本實用新型涉及一種油煙機控制系統(tǒng)，尤其指一種基于矢量控制直流電機的智能油煙機控制系統(tǒng)。

背景技術：

目前油煙機行業(yè)普遍使用交流抽頭電機實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，而抽頭調(diào)速則是通過三個繼電器來實現(xiàn)。該系統(tǒng)控制簡單，成本低廉。但是交流電機效率低，無法根據(jù)靜壓變化自動調(diào)節(jié)風量，尤其對于樓層較高的商品房，排煙通道共用，樓層較低的排煙效果較差。

技術實現(xiàn)要素：

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，提供一種基于矢量控制直流電機的智能油煙機控制系統(tǒng)，以達到提高電機效率的目的。為此，本實用新型采取以下技術方案。

一種基于矢量控制直流電機的智能油煙機控制系統(tǒng)，包括控制器及與控制器相連的電機驅(qū)動電路、保護電路、操作面板和用于供電的開關電源；其特征在于：所述的控制器包括第一控制器及與操作面板相連的第二控制器，所述的第一控制器與電機驅(qū)動電路相連以實現(xiàn)電機的矢量控制，所述的電機驅(qū)動電路為用于驅(qū)動無刷直流電機的無刷直流電機驅(qū)動電路。本技術方案選擇無刷電流電機作為油煙機的驅(qū)動電機，有效提高電機的工作效率，節(jié)約能源，有效提升最大風量和最大靜壓，提高油煙機系統(tǒng)的全壓效率，同時降低振動噪音小?？刂破靼ǖ谝豢刂破骷芭c操作面板相連的第二控制器，雙控制器實現(xiàn)油煙機的智能，高效，控靈活控制。

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。

還包括與第二控制器相連的WIFI模塊以實現(xiàn)網(wǎng)絡通信。通過使用該控制方案，可以支持手機APP與油煙機互聯(lián)，通過APP控制油煙機，獲取油煙機使用狀態(tài)信息和報警信息。同時也可在油煙機的操作面板上顯示網(wǎng)絡信息內(nèi)容，如燒菜過程、新聞等。

還包括與控制器相連的溫度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、煙霧傳感器、可燃氣體傳感器，控制器通過得到的各傳感器的信息來控制油煙機的工作狀態(tài)。實現(xiàn)自動、安全控制。監(jiān)視溫度傳感器感知的溫度，在單位時間內(nèi)，比較與上一個單位時間內(nèi)的溫度差值，判定是否啟動油煙機。監(jiān)視火焰?zhèn)鞲衅鞯妮敵鲭娖?，當燃氣灶啟動后，火焰?zhèn)鞲衅鹘邮艿交鹧嫘盘?，控制器通過濾波，排除誤觸發(fā)，啟動油煙機。監(jiān)視煙霧傳感器的輸出電平，當油煙濃度高于設定值時，啟動油煙機，或者讓油煙機進入爆炒模式。監(jiān)視可燃氣體傳感器的輸出電平，當廚房可燃氣體濃度高于設定值時，控制器可直接報警或通過WIFI模塊向APP發(fā)送報警信號，提示戶主。

所述的溫度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳌熿F傳感器、可燃氣體傳感器與第二控制器相連。集中控制，處理方便、可靠，且接線方便，易于區(qū)分，方便維修。

還包括與第二控制器相連的聲音傳感器。監(jiān)視聲音傳感器輸出信號在單位時間內(nèi)低電平個數(shù)，通過與前一個單位時間內(nèi)的低電平個數(shù)對比，判定是否進入爆炒模式或者退出爆炒模式。同時聲音傳感器還可作為語音控制輸入裝置。

所述的操作面板為觸控式面板，其上設用于控制油煙機工作的滑條和/或按鍵。操作方便，且操作面板可同時作為顯示屏，提高操控性。

所述的操作面板設有用于設置延時的延時控制鍵、設置風量的風量控制鍵、手動自動切換鍵。

所述的保護電路包括與第一控制器相連的過流保護電路、過熱保護電路及過欠壓保護電路。提高工作的可靠性，避免電機的損壞等情況發(fā)生。

還包括報警裝置，所述的報警裝置包括蜂鳴器和/或報警燈；所述的報警裝置與第一控制器和/或第二控制器相連。有利于提高安全性，可視不同的情況選擇對應的方式進行報警。

所述的第一控制器設有煙道阻力監(jiān)視模塊，第一控制器根據(jù)煙道阻力監(jiān)視模塊獲得的煙道阻力來調(diào)節(jié)電機輸出轉(zhuǎn)矩，提升最大風量和最大靜壓，保證排煙效果，并提高油煙機系統(tǒng)全壓效率。

有益效果：

1、本技術方案選擇無刷電流電機作為油煙機的驅(qū)動電機，有效提高電機的工作效率，節(jié)約能源，有效提升最大風量和最大靜壓，提高油煙機系統(tǒng)的全壓效率，同時降低振動噪音小。

2、控制器包括第一控制器及與操作面板相連的第二控制器，雙控制器實現(xiàn)油煙機的智能，高效，控靈活控制。

3、WIFI模塊以實現(xiàn)網(wǎng)絡通信，可以支持手機APP與油煙機互聯(lián)，通過APP控制油煙機，獲取油煙機使用狀態(tài)信息和報警信息。

4、設多種傳感器，實現(xiàn)自動、安全控制。監(jiān)視溫度傳感器感知的溫度，在單位時間內(nèi)，比較與上一個單位時間內(nèi)的溫度差值，判定是否啟動油煙機。監(jiān)視火焰?zhèn)鞲衅鞯妮敵鲭娖剑斎細庠顔雍?，火焰?zhèn)鞲衅鹘邮艿交鹧嫘盘?，控制器通過濾波，排除誤觸發(fā)，啟動油煙機。監(jiān)視煙霧傳感器的輸出電平，當油煙濃度高于設定值時，啟動油煙機，或者讓油煙機進入爆炒模式。監(jiān)視可燃氣體傳感器的輸出電平，當廚房可燃氣體濃度高于設定值時，控制器可直接報警或通過WIFI模塊向APP發(fā)送報警信號，提示戶主。

5、溫度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、煙霧傳感器、可燃氣體傳感器與第二控制器相連，實現(xiàn)集中控制，處理方便、可靠，且接線方便，易于區(qū)分，方便維修。

6、增設的聲音傳感器采集聲音信息，控制器監(jiān)視聲音傳感器輸出信號在單位時間內(nèi)低電平個數(shù)，通過與前一個單位時間內(nèi)的低電平個數(shù)對比，判定是否進入爆炒模式或者退出爆炒模式。提高判斷的準確性。同時聲音傳感器還可作為語音控制輸入裝置。

7、觸控式操作面板，操作方便，且操作面板可同時作為顯示屏，提高操控性。

8、設多種保護電路，提高工作的可靠性，避免電機的損壞等情況發(fā)生。

9、報警裝置有利于提高安全性，可視不同的情況選擇對應的方式進行報警。

10、煙道阻力監(jiān)視模塊，保證排煙效果，并提高油煙機系統(tǒng)全壓效率。

附圖說明

圖1是本實用新型結構原理示意圖。

圖2是本實用新型的無刷直流電機矢量控制框圖。

圖3是本實用新型的APP控制油煙機的功能框圖。

具體實施方式

以下結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。

如圖1所示，本實用新型包括控制器及與控制器相連的電機驅(qū)動電路、保護電路、操作面板和用于供電的開關電源；所述的控制器包括第一控制器及與操作面板相連的第二控制器，所述的第一控制器與電機驅(qū)動電路相連以實現(xiàn)電機的矢量控制，所述的電機驅(qū)動電路為用于驅(qū)動無刷直流電機的無刷直流電機驅(qū)動電路。本技術方案選擇無刷電流電機作為油煙機的驅(qū)動電機，有效提高電機的工作效率，節(jié)約能源，有效提升最大風量和最大靜壓，提高油煙機系統(tǒng)的全壓效率，同時降低振動噪音小?？刂破靼ǖ谝豢刂破骷芭c操作面板相連的第二控制器，雙控制器實現(xiàn)油煙機的智能，高效，控靈活控制。

為了實現(xiàn)遠程監(jiān)控，智能油煙機控制系統(tǒng)還包括與第二控制器相連的WIFI模塊以實現(xiàn)網(wǎng)絡通信。通過使用該控制方案，可以支持手機APP與油煙機互聯(lián)，通過APP控制油煙機，獲取油煙機使用狀態(tài)信息和報警信息。同時也可在油煙機的操作面板上顯示網(wǎng)絡信息內(nèi)容，如燒菜過程、新聞等。

為了實現(xiàn)更好的自動控制，智能油煙機控制系統(tǒng)還包括與控制器相連的溫度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳌熿F傳感器、可燃氣體傳感器，控制器通過得到的各傳感器的信息來控制油煙機的工作狀態(tài)。實現(xiàn)自動、安全控制。監(jiān)視溫度傳感器感知的溫度，在單位時間內(nèi)，比較與上一個單位時間內(nèi)的溫度差值，判定是否啟動油煙機。監(jiān)視火焰?zhèn)鞲衅鞯妮敵鲭娖剑斎細庠顔雍?，火焰?zhèn)鞲衅鹘邮艿交鹧嫘盘?，控制器通過濾波，排除誤觸發(fā)，啟動油煙機。監(jiān)視煙霧傳感器的輸出電平，當油煙濃度高于設定值時，啟動油煙機，或者讓油煙機進入爆炒模式。監(jiān)視可燃氣體傳感器的輸出電平，當廚房可燃氣體濃度高于設定值時，控制器可直接報警或通過WIFI模塊向APP發(fā)送報警信號，提示戶主。

為了提高控制的可靠性，并方便維修，所述的溫度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、煙霧傳感器、可燃氣體傳感器與第二控制器相連。集中控制，處理方便、可靠，且接線方便，易于區(qū)分，方便維修。

為進一步提高判斷的準確性，智能油煙機控制系統(tǒng)還包括與第二控制器相連的聲音傳感器。監(jiān)視聲音傳感器輸出信號在單位時間內(nèi)低電平個數(shù)，通過與前一個單位時間內(nèi)的低電平個數(shù)對比，判定是否進入爆炒模式或者退出爆炒模式。同時聲音傳感器還可作為語音控制輸入裝置。

為提高操作的方便性，所述的操作面板為觸控式面板，其上設用于控制油煙機工作的滑條和/或按鍵。操作方便，且操作面板可同時作為顯示屏，提高操控性。

為方便控制，所述的操作面板設有用于設置延時的延時控制鍵、設置風量的風量控制鍵、手動自動切換鍵。

為提高電機的工作可靠性，避免電機損壞，所述的保護電路包括與第一控制器相連的過流保護電路、過熱保護電路及過欠壓保護電路。提高工作的可靠性，避免電機的損壞等情況發(fā)生。

為提高安全性，還包括報警裝置，所述的報警裝置包括蜂鳴器和報警燈；所述的報警裝置與第一控制器相連。有利于提高安全性，可視不同的情況選擇對應的方式進行報警。

為了提高排煙效果，所述的第一控制器設有煙道阻力監(jiān)視模塊，第一控制器根據(jù)煙道阻力監(jiān)視模塊獲得的煙道阻力來調(diào)節(jié)電機輸出轉(zhuǎn)矩，提升最大風量和最大靜壓，保證排煙效果，并提高油煙機系統(tǒng)全壓效率。

具體實施舉例：

如圖1所示，本實用新型包括1個作為第一控制器的主控MCU處理器和1個作為第二控制器的控制面板MCU、變頻直流電機及驅(qū)動單元、聲音傳感器、溫度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、煙霧傳感器、可燃氣體傳感器、控制面板。

控制面板MCU通過采集面板上滑條、按鍵電平變化來啟動油煙機，調(diào)節(jié)油煙機風量，設置延時功能，手動自動切換。

控制面板MCU監(jiān)視聲音傳感器輸出信號在單位時間內(nèi)低電平個數(shù)，通過與前一個單位時間內(nèi)的低電平個數(shù)對比，判定是否進入爆炒模式或者退出爆炒模式。

控制面板MCU監(jiān)視溫度傳感器感知的溫度，在單位時間內(nèi)，比較與上一個單位時間內(nèi)的溫度差值，判定是否啟動油煙機。

控制面板MCU監(jiān)視火焰?zhèn)鞲衅鞯妮敵鲭娖?，當燃氣灶啟動后，火焰?zhèn)鞲衅鹘邮艿交鹧嫘盘枺琈CU通過濾波，排除誤觸發(fā)，啟動油煙機。

控制面板MCU監(jiān)視煙霧傳感器的輸出電平，當油煙濃度高于設定值時，啟動油煙機，或者讓油煙機進入爆炒模式。

控制面板MCU監(jiān)視可燃氣體傳感器的輸出電平，當廚房可燃氣體濃度高于設定值時，MCU通過WIFI模塊向APP發(fā)送報警信號，提示戶主。

如圖2所示，本發(fā)明涉及的無刷直流電機矢量控制技術通過兩相相電流計算來計算第三相相電流；通過三相相電流，推算轉(zhuǎn)子位置和電機轉(zhuǎn)速；通過對q軸電流的PI控制，來實時控制電機轉(zhuǎn)矩；通過對d軸電流的PI控制，來實現(xiàn)Id=0的控制；通過對轉(zhuǎn)速的PI控制，實現(xiàn)電機的恒轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。針對以上三個PI控制的結果，再做SVPWM變換。輸出6個PWM信號，驅(qū)動電機。

如圖3的APP控制油煙機的功能框圖所示，智能油煙機控制系統(tǒng)內(nèi)置WIFI模塊，面板MCU處理器用過WIFI模塊，與云處理器通訊，接受來自APP的指令，同時，面板MCU處理器將電機的運行狀態(tài)和報警信息等通過WIFI模塊反饋給APP。。

以上圖所示的一種基于矢量控制直流電機的智能油煙機控制系統(tǒng)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、結構等方面的等同修改，均在本方案的保護范圍之列。