口230上密封安装有防水盖60，防水盖60上设有1个或多个用于密封贯穿线束的防水安装孔；
优选地，在本实施方式中，线束窗口230的外周设有卡接凸起231，防水盖60的底部设有与卡接凸起231卡接配合的卡接凹槽61；防水盖60采用橡胶材质，且包括1个或多个安装凸台62，各安装凸台62内设置防水安装孔，具体优选地，在本实施方式中，防水盖60包括2个安装凸台62，安装凸台62呈锥面状，且其位于外侧的内径小于其位于内侧的内径；
优选地，在本实施方式中，防水盖60上设有用于密封贯穿滤波器输出线束的滤波器防水安装孔63a，滤波器输出线束密封贯穿滤波器防水安装孔63a后接入变频器线束插接口121；防水盖60上设有用于密封贯穿调速四芯线束的调速防水安装孔63b，调速四芯线束密封贯穿调速防水安装孔63b后接入变频器线束插接口121。
本实施例通过在控制器安装壳体20的线束窗口230特别密封安装有防水盖60，同时通过在防水盖60上设有1个或多个用于密封贯穿线束的防水安装孔，在实现对线束插装功能的前提下，同时实现了对线束窗口230的密封安装，避免由于线束连接而导致水或杂质通过线束窗口230进入内部进而损坏控制器电路板100。
特别说明的是，为了实现本实施例涉及的各类控制功能的电连接需要，属于本领域技术人员公知常识的是，本实施例涉及的控制器电路板100以及调速电路板采用PCB电路板或具有同样类似效果的电路板，PCB电路板上分别设有各类电子元器件，例如，控制器电路板100上分别设有电容、电感、接线端子以及继电器等，调速电路板32上分别设有用于实现在线调速的变频芯片，以及设有用于实现实时调节风机最大转速的变频芯片，调速电路板32上该设有各类电子元器件，包括电容、电感、接线端子以及过压保护器等，这些都是属于本领域技术人员在本实施例记载技术方案基础上可作出的电路连接结构常规技术手段，本实施例对其不做具体限定。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种风机控制器的保护控制方法，其特征在于，所述保护控制方法包括用于防止风机电机过应用的输出功率控制保护模式和/或用于防止风机电机过热运行的温度控制保护模式，其中，
所述输出功率控制保护模式包括将基于控制器读取监测计算得到的控制器输出功率实际值与预先设置的控制器最大允许输出功率值进行实时对比，根据对比情况对控制器的输出电流进行控制，确保控制器输出功率实际值不超过预先设置的最大允许输出功率值；
所述温度控制保护模式包括将基于电阻法计算得到电机绕组温度实际值与预先设置的电机绕组最大允许温度值进行实时对比，根据对比情况对控制器的输出电流进行控制，确保温度实际值不超过预先设置的最大允许温度值。
2.根据权利要求1所述的风机控制器的保护控制方法，其特征在于，所述输出功率控制保护模式的操作步骤包括：
A10)、实时读取风机控制器的输出电流Idqa和输出电压Vdqa，基于输出电流Idqa和输出电压Vdqa计算得到控制器输出功率实际值Pa，其中，Pa＝Idqa×Vdqa；
A20)、将控制器输出功率实际值Pa与预先设置的控制器最大允许输出功率值Ps进行实时对比，如果Pa大于Ps，进入步骤A30)，如果Pa小于Ps，进入步骤A40)；
A30)、风机控制器启动降低输出电流的指令，并输出电流；
A40)、返回步骤A10)。
3.根据权利要求2所述的风机控制器的保护控制方法，其特征在于，采用步骤A20’)替换所述步骤A20)：将所述控制器输出功率实际值Pa进行偏差修正得到控制器输出功率修正实际值Pa’，修正公式为：Pa’＝Pa±Poffset，所述Poffset为预先设置的输出功率偏差参数，将控制器输出功率修正实际值Pa’与预先设置的控制器最大允许输出功率值Ps进行实时对比，如果Pa’大于Ps，进入步骤A30)，如果Pa’小于Ps，进入步骤A40)。
4.根据权利要求3所述的风机控制器的保护控制方法，其特征在于，所述步骤A20’)包括如下操作步骤：
A21’)、将所述控制器输出功率实际值Pa进行负偏差修正得到控制器输出功率负修正实际值Pa-’，负偏差修正公式为：Pa-’＝Pa-Poffset，将输出功率负修正实际值Pa-’与预先设置的控制器最大允许输出功率值Ps进行实时对比，如果Pa-’大于Ps，进入步骤A30)，如果Pa-’小于Ps，进入步骤A22’)；
A22’)、将控制器输出功率负修正实际值Pa-’进行正偏差修正得到控制器输出功率正修正实际值Pa+’，正偏差修正公式为：Pa+’＝Pa-’+2*Poffset，将输出功率正修正实际值Pa+’与预先设置的控制器最大允许输出功率值Ps进行实时对比，如果Pa+’大于Ps，进入步骤A30)，如果Pa+’小于Ps，进入步骤A40)。
5.根据权利要求1所述的风机控制器的保护控制方法，其特征在于，所述温度控制保护模式的操作步骤包括：
B10)、基于电机绕组的阻值变化且依据电阻计算法得到电机绕组温度实际值Tma；
B20)、将电机绕组温度实际值Tma与预先设置的电机绕组最大允许温度值Tset进行实时对比，如果Tma大于Tset，进入步骤B30)，如果Tma小于Tset，进入步骤B40)；
B30)、风机控制器启动降低输出电流的指令，并输出电流；
B40)、返回步骤B10)。
6.根据权利要求5所述的风机控制器的保护控制方法，其特征在于，采用步骤B20’)替换所述步骤B20)：将所述电机绕组温度实际值Tma进行偏差修正得到电机绕组温度修正实际值Tma’，修正公式为：Tma’＝Tma+Toffset，所述Toffset为预先设置的绕组温度偏差参数，将电机绕组温度修正实际值Tma’与预先设置的电机绕组最大允许温度值Tset进行实时对比，如果Tma’大于Tset，进入步骤B30)，如果Tma’小于Tset，进入步骤B40)。
7.根据权利要求5所述的风机控制器的保护控制方法，其特征在于，在所述步骤B10)之前还包括步骤B10’)：通过设置在控制器电路板上的温度传感器读取电路板实际温度值Tact，将所述电路板实际温度值Tact与预先设置的电机绕组最大允许温度值Tset进行实时对比，如果Tact大于Tset，进入步骤B30)，如果Tact小于Tset，进入步骤B10)；且采用步骤B40’)替换所述步骤B40)：返回步骤B10’)。
8.根据权利要求7所述的风机控制器的保护控制方法，其特征在于，所述温度传感器采用NTC传感器。
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