WO2017041755A1 - 框架断路器的风扇监控方法和监控装置 - Google Patents

Abstract

一种框架断路器的风扇监控方法，风扇用于框架断路器的散热，该风扇监控方法包括：采集框架断路器的实时温度；依据实时温度查找温度转速对照表，确定与该实时温度对应的转速数据；依据转速数据产生驱动信号，驱动信号驱动风扇转动；采集风扇的实时转速，产生反馈信号；基于实时温度、转速数据和反馈信号，判断风扇的工作状态，还揭示了一种框架断路器的风扇监控装置，执行上述的监控方法，其综合考虑框架断路器的温度、驱动转速和实际转速，解决了框架断路器使用风扇进行强迫散热时风扇可靠性的问题。

Description

框架断路器的风扇监控方法和监控装置 技术领域

本发明涉及低压电器领域，更具体地说，涉及框架断路器的散热技术。

背景技术

框架断路器在工作中温度的上升，直接影响到材料的性能，进而影响到产品的各项性能指标以及产品的可靠性。改善断路器的温度升高，改善其散热条件，可以有效地提高产品的品质和性能。风扇强迫散热在其他的行业产品之中得到广泛的应用。例如公开号为CN101466245A的中国专利申请公开了一种风扇散热装置与风扇转速控制方法，包括温度传感器、温度监控单元、处理单元、驱动单元、与风扇等。温度监控单元用来比较温度传感器的感测结果与至少一个临界值，并依据比较结果而决定是否发出中断事件。处理单元根据中断事件进行一个中断服务，以设定并输出风扇转速值。驱动单元依据风扇转速值驱动并控制风扇的转速。风扇提供风流以降低电脑系统内部或中央处理器的温度。该申请是风扇强制散热在电脑系统中的应用。又比如CN101466245公开了一种风扇散热装置与风扇转速控制方法，包括温度传感器、温度监控单元、处理单元、驱动单元、与风扇等。温度监控单元用来比较温度传感器的感测结果与至少一个临界值，并依据比较结果而决定是否发出中断事件。处理单元根据中断事件进行一个中断服务，以设定并输出风扇转速值。驱动单元依据风扇转速值驱动并控制风扇的转速。风扇提供风流以降低电脑系统内部或中央处理器的温度。该申请同样应用于电脑系统中。

如果把风扇散热用到框架断路器之中，断路器的温度环境能到得到明显的改善。例如CN203445030U揭示了一种断路器，特别是指其内部安装有风冷装置的智能型框架断路器。该实用新型采用如下技术：一种带风冷装置智能型框架断路器，支架上设置有多个风扇，每个风扇设置在纵向排 列的电连接单元的正下方，在横向排列的每列电连接组件单元下方均设置有风扇，支架上还设置有分别控制每个风扇的智能控制器。在框架断路器中引入风扇散热，实际效果极其明显。对于引入风扇散热设计的框架断路器，风扇的使用寿命及可靠性，直接影响到断路器的性能指标及可靠性。如果风扇的长时间的高速运转，会损耗能量及风扇的使用寿命，影响产品的可靠性。同时因为风扇植入断路器开关中成为散热的重要部件，如果出现故障，会对断路器的性能造成直接的影响，并可能引发重大的事故。因而风扇的可靠性就及其重要。但在现有技术中，例如在CN203445030U所揭示的断路器中，并没有对风扇性能进行监控的手段，因此在当前应用到框架断路器产品值的风扇，其使用过程中的可靠性监督和保证措施还不足。

发明内容

本发明旨在提出一种框架断路器的风扇监控技术，以确保风扇的工作性能。

根据本发明的一实施例，提出一种框架断路器的风扇监控方法，风扇用于框架断路器的散热，该风扇监控方法包括：

采集框架断路器的实时温度；

依据实时温度查找温度转速对照表，确定与该实时温度对应的转速数据；

依据转速数据产生驱动信号，驱动信号驱动风扇转动；

采集风扇的实时转速，产生反馈信号；

基于实时温度、转速数据和反馈信号，判断风扇的工作状态。

在一个实施例中，基于实时温度、转速数据和反馈信号对风扇的工作状态判断如下：

温度在允许范围内，反馈信号与转速数据的误差在阈值范围内，判断风扇工作状态正常；

温度在允许范围内，反馈信号与转速数据的误差在阈值范围外，判断 风扇为轻度老化；

温度在允许范围外，反馈信号与转速数据的误差在阈值范围外，判断风扇为需要更换；

温度在允许范围外，反馈信号与转速数据的误差在阈值范围内，判断风扇工作状态正常，但存在其他故障。

在一个实施例中，驱动信号是PWM信号。

根据本发明的一实施例，揭示了一种框架断路器的风扇监控装置，监控一风扇的工作状态，风扇用于框架断路器的散热，风扇监控装置包括：温度传感器、控制单元和转速反馈装置。温度传感器采集框架断路器的实时温度，实时温度被提供给控制单元。控制单元保存温度转速对照表，控制单元依据所述实时温度查找温度转速对照表，确定与该实时温度对应的转速数据，控制单元依据转速数据产生驱动信号，驱动信号驱动风扇转动。转速反馈装置采集风扇的实时转速，产生反馈信号，反馈信号被反馈给控制单元。控制单元基于所述实时温度、转速数据和反馈信号，判断风扇的工作状态。

在一个实施例中，基于实时温度、转速数据和反馈信号对风扇的工作状态判断如下：

温度在允许范围内，反馈信号与转速数据的误差在阈值范围内，判断风扇工作状态正常；

温度在允许范围内，反馈信号与转速数据的误差在阈值范围外，判断风扇为轻度老化；

温度在允许范围外，反馈信号与转速数据的误差在阈值范围外，判断风扇为需要更换；

温度在允许范围外，反馈信号与转速数据的误差在阈值范围内，判断风扇工作状态正常，但存在其他故障。

在一个实施例中，控制单元产生的驱动信号是PWM信号。

本发明综合考虑框架断路器的温度、驱动转速和实际转速，解决了框 架断路器使用风扇进行强迫散热时风扇可靠性的问题。通过综合判读与控制风扇散热，监控风扇及断路器的允许状态，进行风扇与断路器可靠性的判断与预警。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了根据本发明的一实施例的框架断路器的风扇监控方法的实现流程图。

图2揭示了根据本发明的一实施例的框架断路器的风扇监控装置的结构框图。

具体实施方式

本发明揭示一种框架断路器的风扇监控方法，风扇用于框架断路器的散热。图1揭示了根据本发明的一实施例的框架断路器的风扇监控方法的实现流程图。该风扇监控方法包括：

采集框架断路器的实时温度。在一个实施例中，采集框架断路器的实时温度由温度传感器实现。

依据实时温度查找温度转速对照表，确定与该实时温度对应的转速数据。在一个实施例中，实时温度被发送给控制单元，控制单元具有存储器，存储器中保存有温度转速对照表。控制单元依据实时温度在温度转速对照表中查找对应的转速。

依据转速数据产生驱动信号，驱动信号驱动风扇转动。在一个实施例中，产生驱动信号的步骤也由控制单元实现。控制单元可以生成PWM信号作为驱动信号。

采集风扇的实时转速，产生反馈信号。在一个实施例中，由转速反馈 装置采集风扇的实时转速，生成反馈信号。该反馈信号可以是F.G信号。

基于实时温度、转速数据和反馈信号，判断风扇的工作状态。在一个实施例中，该判断的步骤由控制单元执行。判断的依据和结果如下：

温度在允许范围内，通常是温度低于一个设定值；反馈信号与转速数据的误差在阈值范围内，即风扇的实际转速与驱动信号的指令转速基本相符，表明风扇性能正常。判断风扇工作状态正常。

温度在允许范围内，反馈信号与转速数据的误差在阈值范围外，一般情况下是实际转速较慢，说明风扇的实际转速达不到指令转速，说明风扇性能下降，出现老化。但依旧可以起到必要的降温作用。判断风扇为轻度老化。

温度在允许范围外，通常是温度高于前述的设定值。反馈信号与转速数据的误差在阈值范围外，一般情况下是实际转速较慢，说明风扇的实际转速达不到指令转速，说明风扇性能下降。并且已经不能满足降温的要求。判断风扇为需要更换。

温度在允许范围外。反馈信号与转速数据的误差在阈值范围内。说明风扇工作正常，但存在其他故障导致框架断路器的温度升高。判断风扇工作状态正常，但存在其他故障。

根据判断的结果，进行相应的处理。比如风扇工作状态正常以及轻度老化时，可以输出工作状态正常。在风扇需要更换时，发出报警信号，指示需要更换风扇。在存在其他故障时，发出报警信号，指示存在其他故障。

本发明还揭示了一种框架断路器的风扇监控装置，执行前述的方法，监控一风扇的工作状态，风扇用于框架断路器的散热。图2揭示了根据本发明的一实施例的框架断路器的风扇监控装置的结构框图。如图2所示，该风扇监控装置包括：温度传感器202、控制单元204和转速反馈装置206。温度传感器202采集框架断路器的实时温度，实时温度202被提供给控制单元204。控制单元204与温度传感器202之间是可通信的。控制单元204具有存储器，保存温度转速对照表，控制单元204依据实时温度查找温度 转速对照表，确定与该实时温度对应的转速数据。控制单元204依据转速数据产生驱动信号，驱动信号驱动风扇转动。在一个实施例中，控制单元204生成PWM信号作为驱动信号。转速反馈装置206采集风扇的实时转速，产生反馈信号。在一个实施例中，该反馈信号可以是F.G信号。反馈信号被反馈给控制单元204。控制单元204与转速反馈装置206之间也是可通信的。控制单元204基于实时温度、转速数据和反馈信号，判断风扇的工作状态。判断的依据和结果如下：

温度在允许范围内，通常是温度低于一个设定值；反馈信号与转速数据的误差在阈值范围内，即风扇的实际转速与驱动信号的指令转速基本相符，表明风扇性能正常。判断风扇工作状态正常。

温度在允许范围内，反馈信号与转速数据的误差在阈值范围外，一般情况下是实际转速较慢，说明风扇的实际转速达不到指令转速，说明风扇性能下降，出现老化。但依旧可以起到必要的降温作用。判断风扇为轻度老化。

温度在允许范围外，通常是温度高于前述的设定值。反馈信号与转速数据的误差在阈值范围外，一般情况下是实际转速较慢，说明风扇的实际转速达不到指令转速，说明风扇性能下降。并且已经不能满足降温的要求。判断风扇为需要更换。

温度在允许范围外。反馈信号与转速数据的误差在阈值范围内。说明风扇工作正常，但存在其他故障导致框架断路器的温度升高。判断风扇工作状态正常，但存在其他故障。

根据判断的结果，进行相应的处理。比如风扇工作状态正常以及轻度老化时，可以输出工作状态正常。在风扇需要更换时，发出报警信号，指示需要更换风扇。在存在其他故障时，发出报警信号，指示存在其他故障。

本发明综合考虑框架断路器的温度、驱动转速和实际转速，解决了框架断路器使用风扇进行强迫散热时风扇可靠性的问题。通过综合判读与控制风扇散热，监控风扇及断路器的允许状态，进行风扇与断路器可靠性的 判断与预警。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (6)

1. 一种框架断路器的风扇监控方法，所述风扇用于框架断路器的散热，其特征在于，所述风扇监控方法包括：

   采集框架断路器的实时温度；

   依据所述实时温度查找温度转速对照表，确定与该实时温度对应的转速数据；

   依据所述转速数据产生驱动信号，驱动信号驱动风扇转动；

   采集风扇的实时转速，产生反馈信号；

   基于所述实时温度、转速数据和反馈信号，判断所述风扇的工作状态。
2. 如权利要求1所述的框架断路器的风扇监控方法，其特征在于，

   所述温度在允许范围内，所述反馈信号与转速数据的误差在阈值范围内，判断风扇工作状态正常；

   所述温度在允许范围内，所述反馈信号与转速数据的误差在阈值范围外，判断风扇为轻度老化；

   所述温度在允许范围外，所述反馈信号与转速数据的误差在阈值范围外，判断风扇为需要更换；

   所述温度在允许范围外，所述反馈信号与转速数据的误差在阈值范围内，判断风扇工作状态正常，但存在其他故障。
3. 如权利要求1所述的框架断路器的风扇监控方法，其特征在于，

   所述驱动信号是PWM信号。
4. 一种框架断路器的风扇监控装置，监控一风扇的工作状态，所述风扇用于框架断路器的散热，所述风扇监控装置包括：

   温度传感器，温度传感器采集框架断路器的实时温度，实时温度被提 供给控制单元；

   控制单元，控制单元保存温度转速对照表，控制单元依据所述实时温度查找温度转速对照表，确定与该实时温度对应的转速数据，控制单元依据转速数据产生驱动信号，驱动信号驱动风扇转动；

   转速反馈装置，转速反馈装置采集风扇的实时转速，产生反馈信号，反馈信号被反馈给控制单元；

   所述控制单元基于所述实时温度、转速数据和反馈信号，判断所述风扇的工作状态。
5. 如权利要求4所述的框架断路器的风扇监控装置，其特征在于，

   所述温度在允许范围内，所述反馈信号与转速数据的误差在阈值范围内，判断风扇工作状态正常；

   所述温度在允许范围内，所述反馈信号与转速数据的误差在阈值范围外，判断风扇为轻度老化；

   所述温度在允许范围外，所述反馈信号与转速数据的误差在阈值范围外，判断风扇为需要更换；

   所述温度在允许范围外，所述反馈信号与转速数据的误差在阈值范围内，判断风扇工作状态正常，但存在其他故障。
6. 如权利要求4所述的框架断路器的风扇监控装置，其特征在于，

   所述控制单元产生的驱动信号是PWM信号。

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