CN211123659U - 变频电机控制装置及变频控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种变频电机控制装置及变频控制系统。该变频电机控制装置包括：显示和设定单元，用于显示和/或设定变频电机控制装置的运行状态、运行参数和/或由变频电机控制装置检测的数据；温度检测单元，用于对环境的温度进行检测，并将检测到的温度数据传送给显示和设定单元；水质检测单元，用于对环境中的液体的质量进行检测，并将检测到的水质数据传送给显示和设定单元；液位检测单元，用于对环境中的液体的位置进行检测，并将检测到的液位数据传送给显示和设定单元；和控制单元，用于根据检测到的温度数据、检测到的水质数据和检测到的液位数据中的至少一者控制变频电机的操作。本实用新型的装置既保证装置的高效安全工作，又节能省电。

Description

变频电机控制装置及变频控制系统

技术领域

本实用新型涉及智能控制领域，更具体地，涉及一种变频电机控制装置及变频控制系统。

背景技术

市面上有不少款式的变频电机控制装置。虽然有些装置被贴上了“智能变频”的标签，但仍需要人工调速来实现变频。特别是对于主要用于水族器材，诸如鱼缸、中小型鱼类养殖池、观赏池、人造山水等的水泵而言，这种人工变频的方式不仅增加了人工负担，还降低了监控灵敏度和实用性。另外，这些装置的变频设置较为单一，无法根据水族器材的当前运行状态对变频电机(例如变频水泵)的转速进行控制。

实用新型内容

为了解决上述问题，根据本实用新型的一方面，提供了一种变频电机控制装置，包括：显示和设定单元，其设置于使用变频电机控制装置的环境的外部，用于显示和/或设定所述变频电机控制装置的运行状态、运行参数和/或由所述变频电机控制装置检测的数据；温度检测单元，其设置于所述环境的内部，用于对所述环境的温度进行检测，并将检测到的温度数据传送给所述显示和设定单元；水质检测单元，其设置于所述环境的内部，用于对所述环境中的液体的质量进行检测，并将检测到的水质数据传送给所述显示和设定单元；液位检测单元，其设置于所述环境的内部，用于对所述环境中的液体的位置进行检测，并将检测到的液位数据传送给所述显示和设定单元；和控制单元，用于根据检测到的所述温度数据、检测到的所述水质数据和检测到的所述液位数据中的至少一者控制变频电机的操作。

在一个实施例中，在所述温度数据出现异常时，所述控制单元能够控制与所述变频电机控制装置连接的温度调节装置的切断或开启以调节环境中的液体的温度。

在一个实施例中，所述水质数据包括所述环境中的液体的颜色、色度、浑浊度、透明度、总固体含量、悬浮性固体含量、溶解性固体含量、挥发性固体含量、pH值和电导率中的一者或多者。

在一个实施例中，所述控制单元能够根据检测到的所述温度数据修正所述液体的电导率，以控制所述变频电机的转速。

在一个实施例中，当检测到的所述液位数据出现异常时，所述控制单元能够控制所述变频电机控制装置连接到的给液装置以向所述环境供给液体或从其排出液体。

在一个实施例中，所述变频电机控制装置还包括报警单元，其用于在检测到的所述温度数据、检测到的所述水质数据和检测到的所述液位数据中的至少一者临近限位值或出现异常时进行报警，其中，所述报警单元以发出声音和/或发出光的方式进行报警，所述声音具有不同频率和/或不同音高，所述光具有不同颜色和/或不同亮度。

在一个实施例中，所述控制单元根据所述环境的尺寸和所述液位数据来控制液体的谐振频率。

在一个实施例中，所述控制单元能够控制所述变频电机处于特定工作模式，在所述特定工作模式下，所述变频电机停止工作并在一定时间后恢复至停止前的状态。

在一个实施例中，所述变频电机控制装置还包括：通信单元，其将检测到的所述温度数据、检测到的所述水质数据、检测到的所述液位数据、所述报警单元的状态中的至少一者发送到移动终端以及接收来自所述移动终端的信息，其中，来自所述移动终端的信息是所述温度数据、所述水质数据和所述液位数据中的至少一者的限位值，并且所述显示和设定单元显示所述限位值。

本实用新型还提供一种变频控制系统，所述变频控制系统包括如上所述的变频电机控制装置以及与所述变频电机控制装置连接的变频电机、外围设备和/或移动终端，其中，所述变频电机用于在所述变频电机控制装置的控制下进行操作，所述外围设备根据所述变频电机控制装置对环境的检测而进行操作，所述移动终端能够从所述变频电机控制装置接收信息和/或向所述变频电机控制装置发送信息。

本实用新型的变频电机控制装置具有温度检测单元、水质检测单元和液位检测单元，可以根据温度、水质和液位情况来自动控制变频电机的操作(包括转速、流量等)、控制进排水时机并实现预警。这既保证装置的高效安全工作，又节能省电，还有利于监控其他配套器材的损坏或消耗等。其中的人工造浪功能让用户能享受科技带来的DIY乐趣。

进一步地，本实用新型的变频电机控制装置具有可升级及灵活组合性。“显示和设定单元”和“控制单元”分为独立的两部分，对有硬件升级或更改的用户来说，可以很容易的进行升级或更改。检测单元可以灵活根据实际需要选配。软件也可以通过专用接口进行方便的升级。避免资源浪费。

通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本实用新型的其他特征将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图例示了本实用新型的示例性实施例、特征和方面，并且与文字说明一起用来解释本实用新型的原理。

图1是根据本实用新型优选实施例的变频电机控制装置所处的变频控制系统的示意图。

图2是根据本实用新型优选实施例的变频电机控制装置的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本实用新型的各种示例性实施例、特征和方面。应当指出，除非另外具体说明，在这些实施例中描述的部件、数字表示和数值的相对配置不限制本实用新型的范围。应当指出，下面的实施例并不限制权利要求中记载的本实用新型的范围，并且并非这些实施例中描述的特征的全部组合均是本实用新型所必须的。

如图1所示，本实用新型的变频电机控制装置10、变频电机20和外围设备30共同构成变频控制系统1。其中，变频电机20用于在变频电机控制装置10的控制下进行操作，外围设备30根据变频电机控制装置10对环境的检测而进行操作。另外，本实用新型的变频控制系统1还可以包括移动终端40。移动终端40能够从变频电机控制装置10接收信息以及向变频电机控制装置10发送信息。本领域技术人员可以理解，变频电机控制装置10和变频电机20可以一体设置，也可以是相互独立的2个不同装置。当一体设置时，可以减小装置的体积，便于运输、携带和使用。当相互独立设置时，能够增强二者的独立性，对一者的维修或损坏不会影响另一者的使用。外围设备30包括但不限于能够进行温度调节的温度调节装置(例如加热装置、制冷装置)、能够给送和排放液体的给液装置(包括但不限于水泵、水龙头、排水阀等)等，移动终端40包括但不限于手机、ipad、计算机、如智能手表等的智能穿戴设备等。

下面转向图2，具体描述本实用新型的变频电机控制装置10的细节。如图2所述，变频电机控制装置10包括显示和设定单元101、温度检测单元102、水质检测单元103、液位检测单元104和控制单元105。根据应用场所和需求的不同，例如，变频电机控制装置10可以被应用于包括但不限于鱼缸、鱼类养殖池或观赏池等环境中以检测这些环境中的数据。本领域技术人员可以理解，其他可能应用变频电机(变频水泵)的环境也是可以的。

在一个实施例中，显示和设定单元101被置于环境的外部，用于显示和设定变频电机控制装置10的运行状态、运行参数和由变频电机控制装置10检测到的数据。运行状态，例如包括但不限于变频电机控制装置10的开启、各种功能的状态显示，如温度检测单元102、液位检测单元104等是否已开启、是否处于正常工作状态、变频电机的运行模式(水质自动运行模式或人工造浪模式)等。运行参数，例如包括但不限于变频电机20的功率、转速、档位、设定的限位值(例如温度限位值、液位限位值等)、是否报警等。由变频电机控制装置10检测的数据，例如，包括但不限于温度数据、水质数据、液位数据等。本领域技术人员可以理解，根据应用场景等的不同，其他运行状态、运行参数和数据也可以应用于本实用新型中。

进一步地，该显示和设定单元101上可设置多个按钮、按键或开关等以进行人机交互，由人工设定各种功能的开启、运行参数、限位值等。这些功能的开启、运行参数和限位值等也可以由用户通过移动终端40来进行设置。优选地，显示和设定单元101采用直观显示屏，各种工作状态、运行参数和数据都直观地显示给用户以方便操作。例如，该直观显示屏可以被设计为中间是工作状态显示区，左边是参数显示区，右边是数据显示区。

在一个实施例中，温度检测单元102被置于上述环境的内部(例如鱼缸的液体中)以用于对环境的温度进行检测，并将检测到的温度数据传送给显示和设定单元101以进行显示。优选地，本实用新型的温度检测单元102可采用精密传感器，将其置于例如鱼缸中一个合适的位置，即可实现水温的自动检测功能从而得到实时的温度数据。温度的限值有单温标和双温标可选。当采用单温标(只有一个温度限值)时，在实际检测的温度低于或高于温度限值的情况下进行报警。当采用双温标(由温度下限和温度上限共同来限定正常的温度区间)时，在实际检测的温度低于温度下限或高于温度上限时进行报警。

如应用的环境(如鱼缸)中配设有温度调节装置时，本实用新型的装置(例如如下所述的控制单元105)还可以在温度数据出现异常(例如超限)时，控制作为外围设备的温度调节装置的切断或启动从而调节环境中液体的温度。

在一个实施例中，水质检测单元103被置于环境的内部以用于对环境中的液体质量进行检测，并将检测到的水质数据传送给显示和设定单元101以进行显示。水质数据可以包括但不限于注入于环境中的液体的颜色、色度、浑浊度、透明度、总固体含量、悬浮性固体含量、溶解性固体含量(例如含盐量)、挥发性固体含量、pH值和电导率等常用的表示水质的标准。优选的，控制单元105可以根据被温度检测单元102检测到的温度数据来修正水质检测单元103检测到的电导率，以更合理地控制变频电机20的转速，从而提高检测精度、保证检测结果的准确性。例如，先通过对纯水(或环境中的液体)在不同温度下的测定值进行线性分析，建立温度变化模型，从而获得温度变化常数并换算出补偿系数。在对水质进行检测时，根据液体的当前温度，将适当的补偿系数作为一个参数加入运算过程，从而获得修正的电导率。注意，虽然此处(上下文)均用“水质”，且“水”是本实用新型常用的环境，但这并不表示本实用新型的装置仅限于应用于水环境中，其他需要监测的液体种类也是可能的，此处不一一列举。当水质不符合上述标准(例如总固体含量超标)时，发出报警。

液位检测单元104被置于环境的内部并用于对环境中的液体位置进行检测，并将检测到的液位数据传送给显示和设定单元101以进行显示。优选地，液位检测单元104可采用智能感应型传感器，既解决防水和液位干扰问题，又防止腐蚀。液位限有单液位标准和双液位标准可选。当采用单液位标准(只有一个液位限)时，在液位低于或高于该液位限时进行报警。当采用双液位标准(由液位下限和液位上限共同来限定正常的液位区间)时，在低于液位下限或高于液位上限时进行报警。在液位报警动作时，控制单元105可以与给液装置(例如但不限于供水装置和/或排水装置)等进行联动，通过继电器开关控制补水、停止补水、排水或停止排水使液位满足液位限的要求。

控制单元105可以设置在环境的内部、也可以独立于环境而设置于环境的外部，其用于根据检测到的水质数据、液位数据和/或温度数据控制变频电机的操作(包括但不限于转速、流量等)、控制报警单元106(下文详细描述)的操作和外围设备的操作(如上所述)。显示和设定单元101、温度检测单元102、水质检测单元103、液位检测单元104以及下文即将描述的报警单元106和通信单元107均通过系统总线110与控制单元105连接，以便于它们之间相互通信和传输数据。

控制单元105还可以根据变频电机控制装置10被置于其中的环境的尺寸和环境中的液体的液位来控制液体的谐振频率，以实现不同的造浪效果。

优选地，本实用新型的变频电机控制装置还包括报警单元106，其用于在检测到的温度数据、水质数据和液位数据中的至少一者临近限位值或已经出现异常时进行报警。其中，限位值可以是由用户通过显示和设定单元101直接输入本装置中的，也可以是从移动终端接收到的。限位值可以包括，例如，温度上限，温度下限，液位上限，液位下限，水质上限和水质下限等。水质上限例如可以包括浑浊度上限、透明度上限、总固体含量上限、悬浮性固体含量上限、溶解性固体含量上限、挥发性固体含量上限、pH值上限和电导率上限等；水质下限例如可以包括透明度下限、pH值下限、电导率下限等。优选地，报警功能可以通过轻触显示和设定单元101上的按键进行设置。但本实用新型并不限于此。本领域技术人员可以合理选择其他方式来设置报警功能。报警模式和声光提示均可根据需要灵活设置。报警包括发出声音和发出光。声音具有不同频率和/或不同音高，可持续发声也可间隔发声。光具有不同颜色和/或不同亮度，可持续发光也可闪烁发光。不同的声音或光对应不同的异常情况。声音和光可以同时发出，也可以视情况分别发出。作为一个实例，当实际检测到的环境数据(包括温度、水质和液位)临近限位值时，趋向于发出较为柔和的声音和/或光线。实际检测到的环境数据异常的越严重，则趋向于越来越尖锐或刺眼声音和/或光线。例如，假设温度的限位值为30摄氏度，当实际检测到的温度临近限位值时(例如为29度)，报警单元发出黄光；当实际检测到的温度为32摄氏度(超过限位值10％以内)时，报警单元发出橙光；当实际检测到的温度为50摄氏度(超过限位值50％)时，发出红光并伴有蜂鸣声。可以在检测到进一个参数超过限位值或临近限位值时即刻报警，也可以在多个参数均超过限位值或均临近限位值时才发出报警。

优选地，本实用新型的变频电机控制装置还包括通信单元107，用于将检测到的温度数据、水质数据、液位数据、报警单元的状态(是否已开启报警，或报警的类型，如光报警还是声报警)、控制单元的状态、变频电机的转速等数据通过有线方式或无线方式发送到移动终端，例如手机，以便用户实时监控变频电机控制装置10或其周围环境的状态。通信单元107还可用于接收来自移动终端的信息，例如温度数据、水质数据和液位数据中的至少一者的限位值。这些信息可以被传送到显示和设定单元101并被显示出来，且将这些信息作为用户设定的关于温度、水质、液位的限位值。

本实用新型的变频电机控制装置10可以在最小功率到最大功率间进行档位设置，令变频电机(水泵)平稳运行。另外，本实用新型的变频电机控制装置可以控制变频电机以多种不同的模式运行。所述模式包括但不限于人工造浪模式、水质自动检测模式及喂食模式等。可以根据需要，设定变频电机控制装置10进入人工造浪模式或水质自动检测模式，让变频电机控制置装置10智能运行。同时内部实时采样和监控，可以实现工作异常的保护，包括过载、过压、过流、过温、空载(空转)保护等。

在优选的实施例中，当通过显示和设定单元101上的按键将环境的运行模式设定成水质自动模式时，本实用新型的装置实时检测水质的电导率，并由检测到的水温进行修正，然后经过智能运算后，自动调整水泵(变频电机)的转速与流量。在又一优选实施例中，当通过显示和设定单元101上的按键将环境的运行模式设定为人工造浪模式时，本实用新型的装置控制变频电机自动按选定的程式进行工作，实现人工造浪效果，使用户能享受科技带来的DIY乐趣。因具体的使用环境不同，比如鱼缸的长宽高、水位的深浅不同，波浪的谐振频率也不一样，会呈现出不同造浪效果。根据实际情况来选用最佳程式即可。当通过显示和设定单元101上的按键将环境的运行模式设定为喂食模式时，本实用新型的装置可以控制变频电机(水泵)暂时停止工作并通过按键或其他适当方式设定一个合适的时间作为暂停时间。变频电机控制装置开始倒计时并可对环境中的例如鱼等生物进行投喂或对所述环境进行清洁，倒计时结束后，即可将变频电机恢复至被停止前的状态，即自动按先前设定的模式工作。

下面，以示例的方式对变频电机控制装置的显示与按键进行说明：

上电时本实用新型的装置先进行自检，显示所有项目和参数，然后显示功率规格型号，最后默认显示“OFF”。按开关键开机，自动进入默认或上次关机时的状态，显示屏显示相关工作指示。

显示和设定单元的面板带有多个轻触按键，例如分别为：开关键(开/关)、模式键、上调整键▲(+)、下调整键▼(-)。

其中，各按键功能如下。开关键：其控制变频电机控制装置的开启与关闭，例如奇数次按动为开机，偶数次按动为关机。模式键：其用于控制本实用新型的装置在不同模式(水质自动模式、人工造浪模式、喂食模式等)之间切换。为避免误操作，例如可长按模式键一定时间(例如3秒)，才开始模式的设置。上下调整键▲、▼：按动▲键，可以增加数值，按动▼键，可以减少数值。本领域技术人员理解，上述各按键的设置及功能仅是示例性而非限制性的。本领域技术人员还可选择其他合适的按键设置及功能。例如，用分别表示水质自动模式、人工造浪模式和喂食模式的3个独立按键代替上述的1个模式键；用双击模式键的方式而非长按模式键的方式开启模式的设置等。当然，还可以根据实际情况增设其他按键或按钮或触摸模块。

虽然参照示例性实施例对本实用新型进行了描述，但是应当理解，本实用新型并不限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这些变型例以及等同的结构和功能。

Claims (10)

1.一种变频电机控制装置，其特征在于，包括：

显示和设定单元，其设置于使用变频电机控制装置的环境的外部，用于显示和/或设定所述变频电机控制装置的运行状态、运行参数和/或由所述变频电机控制装置检测的数据；

温度检测单元，其设置于所述环境的内部，用于对所述环境的温度进行检测，并将检测到的温度数据传送给所述显示和设定单元；

水质检测单元，其设置于所述环境的内部，用于对所述环境中的液体的质量进行检测，并将检测到的水质数据传送给所述显示和设定单元；

液位检测单元，其设置于所述环境的内部，用于对所述环境中的液体的位置进行检测，并将检测到的液位数据传送给所述显示和设定单元；和

控制单元，用于根据检测到的所述温度数据、检测到的所述水质数据和检测到的所述液位数据中的至少一者控制变频电机的操作，

其中，所述显示和设定单元、所述温度检测单元、所述水质检测单元和所述液位检测单元均通过系统总线与所述控制单元连接。

2.根据权利要求1所述的变频电机控制装置，其特征在于，在所述温度数据出现异常时，所述控制单元能够控制与所述变频电机控制装置连接的温度调节装置的切断或开启以调节所述环境中的液体的温度。

3.根据权利要求1所述的变频电机控制装置，其特征在于，所述水质数据包括所述环境中的液体的颜色、色度、浑浊度、透明度、总固体含量、悬浮性固体含量、溶解性固体含量、挥发性固体含量、pH值和电导率中的一者或多者。

4.根据权利要求3所述的变频电机控制装置，其特征在于，所述控制单元能够根据检测到的所述温度数据修正所述液体的电导率，以控制所述变频电机的转速。

5.根据权利要求1所述的变频电机控制装置，其特征在于，当检测到的所述液位数据出现异常时，所述控制单元能够控制所述变频电机控制装置连接到的给液装置以向所述环境供给液体或从其排出液体。

6.根据权利要求1所述的变频电机控制装置，其特征在于，所述变频电机控制装置还包括报警单元，其用于在检测到的所述温度数据、检测到的所述水质数据和检测到的所述液位数据中的至少一者临近限位值或出现异常时进行报警，

其中，所述报警单元以发出声音和/或发出光的方式进行报警，所述声音具有不同频率和/或不同音高，所述光具有不同颜色和/或不同亮度。

7.根据权利要求1所述的变频电机控制装置，其特征在于，所述控制单元根据所述环境的尺寸和所述液位数据来控制液体的谐振频率。

8.根据权利要求1所述的变频电机控制装置，其特征在于，所述控制单元能够控制所述变频电机处于特定工作模式，在所述特定工作模式下，所述变频电机停止工作并在一定时间后恢复至停止前的状态。

9.根据权利要求1所述的变频电机控制装置，其特征在于，所述变频电机控制装置还包括：

通信单元，其将检测到的所述温度数据、检测到的所述水质数据、检测到的所述液位数据、所述报警单元的状态中的至少一者发送到移动终端以及接收来自所述移动终端的信息，

其中，来自所述移动终端的信息是所述温度数据、所述水质数据和所述液位数据中的至少一者的限位值，并且所述显示和设定单元显示所述限位值。

10.一种变频控制系统，其特征在于，所述变频控制系统包括上述权利要求中1-9中的任一项所述的变频电机控制装置以及与所述变频电机控制装置连接的变频电机、外围设备和/或移动终端，

其中，所述变频电机用于在所述变频电机控制装置的控制下进行操作，

所述外围设备根据所述变频电机控制装置对环境的检测而进行操作，

所述移动终端能够从所述变频电机控制装置接收信息和/或向所述变频电机控制装置发送信息。

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