CN113503266A - 一种直流风扇控制系统及直流风扇 - Google Patents

一种直流风扇控制系统及直流风扇 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种直流风扇控制系统及直流风扇，属于风扇设备领域，用以解决风扇控制系统不稳定造成的控制不稳定，包括服务器、第一控制器、第二控制器、温度采集装置以及直流风扇组；温度采集装置用于采集电子设备当前温度，并将温度信号发送至服务器；服务器制定降温策略；服务器将降温策略发送至第一控制器；第一控制器生成调节调令发送至直流风扇组，第一控制器中设置有报警装置，第一控制器将自身的状态信息发送至第二控制器中的状态监测装置；第二控制器中存储有降温策略，其同时接收温度采集装置发出的温度信号生成调节命令发送至直流风扇组。本发明设计合理，便于直流风扇控制，能够在控制系统不稳定的情况下继续对电子设备进行降温。

Description

一种直流风扇控制系统及直流风扇
技术领域
本发明属于风扇设备领域，涉及直流风扇技术，具体是一种直流风扇控制系统及直流风扇。
背景技术
直流无刷风扇是通过利用霍尔传感器识别扇叶与定子的相对位置，然后通过驱动器芯片来进行电子换向，从而使风扇进行工作。在直流无刷风扇中霍尔传感器的主要作用是识别扇叶组件里的磁钢极性，然后通过驱动器芯片给定子组件提供电源，从而使风扇正常运行。
现有的风扇尺寸较大，且风量小，噪音大，不利于小空间环境的使用，运转工作时需要的功耗比较多。现有技术中存在利用风扇对电子设备进行散热的技术方案以及包括风扇的散热系统，但是现有技术的风扇控制系统常因本身出现异常而导致风扇控制不稳定，从而无法发挥散热作用，进而造成电子设备的停机或者无法正常工作。
发明内容
为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种直流风扇控制系统及直流风扇，便于稳定控制直流风扇降温。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种直流风扇控制系统，包括服务器、第一控制器、第二控制器、温度采集装置以及直流风扇组；
温度采集装置用于采集电子设备当前温度，并将温度信号发送至服务器；服务器制定降温策略；服务器将降温策略发送至第一控制器；第一控制器生成调节命令发送至直流风扇组，第一控制器中设置有报警装置，第一控制器将自身的状态信息发送至第二控制器中的状态监测装置；第二控制器中存储有降温策略，其同时接收温度采集装置发出的温度信号生成调节命令发送至直流风扇组。
进一步地，直流风扇组包括一个或若干个直流风扇，直流风扇包括电压转换电路、转速调节装置、过载保护装置及直流风扇本体，电压转换电路用于将交流电转化为直流电；转速调节装置接收第一控制器或第二控制器的调节命令，过载保护装置用以防止主电源线回路因过载导致损坏。
进一步地，第一控制器与服务器的连接方式为电回路连接和无线信号连接；温度采集装置的测量方式包括热电阻温度采集和热电偶温度采集。
进一步地，转速调节装置的调节方式包括直流电压调节和脉冲宽度调制。
进一步地，本发明还提供一种基于直流风扇控制系统的直流风扇，包括扇叶组件和定子组件，其特征在于，所述扇叶组件包括扇叶、油轴、轭铁和磁钢，所述扇叶底部设置有与轭铁相适应的凹槽，轭铁通过胶水粘接在凹槽内，所述轭铁呈圆形，轭铁底部设置有与磁钢相适应的凹槽并且中心设置有安装孔，所述磁钢通过胶水粘接在轭铁底部的凹槽内，安装孔中固定连接有油轴，所述油轴的底部安装有垫片；
所述定子组件包括下机壳、线路板、线圈、制动片及驱动芯片，所述下机壳中心位置固定连接有轴承，所述下机壳沿中心开设有适应于制动片的凹槽，所述制动片套接在轴承上并放置在凹槽中，线路板固定在下机壳上，线路板中心开设有用以轴承通过的通孔，所述驱动芯片设置在线路板上对应制动片中心与叶片中心连线的位置，并且与线路板形成回路；线圈安装在线路板上偏离制动片的位置，并与线路板形成回路；所述油轴与轴承配合固定。
进一步地，所述制动片为磁性金属，所述制动片一体成型并且呈轴对称，所述制动片中心开设有适应于轴承的通孔，并且沿几何中心周向均匀分布有三个叶片。
进一步地，所述驱动芯片中设置有霍尔元件。
进一步地，磁钢包括三个对称设置的N极和三个对称设置的S极,N极和S极在磁钢周向交错分布。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.控制系统更加稳定
通过设置第一控制器和第二控制器，其中第一控制器用于在线控制，其与服务器的连接方式为无线通信和电回路连接，保证第一控制器与服务器稳定链接，在电回路连接损坏后，启用无线通信连接，另外第一控制其中还设置有报警装置，用于在第一控制器与服务器断开连接后报警，第二服务器中的状态监测装置监测第一控制器的状态信息，方便在第一控制器完全与服务器失去联系后启用第二控制器中存储的降温策略。
2.直流风扇启动方便
直流无刷风扇是通过利用霍尔传感器识别扇叶与定子的相对位置，然后通过驱动器芯片来进行电子换向，从而使风扇进行工作。霍尔传感器的主要作用是识别扇叶组件里的磁钢极性，然后通过驱动器芯片给定子组件提供电源，从而使风扇正常运行。风扇组件停留的位置是任意的，也就是说存在磁钢N/S极交替处正好停留在霍尔传感器上的可能，这时霍尔传感器识别不出磁钢极性，会导致风扇不能工作。通过设置制动片与磁钢配合保证制动片与磁钢的S极相吸时，磁钢的N极刚好停留在带霍尔功能的驱动芯片上，有利于带霍尔功能的驱动芯片识别磁钢的极性。本发明所设计的制动片结构简单，安装难度小，便于生产，另外磁钢的设计方便布置制动片和带霍尔功能的驱动芯片的位置，使整体风扇的尺寸较小、制造成本低。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明系统结构示意图；
图2为本发明直流风扇内部模块结构示意图；
图3为本发明直流风扇转子分解结构示意图；
图4为本发明直流风扇定子分解结构示意图
图5为本发明直流风扇下机壳分解结构示意图。
图中：3、扇叶；4、轭铁；5、磁钢；6、垫片；7、油轴；8、线路板；9、线圈；10、驱动芯片；11、轴承；12、制动片；13、下机壳。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所述，一种直流风扇控制系统及直流风扇，所述控制系统包括服务器、第一控制器、第二控制器、温度采集装置以及直流风扇组。
温度采集装置用于采集电子设备当前温度。其测量方式包括热电阻温度采集和热电偶温度采集。
温度采集装置将温度信号发送至服务器，服务器根据当前温度制定降温策略，所述降温策略包括开启直流风扇数量、持续时间及风扇转速。根据电子设备温度曲线，预判后续电子设备内的温度从而做出预判。避免频繁制定降温策略导致直流风扇因调节次数过多而损坏。
服务器将降温策略发送至第一控制器，所述第一控制器用以生成调节命令，并将控制信号发送至直流风扇组。需要说明的是第一控制器除与服务器通过电回路连接外，还包括无线信号连接。避免因电回路损坏致使服务器于第一控制器失去联系。所述第一控制器还包括报警装置，用以在损坏后发出警报。
第一控制器将自身状态信息发送至第二控制器的状态监测装置中，第二控制器在第一控制器与服务器失去联系后，利用自身存储的温度控制策略，接收温度采集装置发出的温度信号，其不同温度信号对应不同的温度控制策略继续对直流风扇组发送调节命令。
如图2所示，所述直流风扇组包括一个或若干个直流风扇，直流风扇包括电压转换电路、转速调节装置、过载保护装置及直流风扇本体。电压转换电路一端连接外界交流电，另一端连接转速调节装置，电压转换电路用于将交流电转化为直流电为直流风扇提供直流电源，需要说明的是，可以各自为每一个直流风扇单独设置电压转换电路，也可以若干个直流风扇共用一个电压转换电路；
转速调节装置接收第一控制器或第二控制器的调节命令，接收调节命令后对直流风扇转速进行调节，转速调节装置的调节方式包括直流电压调节和脉冲宽度调制(PWM)。选择其中一种即可，直流电压调节利用直流电压调节电路改变直流风扇本体两端的电压从而改变扇叶转速；脉冲宽度调制使晶体管基极或MOS管栅极的偏置，实现晶体管或者MOS管开通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变，其可通过PWM电路实现；上述直流调节电路与PWM电路均为本领域技术人员常见技术，本发明不做赘述；
过载保护装置用以防止直流风扇主电源线回路因过载导致过热而损坏，具有自动断电的功能，其过载保护装置与主电源回路串联，具体为空气开关或熔断器，本发明图2所示直流风扇内部模块结构示意图用以便于相关技术人员理解并不是对于其具体结构进行严格限定。
如图3-5所示，本发明还提供一种基于直流风扇控制系统的直流风扇，包括扇叶组件和定子组件。
如图3所示，所述扇叶组件包括扇叶3、油轴7、轭铁4和磁钢5，扇叶3为一体成型，其底部设置有与轭铁4相适应的凹槽，轭铁4通过胶水粘接在凹槽内，所述轭铁4呈圆形，其底部设置有与磁钢5相适应的凹槽并且轭铁4中心设置有安装孔，所述磁钢5通过胶水粘接在轭铁4底部的凹槽内，所述磁钢5的形状为圆环形，包括三个对称设置的N极和三个对称设置的S极，N极和S极在磁钢5上周向交错分布，安装孔中固定连接有油轴7，所述油轴7的底部安装有垫片6。
如图4-5所示，所述定子组件包括下机壳13、线路板8、线圈9、制动片12及驱动芯片10，所述下机壳13中心位置固定连接有轴承11，所述下机壳13沿中心开设有适应于制动片12的凹槽，制动片12套接在轴承11上，所述制动片12为磁性金属，能够与磁钢5相吸，所述制动片12一体成型并且呈轴对称，所述制动片12中心开设有适应于轴承11的通孔，并且沿几何中心周向均匀分布有三个叶片，所述线路板8固定在下机壳13上，线路板8中心开设有用以轴承11通过的通孔，所述驱动芯片10包括霍尔元件，其设置在线路板8上对应制动片12中心与叶片中心连线的位置，并且与线路板8形成回路，线圈9安装在线路板8上偏离制动片12的位置，并与线路板8形成回路，上述结构可以与磁钢5的设置配合，保证制动片12与磁钢5的N极相吸时，磁钢5的S极刚好停留在带霍尔功能的驱动芯片10上，相反在制动片12与磁钢5的S极相吸时，磁钢5的N极刚好停留在带霍尔功能的驱动芯片10上，有利于带霍尔功能的驱动芯片10识别磁钢5的极性，杜绝了带霍尔功能的驱动芯片10不能识别出磁钢5极性的问题，保证风扇的正常工作。
所述扇油轴7与轴承11配合固定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种直流风扇控制系统，其特征在于，包括服务器、第一控制器、第二控制器、温度采集装置以及直流风扇组；
温度采集装置用于采集电子设备当前温度，并将温度信号发送至服务器；服务器制定降温策略；服务器将降温策略发送至第一控制器；第一控制器生成调节命令发送至直流风扇组，第一控制器中设置有报警装置，第一控制器将自身的状态信息发送至第二控制器中的状态监测装置；第二控制器中存储有降温策略，其同时接收温度采集装置发出的温度信号生成调节命令发送至直流风扇组。
2.根据权利要求1所述的一种直流风扇控制系统，其特征在于，直流风扇组包括一个或若干个直流风扇，直流风扇包括电压转换电路、转速调节装置、过载保护装置及直流风扇本体，电压转换电路用于将交流电转化为直流电；转速调节装置接收第一控制器或第二控制器的调节命令，过载保护装置用以防止主电源线回路因过载导致损坏。
3.根据权利要求1所述的一种直流风扇控制系统，其特征在于，第一控制器与服务器的连接方式为电回路连接和无线信号连接；温度采集装置的测量方式包括热电阻温度采集和热电偶温度采集。
4.根据权利要求2所述的一种直流风扇控制系统，其特征在于，转速调节装置的调节方式包括直流电压调节和脉冲宽度调制。
5.一种基于直流风扇控制系统的直流风扇，包括扇叶组件和定子组件，其特征在于，所述扇叶组件包括扇叶(3)、油轴(7)、轭铁(4)和磁钢(5)，所述扇叶(3)底部设置有与轭铁(4)相适应的凹槽，轭铁(4)通过胶水粘接在凹槽内，所述轭铁(4)呈圆形，轭铁(4)底部设置有与磁钢(5)相适应的凹槽并且中心设置有安装孔，所述磁钢(5)通过胶水粘接在轭铁(4)底部的凹槽内，安装孔中固定连接有油轴(7)，所述油轴(7)的底部安装有垫片(6)；
所述定子组件包括下机壳(13)、线路板(8)、线圈(9)、制动片(12)及驱动芯片(10)，所述下机壳(13)中心位置固定连接有轴承(11)，所述下机壳(13)沿中心开设有适应于制动片(12)的凹槽，所述制动片(12)套接在轴承(11)上并放置在凹槽中，线路板(8)固定在下机壳(13)上，线路板(8)中心开设有用以轴承(11)通过的通孔，所述驱动芯片(10)设置在线路板(8)上对应制动片(12)中心与叶片中心连线的位置，并且与线路板(8)形成回路；线圈(9)安装在线路板(8)上偏离制动片(12)的位置，并与线路板(8)形成回路；所述油轴(7)与轴承(11)配合固定。
6.根据权利要求5所述的一种基于直流风扇控制系统的直流风扇，其特征在于，所述制动片(12)为磁性金属，所述制动片(12)一体成型并且呈轴对称，所述制动片(12)中心开设有适应于轴承(11)的通孔，并且沿几何中心周向均匀分布有三个叶片。
7.根据权利要求5所述的一种基于直流风扇控制系统的直流风扇，其特征在于，所述驱动芯片(10)中设置有霍尔元件。
8.根据权利要求5所述的一种基于直流风扇控制系统的直流风扇，其特征在于，磁钢(5)包括三个对称设置的N极和三个对称设置的S极，N极和S极在磁钢(5)周向交错分布。
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