CN114109886B - 一种风机反转检测方法、装置及用电设备 - Google Patents

一种风机反转检测方法、装置及用电设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种风机反转检测方法、装置及用电设备。其中，该方法包括：在风机运行过程中，获取风机的运行电流和运行音量；若所述运行电流大于风机当前运行频率对应的正常电流值，且所述运行音量大于或等于风机当前运行频率对应的反转音量值，则确定所述风机反转。本发明能够高效准确地判断出风机是否反转，从而及时采取措施故障停机。

Description

一种风机反转检测方法、装置及用电设备
技术领域
本发明涉及风机技术领域，具体而言，涉及一种风机反转检测方法、装置及用电设备。
背景技术
随着社会节能减排以及消费者对产品智能化、自动化需求的提高，变频驱动逐步成为主流。作为使用极为广泛、变频化程度较高的风机，易受到如人工导致的输入输出缺逆相、外界自然风力导致的风机启动反转等异常因素的影响使风机控制错乱，出现风机高速反转的情况。风机反转不仅会导致风量减小影响系统性能，还会使电机运行电流增大影响电机使用寿命。
针对现有技术中如何高效准确地检测出风机反转的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供一种风机反转检测方法、装置及用电设备，以至少解决现有技术中如何高效准确地检测出风机反转的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种风机反转检测方法，包括：在风机运行过程中，获取风机的运行电流和运行音量；若所述运行电流大于风机当前运行频率对应的正常电流值，且所述运行音量大于或等于风机当前运行频率对应的反转音量值，则确定所述风机反转。
可选的，获取风机的运行电流和运行音量，包括：获取所述风机的运行电流；判断所述运行电流是否大于风机当前运行频率对应的正常电流值；若所述运行电流大于所述正常电流值，则获取所述风机的运行音量。
可选的，在获取风机的运行电流和运行音量之前，还包括：预先存储所述风机正常运行时的运行频率与电流的对应关系，以及所述风机反转运行时的运行频率与音量的对应关系。
可选的，在确定所述风机反转之后，还包括：控制所述风机停机，并重启所述风机。
可选的，获取风机的运行电流，包括：通过电流检测电路获取所述风机的运行电流。
可选的，获取风机的运行音量，包括：通过分贝传感器获取所述风机的运行音量，其中，所述分贝传感器安装于所述风机周围预设距离内。
本发明实施例还提供了一种风机反转检测装置，包括：获取模块，用于在风机运行过程中，获取风机的运行电流和运行音量；确定模块，用于若所述运行电流大于风机当前运行频率对应的正常电流值，且所述运行音量大于或等于风机当前运行频率对应的反转音量值，则确定所述风机反转。
本发明实施例还提供了一种用电设备，包括：本发明实施例所述的风机反转检测装置。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例所述方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例所述方法的步骤。
应用本发明的技术方案，在风机运行过程中，通过对风机运行电流和音量进行检测，若运行电流大于风机当前运行频率对应的正常电流值，且运行音量大于或等于风机当前运行频率对应的反转音量值，则确定风机反转，能够高效准确地判断出风机是否反转，从而及时采取措施故障停机。
附图说明
图1是本发明实施例提供的风机反转检测方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的风机反转检测的程序逻辑图；
图3是本发明实施例提供的风机的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的风机反转检测方案的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的电阻采样电流检测电路的具体示意图；
图6是本发明实施例提供的风机反转检测装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本发明实施例提供一种风机反转检测方法，能够准确高效地检测出风机反转。图1是本发明实施例提供的风机反转检测方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：
S101，在风机运行过程中，获取风机的运行电流和运行音量。
S102，若运行电流大于风机当前运行频率对应的正常电流值，且运行音量大于或等于风机当前运行频率对应的反转音量值，则确定风机反转。
在实际应用中，可以根据实际需要周期性获取风机的运行电流和运行音量，以作为风机反转检测的依据。特殊的，若周期为0，则表示实时获取。可以理解的是，风机的运行电流是指风机中电机的运行电流。正常电流值是指风机在各频率下正常运行时的电流值，反转音量值是指风机在各频率下反转运行时的音量值，可以预先存储风机各频率对应的正常电流值以及反转音量值。
风机反转时，风压增大导致旋转噪声(涡流噪声)增大，负载变重导致电流增大，本实施例在风机运行过程中，通过对风机运行电流和音量进行检测，能够高效准确地判断出风机是否反转，从而及时采取措施故障停机。
在一个实施例中，获取风机的运行电流和运行音量，包括：获取风机的运行电流；判断运行电流是否大于风机当前运行频率对应的正常电流值；若运行电流大于该正常电流值，则获取风机的运行音量。
本实施例考虑到造成风机运行电流上升的原因较多，风机反转只是其中一种原因，因此本实施例先获取风机实际运行电流，在风机实际运行电流大于风机当前运行频率对应的正常电流值的情况下，再获取风机实际运行音量，以进行音量大小的判断，从而能够将风机反转导致的过流故障从风机一般过流故障中区分出来，减少故障排查时间。
在获取风机的运行电流和运行音量之前，还可以包括：预先存储风机正常运行时的运行频率与电流的对应关系，以及风机反转运行时的运行频率与音量的对应关系。示例性的，可以按照曲线的形式存储上述对应关系。本实施例通过实验预先设定并存储风机运行频率与正常电流值的对应关系以及风机运行频率与反转音量值的对应关系，为后续结合风机运行电流和运行音量进行风机反转检测提供判断依据。
在确定风机反转之后，还可以包括：控制风机停机，并重启风机。在确定出风机反转后，及时采取措施停机重启，能够有效避免因风机反转导致的无法散热、送风风量不足、大电流运行等故障问题的长期出现。
具体的，获取风机的运行电流，包括：通过电流检测电路获取风机的运行电流。目前的风机反转检测方案，会利用到限位件、浮动件、对射光栅等，安装复杂，成本较高，不利于结构设计且易受环境因素影响；防止离心风机反转所使用的传感器较为复杂，成本较高，不适于大批量使用。本实施例通过电流检测电路获取风机的运行电流，相较于设置电流传感器而言，成本较低，从而能够以较低成本实现高效准确的风机反转检测。
具体的，获取风机的运行音量，包括：通过分贝传感器获取风机的运行音量，其中，分贝传感器安装于风机周围预设距离内。预设距离可以根据实际情况进行设置，例如2cm等。分贝传感器通过风机的三相电接线盒与风机控制器(或称为控制芯片)连接。示例性的，分贝传感器可以安装于风机的导流圈附近。通过分贝传感器能够准确快速地获取风机的运行音量。
如图2所示，风机反转检测包括以下步骤：
S201，风机启动。
S202，设定风机的运行频率。
S203，预先通过实验设定并存储风机正常运行时的频率和电流的曲线。
S204，通过查表法，获取风机当前运行频率对应的正常电流值A。
S205，检测风机的当前运行电流。
S206，判断风机的当前运行电流是否大于风机当前运行频率对应的正常电流值A，若是，进入S207，若否，进入S212。
S207，检测风机的当前运行音量。
S208，预先通过实验设定并存储风机反转运行时的频率和音量的曲线。
S209，通过查表法，获取风机当前运行频率对应的反转音量值B。
S210，判断风机的当前运行音量是否达到风机当前运行频率对应的反转音量值B，若是，进入S211，若否，进入S212。
S211，风机故障停机重启。
S212，风机正常运行。
如图3所示，为风机的结构示意图，风机包括：导流圈11、电机主体12、接线盒13和分贝传感器14。分贝传感器14可以安装在电机附近，例如安装在导流圈11处，分贝传感器14的信号线通过接线盒13与控制芯片通信连接。
如图4所示，为风机反转检测方案的结构示意图，包括：风机10(可以是轴流风机或离心风机)、控制芯片20、IPM(Intelligent Power Module，智能功率模块)模块30和电流检测电路40。
风机10上设置有分贝传感器14，分贝传感器14与控制芯片20通信连接，分贝传感器14用于在风机10开启时检测风机10的运行音量，并将分贝数值模拟信号输入到控制芯片20，使得控制芯片20获取风机10的运行音量，作为检测风机反转的依据。
风机10还包括三相电输入模块15，控制芯片20通过IPM模块30连接至三相电输入模块15，以向风机10输入三相电。控制芯片20向IPM模块30输入SVPMW(Space Vector PulseWidth Modulation，空间矢量脉宽调制)波，以使IPM模块30通过开关控制向风机10输入三相电。
电流检测电路40从风机10的三相电输入进行电流采样，并将采样得到的电流数值模拟信号输入到控制芯片20，使得控制芯片20获取风机10的运行电流，作为检测风机反转的依据。
电流检测电路40可以有多种形式，以图5所示的电路为例进行说明，如图5所示，为电阻采样电流检测电路的具体示意图，N表示连接至三相电的中性点，UN表示连接至U相与中性点N之间的中点。通过电阻R1、R2、R3、R4能够实现比较器成比例输出，将三相电的高压限制到3.3V以内，比较器输出电流数值模拟信号给控制芯片20。比较器的反相输入端和输出端之间连接的电容C2主要起到去耦的作用。
通过预先调试测量数据，在风机10的控制芯片20中存储风机10正常运行时的电流/频率曲线以及风机10反转运行时的音量/频率曲线。控制芯片20通过对比分析电流和音量数据判断风机是否反转。
当风机10开启后，通过无传感器电阻采样电流检测电路40进行风机运行电流大小的获取，若通过采样获取到的风机实际运行电流大于程序设定频率(即当前运行频率)对应的正常电流值，则进入下一阶段，进行风机运行音量的判断，因为造成风机运行电流上升的原因较多，风机反转只是其中一种，所以需要进行进一步判断。
进入风机运行音量判断阶段后，控制芯片20通过分贝传感器14反馈的信号获取风机运行音量大小，若此时通过采样获取到的风机实际运行音量达到程序设定频率(即当前运行频率)对应的反转音量值，则认定风机反转。
本实施例通过对风机运行时音量的检测并结合检测电流变化综合判断风机是否反转，高效准确，从而及时采取措施故障停机，能够将风机反转导致的过流故障从风机一般过流故障中区分出来，减少故障排查时间。并且，目前的风机反转检测方案会利用到限位件、浮动件、对射光栅等器件，安装复杂，成本较高，不利于结构设计且易受环境因素影响，本实施例可低成本高效地检测出风机反转故障问题，及时停机重启，避免因风机反转导致的无法散热、送风风量不足、大电流运行等故障问题的长期出现。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种风机反转检测装置，可以用于实现上述实施例所述的风机反转检测方法。该装置可以通过软件和/或硬件实现，该装置一般可集成于风机的控制器中。
图6是本发明实施例提供的风机反转检测装置的结构框图，如图6所示，该装置包括：
获取模块61，用于在风机运行过程中，获取风机的运行电流和运行音量；
确定模块62，用于若所述运行电流大于风机当前运行频率对应的正常电流值，且所述运行音量大于或等于风机当前运行频率对应的反转音量值，则确定所述风机反转。
可选的，获取模块61包括：
第一获取单元，用于获取所述风机的运行电流；
判断单元，用于判断所述运行电流是否大于风机当前运行频率对应的正常电流值；
第二获取单元，用于若所述运行电流大于所述正常电流值，则获取所述风机的运行音量。
可选的，上述装置还可以包括：存储模块，用于在获取风机的运行电流和运行音量之前，预先存储所述风机正常运行时的运行频率与电流的对应关系，以及所述风机反转运行时的运行频率与音量的对应关系。
可选的，上述装置还可以包括：控制模块，用于在确定所述风机反转之后，控制所述风机停机，并重启所述风机。
可选的，获取模块61具体用于通过电流检测电路获取所述风机的运行电流。
可选的，获取模块61具体用于通过分贝传感器获取所述风机的运行音量，其中，所述分贝传感器安装于所述风机周围预设距离内。
上述装置可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例提供的方法。
本发明实施例还提供一种用电设备，包括：上述实施例所述的风机反转检测装置。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例所述方法的步骤。
本发明实施例还提供一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述方法的步骤。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种风机反转检测方法，其特征在于，包括：
在风机运行过程中，获取风机的运行电流和运行音量；
若所述运行电流大于风机当前运行频率对应的正常电流值，且所述运行音量大于或等于风机当前运行频率对应的反转音量值，则确定所述风机反转；
获取风机的运行电流和运行音量，包括：
获取所述风机的运行电流；
判断所述运行电流是否大于风机当前运行频率对应的正常电流值；
若所述运行电流大于所述正常电流值，则获取所述风机的运行音量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取风机的运行电流和运行音量之前，还包括：
预先存储所述风机正常运行时的运行频率与电流的对应关系，以及所述风机反转运行时的运行频率与音量的对应关系。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定所述风机反转之后，还包括：
控制所述风机停机，并重启所述风机。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，获取风机的运行电流，包括：
通过电流检测电路获取所述风机的运行电流。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，获取风机的运行音量，包括：
通过分贝传感器获取所述风机的运行音量，其中，所述分贝传感器安装于所述风机周围预设距离内。
6.一种风机反转检测装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于在风机运行过程中，获取风机的运行电流和运行音量；
确定模块，用于若所述运行电流大于风机当前运行频率对应的正常电流值，且所述运行音量大于或等于风机当前运行频率对应的反转音量值，则确定所述风机反转；
所述获取模块包括：
第一获取单元，用于获取所述风机的运行电流；
判断单元，用于判断所述运行电流是否大于风机当前运行频率对应的正常电流值；
第二获取单元，用于若所述运行电流大于所述正常电流值，则获取所述风机的运行音量。
7.一种用电设备，其特征在于，包括：权利要求6所述的风机反转检测装置。
8.一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
9.一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
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