CN204677482U - 一种无刷直流电机恒风量控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种无刷直流电机恒风量控制系统，包括风机、驱动风机运动的电机、与电机连接的控制装置，所述控制装置包括数据采集模块和控制模块。其中数据采集模块用以采集风机的电机功率、电机转速、电压、输出电流，并将电机功率、电机转速、电压、输出电流信息发送至控制模块；而控制模块，用于接收数据采集模块采集的电机功率、电机转速、电压、输出电流，控制电机转速，进而控制风机输出恒定风量。本实用新型不但能在不同静压下输出恒定风量以适应不同的风机应用，而且实现简单便捷、系统稳定性好、控制精度高、实施成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及风机控制系统技术领域，特别是指一种无刷直流电机恒风量控制系统。
背景技术
现今人们对环境舒适度和节能要求的提高，风量控制成为了风机系统中不可缺少的一部分。静压会随着风机管道安装不同或风道积灰而发生变化，恒风量控制可以在广泛的静压范围内，实现恒定的风量输出以维持舒适的通风。
为了实现恒风量控制，一些技术方案在出风口或风道内装入风压计来判断风量大小，也有些技术方案会安装风量计来测量风量。这些方法不仅安装布线麻烦，增加硬件成本，还会因为风压计或风量计的失效带来失败的风险。无风量计或风压计的恒风量控制方法越来越受到风机厂商们亲睐。
实用新型内容
为解决风机在不同静压情况下不能充分实现恒风量输出的技术问题，本实用新型提供一种无刷直流电机恒风量控制系统，且实现简单便捷，控制精度高，实施成本低，装置稳定性好，在不同静压下输出恒定风量，适应不同的风机系统。为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种无刷直流电机恒风量控制系统，其特征在于：包括风机、驱动风机运动的电机、与电机连接的控制装置，所述控制装置包括数据采集模块和控制模块；所述数据采集模块用以采集电机功率、电机转速、电压、输出电流，并将风量、电机功率、电机转速、电压、输出电流信息发送至控制模块；
控制模块，用于接收数据采集模块采集的电机功率、电机转速、电压、输出电流，控制电机转速，进而控制风机输出恒定风量。
更优地，控制装置设置有转速估算模块，用于采集电机在运行过程中的电流与电压信息，并估算电机当前的转速，并将转速数据发送至数据采集模块。
更优地，控制装置设置有存储模块，用于存储电机功率、电机转速、电机电流与风量的数据组。
更优地，控制装置设置有输出功率计算模块，用于根据当前电机的电流与转速信息，计算出当前状态下电机的实际输出功率，并将实际输出功率发送至数据采集模块。
更优地，控制装置设置有功率比较模块，用于在转速一定时，将输出功率计算模块中的实际功率与数据采集模块采集的理论功率进行比较，从而判断实际风量是否达到给定风量，并将对比结果反馈至控制模块。
更优地，控制装置设置有输出电流调整模块，当功率比较模块中实际风量未达到给定风量的范围内时，控制模块通过输出电流调整模块调整输出电流改变电机转速，从而使风机风量达到给定风量。
更优地，控制装置设置有电机初始运行控制模块，用于在预设时间内控制电机按照预设电流运行，预设电流设定在足够让电机启动正常，同时电流值为额定电流的25％-40％。
与现有技术相比，本实用新型具有有益效果：无需额外的传感器装置，通过检测转速、输出功率，闭环控制电机的给定电流以调整输出风量，能自适应不同静压，使其在不同静压下输出恒定风量，控制误差小；对电机给定电流的闭环调节，采用按实际输出功率与理论输出功率的差值大小进行分级控制，功率差值大，则电流调节幅度大，功率差值小，则电流调节幅度小，因此装置稳定性好、控制精度高，实现简单便捷且实施成本低，在不同静压下输出恒定风量，能适应不同的风机应用；电机的启动电流值为额定电流的25％-40％，使得电机控制由启动状态切换到恒风量控制不会有明显变化，可降低噪音，提高舒适度。
附图说明
图1为本实用新型恒风量控制系统的系统框图；
图2为本实用新型恒风量控制系统的流程示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实施例公开一种无刷直流电机恒风量控制系统，如图1所示，包括风机、驱动风机运动的电机、与电机连接的控制装置，所述控制装置包括数据采集模块和控制模块。
其中，所述数据采集模块用以采集风机的电机功率、电机转速、电压、输出电流，并将电机功率、电机转速、电压、输出电流信息发送至控制模块。而控制模块，用于接收数据采集模块采集的风量、电机功率、电机转速、电压、输出电流，控制电机转速，进而控制风机输出恒定风量。
进一步地，控制装置还设置有转速估算模块、存储模块、输出功率计算模块、功率比较模块、输出电流调整模块以及电机初始运行控制模块。
其中，转速估算模块用于采集电机在运行过程中的电流与电压信息，并估算电机当前的转速，并将转速数据发送至数据采集模块。
存储模块用于存储电机功率、电机转速、电机电流与风量的数据组。
输出功率计算模块用于根据当前电机的电流与转速信息，计算出当前状态下电机的实际输出功率，并将实际输出功率发送至数据采集模块。
功率比较模块，用于在转速一定时，将输出功率计算模块中的实际功率与数据采集模块采集的理论功率进行比较，从而判断实际风量是否达到给定风量，并将对比结果反馈至控制模块。
输出电流调整模块，当功率比较模块中实际风量未达到给定风量的范围内时，控制模块通过输出电流调整模块调整输出电流改变电机转速，从而使风机风量达到给定风量。
电机初始运行控制模块，用于在预设时间内控制电机按照预设电流运行，预设电流设定在足够让电机启动正常，同时电流值为额定电流的25％-40％。
具体地，如图2所示，该恒风量控制系统的工作过程为：
S1，测试不同静压下达到所需恒风量所对应的电机转速值N0、输出功率值P0和给定电流值I0，并将其存储在存储模块中；
S2，控制装置以恒定的电流驱动直流无刷电机，使电机稳定运行；
S3，转速估算模块估算转速n＝N，输出功率计算模块根据当前电机的电流与转速信息，计算出当前状态下电机的实际输出功率p＝P；根据实际转速n，查询存储模块中的数据，得到恒风量输出下转速n＝N时的理论输出功率P0；
S4，当实际输出功率P与理论输出功率P0的差值在ΔP范围内，说明当前输出风量在所需恒风量范围内，则保持当前电流使电机维持在转速n＝N运转；
S5，当实际输出功率P与理论输出功率P0的差值不在ΔP范围内，且P<P0，说明当前静压比较大，输出风量小于所需恒风量，增加给定电流以提高转速n，转回所述步骤S3；
S6，当实际输出功率P与理论输出功率P0的差值不在ΔP范围内，且P>P0,说明当前静压较小，输出风量大于所需恒风量，减少给定电流以降低转速n，转回所述步骤S3；
S7，重复步骤S3、步骤S4、步骤S5、步骤S6，直到转速N下实际输出功率P与理论输出功率P0的差值在ΔP范围内，以确保输出风量与所需风量相等或相当，停止调节给定电流，使电机稳定运行。
具体地，风道检测装置安装于风道结构中，用于检测风机在不同的给定电流I0、电机转速N0、输出功率P0的情况下所对应的风量大小，得到风量与输出功率的对应关系；然后，根据需求启动电机，使风机输出某一定量的风量，然后根据上述存储的风量与电流、电机转速、输出功率的数值关系，通过调节电流从而调节电机转速，使电机的输出功率在额定功率的可允许差值范围内，即可使风机达到恒风量输出。
在该无刷直流电机恒风量控制系统下，如果系统静压发生改变导致转速和输出功率变化，控制装置可以根据新的实际转速n和输出功率p重新调整，确保风机输出风量与所需风量相等或相当，达到恒风量控制效果，不但能在不同静压下输出恒定风量以适应不同的风机应用，而且实现简单便捷、系统稳定性好、控制精度高、实施成本低。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种无刷直流电机恒风量控制系统，其特征在于：包括风机、驱动风机运动的电机、与电机连接的控制装置，所述控制装置包括数据采集模块和控制模块，所述数据采集模块用以采集电机功率、电机转速、电压、输出电流，并将电机功率、电机转速、电压、输出电流信息发送至控制模块，
控制模块，用于接收数据采集模块采集的电机功率、电机转速、电压、输出电流，控制电机转速，进而控制风机输出恒定风量。
2.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机恒风量控制系统，其特征在于：
设置有转速估算模块，用于采集电机在运行过程中的电流与电压信息，并估算电机当前的转速，并将转速数据发送至数据采集模块。
3.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机恒风量控制系统，其特征在于：
设置有存储模块，用于存储电机功率、电机转速、电机电流与风量的数据组。
4.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机恒风量控制系统，其特征在于：
设置有输出功率计算模块，用于根据当前电机的电流与转速信息，计算出当前状态下电机的实际输出功率，并将实际输出功率发送至数据采集模块。
5.根据权利要求4所述的一种无刷直流电机恒风量控制系统，其特征在于：
设置有功率比较模块，用于在转速一定时，将输出功率计算模块中的实际功率与数据采集模块采集的理论功率进行比较，从而判断实际风量是否达到给定风量，并将对比结果反馈至控制模块。
6.根据权利要求5所述的一种无刷直流电机恒风量控制系统，其特征在于：设置有输出电流调整模块，当功率比较模块中实际风量未达到给定风量的范围内时，控制模块通过输出电流调整模块调整输出电流改变电机转速，从而使风机风量达到给定风量。
7.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机恒风量控制系统，其特征在于：设置有电机初始运行控制模块，用于在预设时间内控制电机按照预设电流运行，预设电流设定在足够让电机启动正常，同时电流值为额定电流的25％-40％。
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