專(zhuān)利名稱(chēng)：風(fēng)扇電機(jī)裝置、空氣流動(dòng)性調(diào)節(jié)設(shè)備及風(fēng)量控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)，尤其涉及風(fēng)扇電機(jī)。
背景技術(shù)：
通風(fēng)、空調(diào)等系統(tǒng)通常由風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)空氣流動(dòng)性調(diào)節(jié)。當(dāng)如外部風(fēng)壓、管道狀況等變化導(dǎo)致系統(tǒng)的靜態(tài)壓力發(fā)生變化時(shí)，其出風(fēng)量也會(huì)相應(yīng)改變。本發(fā)明旨在提供可使系統(tǒng)即使在靜態(tài)壓力發(fā)生變化時(shí)仍可輸出恒定風(fēng)量的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一方面的實(shí)施例提供一種風(fēng)扇電機(jī)裝置，包括電機(jī)；用于驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元；用于檢測(cè)流經(jīng)電機(jī)的電流的檢測(cè)單元；用于控制電機(jī)以給定轉(zhuǎn)速恒速運(yùn)行的恒速控制單元；校正單元，用于使恒速控制單元控制電機(jī)以預(yù)定的第一轉(zhuǎn)速恒速運(yùn)行以使系統(tǒng)輸出預(yù)定風(fēng)量；在檢測(cè)單元所檢測(cè)電流相對(duì)于與所述預(yù)定風(fēng)量對(duì)應(yīng)的預(yù)定電流的偏差超出預(yù)定范圍時(shí)，獲得與所述預(yù)定風(fēng)量對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)際特性參數(shù)值；獲得與所述系統(tǒng)實(shí)際特性參數(shù)值對(duì)應(yīng)的電機(jī)供電功率及第二轉(zhuǎn)速；使恒速控制單元控制電機(jī)變?yōu)橐运龅诙D(zhuǎn)速恒速運(yùn)行，并使驅(qū)動(dòng)單元按所述供電功率驅(qū)動(dòng)電機(jī)。本發(fā)明另一方面的實(shí)施例提供一種空氣流動(dòng)性調(diào)節(jié)設(shè)備，具有如上述所述的風(fēng)扇電機(jī)裝置。本發(fā)明再一方面的實(shí)施例提供一種空氣流動(dòng)性調(diào)節(jié)系統(tǒng)的風(fēng)量控制方法，所述系統(tǒng)由風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述方法包括使電機(jī)以預(yù)定的第一轉(zhuǎn)速恒速運(yùn)行以使系統(tǒng)輸出預(yù)定風(fēng)量；檢測(cè)流過(guò)電機(jī)的實(shí)際電流，若所述實(shí)際電流相對(duì)于與所述預(yù)定風(fēng)量對(duì)應(yīng)的預(yù)定電流的偏差超出預(yù)定范圍，則獲得與所述預(yù)定風(fēng)量對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)際特性參數(shù)值；獲得與所述系統(tǒng)實(shí)際特性參數(shù)值對(duì)應(yīng)的電機(jī)供電功率及第二轉(zhuǎn)速；按所述供電功率向電機(jī)供電，并使電機(jī)以所述第二轉(zhuǎn)速恒速運(yùn)行。根據(jù)本發(fā)明所舉實(shí)施例，可使空氣流動(dòng)性調(diào)節(jié)系統(tǒng)即使在外部環(huán)境發(fā)生變化導(dǎo)致靜態(tài)壓力發(fā)生變化時(shí)仍可輸出恒定風(fēng)量。為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。


附圖中圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的風(fēng)扇電機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的風(fēng)量控制方法的流程圖；圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中風(fēng)扇特性曲線(xiàn)及系統(tǒng)特性曲線(xiàn)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，通過(guò)對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見(jiàn)。參考圖1，本發(fā)明一實(shí)施例的風(fēng)扇電機(jī)裝置包括電機(jī)12、驅(qū)動(dòng)單元14、檢測(cè)單元 16、恒速控制單元18、以及校正單元20 ；其中較佳的，電機(jī)12為無(wú)刷直流電機(jī)，包括具有定子線(xiàn)圈的定子、與定子磁耦合的永磁鐵轉(zhuǎn)子、以及用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的檢測(cè)元件。驅(qū)動(dòng)單元14用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)12，包括整流單元142，用于對(duì)交流電源30輸出的交流電壓進(jìn)行整流；濾波單元144，用于對(duì)經(jīng)整流的電壓進(jìn)行平滑濾波；以及逆變單元146，逆變單元146可由開(kāi)關(guān)元件組成，由經(jīng)平滑濾波后的直流電壓供電，開(kāi)關(guān)元件的接通或斷開(kāi)可由脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)控制，使得定子線(xiàn)圈以規(guī)定的方式通電。檢測(cè)單元16用于檢測(cè)流過(guò)電機(jī)12的定子線(xiàn)圈的電流，恒速控制單元18用于例如采用閉環(huán)控制等方式控制電機(jī)12以給定轉(zhuǎn)速恒速運(yùn)行。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明了，檢測(cè)單元16和恒速控制單元18可通過(guò)本領(lǐng)域的公知技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)，因此此處不再贅述。校正單元20用于通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)以使系統(tǒng)輸出恒定風(fēng)量，包括使恒速控制單元18 控制電機(jī)12以預(yù)定的第一轉(zhuǎn)速恒速運(yùn)行以使系統(tǒng)輸出預(yù)定風(fēng)量；在檢測(cè)單元16所檢測(cè)的電流相對(duì)于與所述預(yù)定風(fēng)量對(duì)應(yīng)的預(yù)定電流的偏差超出預(yù)定范圍時(shí)，獲得與所述預(yù)定風(fēng)量對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)際特性參數(shù)值；獲得使系統(tǒng)具有所述實(shí)際特性參數(shù)值所需的電機(jī)供電功率及第二轉(zhuǎn)速后輸出，使恒速控制單元18控制電機(jī)變?yōu)橐运龅诙D(zhuǎn)速恒速運(yùn)行，并使驅(qū)動(dòng)單元14按所述供電功率驅(qū)動(dòng)電機(jī)。其中，校正單元20可包括存儲(chǔ)單元22用于至少存儲(chǔ)風(fēng)扇特性參數(shù)值和對(duì)應(yīng)的電機(jī)運(yùn)行參數(shù)值?？梢岳斫獾模景l(fā)明實(shí)施例的風(fēng)扇電機(jī)裝置可適用于如換氣裝置、鼓風(fēng)機(jī)、空調(diào)等具有空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)功能的電氣設(shè)備。參考圖2，本發(fā)明另一實(shí)施例提供一種空氣流動(dòng)性調(diào)節(jié)系統(tǒng)的風(fēng)量控制方法，所述系統(tǒng)由風(fēng)扇電機(jī)裝置驅(qū)動(dòng)。所述方法包括下面的Sl S4:Si、使電機(jī)以預(yù)定的第一轉(zhuǎn)速Nsl恒速運(yùn)行以使系統(tǒng)輸出預(yù)定風(fēng)量Qs。較佳的，第一轉(zhuǎn)速Nsl可以基于安裝人員在安裝設(shè)備時(shí)運(yùn)行的自動(dòng)預(yù)校正所獲得。安裝人員例如可通過(guò)用戶(hù)界面指定一個(gè)基準(zhǔn)風(fēng)量Qt，通過(guò)自動(dòng)預(yù)校正可獲得輸出該基準(zhǔn)風(fēng)量Qt所對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)操作點(diǎn)及相應(yīng)的電機(jī)運(yùn)行參數(shù)。具體可包括Sll)根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的風(fēng)扇特性參數(shù)及電機(jī)運(yùn)行參數(shù)表(以下簡(jiǎn)稱(chēng)FM表)，獲得與該基準(zhǔn)風(fēng)量Qt和零靜壓對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速值及供電電壓值；其中，風(fēng)扇特性參數(shù)包括靜壓P、風(fēng)量Q，電機(jī)運(yùn)行參數(shù)包括電機(jī)轉(zhuǎn)速N、電機(jī)電流 I、電機(jī)供電電壓V、功率W。參見(jiàn)圖3，VI，V2, V3三條曲線(xiàn)分別代表以電壓VI，V2, V3向電機(jī)供電時(shí)的風(fēng)扇特性曲線(xiàn)，曲線(xiàn)上的每個(gè)點(diǎn)(Q，P)具有與其一一對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速N和電機(jī)電流I。S12)以所獲得的供電電壓值向電機(jī)供電，并檢測(cè)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)值，如轉(zhuǎn)速 Nl或電流II。S13)根據(jù)FM表，獲得與電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)值對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)操作點(diǎn)0 1，Ρ1)；其中， 若實(shí)際參數(shù)值在FM表中，可通過(guò)查表直接獲得對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)操作點(diǎn)Oil，Pl)，若實(shí)際參數(shù)值不在FM表中，可依據(jù)FM表中的相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)插值等數(shù)學(xué)方法獲得Oil，Pl)。S14)依公式Kl = Ql/ V (Pl)計(jì)算出系統(tǒng)的系統(tǒng)常數(shù)；本發(fā)明申請(qǐng)文件中， “V (*)”表示*的平方根。S15)依公式Pt = 0!t/Kl)2計(jì)算出Pt，得到系統(tǒng)輸出基準(zhǔn)風(fēng)量Qt所對(duì)應(yīng)的操作點(diǎn) tot，Pt)。S16)根據(jù)FM表，獲得與系統(tǒng)操作點(diǎn)(Qt，Pt)對(duì)應(yīng)的電機(jī)運(yùn)行參數(shù)It，Nt ；可以理解的，電機(jī)運(yùn)行參數(shù)也可通過(guò)直接查表或查表并插值的方式獲得。S17)存儲(chǔ)操作點(diǎn)^jt，Pt)及對(duì)應(yīng)的電機(jī)運(yùn)行參數(shù)It，Nt。本實(shí)施例中，可使基準(zhǔn)風(fēng)量Qt與預(yù)定風(fēng)量Qs相同，此時(shí)轉(zhuǎn)速Nt和It即為第一轉(zhuǎn)速Nsl和預(yù)定電流Isl?？梢岳斫獾?，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，基準(zhǔn)風(fēng)量Qt與預(yù)定風(fēng)量 Qs也可不同，則可按照與基準(zhǔn)風(fēng)量Qt和預(yù)定風(fēng)量Qs相同的比例關(guān)系，基于Nt，It獲得第一轉(zhuǎn)速Nsl及預(yù)定電流Isl。S2、檢測(cè)流過(guò)電機(jī)定子線(xiàn)圈的實(shí)際電流Is2，若所述實(shí)際電流Is2相對(duì)于與預(yù)定風(fēng)量Qs對(duì)應(yīng)的預(yù)定電流Isl的偏差超出預(yù)定范圍，則獲得與預(yù)定風(fēng)量Qs對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)際特性參數(shù)值。系統(tǒng)在使用過(guò)程中，靜態(tài)壓力可能會(huì)產(chǎn)生變化。本實(shí)施例中，當(dāng)電機(jī)的實(shí)際電流 Is2相對(duì)于與預(yù)定風(fēng)量Qs對(duì)應(yīng)的預(yù)定電流Isl的偏差超出預(yù)定范圍時(shí)，說(shuō)明系統(tǒng)的實(shí)際輸出風(fēng)量已偏離預(yù)定風(fēng)量Qs超出一定范圍(也即系統(tǒng)的特性曲線(xiàn)已偏離XI，例如偏離至 X2)，因此需要調(diào)節(jié)電機(jī)以使系統(tǒng)在靜壓變化后仍然輸出預(yù)定風(fēng)量Qs。其中，獲得與預(yù)定風(fēng)量Qs對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)際特性參數(shù)值包括S21)依據(jù)FM表，獲得與實(shí)際電流Is2對(duì)應(yīng)的風(fēng)扇特性參數(shù)值(Qs2，Ps2)。S22)依公式K2 = Qs2/ V (Ps2)計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)際系統(tǒng)常數(shù)K2。S23)依公式I^s = (Qs/K2) 2計(jì)算出Ps，得到系統(tǒng)輸出預(yù)定風(fēng)量Qs所對(duì)應(yīng)的操作點(diǎn) tos，Ps)。S3、獲得與所述系統(tǒng)實(shí)際特性參數(shù)值對(duì)應(yīng)的電機(jī)供電功率Ws2及第二轉(zhuǎn)速Ns2;具體的，也可依據(jù)FM表通過(guò)直接查表或查表并插值的方式獲得供電功率Ws2及第二轉(zhuǎn)速Ns2。S4、按供電功率Ws2向電機(jī)供電，并使電機(jī)以第二轉(zhuǎn)速Ns2恒速運(yùn)行。具體的，可以通過(guò)調(diào)節(jié)用于控制逆變單元的PWM信號(hào)的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)供電功率的調(diào)整。可以理解的，也可以通過(guò)其他方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)供電功率的調(diào)整。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)扇電機(jī)裝置，包括 電機(jī)；用于驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元； 用于檢測(cè)流經(jīng)電機(jī)的電流的檢測(cè)單元； 用于控制電機(jī)以給定轉(zhuǎn)速恒速運(yùn)行的恒速控制單元；校正單元，用于使恒速控制單元控制電機(jī)以預(yù)定的第一轉(zhuǎn)速恒速運(yùn)行以使系統(tǒng)輸出預(yù)定風(fēng)量；在檢測(cè)單元所檢測(cè)電流相對(duì)于與所述預(yù)定風(fēng)量對(duì)應(yīng)的預(yù)定電流的偏差超出預(yù)定范圍時(shí)，獲得與所述預(yù)定風(fēng)量對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)際特性參數(shù)值；獲得與所述系統(tǒng)實(shí)際特性參數(shù)值對(duì)應(yīng)的電機(jī)供電功率及第二轉(zhuǎn)速；使恒速控制單元控制電機(jī)變?yōu)橐运龅诙D(zhuǎn)速恒速運(yùn)行，并使驅(qū)動(dòng)單元按所述供電功率驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇電機(jī)裝置，其特征在于，所述校正單元包括存儲(chǔ)單元用于至少存儲(chǔ)風(fēng)扇特性參數(shù)值和對(duì)應(yīng)的電機(jī)運(yùn)行參數(shù)值。
3.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇電機(jī)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元包括逆變單元。
4.如權(quán)利要求3所述的風(fēng)扇電機(jī)裝置，其特征在于，所述逆變單元由PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求4所述的風(fēng)扇電機(jī)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)控制所述PWM信號(hào)的占空比來(lái)控制電機(jī)的供電功率。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇電機(jī)裝置，其特征在于，所述電機(jī)為無(wú)刷直流電機(jī)。
7.一種空氣流動(dòng)性調(diào)節(jié)設(shè)備，包括如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇電機(jī)裝置。
8.一種空氣流動(dòng)性調(diào)節(jié)系統(tǒng)的風(fēng)量控制方法，所述系統(tǒng)由風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其特征在于， 所述方法包括使電機(jī)以預(yù)定的第一轉(zhuǎn)速恒速運(yùn)行以使系統(tǒng)輸出預(yù)定風(fēng)量；檢測(cè)流過(guò)電機(jī)的實(shí)際電流，若所述實(shí)際電流相對(duì)于與所述預(yù)定風(fēng)量對(duì)應(yīng)的預(yù)定電流的偏差超出預(yù)定范圍，則獲得與所述預(yù)定風(fēng)量對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)際特性參數(shù)值； 獲得與所述系統(tǒng)實(shí)際特性參數(shù)值對(duì)應(yīng)的電機(jī)供電功率及第二轉(zhuǎn)速； 按所述供電功率向電機(jī)供電，并使電機(jī)以所述第二轉(zhuǎn)速恒速運(yùn)行。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，獲得與所述預(yù)定風(fēng)量對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)際特性參數(shù)值包括獲得與所述實(shí)際電流對(duì)應(yīng)的風(fēng)扇特性參數(shù)值； 根據(jù)所獲得的風(fēng)扇特性參數(shù)值，獲得系統(tǒng)的實(shí)際系統(tǒng)常數(shù)； 根據(jù)所述系統(tǒng)常數(shù)，獲得與所述預(yù)定風(fēng)量對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)際特性參數(shù)值。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，依據(jù)預(yù)置的風(fēng)扇特性參數(shù)值和對(duì)應(yīng)的電機(jī)運(yùn)行參數(shù)值，獲得與實(shí)際電流對(duì)應(yīng)的風(fēng)扇特性參數(shù)值。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，依據(jù)預(yù)置的風(fēng)扇特性參數(shù)值和對(duì)應(yīng)的電機(jī)運(yùn)行參數(shù)值，獲得與所述系統(tǒng)實(shí)際特性參數(shù)值對(duì)應(yīng)的電機(jī)供電功率及第二轉(zhuǎn)速。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法還包括對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)校正獲得所述第一轉(zhuǎn)速及預(yù)定電流。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)校正獲得一基準(zhǔn)風(fēng)量及對(duì)應(yīng)的電機(jī)運(yùn)行參數(shù)值；按照與所述基準(zhǔn)風(fēng)量和所述預(yù)定風(fēng)量相同的比例關(guān)系，基于預(yù)樣正所獲得的電機(jī)運(yùn)行參數(shù)值得到所述第一轉(zhuǎn)速及預(yù)定電流。
14.如權(quán)利要求8至13任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述特性參數(shù)至少包括靜態(tài)壓力。
15.如權(quán)利要求8至13任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述電機(jī)運(yùn)行參數(shù)至少包括電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)供電功率和電機(jī)供電電流其中之一。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)風(fēng)扇電機(jī)裝置、空氣流動(dòng)性調(diào)節(jié)設(shè)備及風(fēng)量控制方法，風(fēng)扇電機(jī)裝置包括電機(jī)；用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元；用于檢測(cè)流經(jīng)電機(jī)的電流的檢測(cè)單元；用于控制電機(jī)以給定轉(zhuǎn)速恒速運(yùn)行的恒速控制單元；校正單元，用于使恒速控制單元控制電機(jī)以預(yù)定的第一轉(zhuǎn)速恒速運(yùn)行以使系統(tǒng)輸出預(yù)定風(fēng)量；在檢測(cè)單元所檢測(cè)電流相對(duì)于與所述預(yù)定風(fēng)量對(duì)應(yīng)的預(yù)定電流的偏差超出預(yù)定范圍時(shí)，獲得與所述預(yù)定風(fēng)量對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)際特性參數(shù)值；獲得與所述系統(tǒng)實(shí)際特性參數(shù)值對(duì)應(yīng)的電機(jī)供電功率及第二轉(zhuǎn)速；使恒速控制單元控制電機(jī)變?yōu)橐运龅诙D(zhuǎn)速恒速運(yùn)行，并使驅(qū)動(dòng)單元按所述供電功率驅(qū)動(dòng)電機(jī)。本發(fā)明實(shí)施例可使空氣流動(dòng)性調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出恒定風(fēng)量。
文檔編號(hào)F04D27/00GK102315809SQ20101022303
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者葉紹聰, 孫持平, 李方毅 申請(qǐng)人:德昌電機(jī)(深圳)有限公司