CN220204812U - 一种断电可关闭的风阀执行器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种断电可关闭的风阀执行器，涉及风阀执行器技术领域，包括电力电源模块、信号控制模块、风阀控制模块和电机驱动模块，还包括备用电源模块，所述电力电源模块的输出端通过导线与风阀控制模块的输入端相连接，所述风阀控制模块通过信号线与信号控制模块交互连接，所述备用电源模块的输出端通过导线与风阀控制模块相连接，所述电机驱动模块的输出端通过信号线与风阀控制模块的输入端相连接。本实用新型当设备断电时，通过备用电源模块能够实现在短时间内充电，保证风阀执行器依旧可以运转到设定好的开关阈值，提升系统运行的稳定性，确保突发情况下的应对措施，可靠性高，实用性强，使用稳定，易维护。
Description
技术领域
本实用新型涉及风阀执行器技术领域，尤其涉及一种断电可关闭的风阀执行器。
背景技术
风阀执行器是一款楼宇自控产品，主要用于定风量或变风量的风阀控制。风阀执行器的工作电压AC24V，标称扭矩16Nm，带故障安全位置复位弹簧，调节控制信号DC0～10V，位置反馈指示信号DC0～10V，机械调节范围0-90度，预留0.9米长连接电缆。
现有的风阀执行器一般由电力电源模块、信号控制模块、风阀控制模块和电机驱动模块组成，风阀执行器在使用时，仅仅采用电力电源模块为设备进行供电。
但是，上述风阀执行器在断电后风阀执行器无法通过信号进行控制，同时风阀执行器不能按照运转到预设的开关阈值进行，控制风阀的关闭，稳定性较差，无法确保突发情况下的应对措施，因此具有待改进的空间。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种断电可关闭的风阀执行器。其优点在于当设备断电时，通过备用电源模块能够实现在短时间内充电，保证风阀执行器依旧可以运转到设定好的开关阈值，提升系统运行的稳定性，确保突发情况下的应对措施，可靠性高，实用性强，使用稳定，易维护。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种断电可关闭的风阀执行器，包括电力电源模块、信号控制模块、风阀控制模块和电机驱动模块，还包括备用电源模块，所述电力电源模块的输出端通过导线与风阀控制模块的输入端相连接，所述风阀控制模块通过信号线与信号控制模块交互连接，所述备用电源模块的输出端通过导线与风阀控制模块相连接，所述电机驱动模块的输出端通过信号线与风阀控制模块的输入端相连接。
通过以上技术方案：通过在原有的基础上添加了备用电源模块，当设备断电时，通过备用电源模块能够实现在短时间内充电，保证风阀执行器依旧可以运转到设定好的开关阈值，提升系统运行的稳定性，确保突发情况下的应对措施，可靠性高，实用性强，使用稳定，易维护。
本实用新型进一步设置为，所述备用电源模块采用10个超级电容进行串联。
通过以上技术方案：超级电容兼具蓄电池能量密度大和普通电容功率密度大的优点，充放电速度快，充放电效率高，循环寿命场，高低温性能好，减少使用过程中维护工作，同时利用电容储能的特性，可以精准的建立充放电模型。
本实用新型进一步设置为，所述超级电容的规格为电压2.7V和电容容量5.0F。
通过以上技术方案：利用超级电容使用被动均压方式进行充电，通过测量电容器的漏电流值，可以算出电容器的等效并联电阻根据等效并联电阻值确认均压电阻的阻值。
本实用新型进一步设置为，所述电力电源模块包括电源接口，所述电力电源模块的额定电压为24V。
通过以上技术方案：通过电源接口连接电源线即可给执行器进行稳定供电，保证执行器工作时的稳定性。
本实用新型进一步设置为，所述风阀控制模块包括风阀控制单元和断电检测单元。
通过以上技术方案：断电检测单元可检测电力电源模块是否给执行器进行正常供电，当检测到断电后，启动备用电源模块进行充电，可在10秒内将执行器的电量充满。
本实用新型进一步设置为，所述电机驱动模块包括电机驱动单元。
通过以上技术方案：通过电机驱动单元能够驱动风阀执行器进行运转，保证风阀执行器能够运转到预设的开关阈值进行，进而控制风阀的关闭。
本实用新型的有益效果为：
1、该断电可关闭的风阀执行器，通过在原有的基础上添加了备用电源模块，当设备断电时，通过备用电源模块能够实现在短时间内充电，保证风阀执行器依旧可以运转到设定好的开关阈值，提升系统运行的稳定性，确保突发情况下的应对措施，可靠性高，实用性强，使用稳定，易维护。
2、该断电可关闭的风阀执行器，超级电容兼具蓄电池能量密度大和普通电容功率密度大的优点，充放电速度快，充放电效率高，循环寿命场，高低温性能好，减少使用过程中维护工作，同时利用电容储能的特性，可以精准的建立充放电模型。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种断电可关闭的风阀执行器的整体结构示意图；
图2为本实用新型提出的一种断电可关闭的风阀执行器的备用电源模块电路连接结构示意图；
图3为本实用新型提出的一种断电可关闭的风阀执行器的等效RC模型结构示意图；
图4为本实用新型提出的一种断电可关闭的风阀执行器的超级电容等效模型结构示意图。
图中：1、电力电源模块；2、信号控制模块；3、风阀控制模块；4、备用电源模块；5、电机驱动模块。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。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在本专利中的具体含义。
参照图1-2，一种断电可关闭的风阀执行器，包括电力电源模块1、信号控制模块2、风阀控制模块3和电机驱动模块5，还包括备用电源模块4，电力电源模块1的输出端通过导线与风阀控制模块3的输入端相连接，风阀控制模块3通过信号线与信号控制模块2交互连接，备用电源模块4的输出端通过导线与风阀控制模块3相连接，电机驱动模块5的输出端通过信号线与风阀控制模块3的输入端相连接。
风阀控制模块3的型号为STM8S003F3，所述风阀控制模块3的PA3、PC3和PC6端口均与电机驱动模块5相连接，所述风阀控制模块3的PD4、PD5和PD6端口均与信号控制模块2相连接，所述风阀控制模块3的PC5端口均与备用电源模块4相连接。
备用电源模块4的型号为STC8G1K08A，用来检测供电电源，P3.3端口输出PWM波形控制备用电源充电，P3.2端口实时采样充电电压，上电时，备用电源充电，当检测到供电电源断开时，备用电源进行供电。
信号控制模块2通过运算放大器LM358AM输出三相的模拟量，同时可以通过外部控制运转。
在本实施例中，备用电源模块4采用10个超级电容进行串联，超级电容兼具蓄电池能量密度大和普通电容功率密度大的优点，充放电速度快，充放电效率高，循环寿命场，高低温性能好，减少使用过程中维护工作，同时利用电容储能的特性，可以精准的建立充放电模型；超级电容的规格为电压2.7V和电容容量5.0F，利用超级电容使用被动均压方式进行充电，通过测量电容器的漏电流值，可以算出电容器的等效并联电阻根据等效并联电阻值确认均压电阻的阻值。
进一步的，电力电源模块1包括电源接口，电力电源模块1的额定电压为24V，通过电源接口连接电源线即可给执行器进行稳定供电，保证执行器工作时的稳定性。
风阀控制模块3包括风阀控制单元和断电检测单元，断电检测单元可检测电力电源模块1是否给执行器进行正常供电，当检测到断电后，启动备用电源模块4进行充电，可在10秒内将执行器的电量充满。
电机驱动模块5包括电机驱动单元，通过电机驱动单元能够驱动风阀执行器进行运转，保证风阀执行器能够运转到预设的开关阈值进行，进而控制风阀的关闭。
值得一提的是，超级电容在充电过程中使用串联RC模型，电容两端具有的能量符合公式P*T＝1/2C*V2，加载在电容两端的电压为20V,10个电容串联的容值为0.5F,可以得出充满电后具有的能量为100J,当时间为10S时，可以得出P为10W；超级电容充电的过程中可以简化成如图3所示的等效RC模型，在任意时刻T，电容两端的电压为：
Vt＝V0十(V1-V0)·(1-et/RC)
V1为电源电压，V0为电容两端的电压，可以通过公式求电压两端电压随时间的变化和经过时间T电容两端电压的变化值。
参照图4，使用恒功率对电容进行充电时，电容两端的功率恒定为10W，同时可以根据时间对对应实时功率进行调整。根据公式可以推出充电时间为通过ADC对电容两端的电压进行采样，可以测得当前电容两端电压值，根据公式P*T＝1/2C*(Vt2-V02)，可以得出使用恒定功率进行充电经过时间T后Vt的电压值。带入公式可以求出时间给电容充电所需要的具体时间t，从而推导出t/T时间占空比。
工作原理：使用时，通过在原有的基础上添加了备用电源模块4，当设备断电时，通过备用电源模块4能够实现在短时间内充电，保证风阀执行器依旧可以运转到设定好的开关阈值，提升系统运行的稳定性，确保突发情况下的应对措施，可靠性高，实用性强，使用稳定，易维护。
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，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种断电可关闭的风阀执行器，包括电力电源模块(1)、信号控制模块(2)、风阀控制模块(3)和电机驱动模块(5)，其特征在于，还包括备用电源模块(4)，所述电力电源模块(1)的输出端通过导线与风阀控制模块(3)的输入端相连接，所述风阀控制模块(3)通过信号线与信号控制模块(2)交互连接，所述备用电源模块(4)的输出端通过导线与风阀控制模块(3)相连接，所述电机驱动模块(5)的输出端通过信号线与风阀控制模块(3)的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种断电可关闭的风阀执行器，其特征在于，所述备用电源模块(4)采用10个超级电容进行串联。
3.根据权利要求2所述的一种断电可关闭的风阀执行器，其特征在于，所述超级电容的规格为电压2.7V和电容容量5.0F。
4.根据权利要求1所述的一种断电可关闭的风阀执行器，其特征在于，所述电力电源模块(1)包括电源接口，所述电力电源模块(1)的额定电压为24V。
5.根据权利要求1所述的一种断电可关闭的风阀执行器，其特征在于，所述风阀控制模块(3)包括风阀控制单元和断电检测单元。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种断电可关闭的风阀执行器，其特征在于，所述电机驱动模块(5)包括电机驱动单元。
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