CN207229477U - 三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置 - Google Patents

Abstract

一种三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置，包括有风机、供电电源以及控制电路系统；控制电路系统包括温度传感器、与温度传感器信号连接的控制驱动器、第一二极管以及MOS管；控制驱动器包括有信号输入端以及信号输出端，信号输入端与温度传感器信号连接，第一二极管的第一负极与信号输出端连接、并且其连接点与栅极连接。控制驱动器发出驱动信号，当风冷对象设备的表面温度变化时，PWM波形的占空比随之改变，控制风扇的电压随之升高或降低，风扇转速也随之联动出现升高或者降低。在低速运行时，设备的运行噪声能够得到极大程度地降低。设备在非满功率运行时，通过这种方式可降低风扇转速达到降低噪声的目的，同时还具有节能的优点。

Description

三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置

技术领域

本实用新型涉及风机设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置。

背景技术

在各行各业所使用的各类机械与电气设备中，与风机配套的电机约占全国电机装机量的60％，为了满足机械设备的送风要求，大多数风机在使用过程中都存在大马拉小车的现象。

在我国，电动机用电量约占全国发电量的60％～70％，风机、水泵设备年耗电量约占全国电力消耗的1/3，造成这种状况的主要原因是：风机、水泵等设备传统的调节方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输出功率大量地消耗在挡板、阀门的截流过程中。

因生产、工艺等方面的变化，需要经常调节风机送风的流量、压力、温度，而目前许多单位仍然采用较为落后的调节档风板或阀门开启度的方式来调节气体的流量、压力、温度等，这实际上是通过人为增加阻力的方式实现送风调节，这种调节方式是以浪费电能和金钱为代价来满足工艺和工况对气体流量调节的要求。

以现有技术中的三相不平衡调节装置(或称三相不平衡智能调节装置，该装置的英文全称为The smart unbalanced component conditioner，英文简称为SUC)中的风冷散热为例：目前众多装置在散热时风扇转速不受控制，一直以最高转速运行，这样不但影响风扇寿命，而且产生的噪声严重。为了解决上述问题，现有少数风机还使用了变频器控制风扇转速或者是使用了PWM调压方式控制风扇转速的方案，前者不但成本高而且安装空间受限，后者很容易出现电压波动影响风机和电源寿命的现象。

因此，传统风机结构存在调节精度低、能源浪费严重等问题，其很难满足现代化工业生产及服务等方面的要求，负面效应十分严重。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有调节精度高、节约能源等优点的三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置，包括有风机以及供电电源，所述风机具有风机正极以及风机负极，所述供电电源包括有电源正极以及电源负极，所述风机正极与所述电源正极连接。基于上述结构设计，本实用新型还包括有控制电路系统；

所述控制电路系统包括有用于进行温度检测的温度传感器、与所述温度传感器信号连接的控制驱动器、第一二极管以及MOS管；

所述第一二极管包括有第一正极以及第一负极，所述第一正极与所述电源负极连接；

所述MOS管包括有栅极、源极以及漏极，所述源极与所述电源负极连接，所述漏极与所述风机负极连接；

所述控制驱动器包括有信号输入端以及信号输出端，所述信号输入端与所述温度传感器信号连接，所述第一二极管的第一负极与所述信号输出端连接、并且其连接点与所述栅极连接。

优选地，于所述风机正极以及所述风机负极之间并联有第一稳压电容，所述第一稳压电容的正极与所述风机正极连接，所述第一稳压电容的负极与所述风机负极连接。

优选地，所述风机正极与所述第一稳压电容的正极的连接点与电源正极之间设置有电感。

优选地，与所述第一稳压电容并联有第二二极管，所述第一稳压电容以及所述第二二极管分设于所述电感的两侧；

所述第二二极管包括有第二正极以及第二负极，所述第二正极与所述第一稳压电容的负极连接，所述第二负极通过所述电感与所述第一稳压电容的正极连接。

优选地，所述第一稳压电容为电解电容。

优选地，于所述供电电源上连接有第二稳压电容，所述第二稳压电容的正极与所述电源正极连接，所述第二稳压电容的负极与所述电源负极连接。

优选地，所述第二稳压电容为电解电容。

优选地，与所述第一二极管上并连接有第一限流电阻，所述第一限流电阻的两端分别与所述第一正极以及第一负极连接。

优选地，于所述信号输出端与所述第一负极之间设置有第二限流电阻。

在本实用新型中，三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置包括供电电源、输出电路(由MOS管构成)、驱动电路(由控制驱动器以及第一二极管构成)、保护电路(由多个电阻、电容以及电感构成)等。由控制驱动器发出驱动信号，驱动信号以PWM波形式输出，当风冷对象设备的表面温度变化时，PWM波形的占空比随之改变，通过输出短路，控制风扇的电压随之升高或降低，风扇转速也随之联动出现升高或者降低。在低速运行时，设备的运行噪声能够得到极大程度地降低。设备在非满功率运行时，通过这种方式可降低风扇转速达到降低噪声的目的，同时还具有节能的优点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1为本实用新型一种实施例中三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置的电路原理图；

图2为本实用新型电路仿真的输入电源的电压和电流波形图；

图3为本实用新型电路仿真的输出的电压和电流波形图；

在图2以及图3中，图上两条直线分别为：上面一条代表电压，下面一条代表电流。

附图标记说明：

风机1、供电电源2、控制驱动器3、第一二极管4、MOS管5、

第一稳压电容6、电感7、第二二极管8、第二稳压电容9、

第一限流电阻10、第二限流电阻11。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。各个示例通过本实用新型的解释的方式提供而非限制本实用新型。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可在本实用新型中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本实用新型包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。此外，用语“上游”和“下游”指的是构件在流体通路中的相对位置。例如，如果流体从构件A流向构件B，则构件A在构件B的上游。相反，如果构件B接收来自构件A的流体流，则构件B在构件A的下游。

请参考图1至图3，其中，图1为本实用新型一种实施例中三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置的电路原理图；图2为本实用新型电路仿真的输入电源的电压和电流波形图；图3为本实用新型电路仿真的输出的电压和电流波形图。

本实用新型提供了一种三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置，用于实现风机1的低噪声干扰运行。本实用新型提供的三相不平衡调节装置(或称三相不平衡智能调节装置)的风机用噪声控制装置，其能够简单、快速地根据系统内部温度输出平稳、无波动的风机驱动电压，使风机1满足设备当前散热需求。

在本实用新型的一个实施方式中，该噪声控制装置包括有风机1以及供电电源2，供电电源2用于提供电能驱动风机1运转。其中，风机1包括有风机电机主体，风机电机主体具有风机正极以及风机负极；供电电源2包括有电源正极以及电源负极。基于上述结构设计，本实用新型将风机正极与电源正极连接，另外，在风机负极与电源负极之间设置了控制电路系统。

控制电路系统包括有用于进行温度检测的温度传感器、与温度传感器信号连接的控制驱动器3、第一二极管4以及MOS管5。

温度传感器与控制驱动器3之间通过传感器信号线实现信号连接，由温度传感器对风冷对象的表面温度进行实时监测，由温度传感器生成的监测信号发送给控制驱动器3，控制驱动器3具有逻辑、控制功能，其在对上述监测信号进行分析后，根据分析结果输出控制信号。

控制驱动器3包括有信号输入端以及信号输出端，信号输入端与温度传感器信号连接，用于上述监测信号的输入，第一二极管4的第一负极与信号输出端连接，这样由控制驱动器3输出的控制信号能够与第一二极管4输出的电流合并输出。实际中控制驱动器3为三相不平衡调节装置内的器件，即三相不平衡调节装置根据温度传感器监测出的温度变化输出控制信号。

具体地，第一二极管4包括有第一正极以及第一负极，第一正极与电源负极连接。

为了能够对控制驱动器3的输出信号进行放大，本实用新型在控制驱动器3与风机1之间设置了MOS管5，MOS管5包括有栅极、源极以及漏极，其中，源极与电源负极连接，漏极与风机负极连接，信号输出端(信号输出端与第一二极管4的连接点)与栅极实现连接。

在上述结构设计中，控制驱动器3输出控制信号，该控制信号与第一二极管4输出的电流混合形成控制电流输入到MOS管5的栅极，在MOS管5的源极与电源连接，从源极输入的电流受栅极电流影响通过漏极输出驱动电流，驱动电流为电压变化电流，由于驱动电流的电压变化，实现了对风机1转速控制的目的。

在本实用新型中，三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置包括供电电源2、输出电路(由MOS管5构成)、驱动电路(由控制驱动器3以及第一二极管4构成)、保护电路(由多个电阻、电容以及电感7构成)等。由控制驱动器3发出驱动信号，驱动信号以PWM波形式输出，当风冷对象设备的表面温度变化时，PWM波形的占空比随之改变，通过输出短路，控制风扇的电压随之升高或降低，风扇转速也随之联动出现升高或者降低。在低速运行时，设备的运行噪声能够得到极大程度地降低。设备在非满功率运行时，通过这种方式可降低风扇转速达到降低噪声的目的，同时还具有节能的优点。

PWM即脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

具体地，于风机正极以及风机负极之间并联有第一稳压电容6，第一稳压电容6的正极与风机正极连接，第一稳压电容6的负极与风机负极连接。风机正极与第一稳压电容6的正极的连接点与电源正极之间设置有电感7。

本实用新型还提供了与第一稳压电容6并联的第二二极管8，第一稳压电容6以及第二二极管8分设于电感7的两侧；第二二极管8包括有第二正极以及第二负极，第二正极与第一稳压电容6的负极连接，第二负极通过电感7与第一稳压电容6的正极连接。

当一个电容器被放在电路板的电源输入端，与电源设备并联时，由于这个旁路电容的阻抗远远小于分布线上的感抗，突变的电流从旁路电容上流通，不再流过电源分布线，因而，电源分布线上的电感上没有电压产生。旁路电容减小了电源分布线上电流的变化，将电源分布线上的供电电流平滑为一个连续的平均电流。可以认为，在高速电流切换时，并联的旁路电容的低阻抗短接了高阻抗的电源设备通道(电源设备+电源分布线)，为电路系统提供所需要的快速变化的电流。电源设备维持着稳定状态和慢速变化所需要的电流，并不断向旁路电容补充电荷。旁路电容的设置减少了供电电源2上的高速电流变化，电源分布线上电感7的感应电压相应就减少了，或者说减少了电源上的电压噪声，实现稳压。这种设置旁路电容的方法，极大程度地提高了电路系统供电的稳定性。

本实用新型以风冷对象的温度作为控制参数，通过控制驱动器3输出控制MOS管5导通的PWM信号，之后通过MOS管5输出大小变化的电压，经过外部电容器稳压后，PWM电压信号会变为一个平稳的电压信号，从而实现了平稳调节风机电压的作用。为了防止装置误导通或不导通，在驱动信号与电源正、负极之间串接了第二二极管8。在驱动信号、电源信号中增加第二限流电阻11防止驱动电流、风机电流过大。

于供电电源2上连接有第二稳压电容9，第二稳压电容9的正极与电源正极连接，第二稳压电容9的负极与电源负极连接。

具体地，第一稳压电容6为电解电容。

具体地，第二稳压电容9为电解电容。

为了避免电流超载输出，本实用新型还提供有一个与第一二极管4并连接的第一限流电阻10，第一限流电阻10的两端分别与第一正极以及第一负极连接；于信号输出端与第一负极之间设置有第二限流电阻11。

其中，第一限流电阻10具有两个作用：1、提供一个导通的偏置电压；2、起到泻放电阻的作用，对MOS管5的栅极G以及源极S进行保护。

并联电阻的作用为：分压、限流。一般是降低二极管等效电阻，并上电阻后二极管两端压降没有减小，但是通过去的电流小了，被并联的电阻分流了，从而达到保护二极管的目的。

通过上述结构设计，本实用新型的有益效果为：本实用新型稳定风机控制电压，根据需求调整风机1得转速，延长了风机1的使用寿命，降低了风机1运行时的设备噪声。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置，包括有风机(1)以及供电电源(2)，所述风机具有风机正极以及风机负极，所述供电电源包括有电源正极以及电源负极，所述风机正极与所述电源正极连接，其特征在于，

还包括有控制电路系统；

所述控制电路系统包括有用于进行温度检测的温度传感器、与所述温度传感器信号连接的控制驱动器(3)、第一二极管(4)以及MOS管(5)；

所述第一二极管包括有第一正极以及第一负极，所述第一正极与所述电源负极连接；

所述MOS管包括有栅极、源极以及漏极，所述源极与所述电源负极连接，所述漏极与所述风机负极连接；

所述控制驱动器包括有信号输入端以及信号输出端，所述信号输入端与所述温度传感器信号连接，所述第一二极管的第一负极与所述信号输出端连接、并且其连接点与所述栅极连接。

2.根据权利要求1所述的三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置，其特征在于，

于所述风机正极以及所述风机负极之间并联有第一稳压电容(6)，所述第一稳压电容的正极与所述风机正极连接，所述第一稳压电容的负极与所述风机负极连接。

3.根据权利要求2所述的三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置，其特征在于，

所述风机正极与所述第一稳压电容的正极的连接点与电源正极之间设置有电感(7)。

4.根据权利要求3所述的三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置，其特征在于，

与所述第一稳压电容并联有第二二极管(8)，所述第一稳压电容以及所述第二二极管分设于所述电感的两侧；

所述第二二极管包括有第二正极以及第二负极，所述第二正极与所述第一稳压电容的负极连接，所述第二负极通过所述电感与所述第一稳压电容的正极连接。

5.根据权利要求2所述的三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置，其特征在于，

所述第一稳压电容为电解电容。

6.根据权利要求1所述的三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置，其特征在于，

于所述供电电源上连接有第二稳压电容(9)，所述第二稳压电容的正极与所述电源正极连接，所述第二稳压电容的负极与所述电源负极连接。

7.根据权利要求6所述的三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置，其特征在于，

所述第二稳压电容为电解电容。

8.根据权利要求1所述的三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置，其特征在于，

与所述第一二极管上并连接有第一限流电阻(10)，所述第一限流电阻的两端分别与所述第一正极以及第一负极连接。

9.根据权利要求1至8任一项所述的三相不平衡调节装置的风机用噪声控制装置，其特征在于，

于所述信号输出端与所述第一负极之间设置有第二限流电阻(11)。