CN209129914U - 风机调速控制器 - Google Patents

Abstract

风机调速控制器，包括：依次连接的调速电路和控制输出电路，所述调速电路的输入端与空调系统的主控制器相连，所述控制输出电路的输出端与空调系统的末端风机相连，还包括：异常自运行电路，所述异常自运行电路包括依次连接的隔离电源电路和稳压可调电压电路，所述隔离电源电路的输入端与外部电源相连，所述稳压可调电压电路的输出端与控制输出电路相连。本实用新型的异常自运行电路可在控制器与空调的主控制器间的通讯中断或主控制器失效的情况下，由异常自运行电路中的隔离电源电路向风机输出调速信号，保障风机的正常运行。

Description

风机调速控制器

技术领域

本实用新型属于风机调速技术领域，更具体地说，涉及一种空调系统中末端风机的调速控制器。

背景技术

风机是空调系统的重要组成部分，风机的风速也是保障空调系统正常运行的重要参数。在目前空调机组、新风机组、节能机组等系统中，风机调速通常是采用调速板对风机进行风挡控制或PWM/0～10V调速控制或RS485通讯无级调速控制。如专利号为200720047792.3的中国实用新型专利公开的一种风机调速系统，可通过操控器对空调内风机进行调速控制。操控器与调速板通讯连接，通过操控器可向调速板发送调速命令，调速板根据与调速命令对应的设定值来调节风机的转速。然而，空调系统在实际使用过程中可能会发生主控制器(操控器)与调速板之间的通讯被干扰而不稳定或中断、以及主控制器故障等异常情况，使得风机不受控制，严重时甚至停机，进而导致整个空调系统无法正常工作，降低了空调系统的运行可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种在调速控制器与主控制器的通讯中断或主控制器失效等情况下仍能对风机进行调速控制的风机调速控制器。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

风机调速控制器，包括：依次连接的调速电路和控制输出电路，所述调速电路的输入端与空调系统的主控制器相连，所述控制输出电路的输出端与空调系统的末端风机相连，还包括：异常自运行电路，所述异常自运行电路包括依次连接的隔离电源电路和稳压可调电压电路，所述隔离电源电路的输入端与外部电源相连，所述稳压可调电压电路的输出端与控制输出电路相连。

进一步的，所述隔离电源电路包括依次连接的第一滤波电路、隔离电源模块和第二滤波电路，所述第一滤波电路的输入端与外部电源相连，所述第二滤波电路的输出端与稳压可调电压电路相连。

进一步的，所述隔离电源模块采用型号为B1212S-1W的DC-DC电源模块，所述第一滤波电路和所述第二滤波电路为阻容滤波电路。

进一步的，所述稳压可调电压电路包括依次连接的稳压电路、电压调节电路和第三滤波电路，所述稳压电路的输入端与所述隔离电源电路的输出端相连，所述第三滤波电路的输出端与控制输出电路相连。

进一步的，所述稳压电路采用型号为TL431的稳压芯片，所述电压调节电路为可调电位器，所述第三滤波电路为电容滤波电路。

进一步的，所述调速电路包括依次相连的通讯电路和光耦驱动电路，所述通讯电路以RS485方式与主控制器通信连接，所述光耦驱动电路与控制输出电路相连。

进一步的，所述调速电路包括光耦驱动电路和手动调节电路，所述光耦驱动电路的输入端与主控制器相连，接收主控制器发送的PWM驱动信号，所述光耦驱动电路的输出端与所述控制输出电路相连；所述手动调节电路包括依次连接的可调电位器、运放跟随电路和PWM信号发生器，所述可调电位器的输入端与外部电源相连，所述手动调节电路的输出端通过一切换开关与所述光耦驱动电路的输入端相连。

进一步的，所述控制输出电路包括依次连接的三极管驱动电路、运放跟随电路和输出滤波电路，所述稳压可调电压电路的输出端与控制输出电路的三极管驱动电路中驱动三极管的集电极相连。

进一步的，还包括显示电路，所述显示电路的输入端与三极管驱动电路的输出端相连。

进一步的，还包括保护电路，所述保护电路包括自恢复保险丝以及与自恢复保险丝相连的TVS管，所述保护电路设置于风机调速控制器的通讯端口和/或输出端口。

由以上技术方案可知，本实用新型通过设置异常自运行电路，当调速控制器与主控制器间的通讯中断或主控制器失效而无法对风机进行调速时，可切换至由异常自运行电路向风机输出PWM驱动信号，异常自运行电路中的隔离电源电路输出直流电源后，通过稳压可调电压电路向控制输出电路输出可调电压，作为输出PWM驱动信号的上拉电源，实现风机转速的控制，从而可以保障风机的正常运行不受影响，提高了空调系统工作的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为应用本实用新型实施例1的空调系统的示意图；

图2为本实用新型实施例1与主控制器、风机的连接示意图；

图3为本实用新型实施例1的结构框图；

图4为主控制器与实施例1的调速控制器之间通讯正常或异常时PWM驱动信号传递路径的示意图；

图5为本实用新型实施例1的功能框图；

图6为应用本实用新型实施例2的空调系统的示意图；

图7为本实用新型实施例2与主控制器、风机的连接示意图；

图8为本实用新型实施例2的结构框图；

图9为本实用新型实施例2的功能框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。需要说明的是，附图采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例的风机调速控制器设置于空调系统的末端风机处，与末端风机相连，多个风机调速控制器以RS485通信方式分别与设置于空调控制柜内的主控制器通信连接，主控制器可向风机调速控制器发送调速信号，通过风机调速控制器对末端风机进行调速控制。本实施例采用RS485方式来实现主控制器与风机调速控制器之间的通信，具有现场施工简单，成本低的优点。

如图3所示，本实施例的风机调速控制器包括调速电路、异常自运行电路和控制输出电路。调速电路与主控制器相连，控制输出电路的输入端与调速电路的输出端相连，控制输出电路的输出端与末端风机相连，主控制器以RS485通信方式向调速电路发送调速信号，调速电路根据调速信号通过控制输出电路向末端风机输出风机驱动信号，进行调速。

本实用新型的调速电路为常规的RS485风机调速电路，其包括依次相连的通讯电路和光耦驱动电路，本实施例的通讯电路采用型号为SP485EEN的收发器芯片，用于实现与主控制器之间的RS485通信连接。来自主控制器的调速信号依次经过通讯电路和光耦驱动电路后，输出至控制输出电路。控制输出电路也为常规的风机驱动输出电路，其包括依次连接的三极管驱动电路、运放跟随电路和输出滤波电路，三极管驱动电路接收调速电路输出的信号后，将信号经运放跟随电路和输出滤波电路发送给末端风机，通过三极管驱动电路中驱动三极管的通断控制末端风机的转速。本实用新型的通讯电路、光耦驱动电路、三极管驱动电路、运放跟随电路和输出滤波电路均为现有风机调速控制器中的常规电路，与现有技术中的电路相同。

异常自运行电路的输出端与控制输出电路的输入端相连，异常自运行电路包括依次连接的隔离电源电路和稳压可调电压电路，隔离电源电路的输入端与外部电源相连，稳压可调电压电路的输出端与控制输出电路相连。隔离电源电路包括依次连接的第一滤波电路、隔离电源模块和第二滤波电路，本实施例的隔离电源模块采用具有隔离功能的型号为B1212S-1W的DC-DC电源模块，第一滤波电路和第二滤波电路均为常规的阻容滤波电路。稳压可调电压电路包括依次连接的稳压电路、电压调节电路和第三滤波电路。本实施例的稳压电路采用型号为TL431的稳压芯片，电压调节电路采用可调电位器，可调电位器用于对输出电压进行调节，第三滤波电路为常规的电容滤波电路。稳压可调电压电路的输出端与三极管驱动电路中驱动三极管的集电极相连，驱动三极管的集电极经运放跟随电路和输出滤波电路向末端风机输出PWM驱动信号。

隔离电源电路输出一个隔离的12V直流电源至稳压可调电压电路，通过稳压可调电压电路中的稳压芯片和可调电位器向控制输出电路输出一个可调电压，作为输出PWM驱动信号的上拉电源，控制风机的转速。异常自运行电路由于具有隔离电源电路(DC-DC电源模块)，其输出的是一个新的与其它电源相隔离的电压(隔离12V电源)，由此不仅可以在与主控制器的通讯中断或主控制器失效等情况下仍能通过异常自运行电路对末端风机进行调速控制，而且由隔离电源电路产生的隔离驱动电压还可以确保异常自运行电路输出的PWM驱动信号与主控制器输出的PWM驱动信号相互之间不会互相干扰，从而避免现场多个末端风机同时调速时因不同信号之间的相互干扰而导致风机转速不受控制的情况发生。同时，稳压可调电压电路中的稳压芯片和可调电位器可以输出可调电压作为调速电路的上拉电源，从而可以根据不同空调系统对风机的转速要求，结合前端电源的匹配功率，以旋钮控制的方式对风机的最高转速进行设定，扩大了风机调速控制器的适用范围。

下面对本实施例的工作原理作进一步的说明：

当调速电路与主控制器之间的通讯信号正常时，主控制器可直接与调速电路进行通信，从而向调速电路发送调速信号，调速电路根据调速信号输出PWM驱动信号，通过控制光耦驱动电路中光耦的通断来控制三极管驱动电路中驱动三极管的通断实现风机调速，如图4所示，图4中带箭头的实线表示调速电路与主控制器之间的通讯信号正常时PWM驱动信号的传递路径，调速电路输出的PWM驱动信号发送至三极管驱动电路后，经三极管驱动电路中的驱动三极管Q9的集电极向外输出；当主控制器与调速电路之间的通信断开或主控制器发生故障时，光耦驱动电路中的光耦持续输出高电平，三极管驱动电路中的驱动三极管Q9断开，没有来自调速电路的调速信号向外输出；此时异常自运行电路向外输出PWM驱动信号(图4中带箭头的虚线表示调速电路与主控制器之间的通讯信号异常时PWM驱动信号的传递路径)，从而通过异常自运行电路来控制风机的转速，确保风机的正常运行。

作为本实施例的优选实施方式，风机调速控制器还包括用于显示风机转速的显示电路和用于防浪涌的保护电路，以实现本地显示及浪涌/静电防护功能(图5)。本实施例的显示电路为常规的LCD显示电路或数码管显示电路，显示电路的输入端与三极管驱动电路的输出端相连，三极管驱动电路输出的电压信号传输至显示电路，从而可以实时显示末端风机的转速。由于主控制器与末端风机之间通常距离较远，通过显示电路可以在现场对末端风机的转速进行显示，便于现场调试和故障处理。

保护电路采用常规的防浪涌保护电路的设计，在风机调速控制器的通讯端口和/或输出端口分别连接自恢复保险丝(PPTC)以及与自恢复保险丝相连的TVS管，由PPTC和TVS组成的保护电路(图3)可以提高控制器的抗尖峰浪涌性能。

实施例2

如图6和图7所示，本实施例的风机调速控制器与空调系统的主控制器一起设置于空调控制柜内，主控制器与多个风机调速控制器相连，风机调速控制器再通过信号线与末端风机相连。PWM信号驱动是风机最常用的驱动方式之一，主控制器直接向风机调速控制器发送PWM驱动信号，通过风机调速控制器对空调系统中的末端风机进行调速控制。

如图8所示，本实施例的风机调速控制器同样包括调速电路、异常自运行电路和控制输出电路。调速电路与主控制器相连，控制输出电路的输入端与调速电路的输出端相连、输出端与末端风机相连。本实施例的调速电路为常规的PWM风机调速电路，其包括与主控制器连接的光耦驱动电路，光耦驱动电路的输出端与控制输出电路相连。来自主控制器的调速信号经光耦驱动电路输出至控制输出电路。本实施例的控制输出电路与实施例1的控制输出电路相同。

作为本实施例的一种优选实施方式，调速电路还包括手动调节电路，手动调节电路的输出端通过一切换开关与光耦驱动电路的输入端相连。手动调节电路包括可调电位器、运放跟随电路及PWM信号发生器，可调电位器的输入端与外部电源相连，运放跟随电路的输入端与可调电位器的输出端相连，运放跟随电路的输出端与PWM信号发生器相连，运放跟随电路用于进行阻抗转换，增大放大器后级的带负载能力。手动调节时，通过可调电位器调节输出可变电压，可变电压经过运放跟随电路进行阻抗转换后再经过PWM发生器输出对应的PWM波形，控制驱动光耦驱动电路中光耦的通断。PWM信号发生器(手动调节电路)的输出端通过切换开关与光耦驱动电路的输入端相连，可通过切换开关，使光耦驱动电路切换至接收来自手动调节电路的PWM驱动信号，通过手动调节电路在现场对风机的转速进行手动控制，提高了现场调试的实用性。

本实施例的异常自运行电路及控制输出电路与实施例1的异常自运行电路及控制输出电路相同，本实施例的工作原理为：

当调速电路与主控制器之间的通讯信号正常时，主控制器可直接向调速电路发送PWM驱动信号，并通过控制光耦驱动电路中光耦的通断来控制三极管驱动电路中驱动三极管的通断实现风机调速；当主控制器与调速电路之间的通信断开或主控制器发生故障时，光耦驱动电路中的光耦持续输出高电平，三极管驱动电路中的驱动三极管断开，控制输出电路则接收异常自运行电路中隔离电源电路输出的PWM驱动信号，从而可通过异常自运行电路来控制风机的转速，确保风机的正常运行。

优选的，本实施例的风机调速控制器也包括显示电路和保护电路，以实现本地显示及浪涌/静电防护功能(图9)。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的范围之中。

Claims (10)

1.风机调速控制器，包括：依次连接的调速电路和控制输出电路，所述调速电路的输入端与空调系统的主控制器相连，所述控制输出电路的输出端与空调系统的末端风机相连，其特征在于，还包括：

异常自运行电路，所述异常自运行电路包括依次连接的隔离电源电路和稳压可调电压电路，所述隔离电源电路的输入端与外部电源相连，所述稳压可调电压电路的输出端与控制输出电路相连。

2.如权利要求1所述的风机调速控制器，其特征在于：所述隔离电源电路包括依次连接的第一滤波电路、隔离电源模块和第二滤波电路，所述第一滤波电路的输入端与外部电源相连，所述第二滤波电路的输出端与稳压可调电压电路相连。

3.如权利要求2所述的风机调速控制器，其特征在于：所述隔离电源模块采用型号为B1212S-1W的DC-DC电源模块，所述第一滤波电路和所述第二滤波电路为阻容滤波电路。

4.如权利要求1或2或3所述的风机调速控制器，其特征在于：所述稳压可调电压电路包括依次连接的稳压电路、电压调节电路和第三滤波电路，所述稳压电路的输入端与所述隔离电源电路的输出端相连，所述第三滤波电路的输出端与控制输出电路相连。

5.如权利要求4所述的风机调速控制器，其特征在于：所述稳压电路采用型号为TL431的稳压芯片，所述电压调节电路为可调电位器，所述第三滤波电路为电容滤波电路。

6.如权利要求1所述的风机调速控制器，其特征在于：所述调速电路包括依次相连的通讯电路和光耦驱动电路，所述通讯电路与主控制器以RS485方式通信连接，所述光耦驱动电路与控制输出电路相连。

7.如权利要求1所述的风机调速控制器，其特征在于：所述调速电路包括光耦驱动电路和手动调节电路，所述光耦驱动电路的输入端与主控制器相连，接收主控制器发送的PWM驱动信号，所述光耦驱动电路的输出端与所述控制输出电路相连；

所述手动调节电路包括依次连接的可调电位器、运放跟随电路和PWM信号发生器，所述可调电位器的输入端与外部电源相连，所述手动调节电路的输出端通过一切换开关与所述光耦驱动电路的输入端相连。

8.如权利要求1或2或3或5或6或7所述的风机调速控制器，其特征在于：所述控制输出电路包括依次连接的三极管驱动电路、运放跟随电路和输出滤波电路，所述稳压可调电压电路的输出端与控制输出电路的三极管驱动电路中驱动三极管的集电极相连。

9.如权利要求8所述的风机调速控制器，其特征在于：还包括显示电路，所述显示电路的输入端与三极管驱动电路的输出端相连。

10.如权利要求1或2或3或5或6或7或9所述的风机调速控制器，其特征在于：还包括保护电路，所述保护电路包括自恢复保险丝以及与自恢复保险丝相连的TVS管，所述保护电路设置于风机调速控制器的通讯端口和/或输出端口。