CN112576534B - 一种风机控制电路、风机及变流器 - Google Patents

一种风机控制电路、风机及变流器 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种风机控制电路、风机及变流器，用于对交流离心风机进行调速，所述风机控制电路包括：控制单元、分压电路；控制单元根据接收到的触发信号，控制连接到分压电路的不同电压节点，从而使得连接到待调速风机的第三端的电压不同，由于第三段为待调速风机的调速端口，该调速端口电压值与待调速风机的转速呈正向线性关系，则第三端电压不同，对应风机转速不同，从而实现风机转速的调节。本发明提供的风机控制电路，仅包括控制单元和分压电路，无需设置数模转换功能模块，从而使得风机控制电路结构简单，成本较低。

Description

一种风机控制电路、风机及变流器
技术领域
本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种风机控制电路、风机及变流器。
背景技术
在地铁列车辅助变流器中，当负载较大时，产生电流较大，从而产生热量，为了方便热量散出，需要通过设置风机，风机吹出的风将负载产生的热量带走，从而降低负载周边的热量，对负载起到保护作用。
然而当风机转速较大时，出现噪声较大的问题，为了实现噪声与散热的均衡，现有技术中出现了星-三角转换方式，二-四级转换方式、脉冲控制方式、电压信号控制方式等风机调速方式。
但是，现有技术中的风机调速电路结构复杂，成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种风机控制电路、风机及变流器，以解决现有技术中风机调速电路结构复杂、成本较高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种风机控制电路，用于对交流离心风机进行调速，所述风机控制电路包括：
控制单元、分压电路；
所述分压电路的一端用于连接待调速风机的第一端，所述分压电路的另一端用于连接待调速风机的第二端，其中，所述第一端为所述待调速风机的地端，所述第二端为所述待调速风机的高电压端，所述高电压端对应所述待调速风机的最大转速；
所述控制单元包括多个输入端，所述多个输入端与所述分压电路的不同电压节点相连；
所述控制单元的输出端与所述待调速风机的第三端相连，所述第三端为所述待调速风机的调速端口，该调速端口电压值与所述待调速风机的转速呈正向线性关系；
所述控制单元根据接收到的触发信号，控制所述待调速风机的转速。
优选地，还包括辅助变流器，所述辅助变流器用于检测系统负载电流，并发出所述触发信号给所述控制单元。
优选地，所述分压电路包括串联的多个电阻，串联的多个电阻的一端与所述第一端相连，串联的多个电阻的另一端与所述第二端相连。
优选地，所述控制单元包括多个并联的开关，开关的个数小于串联的多个电阻的个数。
优选地，所述开关为继电器。
优选地，每个继电器均串接在所述第三端和所述分压电路的其中一个分压节点之间，多个继电器分别连接多个不同的分压节点。
优选地，所述分压电路包括串联的第一电阻、第二电阻和第三电阻。
优选地，所述控制单元包括第一继电器和第二继电器。
优选地，所述第一继电器串接在所述第三端与所述第一电阻和第二电阻的公共端之间；
所述第二继电器串接在所述第三端与所述第二电阻和所述第三电阻的公共端之间。
优选地，所述第一继电器为常闭继电器，所述第二继电器为常开继电器。
优选地，所述第一继电器为常开继电器，所述第二继电器为常闭继电器。
优选地，所述高电压端为所述待调速风机的+10V电压端。
本发明还提供一种风机，所述风机包括上面任意一项所述的风机控制电路。
另外，本发明还提供一种变流器，所述变流器包括上面所述的风机。
经由上述的技术方案可知，本发明提供的风机控制电路，用于对交流离心风机进行调速，所述风机控制电路包括：控制单元、分压电路；控制单元根据接收到的触发信号，控制连接到分压电路的不同电压节点，从而使得连接到待调速风机的第三端的电压不同，由于第三段为待调速风机的调速端口，该调速端口电压值与待调速风机的转速呈正向线性关系，则第三端电压不同，对应风机转速不同，从而实现风机转速的调节。本发明提供的风机控制电路，仅包括控制单元和分压电路，无需设置数模转换功能模块，从而使得风机控制电路结构简单，成本较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的风机控制电路结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种风机控制电路的具体结构示意图；
图3为本发明实施例提供的风机控制电路的等效电路图。
具体实施方式
正如背景技术部分所述，现有技术中的风机调速电路结构复杂、成本较高。
发明人发现出现上述现象的原因是：现有技术风机调速电路中，相对而言控制电路比较简单的方式为电压信号控制方式，但是现有技术中的电压信号控制方式必须要求控制机箱具备D/A转换功能，否则无法实现调速，也即现有技术中风机调速控制电路必须包含数模转换模块。因此，造成风机调速电路结构复杂，且成本较高。
基于此，本发明提供一种风机控制电路，用于对交流离心风机进行调速，所述风机控制电路包括：
控制单元、分压电路；
所述分压电路的一端用于连接待调速风机的第一端，所述分压电路的另一端用于连接待调速风机的第二端，其中，所述第一端为所述待调速风机的地端，所述第二端为所述待调速风机的高电压端，所述高电压端对应所述待调速风机的最大转速；
所述控制单元包括多个输入端，所述多个输入端与所述分压电路的不同电压节点相连；
所述控制单元的输出端与所述待调速风机的第三端相连，所述第三端为所述待调速风机的调速端口，该调速端口电压值与所述待调速风机的转速呈正向线性关系；
所述控制单元根据接收到的触发信号，控制所述待调速风机的转速。
本发明提供的风机控制电路，用于对交流离心风机进行调速，所述风机控制电路包括：控制单元、分压电路；控制单元根据接收到的触发信号，控制连接到分压电路的不同电压节点，从而使得连接到待调速风机的第三端的电压不同，由于第三段为待调速风机的调速端口，该调速端口电压值与待调速风机的转速呈正向线性关系，则第三端电压不同，对应风机转速不同，从而实现风机转速的调节。本发明提供的风机控制电路，仅包括控制单元和分压电路，无需设置数模转换功能模块，从而使得风机控制电路结构简单，成本较低。
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，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，图1为本发明实施例提供的风机控制电路结构示意图；所述风机控制电路结构用于对交流离心风机进行调速，所述风机控制电路包括：
控制单元1、分压电路2；
所述分压电路2的一端用于连接待调速风机3的第一端，所述分压电路2的另一端用于连接待调速风机3的第二端，其中，所述第一端为所述待调速风机3的地端，所述第二端为所述待调速风机3的高电压端，所述高电压端对应所述待调速风机3的最大转速；
所述控制单元2包括多个输入端，所述多个输入端与所述分压电路的不同电压节点相连；
所述控制单元2的输出端与所述待调速风机3的第三端相连，所述第三端为所述待调速风机3的调速端口，该调速端口电压值与所述待调速风机3的转速呈正向线性关系；
所述控制单元2根据接收到的触发信号，控制所述待调速风机的转速。
本实施例中不限定触发信号具体来源，只要该触发信号与辅助变流器的负载相关即可，从而当辅助变流器的负载较大时，触发信号给控制单元，控制单元控制待调速风机的转速增加，提升负载的散热效果。当辅助变流器的负载较小时，触发信号给控制单元，控制单元控制待调速风机的转速降低，从而降低噪声的产生。
可选的，在本发明的一个实施例中，可以包括辅助变流器，所述辅助变流器具有系统负载电流的检测功能，用于检测系统负载电流，并发出触发信号给所述控制单元。本实施例中可以在系统中将负载电流划分为多个范围，负载电流范围对应分压电路中的分压节点，从而当负载电流位于某一范围时，控制单元控制连接对应的分压节点，进而输出不同的电压值，对应不同的风机转速，实现风机转速的调节。
本实施例中不限定分压电路和控制单元的具体形式，可以参见图2，图2为本发明实施例提供的一种风机控制电路的具体结构示意图；其中，分压电路包括串联的多个电阻，串联的多个电阻的一端与所述第一端相连，串联的多个电阻的另一端与所述第二端相连。控制单元包括多个并联的开关，开关的个数小于串联的多个电阻的个数。本实施例中不限定开关的形式，可选的，在本发明的一个实施例中，所述开关可以为继电器。每个继电器均串接在所述第三端和所述分压电路的其中一个分压节点之间，多个继电器分别连接多个不同的分压节点。
为清楚说明本发明实施例，以图2为例进行说明，如图2中所示，分压电路包括串联的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3。控制单元包括第一继电器K1和第二继电器K2。第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3串联在一起，其中一端连接待调速风机3的地端GND；另一端连接调速风机3的高压端，本实施例中不限定高压端的电压具体值，所述高压端对应待调速风机的最大转速值。第一电阻R1和第二电阻R2的公共端作为控制单元2的其中一个输入端Ub，第二电阻R2和第三电阻R3的公共端作为控制单元2的另一个输入端Ua。输入端Ua与第二继电器K2相连，输入端Ub与第一继电器K1相连。也即所述第一继电器串接在所述第三端与所述第一电阻和第二电阻的公共端之间；所述第二继电器串接在所述第三端与所述第二电阻和所述第三电阻的公共端之间。本实施例中第一继电器K1可以为常闭继电器，第二继电器K2为常开继电器；或者第一继电器K1为常开继电器，第二继电器K1为常闭继电器。
请参见图3，本实施例中以第一继电器K1可以为常闭继电器，第二继电器K2为常开继电器为例进行说明，风机最大转速为：N(r/min)；风机与电路之间连线的线路电阻值为0Ω；当辅助变流器轻载时，第一继电器K1和第二继电器K2保持状态，也即第一继电器K1保持关闭，第二继电器K2保持打开，此时，待调速风机的第三端接口电压为：
Figure BDA0002220961000000061
风机转速为：
Figure BDA0002220961000000062
风机保持在低转速，低风量。
当辅助变流器重载时，第一继电器K1和第二继电器K2动作，也即第一继电器K1断开，第二继电器K2闭合，则调速风机的第三端接口电压为：
Figure BDA0002220961000000063
风机转速为：
Figure BDA0002220961000000064
风机保持在高转速，高风量。
综上，调节电阻R1、R2、R3的值，并控制继电器K1、K2的状态，可以实现风机转速按照设计值进行调节。变流器负载较小时，风机通过本发明电路调节到低转速，降低噪声，变流器负载较大时，风机通过本发明电路调节到高转速，满足变流器散热需求。
本发明提供的风机控制电路，能够根据变流器负载的大小，调节风机转速和风量的大小，使地铁车辆辅助变流器在大部分应用场景(负载较小)下，具有节能降噪的作用。适用于转速控制接口采用电压信号的冷却风机，实现风机转速控制。
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供一种风机，所述风机包括上面实施例中所述的风机控制电路，用于实现根据辅助变流器的负载大小，调节风机的转速，从而兼顾降噪和使用。
另外，本发明还提供一种变流器，所述变流器包括上面所述的风机，
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种风机控制电路，其特征在于，用于对交流离心风机进行调速，所述风机控制电路包括：
控制单元、分压电路；
所述分压电路的一端用于连接待调速风机的第一端，所述分压电路的另一端用于连接待调速风机的第二端，其中，所述第一端为所述待调速风机的地端，所述第二端为所述待调速风机的高电压端，所述高电压端对应所述待调速风机的最大转速；
所述控制单元包括多个输入端，所述多个输入端与所述分压电路的不同电压节点相连；
所述控制单元的输出端与所述待调速风机的第三端相连，所述第三端为所述待调速风机的调速端口，该调速端口电压值与所述待调速风机的转速呈正向线性关系；
所述控制单元根据接收到的触发信号，控制所述待调速风机的转速；
所述分压电路包括串联的多个电阻，串联的多个电阻的一端与所述第一端相连，串联的多个电阻的另一端与所述第二端相连；
所述控制单元包括多个并联的开关，开关的个数小于串联的多个电阻的个数，所述开关的个数＝所述控制单元的输入端个数。
2.根据权利要求1所述的风机控制电路，其特征在于，还包括辅助变流器，所述辅助变流器用于检测系统负载电流，并发出所述触发信号给所述控制单元。
3.根据权利要求1所述的风机控制电路，其特征在于，所述开关为继电器。
4.根据权利要求3所述的风机控制电路，其特征在于，每个继电器均串接在所述第三端和所述分压电路的其中一个分压节点之间，多个继电器分别连接多个不同的分压节点。
5.根据权利要求4所述的风机控制电路，其特征在于，所述分压电路包括串联的第一电阻、第二电阻和第三电阻。
6.根据权利要求5所述的风机控制电路，其特征在于，所述控制单元包括第一继电器和第二继电器。
7.根据权利要求6所述的风机控制电路，其特征在于，
所述第一继电器串接在所述第三端与所述第一电阻和第二电阻的公共端之间；
所述第二继电器串接在所述第三端与所述第二电阻和所述第三电阻的公共端之间。
8.根据权利要求7所述的风机控制电路，其特征在于，所述第一继电器为常闭继电器，所述第二继电器为常开继电器。
9.根据权利要求7所述的风机控制电路，其特征在于，所述第一继电器为常开继电器，所述第二继电器为常闭继电器。
10.根据权利要求1所述的风机控制电路，其特征在于，所述高电压端为所述待调速风机的+10V电压端。
11.一种风机，其特征在于，包括权利要求1-10任意一项所述的风机控制电路。
12.一种变流器，其特征在于，包括权利要求11所述的风机。
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