CN213906588U - 一种基于人工智能的变频电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于人工智能的变频电机控制器。它解决了现有技术中变频电机控制器自动化程度低的问题。它包括变频电机，变频电机通过控制器连接有物联网终端，控制器内设有温控模块及监测模块，温控模块及监测模块一端连接有MCU模块，另一端与物联网终端相连，控制器上设有与物联网终端及MCU模块相连的控制面板，物联网终端通过标准输出接口与边缘盒子相连，边缘盒子通过数据传输模块与云数据平台相连，云数据平台与MCU模块相连。本实用新型的优点在于：散热效果好、自动化程度高。

Description

一种基于人工智能的变频电机控制器

技术领域

本实用新型涉及控制器技术领域，具体涉及一种基于人工智能的变频电机控制器。

背景技术

随着科学技术的不断发展，现有技术中已广范采用变频控制技术来控制电机的工作，以改善电机运行的工况且具有优化节能效果等优点。其中，变频器依然被加工成独立的器件并与电机机座安装连接或独立于电机机座独立安装在电机旁侧的适当位置处，由于电机具有自带的冷却风扇对电机本体实施风冷以确保电机运行的可靠性，而电机变频控制器则无相应的冷却手段或为电机变频控制器另外附设冷却风扇等冷却系统，这样难以保证电机体积的小型化，另外，会导致电机的成本显著增加；除此之外，现有的变频控制无法及时检测内部工作情况，同时，变频控制器的工作数据无法实时记录查看，不利于对变频控制器的工作状态进行及时调整和控制，自动化程度低。

为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种电机变频控制器[CN201721035327.8]，它包括在控制器盒体的盒腔内布置变频器线路板单元，控制器盒体的盒底与电机机座的外周面相连，盒底的外板面上布置有条片状的散热片，散热片的自由边一侧向电机机座的外周面一侧延伸。控制器盒体的盒底与电机机座的外周面相连，盒底外板面上的散热片的自由边一侧向电机机座的外周面一侧延伸，最大程度减小控制器盒的盒底与电机轴芯线之间的间距，减少电机总成的体积，方便电机变频控制器与电机机座的适配和集成连接，盒底的外板面上散热片的布置，确保电机与变频器盒能够有效散热。

上述方案在一定程度上解决了现有技术中控制器散热系统体积大、成本高的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如：控制器的工作数据无法及时记录和查看，且对变频控制的参数调节自动化程度低。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，自动化程度高的一种基于人工智能的变频电机控制器。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：一种基于人工智能的变频电机控制器，包括变频电机，变频电机通过控制器连接有物联网终端，控制器内设有温控模块及监测模块，温控模块及监测模块一端连接有MCU模块，另一端与物联网终端相连，控制器上设有与物联网终端及MCU模块相连的控制面板，物联网终端通过标准输出接口与边缘盒子相连，边缘盒子通过数据传输模块与云数据平台相连，云数据平台与MCU模块相连。通过在控制器内设置与MCU模块相连的温控模块以及监测模块，并利用物联网终端将数据传输至边缘盒子，通过边缘盒子将控制器的工作数据整理后传输至云数据平台，并利用云数据平台对MCU模块发讯，MCU模块通过控制面板对控制器工作状态以及工作温度做出及时调节，自动化程度高。

在上述的一种基于人工智能的变频电机控制器中，温控模块包括设置在控制器内腔一端且与位于控制器内腔中的电路板相互接触的电路板温度传感器，控制器内腔另一端设有用于感应控制器内腔中温度的气温传感器，电路板温度传感器及气温传感器分别与MCU模块相连，监测模块为摄像头和/或红外线探测仪。对控制器的内腔及电路板进行单独测温，能够使温控更加准确。且摄像头和/或红外线探测仪便于及时了解控制器的内部状况。

在上述的一种基于人工智能的变频电机控制器中，标准输出接口包括RJ和/或RS工业标准接口，且标准输出接口的传输协议为Wi-Fi和/或Modbus-RTU标准协议。

在上述的一种基于人工智能的变频电机控制器中，云数据平台连接有数据显示终端，数据显示终端包括手机、平板、APP、远程专家系统、大屏监控系统。数据显示方式多样，能够随时随地对控制的工作状况进行查看。

在上述的一种基于人工智能的变频电机控制器中，数据传输模块包括4G/5G数据网络、无线网络、以太网、传输电缆其中的一种或多种组合。

在上述的一种基于人工智能的变频电机控制器中，控制面板包括信息显示屏幕，信息显示屏幕和信号处理模块相连，信号处理模块与MCU模块相连，控制器上端通过若干接线端子与电路板相连，下端设有若干参数调节旋钮，且参数调节旋钮下方一一对应设有输出端口，输出端口与变频电机相连。这里的参数调节旋钮的设置提供了了手动调节模式，调节方式灵活多样。

在上述的一种基于人工智能的变频电机控制器中，控制器内腔中位于电路板一侧设有与电路板相互接触的液冷散热装置，且控制器内腔上端设有风冷散热结构，液冷散热装置远离电路板的一侧具有散热空腔，且散热空腔中竖直设有气流导向组件。

在上述的一种基于人工智能的变频电机控制器中，液冷散热装置包括导热铜管，导热铜管一端与电路板相互接触，另一端连接有吸热壳体，吸热壳体内设有吸热液体，吸热壳体两端封闭且固定设置在控制器内腔中。通过导热铜管将电路板的热量导向吸热壳体,利用吸热液体对电路板进行降温。

在上述的一种基于人工智能的变频电机控制器中，气流导向组件包括若干并排设置且两两之间相互贴合的导风扁管，导风扁管上下两端呈敞口，且位于两侧的导风扁管侧面设有若干等距设置排风口，排风口倾向下设置。通过气流导向组件使风冷散热结构排出的冷风能够对吸热壳体进行有效散热。

在上述的一种基于人工智能的变频电机控制器中，风冷散热结构包括若干排热风扇，排热风扇的排风方向分别朝向电路板及气流导向组件设置，排热风扇周向设有防护罩体，防护罩体下端设有出风口，控制器底部设有与排热风扇对应设置的蜂窝散热孔。

与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：设计合理、结构简单，通过在控制器内设置温控模块以及监测模块，利用物联网终端将数据传输至边缘盒子，通过边缘盒子将控制器的工作数据整理后传输至云数据平台，并利用云数据平台对MCU模块发讯， MCU模块通过控制面板对控制器工作状态以及工作温度做出及时调节，自动化程度高；其中通过在电路板一侧设置液冷散热装置对电路板进行有效散热，同时通过风冷散热结构和气流导向组件的相互配合能够对液冷散热装置进行快速冷却，使装配箱体内的温度快速下降，同时对电路板进行快速降温，散热效果好，而且，通过液冷散热部可以对散热空腔进行降温，使散热空腔保持低温状态，有利于提高液冷散热装置的散热效率。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构连接框图；

图2是本实用新型的侧面剖视图；

图3是本实用新型中的正视图；

图4是本实用新型中的底部结构示意图；

图5是本实用新型中的导风扁管结构示意图。

图中，变频电机1、控制器2、物联网终端21、温控模块22、电路板温度传感器221、气温传感器222、监测模块23、MCU模块 24、控制面板25、信息显示屏幕251、信号处理模块252、接线端子253、参数调节旋钮254、输出端口255、标准输出接口26、电路板27、散热空腔28、边缘盒子3、数据传输模块4、云数据平台5、数据显示终端6、液冷散热装置7、导热铜管71、吸热壳体72、吸热液体73、风冷散热结构8、排热风扇81、防护罩体 82、出风口83、蜂窝散热孔84、气流导向组件9、导风扁管91、排风口92。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1-5所示，一种基于人工智能的变频电机控制器，包括变频电机1，变频电机1通过控制器2连接有物联网终端21，控制器2内设有温控模块22及监测模块23，温控模块22及监测模块23一端连接有MCU模块24，另一端与物联网终端21相连，控制器2上设有与物联网终端21及MCU模块24相连的控制面板25，物联网终端21通过标准输出接口26与边缘盒子3相连，边缘盒子3通过数据传输模块4与云数据平台5相连。通过设置在控制器2上的温控模块22、监测模块23、控制面板25将控制器2工作数据经过物联网终端21发送至边缘盒子3，通过边缘盒子3整理数据传输至云数据平台5，便于及时了解控制器2的工作状态，并通过MCU模块24对控制器2参数以及工作温度及时做出调节，自动化程度高。

其中，温控模块22包括设置在控制器2内腔一端且与位于控制器2内腔中的电路板27相互接触的电路板温度传感器221，控制器2内腔另一端设有用于感应控制器2内腔中温度的气温传感器222，电路板温度传感器221及气温传感器222分别与MCU模块24相连，监测模块23为摄像头和/或红外线探测仪。通过气温传感器222和电路板温度传感器221对控制器2内腔和电路板27 进行单独测温，便于对控制器2的温度进行准确调节。

可见地，标准输出接口26包括RJ45和/或RS485工业标准接口，且标准输出接口26的传输协议为Wi-Fi和/或Modbus-RTU 标准协议。

进一步地，云数据平台5连接有数据显示终端6，数据显示终端6包括手机、平板、APP、远程专家系统、大屏监控系统。

显然地，数据传输模块4包括4G/5G数据网络、无线网络、以太网、传输电缆其中的一种或多种组合。

具体地，控制面板25包括信息显示屏幕251，信息显示屏幕 251和信号处理模块252相连，信号处理模块252与MCU模块24 相连，控制器2上端通过若干接线端子253与电路板27相连，下端设有若干参数调节旋钮254，且参数调节旋钮254下方一一对应设有输出端口255，输出端口255与变频电机1相连。这里的信号处理模块252主要用于接收MCU模块24的信号并通过电路板 27进行调节。

更进一步地，控制器2内腔中位于电路板27一侧设有与电路板27相互接触的液冷散热装置7，且控制器2内腔上端设有风冷散热结构8，液冷散热装置7远离电路板27的一侧具有散热空腔 29，且散热空腔29中竖直设有气流导向组件9。

详细地，液冷散热装置7包括导热铜管71，导热铜管71一端与电路板27相互接触，另一端连接有吸热壳体72，吸热壳体 72内设有吸热液体73，吸热壳体72两端封闭且固定设置在控制器2内腔中。这里的吸热壳体72可以为吸热管、吸热袋、任意形状的具有装盛空腔的吸热件其中的一种或多种组合，这样可以根据散热需求装配大小、形状不同的吸热壳,72，提高装配的灵活性。

更具体地，气流导向组件9包括若干并排设置且两两之间相互贴合的导风扁管91，导风扁管91上下两端呈敞口，且位于两侧的导风扁管91侧面设有若干等距设置排风口92，排风口92倾向下设置。吸热壳体72朝向排风口92的一侧设有若干朝向上倾斜设置且与排风口52呈一一对应的散热条，通过排风口92相散热条吹风，从而降低吸热壳体72的温度。

优选地，风冷散热结构8包括若干排热风扇81，排热风扇81 的排风方向分别朝向电路板27及气流导向组件9设置，排热风扇 81周向设有防护罩体82，防护罩体82下端设有出风口83，控制器2底部设有与排热风扇81对应设置的蜂窝散热孔84。

本实施例的原理在于：通过设置在控制器2上的温控模块22、监测模块23、控制面板25将控制器2的工作数据经过物联网终端21发送至边缘盒子3，通过边缘盒子3整理后传输至云数据平台5，便于及时了解控制器2的工作状态，并通过MCU模块24对控制器2参数以及工作温度及时做出调节；其中，通过液冷散热装置7对电路板27进行日常散热，利用电路板温度传感器221 对电路板27的温度进行检测，当电路板27的温度超过预警值时，则通过MCU模块24启动风冷散热结构8并通过气流导向组件9 朝向液冷散热装置7吹风，并朝向电路板27进行直吹，从而进一步提高散热效果；当电路板温度传感器221检测到电路板13温度低于预警值，且气温传感器222检测到散热空腔28温度低于预警值时，则MCU模块24发讯使风冷散热结构8停止工作。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了变频电机1、控制器2、物联网终端 21、温控模块22、电路板温度传感器221、气温传感器222、监测模块23、MCU模块24、控制面板25、信息显示屏幕251、信号处理模块252、接线端子253、参数调节旋钮254、输出端口255、标准输出接口26、电路板27、散热空腔28、边缘盒子3、数据传输模块4、云数据平台5、数据显示终端6、液冷散热装置7、导热铜管71、吸热壳体72、吸热液体73、风冷散热结构8、排热风扇81、防护罩体82、出风口83、蜂窝散热孔84、气流导向组件 9、导风扁管91、排风口92等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种基于人工智能的变频电机控制器，包括变频电机(1)，所述的变频电机(1)通过控制器(2)连接有物联网终端(21)，其特征在于，所述的控制器(2)内设有温控模块(22)及监测模块(23)，所述的温控模块(22)及监测模块(23)一端连接有MCU模块(24)，另一端与物联网终端(21)相连，所述的控制器(2)上设有与物联网终端(21)及MCU模块(24)相连的控制面板(25)，所述的物联网终端(21)通过标准输出接口(26)与边缘盒子(3)相连，所述的边缘盒子(3)通过数据传输模块(4)与云数据平台(5)相连，所述的云数据平台(5)与MCU模块(24)相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的变频电机控制器，其特征在于，所述的温控模块(22)包括设置在控制器(2)内腔一端且与位于控制器(2)内腔中的电路板(27)相互接触的电路板温度传感器(221)，所述的控制器(2)内腔另一端设有用于感应控制器(2)内腔中温度的气温传感器(222)，所述的电路板温度传感器(221)及气温传感器(222)分别与MCU模块(24)相连，所述的监测模块(23)为摄像头和/或红外线探测仪。

3.根据权利要求2所述的一种基于人工智能的变频电机控制器，其特征在于，所述的标准输出接口(26)包括RJ45和/或RS485工业标准接口，且所述的标准输出接口(26)的传输协议为Wi-Fi和/或Modbus-RTU标准协议。

4.根据权利要求3所述的一种基于人工智能的变频电机控制器，其特征在于，所述的云数据平台(5)连接有数据显示终端(6)，所述的数据显示终端(6)包括手机、平板、APP、远程专家系统、大屏监控系统。

5.根据权利要求4所述的一种基于人工智能的变频电机控制器，其特征在于，所述的数据传输模块(4)包括4G/5G数据网络、无线网络、以太网、传输电缆其中的一种或多种组合。

6.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的变频电机控制器，其特征在于，所述的控制面板(25)包括信息显示屏幕(251)，所述的信息显示屏幕(251)和信号处理模块(252)相连，所述的信号处理模块(252)与MCU模块(24)相连，所述的控制器(2)上端通过若干接线端子(253)与电路板(27)相连，下端设有若干参数调节旋钮(254)，且所述的参数调节旋钮(254)下方一一对应设有输出端口(255)，所述的输出端口(255)与变频电机(1相连。

7.根据权利要求6所述的一种基于人工智能的变频电机控制器，其特征在于，所述的控制器(2)内腔中位于电路板(27)一侧设有与电路板(27)相互接触的液冷散热装置(7)，且控制器(2)内腔上端设有风冷散热结构(8)，所述的液冷散热装置(7)远离电路板(27)的一侧具有散热空腔(28)，且散热空腔(28)中竖直设有气流导向组件(9)。

8.根据权利要求7所述的一种基于人工智能的变频电机控制器，其特征在于，所述的液冷散热装置(7)包括导热铜管(71)，所述的导热铜管(71)一端与电路板(27)相互接触，另一端连接有吸热壳体(72)，所述的吸热壳体(72)内设有吸热液体(73)，所述的吸热壳体(72)两端封闭且固定设置在控制器(2)内腔中。

9.根据权利要求8所述的一种基于人工智能的变频电机控制器，其特征在于，所述的气流导向组件(9)包括若干并排设置且两两之间相互贴合的导风扁管(91)，所述的导风扁管(91)上下两端呈敞口，且位于两侧的导风扁管(91)侧面设有若干等距设置排风口(92)，所述的排风口(92)倾向下设置。

10.根据权利要求9所述的一种基于人工智能的变频电机控制器，其特征在于，所述的风冷散热结构(8)包括若干排热风扇(81)，所述的排热风扇(81)的排风方向分别朝向电路板(27)及气流导向组件(9)设置，所述的排热风扇(81)周向设有防护罩体(82)，所述的防护罩体(82)下端设有出风口(83)，所述的控制器(2)底部设有与排热风扇(81)对应设置的蜂窝散热孔(84)。

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