CN114216144A - 一种吸油烟机及其风机系统的叶轮清洁判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸油烟机及其风机系统的叶轮清洁判定方法，吸油烟机包括风机系统，风机系统包括叶轮和用于驱动叶轮转动的电机，吸油烟机还包括：第一检测模块，用于检测实际的电机达到运行稳态的时间T；第二检测模块，用于检测理论的电机达到运行稳态的时间T_si；控制器，用于将T和T_si进行比较判定叶轮是否需要清洁。与现有技术相比，本发明的优点在于：通过监测电机的电流到达稳定状态的时间是否增大，以此来判断叶轮的重量是否变化，从而判定是否需要清洗叶轮，利用电机特性进行判定，结果可靠，成本较低。

Description

一种吸油烟机及其风机系统的叶轮清洁判定方法

技术领域

本发明涉及油烟净化装置，尤其是一种吸油烟机，以及该吸油烟机的风机系统的叶轮清洁判定方法。

背景技术

多翼离心风机具有高压力，低噪音等特点，因此目前社会普遍用多翼离心风机系统作为动力源，利用高速旋转的叶轮在蜗壳中完成做功和过滤两个功能。如常用于吸油烟机中，通过安装在吸油烟机内部的多翼离心风机吸排油烟，多翼离心风机包括蜗壳、安装在蜗壳中的叶轮及带动叶轮转动的电机，当叶轮旋转时，在风机中心产生负压吸力，将吸油烟机下方的油烟吸入风机，经过风机加速后被蜗壳收集、引导排出室外。

目前吸油烟机几乎是中国家庭厨房中必不可少的提升用户烹饪体验感的电器之一，随着用户对厨房环境及自身烹饪体验感的进一步提升，吸油烟机清洁问题却一直困扰着用户。由于吸油烟机需要处理油烟，必将会导致吸油烟机的风机系统的蜗壳和叶轮上积满油污，导致吸油烟机性能下降；此外，积累的油污也有可能产生异味，影响用户体验。

因此目前常采用的解决方案是，对叶轮进行清洗，可以解决清洗问题，但是由于油污较多，叶轮在清洗后很快又会粘附油污，经过多次的清洗或者较长时间的粘附，叶轮的防油涂层或者涂层就比较容易被破坏。导致叶轮更加容易被油污粘附，造成叶轮清洁更难，清洗频次更高；清洗频次越高，越会破坏叶轮，如此恶性循环，严重影响用户体验。

在判定叶轮是否需要清洗时，往往是通过设定固定时间提醒用户进行判定，但是由于不同用户家烹饪习惯不同，这种设定固定时间的方法往往是按照比较恶劣的情况进行设定的，这往往超出了用户的使用情况，导致叶轮清洁的频次比较频繁，容易对叶轮进行破坏；如果不按照恶劣情况设定，则会导致叶轮需要清洗的时候还未清洗，影响吸油烟机性能，也带来清洁难度。

为此目前已有了一种根据实际使用情况进行判定的方式，如申请号为201620395624.2的中国专利公开的一种带有油污检测功能的油烟机除油装置，其包括油烟机本体及设于其内的蜗壳，蜗壳内部安装有由电机驱动的涡轮，蜗壳的进风口与吸烟口连接，蜗壳的出风口与排烟座连接，所述的电机通过电流检测系统与控制系统电联；所述的蜗壳上设置有除油装置，当电流检测系统检测到电机运行电流超过设定值时，控制系统启动除油装置。

上述这种方法，通过监测电机电流的大小进行判断，但是由于吸油烟机运行状态受外界排烟阻力的影响，电流的大小并不是仅仅与叶轮的重量有关，在不同阻力情况下,由于电机转动要克服阻力，此时电机的输出功率会随着阻力变化；由于电压都是220V，电机的输出功率随着阻力变化，电机电流就会随着阻力变化，因此很难通过电流的变化来判断叶轮重量变化。即使在相同的阻力情况下，叶轮的重量增加也不一定会使稳定运行的电流变化。电机的输出功率主要与电机转动需要克服的阻力有关，如果阻力相同，即使叶轮的重量增加，但是对于空气性能影响不大时，那电机的输出功率也是一致的；如果对空气性能有影响，那电机的输出功率是增加或减少都不一定。因此上述判定方式在实际使用中并不准确，有待进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术存在的不足，提供一种吸油烟机，能够准确判定其叶轮需要清洗的时间，可靠性高，成本低。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术存在的不足，提供一种吸油烟机的风机系统的叶轮清洁判定方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种吸油烟机，包括风机系统，所述风机系统包括叶轮和用于驱动叶轮转动的电机，其特征在于：所述吸油烟机还包括：

第一检测模块，用于检测实际的电机达到运行稳态的时间T；

第二检测模块，用于检测理论的电机达到运行稳态的时间T_si；

控制器，用于将T和T_si进行比较判定叶轮是否需要清洁。

优选的，为便于检测实际达到稳态的时间，所述第一检测模块为用于检测电机运行的电流的电流检测装置，根据电流检测装置实际检测到的电机的电流达到稳态的时间从而得到T。

优选的，所述电流检测装置集成在控制器。

优选的，为便于得到理论达到稳态的时间，所述第二检测模块为用于检测吸油烟机的风机系统的排烟阻力的传感器，根据传感器检测到的排烟阻力而得到T_si。

优选的，所述风机系统的出风口处设置有出风口罩，所述传感器为设置在出风口罩内的压力传感器。

优选的，所述电机为交流电机，由此使得判定更为准确。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种如上所述的吸油烟机的风机系统的叶轮清洁判定方法，其特征在于：所述判定方法包括如下步骤：

1)启动判定程序；

2)吸油烟机的风机系统按照预设档位启动电机；

3)每隔设定的时间t检测并记录电机当前的电流I_i，其中i为检测的次数；

4)根据步骤3)实际检测到的电流判断电机是否运行到稳定状态，如果是，得到实际的电机达到运行稳定状态的时间T，然后进入步骤5)，如果否，则回到步骤3)；

5)将T与理论的电机达到运行稳定状态的时间T_si比较，理论的电机达到运行稳定状态的时间T_si通过排烟阻力得到，如果T≤T_si，进入步骤6)；如果T>T_si，则进入步骤7)；

6)表示电机启动至运行稳定的时间未增加，叶轮的重量变化在可接受范围，结束清洗判定程序；

7)表示电机启动至运行稳定的时间增加，叶轮的重量变化超过可接受范围，需要清洗，结束清洗判定程序，启动叶轮清洁程序。

优选的，在步骤4)中，每次检测到当前的电流I_i后，将I_i与上一次记录的电流值I_i-1求差值ΔI_i，当至少满足以下其中一个条件时，判定在第i次检测时电机达到运行稳定状态：

4.1)连续m个差值ΔI_i、ΔI_i+1、ΔI_i+2……ΔI_i+m-1的绝对值都小于设定的第一误差值ΔI，其中m为预设的差值判断数量；

4.2)ΔI_i、ΔI_i+1、ΔI_i+2……ΔI_i+m-1求和小于设定的第二误差值ΔI′；

由此得到T＝i*t，i为判定电机达到运行稳定状态时的检测次数；

为减小工况对于判定的影响，判定程序在吸油烟机非工作状态下启动。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过监测电机的电流到达稳定状态的时间是否增大，以此来判断叶轮的重量是否变化，从而判定是否需要清洗叶轮，利用电机特性进行判定，结果可靠，成本较低。

附图说明

图1为本发明实施例的吸油烟机的示意图；

图2为本发明实施例的吸油烟机的剖视图；

图3为本发明实施例的吸油烟机的风机系统的示意图；

图4为本发明实施例的吸油烟机的风机系统的叶轮清洁判定方法的流程图；

图5为吸油烟机的排气阻力和风机系统的电机转速之间的关系曲线图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，由于本发明所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制，比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

参见图1～图3，一种吸油烟机，包括壳体1和设置在壳体1内的风机系统2，风机系统2通常为离心风机，风机系统2包括蜗壳21、设置在蜗壳21内的叶轮22以及用于驱动叶轮22转动的电机23。蜗壳21上形成有出风口211，该出风口211即为风机系统2的出风口。吸油烟机还包括设置在出风口211处的出风口罩3，通过该出风口罩3可连接到排烟管道(未示出)，出风口罩3内设置有传感器4，用于检测出风口罩3内的阻力，传感器4优选的为压力传感器，也可以通过检测其他参数再经过计算后得到油烟气流的压力(即阻力)。吸油烟机还包括控制器5，上述风机系统2的电机23、传感器4均电连接到控制器5。

本发明的判定方法，可以适用于任何形态的吸油烟机。吸油烟机的风机系统2的电机23启动过程中，电流并不是马上稳定在设定的电流值中运行的。由于在电机23通电瞬间，转子因为惯性还未转动起来，转子磁场以最大的切割速度——同步转速切割转子绕组，使转子绕组感应起可能达到的最高的电势。因而，在转子导体中流过很大的电流，这个电流产生抵消定子磁场的磁能。而定子方面为了维护与该时电源电压相适应的原有磁通，遂自动增加电流。因为此时转子的电流很大，故定子电流也增得很大。随着电机23的转速增高，定子磁场切割转子导体的速度减小，转子导体中感应电势减小，转子导体中的电流也减小，于是定子电流中用来抵消转子电流所产生的磁通的影响的那部分电流也减小，所以定子电流就从大到小，直到正常。

因此电机23在启动过程中，一开始以较大的电流启动，之后随着电机23带动叶轮22旋转至稳定状态，电流也到达稳定状态。根据牛顿第二定力可知，叶轮22从静止受电机23扭转力作用下，加速至稳定状态，其稳定时间与加速度相关，也就是与电机23的扭矩以及叶轮22的重量有关，而电机23启动扭矩与负载无关，一直处于一个稳定值，因此叶轮22的重量变化，会影响电机23与叶轮22到达稳定转动的时间，而这个时间就是电机23到达电流稳定的时间。对于交流电机来说，电机的输出功率、扭矩、转速是直接关联的，如果电机的输出功率稳定，则此时电机转速就是稳定的，由于电机的电压是确定的，电机的输出功率稳定，则电流就稳定，因此电机与叶轮到达稳定转动的时间，和电机电流稳定的时间两个严格相等的。对于直流电机来说情况不一定，因此本发明的方法主要针对交流电机。

因此，通过监测电机23的电流到达稳定状态的预设电流值的时间T是否增大，即可判断叶轮22的重量是否变化，从而决定是否需要清洗叶轮22。

参见图4，根据上述原理，本发明实施例的吸油烟机的风机系统2的叶轮22清洗判定方法，包括如下步骤：

1)启动判定程序；

2)吸油烟机的风机系统2按照预设档位启动电机22；

3)吸油烟机的控制器5每隔设定的时间t检测并记录电机23当前的电流I_i，其中i为检测的次数，控制器5检测电机23的电流的方式，可采用现有的技术，如背景技术中所述的，另设电流检测装置，或者控制器5自身带有采样电阻等方式，即电流检测装置集成在控制器5；

4)将I_i与上一次记录的电流值I_i-1求差值ΔI_i；判断连续m个差值ΔI_i、ΔI_i+1、ΔI_i+2……ΔI_i+m-1绝对值是否都小于设定的第一误差值ΔI，其中m为预设的差值判断数量，如果是，进入步骤5)，如果否，则回到步骤3)；在本实施例中，如m＝3，在本实施例中，如t＝0.02s，当前的i＝60，检测到I₅₉＝0.956A，I₆₀＝0.958A，ΔI₆₀＝0.002A；ΔI₆₀＝0.002A，ΔI₆₁＝0.001A，ΔI₆₂＝0.001A，都小于第一误差值ΔI＝0.003A；

5)判断ΔI_i、ΔI_i+1、ΔI_i+2……ΔI_i+m-1求和是否小于设定的第二误差值ΔI′，如果是，则判定在第i次检测时电机23的电流达到稳定值，即电机23达到运行稳定状态，进入步骤6)，如果否，则回到步骤3)；在本实施例中，ΔI₆₀+ΔI₆₁+ΔI₆₂＝0.005A，小于第二误差值第一误差值ΔI′＝0.008A；上述步骤4)和本步骤可选其一，为避免误判，在本实施例中，只有当各差值和各差值的和都未超过相应的预设值时，才判断为电机23达到运行稳定状态；

6)确定实际的电机23达到运行稳定状态的时间为T＝i*t；在本实施例中，T＝60*0.02＝1.2s；i为步骤5)中确定的电机23的电流达到稳定值时的检测次数；

7)为了进一步排除外部阻力的影响，需要增加排烟管道的阻力检测，如设置于风机系统2的出风口211处的出风口罩3的传感器4测定的出风口罩3内(相当于排烟管道)的压力为P_i，确定电机23在此压力下的稳定时间为T_si；参见图5，横坐标为电机转速n，纵坐标为电机扭矩T′，通过前期对不同外部阻力条件下，电机23达到运行稳定时间以及出风口罩3的压力进行测定，可以得到出风口罩3内的压力P_i与电机23达到运行稳定时间T_si对应关系；在进行判定时，就可以根据传感器4测得的压力P_i，来判断确定电机23理论上达到运行稳定的时间T_si，从而与步骤6)得到的实际电机23达到运行稳定时间T对比，由此来判定叶轮22的重量变化；在本实施例中，如P_i＝100Pa，确定电机23此压力下的稳定时间T_si＝1s；本步骤可在此前任一阶段运行；

8)将步骤6)得到T与步骤7)得到的T_si对比，如果T≤T_si，进入步骤9)；如果T>T_si，则进入步骤10)；在本实施例中，T>T_si，因此进入步骤10；

9)表示电机23启动至运行稳定的时间未增加，叶轮22的重量变化在可接受范围，结束清洗判定程序；

10)表示电机23启动至运行稳定的时间增加，叶轮22的重量变化超过可接受范围，需要清洗，结束清洗判定程序，启动叶轮清洁程序。

在上述步骤中，涉及计算、数值比较都可通过控制器5进行。本发明为专门设置的吸油烟机的风机系统2的叶轮清洁判定程序，在非工作状态，启动该程序，风机系统2在设定固定档位下运行，因此，工况的影响相对较小。

Claims (9)

1.一种吸油烟机，包括风机系统(2)，所述风机系统(2)包括叶轮(22)和用于驱动叶轮(22)转动的电机(23)，其特征在于：所述吸油烟机还包括：

第一检测模块，用于检测实际的电机(23)达到运行稳态的时间T；

第二检测模块，用于检测理论的电机(23)达到运行稳态的时间T_si；

控制器(5)，用于将T和T_si进行比较判定叶轮(22)是否需要清洁。

2.根据权利要求1所述的吸油烟机，其特征在于：所述第一检测模块为用于检测电机(23)运行的电流的电流检测装置，根据电流检测装置实际检测到的电机(23)的电流达到稳态的时间从而得到T。

3.根据权利要求2所述的吸油烟机，其特征在于：所述电流检测装置集成在控制器(5)。

4.根据权利要求1所述的吸油烟机，其特征在于：所述第二检测模块为用于检测吸油烟机的风机系统(2)的排烟阻力的传感器(4)，根据传感器(4)检测到的排烟阻力而得到T_si。

5.根据权利要求4所述的吸油烟机，其特征在于：所述风机系统(2)的出风口(211)处设置有出风口罩(3)，所述传感器(4)为设置在出风口罩(3)内的压力传感器。

6.根据权利要求1所述的吸油烟机，其特征在于：所述电机(23)为交流电机。

7.一种如权利要求2或3所述的吸油烟机的风机系统的叶轮清洁判定方法，其特征在于：所述判定方法包括如下步骤：

1)启动判定程序；

2)吸油烟机的风机系统(2)按照预设档位启动电机(23)；

3)每隔设定的时间t检测并记录电机(23)当前的电流I_i，其中i为检测的次数；

4)根据步骤3)实际检测到的电流判断电机(23)是否运行到稳定状态，如果是，得到实际的电机(23)达到运行稳定状态的时间T，然后进入步骤5)，如果否，则回到步骤3)；

5)将T与理论的电机(23)达到运行稳定状态的时间T_si比较，该理论的电机(23)达到运行稳定状态的时间T_si通过排烟阻力得到，如果T≤T_si，进入步骤6)；如果T＞T_si，则进入步骤7)；

6)表示电机(23)启动至运行稳定的时间未增加，叶轮(22)的重量变化在可接受范围，结束清洗判定程序；

7)表示电机(23)启动至运行稳定的时间增加，叶轮(22)的重量变化超过可接受范围，需要清洗，结束清洗判定程序，启动叶轮清洁程序。

8.根据权利要求7所述的吸油烟机的风机系统的叶轮清洁判定方法，其特征在于：在步骤4)中，每次检测到当前的电流I_i后，将I_i与上一次记录的电流值I_i-1求差值ΔI_i，当至少满足以下其中一个条件时，判定在第i次检测时电机(23)达到运行稳定状态：

4.1)连续m个差值ΔI_i、ΔI_i+1、ΔI_i+2……ΔI_i+m-1的绝对值都小于设定的第一误差值ΔI，其中m为预设的差值判断数量；

4.2)ΔI_i、ΔI_i+1、ΔI_i+2……ΔI_i+m-1求和小于设定的第二误差值ΔI′；

由此得到T＝i*t，i为判定电机(23)达到运行稳定状态时的检测次数。

9.根据权利要求7所述的吸油烟机的风机系统的叶轮清洁判定方法，其特征在于：判定程序在吸油烟机非工作状态下启动。

Images