一種一體式變頻風機用降溫控制裝置的制造方法
【專利摘要】一種一體式變頻風機用降溫控制裝置，涉及一種變頻風機溫控系統(tǒng)。由于電機與變頻驅(qū)動器均為功率型器件，其自身的損耗發(fā)熱、較大的結(jié)構(gòu)體積、冷卻散熱問題成為電機與變頻驅(qū)動器一體化設計的難點。本實用新型包括上位機指令輸入模塊、電源模塊、DSP模塊、溫度采樣模塊；電流采樣模塊以及三維表存儲模塊；上位機指令輸入模塊、電源模塊、溫度采樣模塊、電流采樣模塊、三維表存儲模塊均與DSP模塊相連；DSP模塊根據(jù)采樣獲得的實際溫度、用戶選擇的模式對應比對三維表存儲模塊的數(shù)據(jù)確定降低系統(tǒng)內(nèi)部溫度的方案及PWM頻率目標值或電機轉(zhuǎn)速的目標值并據(jù)此調(diào)節(jié)。本技術方案在保證系統(tǒng)安全正常運轉(zhuǎn)不停機的條件下，降低系統(tǒng)溫升。
【專利說明】
一種一體式變頻風機用降溫控制裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種變頻風機溫控系統(tǒng)，尤其涉及一種一體式變頻風機用降溫控制裝置。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的變頻系統(tǒng)采用風扇給變頻部分散熱，在防護等級要求較高的密封場合，無法有效達到降低系統(tǒng)溫升確保系統(tǒng)安全的目標。
[0003]隨著電機驅(qū)動技術的發(fā)展，用戶越來越對電機與驅(qū)動的一體化設計提出了強烈的需要。由于電機與變頻驅(qū)動器均為功率型器件，其自身的損耗發(fā)熱、較大的結(jié)構(gòu)體積、冷卻散熱等問題成為電機與變頻驅(qū)動器一體化設計的技術難點。如何有效降低電機和控制系統(tǒng)一體化的溫升成為該系統(tǒng)設計的難點。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題和提出的技術任務是對現(xiàn)有技術方案進行完善與改進，提供一種一體式變頻風機用降溫控制裝置，以達到降低溫升的目的。為此，本實用新型采取以下技術方案。
[0005]—種一體式變頻風機用降溫控制裝置，其特征在于:包括用于輸入指令的上位機指令輸入模塊、用于供電的電源模塊、用于控制逆變器模塊工作的DSP模塊、用于對電機和/或逆變器溫度進行采樣的溫度采樣模塊;用于采集電機三相輸入電流的電流采樣模塊以及用于存儲PffM頻率、輸入電壓、溫度三者關系和電機轉(zhuǎn)速、輸入電壓、溫度三者關系的三維表存儲模塊;所述的上位機指令輸入模塊、電源模塊、溫度采樣模塊、電流采樣模塊、三維表存儲模塊均與DSP模塊相連。DSP模塊可根據(jù)采樣獲得的實際溫度、用戶選擇的模式對應比對三維表存儲模塊的數(shù)據(jù)確定降低系統(tǒng)內(nèi)部溫度的方案及PWM頻率目標值或電機轉(zhuǎn)速的目標值并據(jù)此調(diào)節(jié)本技術方案從系統(tǒng)發(fā)熱源頭出發(fā)，采取主動降低系統(tǒng)損耗來達到降低系統(tǒng)溫升的目的。一方面從降低部分開關損耗的角度出發(fā)，達到降低系統(tǒng)功率損耗，從而有效降低變頻裝置內(nèi)部溫升的方法;一方面采用限功率運行方法，在保證系統(tǒng)能夠安全正常運轉(zhuǎn)不停機的條件下，從而達到滿足降低系統(tǒng)溫升的方法。
[0006]作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本實用新型還包括以下附加技術特征。
[0007]所述的溫度采樣模塊包括置于電機內(nèi)用于采集電機溫度的內(nèi)部溫度采樣模塊、用于對逆變器模塊的IGBT進行溫度采樣的外部溫度采樣模塊;所述的內(nèi)部溫度采樣模塊、夕卜部溫度采樣模塊均與DSP模塊相連。內(nèi)部溫度采樣模塊、外部溫度采樣模塊在不同位置對溫度進行采樣，采樣點多，有效溫控，避免局部溫度過高，有利于提高工作的可靠性。
[0008]所述的外部溫度采樣模塊包括熱敏電阻。測溫準確，且成本低。
[0009]所述的上位機指令輸入模塊通過modbus通訊方式與上位機聯(lián)系。
[0010]所述的DSP模塊集成用于對DSP芯片內(nèi)部溫度進行采樣的片上溫度采樣模塊?？膳c內(nèi)部溫度采樣模塊、外部溫度采樣模塊同時使用，檢測系統(tǒng)多個位置的溫度，保證系統(tǒng)可靠性。除此之外，還可以替代環(huán)境溫度檢測傳感器，不僅便于系統(tǒng)安裝維護，而且成本低廉。
[0011]有益效果:
[0012]本技術方案從系統(tǒng)發(fā)熱源頭出發(fā)，采取主動降低系統(tǒng)損耗來達到降低系統(tǒng)溫升的目的。一方面可從降低部分開關損耗的角度出發(fā)，達到降低系統(tǒng)功率損耗，從而有效降低變頻裝置內(nèi)部溫升的方法；另一方面可采用限功率運行方法，在保證系統(tǒng)能夠安全正常運轉(zhuǎn)不停機的條件下，從而達到滿足降低系統(tǒng)溫升的方法。
[0013]內(nèi)部溫度采樣模塊、外部溫度采樣模塊在不同位置對溫度進行采樣，采樣點多，有效溫控，避免局部溫度過高，有利于提高工作的可靠性。
[0014]片上溫度采樣模塊可與內(nèi)部溫度采樣模塊、外部溫度采樣模塊同時使用，檢測系統(tǒng)多個位置的溫度，進一步保證系統(tǒng)可靠性。除此之外，還可以替代環(huán)境溫度檢測傳感器，不僅便于系統(tǒng)安裝維護，而且成本低廉。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0016]圖2是本實用新型的工作流程圖。
[0017]圖中:卜上位機指令輸入模塊；2-電源模塊;3-DSP模塊;4-逆變器模塊;5-NTC模塊;6-電機;7-風機;8-溫度采樣模塊;9-電流采樣模塊。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合說明書附圖對本實用新型的技術方案做進一步的詳細說明。
[0019]本技術方案適用于電機與變頻器為一體的變頻電機。變頻風機設有變頻器、電機，其中變頻器設有DSP模塊3、逆變器模塊4，DSP模塊3的輸出與逆變器模塊4的IGBT相連，逆變器模塊4與電機6相連，電機6為系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)，用于驅(qū)動風扇7轉(zhuǎn)動;實現(xiàn)變頻器對電機6的控制。
[0020]如圖1所示，本實用新型包括用于輸入指令的上位機指令輸入模塊1、用于供電的電源模塊2、用于控制逆變器模塊4工作的DSP模塊3、用于對電機和/或逆變器溫度進行采樣的溫度采樣模塊;用于采集電機6三相輸入電流的電流采樣模塊9以及用于存儲PffM頻率、輸入電壓、溫度三者關系和電機轉(zhuǎn)速、輸入電壓、溫度三者關系的三維表存儲模塊;該上位機指令輸入模塊1、電源模塊2、溫度采樣模塊、電流采樣模塊9、三維表存儲模塊均與DSP模塊3相連;該DSP模塊根據(jù)采樣獲得的實際溫度、用戶選擇的模式對應比對三維表存儲模塊的數(shù)據(jù)確定降低系統(tǒng)內(nèi)部溫度的方案及PWM頻率目標值或電機轉(zhuǎn)速的目標值并據(jù)此調(diào)節(jié)。
[0021]為提高工作的可靠性，該溫度采樣模塊包括置于電機內(nèi)用于采集電機溫度的內(nèi)部溫度采樣模塊8、用于對逆變器模塊的IGBT進行溫度采樣的外部溫度采樣模塊5;該內(nèi)部溫度采樣模塊8、外部溫度采樣模塊5均與DSP模塊3相連。內(nèi)部溫度采樣模塊8、外部溫度采樣模塊5在不同位置對溫度進行采樣，采樣點多，有效溫控，避免局部溫度過高，有利于提高工作的可靠性。
[0022]其中，外部溫度采樣模塊5包括熱敏電阻。通過熱敏電阻對IGBT進行溫度監(jiān)測，體積小，準確性高，且成本低。
[0023]上電后，電源模塊為系統(tǒng)提供工作電壓，此時上位機以modbus通訊方式輸出指令，DSP模塊接收指令并控制逆變器模塊使電機轉(zhuǎn)動;輸入上位機指令輸入模塊I的指令主要分為兩大類，一類是在低噪音模式下的控制指令;另一類是在高效模式下的控制指令。在不同的控制模式下，可根據(jù)實際需要選擇通過內(nèi)部溫度采樣模塊8和/或外部溫度采樣模塊5進行溫度監(jiān)測，外部溫度采樣模塊5對IGBT內(nèi)部溫度進行采樣，內(nèi)部溫度采樣模塊8對電機溫度進行采樣。DSP根據(jù)采樣到的溫度值，判斷是否需要降低系統(tǒng)溫升。當需要降低溫升時，可通過查詢低噪音模式和高效率模式下的三維表獲得降低系統(tǒng)內(nèi)部溫度的方法。高效率模式下的三維表存儲PffM頻率、輸入電壓、溫度三者關系；低噪音模式下的三維表存儲電機轉(zhuǎn)速、輸入電壓、溫度三者關系。
[0024]本實用新型的控制方法，如圖2，其包括以下步驟:
[0025]1.開始，系統(tǒng)初始化，環(huán)境溫度檢測TO，電源電壓檢測Uin;
[0026]2.然后根據(jù)用戶參數(shù)，進行溫度采樣模塊選擇，可以采用IGBT溫度檢測Tl或者電機溫度T2，結(jié)合檢測到的環(huán)境溫度TO判斷環(huán)境溫升是否過高，如果溫升正常，則不進行低溫處理。如果溫升過高，超過限定值時，則進入下一步；
[0027]3.然后判斷用戶模式，
[0028]當用戶模式為低噪音模式時:
[0029]3.1則根據(jù)當前的實際轉(zhuǎn)速，進行限功率運行，從而降低系統(tǒng)發(fā)熱，具體操作可通過查詢速度、電源電壓Uin、溫度值的三維表，獲得限功率后運行的速度值，進行限功率運行；
[0030]當用戶模式為高效模式時:
[0031 ] 3.2則根據(jù)當前的P麗頻率，進行自適應調(diào)節(jié)P麗運行，具體操作可通過查詢PWM頻率、電源電壓Uin、溫度值的三維表，進行自適應PffM調(diào)節(jié)；
[0032]4.然后，進一步檢測溫度。判斷是否接收到停機指令，當接收到停機指令時，控制系統(tǒng)進行停機；當沒有接收到停機指令時，則返回到溫度判斷環(huán)節(jié)，繼續(xù)根據(jù)溫度進行處理。
[0033]以上圖1、2所示的一種一體式變頻風機用降溫控制裝置是本實用新型的具體實施例，已經(jīng)體現(xiàn)出本實用新型實質(zhì)性特點和進步，可根據(jù)實際的使用需要，在本實用新型的啟示下，對其進行形狀、結(jié)構(gòu)等方面的等同修改，均在本方案的保護范圍之列。
【主權項】
1.一種一體式變頻風機用降溫控制裝置，其特征在于:包括用于輸入指令的上位機指令輸入模塊(I)、用于供電的電源模塊(2)、用于控制逆變器模塊(4)工作的DSP模塊(3)、用于對電機和/或逆變器溫度進行采樣的溫度采樣模塊;用于采集電機(6)三相輸入電流的電流采樣模塊(9)以及用于存儲PWM頻率、輸入電壓、溫度三者關系和電機轉(zhuǎn)速、輸入電壓、溫度三者關系的三維表存儲模塊;所述的上位機指令輸入模塊(I )、電源模塊(2)、溫度采樣模塊、電流采樣模塊(9)、三維表存儲模塊均與DSP模塊(3)相連;所述的DSP模塊根據(jù)采樣獲得的實際溫度、用戶選擇的模式對應比對三維表存儲模塊的數(shù)據(jù)確定降低系統(tǒng)內(nèi)部溫度的方案及PffM頻率目標值或電機轉(zhuǎn)速的目標值并據(jù)此調(diào)節(jié)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種一體式變頻風機用降溫控制裝置，其特征在于:所述的溫度采樣模塊包括置于電機內(nèi)用于采集電機溫度的內(nèi)部溫度采樣模塊(8)、用于對逆變器模塊的IGBT進行溫度采樣的外部溫度采樣模塊(5);所述的內(nèi)部溫度采樣模塊(8)、外部溫度采樣模塊(5)均與DSP模塊(3)相連。3.根據(jù)權利要求2所述的一種一體式變頻風機用降溫控制裝置，其特征在于:所述的外部溫度采樣模塊(5)包括熱敏電阻。4.根據(jù)權利要求3所述的一種一體式變頻風機用降溫控制裝置，其特征在于:所述的上位機指令輸入模塊(I)通過modbus通訊方式與上位機聯(lián)系。5.根據(jù)權利要求3所述的一種一體式變頻風機用降溫控制裝置，其特征在于:所述的DSP模塊(3)集成用于對DSP芯片內(nèi)部溫度進行采樣的片上溫度采樣模塊。
【文檔編號】G05D23/20GK205670274SQ201620544139
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】姜澤, 廉晨龍, 嚴偉燦, 魏君燕, 汪春兵
【申請人】臥龍電氣集團股份有限公司, 臥龍電氣集團杭州研究院有限公司