專利名稱：低噪節(jié)能的空氣凈化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空氣凈化器。
背景技術(shù)：
目前空氣凈化器，如圖1所示，使用的是交流電機(jī)，采用繼電器控制電機(jī)抽頭調(diào)速，只有三檔或者四檔轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)，電機(jī)效率低，噪音明顯，影響了凈化器的整機(jī)性能。致使整個(gè)電機(jī)耗電量大，使用不方便，夜間工作影響使用者的休息。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對現(xiàn)有技術(shù)方案進(jìn)行完善與改進(jìn)，提供一種低噪節(jié)能的空氣凈化器，以達(dá)到低噪節(jié)能的目的。為此，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案。低噪節(jié)能的空氣凈化器，包括控制系統(tǒng)，與控制系統(tǒng)連接的執(zhí)行裝置，所述的執(zhí)行裝置包括電機(jī)，其特征在于所述的控制系統(tǒng)包括用于檢測空氣質(zhì)量的采樣模塊、用于接收用戶命令的信號接收模塊、用于根據(jù)接收的信息計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制模塊、用于驅(qū)使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、為控制系統(tǒng)和電機(jī)供電的開關(guān)電源及用于輸入用戶命令的手動(dòng)控制器；所述的采樣模塊、信號接收模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊均與控制模塊連接，所述的手動(dòng)控制器為移動(dòng)式手動(dòng)控制器，其上設(shè)有與信號接收模塊無線通訊連接的無線發(fā)送模塊；所述的電機(jī)為直流無刷電機(jī)，其上設(shè)有與控制模塊相連的轉(zhuǎn)速反饋模塊，直流無刷電機(jī)通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與控制模塊相連。空氣凈化器采用直流無刷電機(jī)及其控制系統(tǒng)，⑴高效節(jié)能，比交流電機(jī)效率提高30-40個(gè)百分點(diǎn)，單臺(tái)輸出功率可以提高15W。⑵噪音低，直流無刷電機(jī)可以在20RPM-1400RPM之間連續(xù)平穩(wěn)的進(jìn)行調(diào)速，不會(huì)出現(xiàn)異常的震動(dòng)和噪聲，相對交流電機(jī)有很強(qiáng)的適應(yīng)性。⑶電源可適應(yīng)全世界的交流電源，AC 85V-AC265V,具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。作為對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本實(shí)用新型還包括以下附加技術(shù)特征。所述的控制模塊包括用于根據(jù)采樣模塊獲得的信息定時(shí)計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)空氣質(zhì)量的累加器、根據(jù)累加器中值判斷空氣質(zhì)量的空氣質(zhì)量分析單元、根據(jù)空氣質(zhì)量確定電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的速度計(jì)算單元、根據(jù)接收的轉(zhuǎn)速反饋模塊信息通過PID調(diào)節(jié)器調(diào)整電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的速度調(diào)整單元。定時(shí)計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)空氣質(zhì)量，減少干擾，實(shí)現(xiàn)濾波功能，瞬時(shí)空氣質(zhì)量變差也不影響空氣質(zhì)量檢測結(jié)果，避免電機(jī)的頻繁換速。所述的控制模塊還連接一用于顯示空氣質(zhì)量的LED顯示器和用于提示工作狀態(tài)的音樂蜂鳴器。采用音樂蜂鳴器提高舒適度。所述的采樣模塊包括用于檢測空氣質(zhì)量的空氣質(zhì)量傳感器及用于檢測灰塵密度的灰塵傳感器。所述的控制模塊包括根據(jù)采樣模塊的信息來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)控制單元、根據(jù)信號接收模塊獲取的用戶命令來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的手動(dòng)控制單元及用于防止電機(jī)跳檔運(yùn)行的切換控制單元。切換控制單元防止電機(jī)動(dòng)作頻繁，影響使用壽命，所述的控制模塊設(shè)有用于控制在空氣變污濁時(shí)及空氣質(zhì)量變清新時(shí)電機(jī)換檔間隔時(shí)間的防抖單元。防止設(shè)備抖動(dòng)干擾現(xiàn)象，同時(shí)保證傳感器的靈敏度。手動(dòng)控制器設(shè)有顯示器開閉、蜂鳴器開閉、多級風(fēng)速控制功能鍵。有益效果采用寬范圍的開關(guān)電源電路，電源范圍AC85-AC265V，滿足全世界大部分地區(qū)的工作電壓要求，使用范圍廣泛；采用音樂蜂鳴器，提示各種工作狀態(tài)，提高舒適度；采用無刷直流電機(jī)，可以進(jìn)行無極調(diào)速，從200RPM到1400RPM轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都可以平穩(wěn)調(diào)速，同樣轉(zhuǎn)速下，聲音比交流電機(jī)小IOdb左右，低速運(yùn)行下對人睡眠沒任何影響，整機(jī)運(yùn)行效率比交流電機(jī)高30-40個(gè)百分點(diǎn)，符合國家節(jié)能環(huán)保要求。

圖1是現(xiàn)有凈化器原理結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實(shí)用新型原理結(jié)構(gòu)圖。圖3是本實(shí)用新型控制系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖。圖4是本實(shí)用新型流程圖。圖5是本實(shí)用新型自動(dòng)調(diào)速流程圖。圖6是本實(shí)用新型自動(dòng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速設(shè)定流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合說明書附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖2、3所示，低噪節(jié)能的空氣凈化器，包括控制系統(tǒng)，與控制系統(tǒng)連接的直流無刷電機(jī)，控制系統(tǒng)包括用于檢測空氣質(zhì)量的采樣模塊、用于接收用戶命令的信號接收模塊、 用于根據(jù)接收的信息計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制模塊、用于驅(qū)使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、為控制系統(tǒng)和電機(jī)供電的輸入電壓范圍為AC85-AC265V的開關(guān)電源及用于輸入用戶命令的手動(dòng)控制器、用于顯示空氣質(zhì)量的LED顯示器和用于提示工作狀態(tài)的音樂蜂鳴器；采樣模塊、 信號接收模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、LED顯示器及音樂蜂鳴器均與控制模塊連接，手動(dòng)控制器為移動(dòng)式手動(dòng)控制器，其上設(shè)有與信號接收模塊無線通訊連接的無線發(fā)送模塊；電機(jī)為直流無刷電機(jī)，其上設(shè)有與控制模塊相連的轉(zhuǎn)速反饋模塊。其中控制模塊包括用于根據(jù)采樣模塊獲得的信息定時(shí)計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)空氣質(zhì)量的累加器、根據(jù)累加器中值判斷空氣質(zhì)量的空氣質(zhì)量分析單元、根據(jù)空氣質(zhì)量確定電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的速度計(jì)算單元、根據(jù)接收的轉(zhuǎn)速反饋模塊信息調(diào)整電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的速度調(diào)整單元、根據(jù)信號接收模塊獲取的用戶命令來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的手動(dòng)控制單元、用于防止電機(jī)跳檔運(yùn)行的切換控制單元、控制在空氣變污濁時(shí)及空氣質(zhì)量變清新時(shí)電機(jī)換檔間隔時(shí)間的防抖單元。采樣模塊包括用于檢測空氣質(zhì)量的空氣質(zhì)量傳感器及用于檢測灰塵密度的灰塵傳感器。手動(dòng)控制器設(shè)有顯示器開閉、蜂鳴器開閉、多級風(fēng)速控制功能鍵。本實(shí)用新型的工作流程，如圖4所示1)初始步驟，對顯示器、蜂鳴器自檢；[0026]2)檢測空氣質(zhì)量步驟，采樣模塊將空氣質(zhì)量傳感器及灰塵傳感器采集的信息傳遞給控制模塊；3)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制步驟，將空氣質(zhì)量分為若干個(gè)等級，不同的空氣質(zhì)量等級對應(yīng)不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)空氣質(zhì)量差時(shí)控制模塊選擇高的電機(jī)轉(zhuǎn)速，空氣質(zhì)量好時(shí)控制模塊選擇低的電機(jī)轉(zhuǎn)速；4)電機(jī)驅(qū)動(dòng)步驟，控制模塊將轉(zhuǎn)速信息傳遞給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)無刷直流電機(jī)；5)電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋調(diào)節(jié)步驟，如圖5所示，無刷直流電機(jī)通過轉(zhuǎn)速反饋模塊將實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋給控制模塊，控制模塊通過PID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)設(shè)定轉(zhuǎn)速高于實(shí)際轉(zhuǎn)速時(shí)，PID調(diào)節(jié)器增加無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)設(shè)定轉(zhuǎn)速低于實(shí)際轉(zhuǎn)速時(shí)，PID調(diào)節(jié)器減少無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)無極變速；6)狀態(tài)輸出步驟，控制模塊將空氣質(zhì)量信息通過顯示器顯示，并將狀態(tài)通過蜂鳴器聲音提示；7)手動(dòng)切換步驟，當(dāng)用戶在手動(dòng)控制器上設(shè)定風(fēng)速后，該指令通過信號接收模塊送給控制模塊，控制模塊根據(jù)指令確定電機(jī)對應(yīng)轉(zhuǎn)速。在電機(jī)轉(zhuǎn)速控制步驟中，利用占空比來計(jì)算空氣的質(zhì)量，當(dāng)灰塵到達(dá)設(shè)定閾值時(shí)， 采樣模塊輸出低電平，控制模塊計(jì)算30秒內(nèi)低電平時(shí)間所占比值即占空比作為評價(jià)空氣質(zhì)量依據(jù)，控制模塊每5秒對采樣模塊進(jìn)入的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新一次，在計(jì)算占空比時(shí)總時(shí)間采用30秒，濾波時(shí)間長，在滿足快速反應(yīng)空氣質(zhì)量的同時(shí)，有效防止干擾誤動(dòng)作，避免瞬時(shí)的揚(yáng)塵，引起電機(jī)轉(zhuǎn)速的快速變化。為了更好的防止設(shè)備的抖動(dòng)，當(dāng)空氣質(zhì)量變污濁時(shí)，即占空比上升時(shí)控制模塊間隔30秒重新確定電機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)空氣質(zhì)量變清新時(shí)，即占空比下降時(shí)控制模塊間隔2分鐘重新確定電機(jī)轉(zhuǎn)速。如圖6所示，在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，控制模塊不斷地調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)占空比大于8% 時(shí)，采用高檔轉(zhuǎn)速運(yùn)行；當(dāng)占空比位于大于4%且小于等于8%時(shí)，采用中檔轉(zhuǎn)速運(yùn)行；當(dāng)占空比大于m且小于等于4%時(shí)，采用低檔轉(zhuǎn)速運(yùn)行；當(dāng)占空比小于等于m時(shí)，采用靜音檔轉(zhuǎn)速運(yùn)行，占空比為4%時(shí)空氣中大概500-1500顆粒Λ83Π1 L，占空比為16%時(shí)大氣中大概有8000顆粒/283m L?？刂颇K將電機(jī)轉(zhuǎn)速分為四檔，滿足空氣凈化要求，在靜音檔工作時(shí)，不影響用戶的休息。相應(yīng)在手動(dòng)控制器上設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)風(fēng)速調(diào)節(jié)功能鍵對應(yīng)電機(jī)不同的轉(zhuǎn)速檔；為防止電機(jī)跳檔運(yùn)行，控制模塊設(shè)有切換控制單元，使電機(jī)轉(zhuǎn)速只能相鄰轉(zhuǎn)速檔位切換，防止電機(jī)動(dòng)作頻繁，影響使用壽命。以上圖2-6所示的低噪節(jié)能的空氣凈化器是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，已經(jīng)體現(xiàn)出本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，可根據(jù)實(shí)際的使用需要，在本實(shí)用新型的啟示下，對其進(jìn)行形狀、結(jié)構(gòu)等方面的等同修改，均在本方案的保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求1.低噪節(jié)能的空氣凈化器，包括控制系統(tǒng)，與控制系統(tǒng)連接的執(zhí)行裝置，所述的執(zhí)行裝置包括電機(jī)，其特征在于所述的控制系統(tǒng)包括用于檢測空氣質(zhì)量的采樣模塊、用于接收用戶命令的信號接收模塊、用于根據(jù)接收的信息計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制模塊、用于驅(qū)使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、為控制系統(tǒng)和電機(jī)供電的開關(guān)電源及用于輸入用戶命令的手動(dòng)控制器；所述的采樣模塊、信號接收模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊均與控制模塊連接，所述的手動(dòng)控制器為移動(dòng)式手動(dòng)控制器，其上設(shè)有與信號接收模塊無線通訊連接的無線發(fā)送模塊；所述的電機(jī)為直流無刷電機(jī)，其上設(shè)有與控制模塊相連的轉(zhuǎn)速反饋模塊，直流無刷電機(jī)通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與控制模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低噪節(jié)能的空氣凈化器，其特征在于所述的控制模塊包括用于根據(jù)采樣模塊獲得的信息定時(shí)計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)空氣質(zhì)量的累加器、根據(jù)累加器中值判斷空氣質(zhì)量的空氣質(zhì)量分析單元、根據(jù)空氣質(zhì)量確定電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的速度計(jì)算單元、根據(jù)接收的轉(zhuǎn)速反饋模塊信息通過PID調(diào)節(jié)器調(diào)整電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的速度調(diào)整單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低噪節(jié)能的空氣凈化器，其特征在于所述的控制模塊包括根據(jù)信號接收模塊獲取的用戶命令來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的手動(dòng)控制單元及用于防止電機(jī)跳檔運(yùn)行的切換控制單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低噪節(jié)能的空氣凈化器，其特征在于所述的控制模塊設(shè)有用于控制在空氣變污濁時(shí)及空氣質(zhì)量變清新時(shí)電機(jī)換檔間隔時(shí)間的防抖單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低噪節(jié)能的空氣凈化器，其特征在于所述的控制模塊還連接一用于顯示空氣質(zhì)量的LED顯示器和用于提示工作狀態(tài)的音樂蜂鳴器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低噪節(jié)能的空氣凈化器，其特征在于所述的采樣模塊包括用于檢測空氣質(zhì)量的空氣質(zhì)量傳感器及用于檢測灰塵密度的灰塵傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低噪節(jié)能的空氣凈化器，其特征在于手動(dòng)控制器設(shè)有顯示器開閉、蜂鳴器開閉、多級風(fēng)速控制功能鍵。
專利摘要低噪節(jié)能的空氣凈化器，涉及一種空氣凈化器。目前空氣凈化器使用的是交流電機(jī)，采用繼電器控制電機(jī)抽頭調(diào)速，電機(jī)效率低，噪音明顯，電機(jī)耗電量大，使用不方便，影響使用者的休息。本實(shí)用新型包括控制系統(tǒng)，執(zhí)行裝置，其特征在于所述的控制系統(tǒng)包括采樣模塊、信號接收模塊、控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、開關(guān)電源及手動(dòng)控制器；所述的采樣模塊、信號接收模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊均與控制模塊連接，所述的手動(dòng)控制器為移動(dòng)式手動(dòng)控制器，其上設(shè)無線發(fā)送模塊；所述的電機(jī)為直流無刷電機(jī)，其上設(shè)有與控制模塊相連的轉(zhuǎn)速反饋模塊，直流無刷電機(jī)通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與控制模塊相連。本實(shí)用新型使用范圍廣，噪聲小，舒適度好，無極變速，平穩(wěn)調(diào)速。
文檔編號H02P6/08GK202034933SQ20112007932
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者張健, 杜榮法, 翟德虎, 顧建平, 馬吉富 申請人:臥龍電氣集團(tuán)股份有限公司, 浙江臥龍家用電機(jī)有限公司