[實(shí)用新型]一種FFU風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速控制器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020101967.6
• 申請(qǐng)日: 2010-01-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201733273U
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪義旺;曹豐文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州市職業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P25/04
• 分類號(hào): H02P25/04;H02P27/06
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周新亞

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種變頻調(diào)速控制器，具體說(shuō)是一種FFU風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速控制器。?

背景技術(shù)

風(fēng)機(jī)過(guò)濾器單元(Fan?Filter?Unit，F(xiàn)FU)是將風(fēng)機(jī)和過(guò)濾器組合在一起構(gòu)成自身能提供動(dòng)力的末端凈化設(shè)備，目前在各種潔凈工程中得到廣泛應(yīng)用，特別是在電子、制藥、食品、生物工程、醫(yī)療、實(shí)驗(yàn)室等領(lǐng)域。作為FFU的風(fēng)機(jī)單元部分一般可采用單相交流電機(jī)、三相交流電機(jī)和直流電機(jī)。三相交流電機(jī)額定功率相對(duì)FFU應(yīng)用來(lái)說(shuō)功率偏大，國(guó)內(nèi)該類電機(jī)很少在FFU上使用，直流電機(jī)由于成本高，也較少采用。目前FFU風(fēng)機(jī)主要采用單相交流感應(yīng)電機(jī)(ACIM)，F(xiàn)FU控制器是FFU系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，主要控制FFU的運(yùn)行，根據(jù)設(shè)定對(duì)FFU實(shí)現(xiàn)風(fēng)量大小的控制及其它的保護(hù)控制等功能。傳統(tǒng)的單相交流FFU控制器主要采用可控硅無(wú)級(jí)調(diào)速控制，而采用可控硅無(wú)級(jí)調(diào)速控制會(huì)存在電機(jī)工作效率不高、發(fā)熱嚴(yán)重、噪音大、電流波形失真嚴(yán)重等問(wèn)題，有會(huì)存在控制精度不高，調(diào)速動(dòng)靜態(tài)性能差等缺點(diǎn)。?

發(fā)明內(nèi)容

為了解決FFU風(fēng)機(jī)調(diào)速控制的以上技術(shù)問(wèn)題，克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種FFU風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速控制器，它采用數(shù)字變頻調(diào)速技術(shù)和智能控制算法，能有效的改進(jìn)FFU風(fēng)機(jī)的調(diào)速性能、降低設(shè)備噪音和提高設(shè)備控制精度等，并可遙控調(diào)速、無(wú)線組網(wǎng)的智能網(wǎng)絡(luò)化FFU風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速控制器。?

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種FFU風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速控制器，包括：?

用于對(duì)按鍵進(jìn)行采樣輸入、控制數(shù)碼管顯示輸出，與馬達(dá)主控制器進(jìn)行通訊的輔助控制器MCU；?

用于控制變壓變頻調(diào)速和實(shí)現(xiàn)控制算法、保護(hù)等功能主控制器DSC；?

用于顯示FFU風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)信息的顯示單元；?

用于組網(wǎng)控制的通信接口電路；?

用于電源輸入和控制輸出的接口單元；?

用于控制的主電路采用AC-DC-AC的兩級(jí)結(jié)構(gòu)；?

所述顯示單元以及通信接口電路分別與所述MCU和DSC相連，MCU和DSC通過(guò)串口通信互連。?

上述用于電源輸入和控制輸出的接口單元布置在控制器的一側(cè)。?

上述的顯示單元由四位數(shù)碼管和四個(gè)發(fā)光二極管相結(jié)合的組成，數(shù)碼管主要顯示數(shù)值、工作狀態(tài)及設(shè)定參數(shù)等信息，四個(gè)發(fā)光二極管從左至右分別為電源指示，燈亮表示電源接通，燈滅表示電源斷開(kāi)；工作狀態(tài)指示發(fā)光二極管亮表示電機(jī)運(yùn)行，滅表示電機(jī)停止；故障指示發(fā)光二極管亮表示故障發(fā)生，并在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的故障類型，燈滅表示運(yùn)行正常，通信指示發(fā)光二極管閃爍表示正在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，滅表示無(wú)通信。?

經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，本實(shí)用新型可在改善控制性能的同時(shí)還可以提高系統(tǒng)的工作效率。最后對(duì)設(shè)計(jì)的控制器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并將其應(yīng)用到實(shí)際工程領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用測(cè)試結(jié)果均表明該控制器較傳統(tǒng)控制器的具有良好的控制性能、工作效率高和噪音低等優(yōu)點(diǎn)。?

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明：?

圖1為本實(shí)用新型的外部結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖2為本實(shí)用新型的系統(tǒng)控制原理框圖。?

其中：1、電源，2、控制輸出部分接線，3、發(fā)光二極管指示燈，4、數(shù)碼管，5、按鍵電路接口，6、通信接口?

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。?

參照?qǐng)D1，為本實(shí)用新型外部結(jié)構(gòu)示意圖，整個(gè)控制器設(shè)計(jì)采用緊湊型和實(shí)用相結(jié)合的方案。電源1和控制輸出部分接線2布置的控制器的同一側(cè)，如圖中1、2所示，方便接線，并考慮到操作的安全性。顯示部分為發(fā)光二極管指示燈3和數(shù)碼管4組成，采用四位數(shù)碼管和四個(gè)發(fā)光二極管相結(jié)合的組合顯示方式，數(shù)碼管主要顯示數(shù)值、工作狀態(tài)及設(shè)定參數(shù)等信息，四個(gè)發(fā)光二極管從左至右分別為電源指示，燈亮表示電源接通，燈滅表示電源斷開(kāi)；工作狀態(tài)指示發(fā)光二極管亮表示電機(jī)運(yùn)行，滅表示電機(jī)停止；故障指示發(fā)光?二極管亮表示故障發(fā)生，并在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的故障類型，燈滅表示運(yùn)行正常；通信指示發(fā)光二極管閃爍表示正在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，滅表示無(wú)通信。左側(cè)的為按鍵電路接口5，接按鍵/遙控電路模塊，實(shí)現(xiàn)按鍵電路的采樣輸入功能。左下側(cè)為通信接口6，可直接采用RS485三線連接進(jìn)行無(wú)線通信。?

參照?qǐng)D2，為本實(shí)用新型的系統(tǒng)控制原理框圖。交流220V/50Hz輸入經(jīng)單相不控整流濾波后逆邊成相位互差90°電壓和頻率可調(diào)的兩相交流輸出，控制單相交流電機(jī)(ACMI)的去電容變頻調(diào)速，這樣可以改善FFU風(fēng)機(jī)用單相交流電機(jī)的調(diào)速控制性能。本實(shí)用新型采用單相電在整流輸出和逆變輸入級(jí)加了一保護(hù)開(kāi)關(guān)電路，當(dāng)輸入側(cè)故障(過(guò)壓或欠壓時(shí))或輸出側(cè)故障(過(guò)載或短路時(shí))，控制信號(hào)斷開(kāi)保護(hù)開(kāi)關(guān)，隔離輸入和輸出環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)控制器起到保護(hù)隔離作用，提高了系統(tǒng)的可靠性。為了縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)周期，提高可靠性和減小產(chǎn)品體積，整流部分和逆變部分都分別采用了模塊化設(shè)計(jì)思想，整流橋采用單相不控整流模塊D10XB80，保護(hù)開(kāi)關(guān)管采用SKA06N60，逆變電路部分采用英飛凌整合智能型電源模塊IKCS12F60AA。控制電源采部分為減少干擾采用線性電源，三路輸出±15V和5V。控制電路部分采用MCU+DSC組合控制方式。MCU采用NEC公司的78F0511A，該單片機(jī)內(nèi)置兩路串行接口UART0和UART6，可滿足同時(shí)要與主控制器和外部通信接口通信的要求。MCU主要負(fù)責(zé)按鍵處理、顯示控制、通信管理的功能，為輔助控制器；主控制芯片采用Microchip公司的高性能16位數(shù)字信號(hào)控制器(DSC)dsPIC30F3010來(lái)實(shí)現(xiàn)變壓變頻調(diào)速控制功能，MCU和DSC間的數(shù)據(jù)交換采用串口實(shí)時(shí)通信。采用MCU+DSC的控制結(jié)構(gòu)，可以有效的發(fā)揮各自芯片的性能優(yōu)勢(shì)，提高系統(tǒng)可靠性，并降低產(chǎn)品成本，同時(shí)也有利于產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。?