抽油煙機(jī)直流風(fēng)機(jī)恒功率控制裝置制造方法
【專利摘要】一種抽油煙機(jī)直流風(fēng)機(jī)恒功率控制裝置，包括電源電路、單片機(jī)、直流風(fēng)機(jī)，直流風(fēng)機(jī)為U，V，W三相輸入，還包括IPM電路，電源電路分別與單片機(jī)、IPM電路、直流風(fēng)機(jī)電連接，IPM電路的輸入端與單片機(jī)的PWM口電連接，IPM電路的輸出端與直流風(fēng)機(jī)的U,V,W三相連接，單片機(jī)具有功率PI計(jì)算軟件、轉(zhuǎn)速濾波軟件，轉(zhuǎn)速濾波軟件用于計(jì)算濾波后的直流風(fēng)機(jī)的速度值，功率PI計(jì)算軟件用于計(jì)算直流風(fēng)機(jī)應(yīng)設(shè)定速度，在一定電壓和負(fù)載變化時(shí)直流風(fēng)機(jī)的恒功率輸出，保證輸出風(fēng)量的恒定，有效避免風(fēng)量過(guò)小油煙吸不干凈或風(fēng)量過(guò)大造成電力浪費(fèi)和噪音增加。
【專利說(shuō)明】抽油煙機(jī)直流風(fēng)機(jī)恒功率控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種抽油煙機(jī)直流風(fēng)機(jī)的恒功率控制裝置，主要是針對(duì)抽油煙機(jī)在一 定范圍內(nèi)變壓，變負(fù)載時(shí)的恒功率控制。

【背景技術(shù)】
[0002] 抽油煙機(jī)主要作用是排除廚房里的油煙和蒸汽，抽出風(fēng)量和電機(jī)功率成比例關(guān) 系(近似正比)，即電機(jī)功率恒定時(shí)，風(fēng)量基本恒定，市場(chǎng)上現(xiàn)有煙機(jī)在電壓和負(fù)載變化時(shí)， 輸出功率會(huì)發(fā)生很大變化，從而導(dǎo)致吸出的風(fēng)量發(fā)生變化，造成風(fēng)量過(guò)小油煙吸不干凈或 風(fēng)量過(guò)大造成電力浪費(fèi)和噪音增加。以往煙機(jī)風(fēng)機(jī)一般為交流風(fēng)機(jī)，交流風(fēng)機(jī)調(diào)速性差，調(diào) 速范圍小，能效低下，電壓和負(fù)載波動(dòng)時(shí)交流電機(jī)輸出功率變化較大，導(dǎo)致風(fēng)量很難恒定， 不利于油煙的排除。為克服上述缺陷，對(duì)無(wú)控制板直流風(fēng)機(jī)的控制裝置進(jìn)行了研制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明能克服交流電機(jī)不能恒功率的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)在一定電壓和負(fù)載變化時(shí)直流風(fēng) 機(jī)的恒功率輸出，保證輸出風(fēng)量的恒定，有效避免風(fēng)量過(guò)小油煙吸不干凈或風(fēng)量過(guò)大造成 電力浪費(fèi)和噪音增加。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：包括電源電路、單片機(jī)、直流風(fēng)機(jī)，直 流風(fēng)機(jī)為U，V，W三相輸入，還包括IPM電路，電源電路分別與單片機(jī)、IPM電路、直流風(fēng)機(jī)電 連接，IPM電路的輸入端與單片機(jī)的PWM 口電連接，IPM電路的輸出端與直流風(fēng)機(jī)的U，V，W 三相連接，單片機(jī)具有轉(zhuǎn)速濾波軟件、功率PI計(jì)算軟件，轉(zhuǎn)速濾波軟件用于計(jì)算濾波后的 直流風(fēng)機(jī)的速度值，功率PI計(jì)算軟件用于計(jì)算直流風(fēng)機(jī)應(yīng)設(shè)定速度。
[0005] 所述的轉(zhuǎn)速濾波軟件包括如下步驟： 1) 將64次速度值按先進(jìn)先出的方式放入大小為64的數(shù)組中，數(shù)組按從小到大排列； 2) 計(jì)算中間32個(gè)數(shù)的平均值，得到濾波后的速度值。
[0006] 所述的功率PI計(jì)算軟件包括如下步驟： 1) 預(yù)設(shè)設(shè)定功率SetPowerVal的值； 2) 根據(jù)CurPowerVal=Iq*<i)，得到當(dāng)前功率CurPowerVal，其中Iq:Q軸電流，Φ :當(dāng)前 濾波后的速度值； 3) 根據(jù) P〇werEl= SetPowerVal-CurPowerVal，得到當(dāng)前功率誤差 PowerEl; 4) 根據(jù) SetSpeed= SetSpeed + P*(PowerEl_ PowerE2)+I*PowerEl 得到應(yīng)設(shè)定速度 SetSpeed，其中PowerEl:當(dāng)前功率誤差，PowerE2:上次功率誤差，P:P I算法中的P值，I: P I算法中的I值，隨著當(dāng)前濾波后的速度值的推移，P〇werE2= PowerEl。
[0007] 還包括電流取樣電路，電流取樣電路的輸入端與直流風(fēng)機(jī)的輸出端電連接，電流 取樣電路輸出端與單片機(jī)的輸入端電連接。
[0008] 所述的電源電路為開(kāi)關(guān)電源，輸出電壓為安全電壓。
[0009] 所述的單片機(jī)具有12位AD采樣功能和6路帶死區(qū)控制PWM功能，單片機(jī)為IR 100 系列。
[0010] 所述的單片機(jī)中的PWM電路驅(qū)動(dòng)頻率為lKhz，采用空間矢量調(diào)制方式。
[0011] 所述的單片機(jī)具有180度無(wú)傳感器F0C控制算法軟件。
[0012] 所述的直流風(fēng)機(jī)為三相4對(duì)極直流風(fēng)機(jī)。
[0013] 本發(fā)明同【背景技術(shù)】相比所產(chǎn)生的有益效果：由于本發(fā)明采用包括電源電路、單片 機(jī)、直流風(fēng)機(jī)，直流風(fēng)機(jī)為U，V，W三相輸入，還包括IPM電路，電源電路分別與單片機(jī)、IPM 電路、直流風(fēng)機(jī)電連接，IPM電路的輸入端與單片機(jī)的PWM 口電連接，IPM電路的輸出端與直 流風(fēng)機(jī)的U，V，W三相連接，單片機(jī)具有功率PI計(jì)算軟件、轉(zhuǎn)速濾波軟件，轉(zhuǎn)速濾波軟件用于 計(jì)算濾波后的直流風(fēng)機(jī)的速度值，功率PI計(jì)算軟件用于計(jì)算直流風(fēng)機(jī)應(yīng)設(shè)定速度的方案， 在電壓和負(fù)載在一定范圍變化時(shí)，風(fēng)機(jī)能恒功率輸出，保證風(fēng)量基本不變，有效避免風(fēng)量過(guò) 小油煙吸不干凈或風(fēng)量過(guò)大造成電力浪費(fèi)和噪音增加。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本發(fā)明的連接框圖； 圖2為圖1中單片機(jī)2的電路連接圖； 圖3為圖1中IPM電路3的電路連接圖； 圖4為圖1中電源電路1的電路連接圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 參看附圖1、附圖2、附圖3、附圖4,本實(shí)施例包括電源電路1、單片機(jī)2、直流風(fēng)機(jī) 4,直流風(fēng)機(jī)4為U，V，W三相輸入，所述的U，V，W相設(shè)置在直流風(fēng)機(jī)4的輸入端，還包括IPM 電路3,電源電路1分別與單片機(jī)2、IPM電路3、直流風(fēng)機(jī)4電連接，IPM電路3的輸入端與 單片機(jī)2的PWM 口電連接，IPM電路3的輸出端與直流風(fēng)機(jī)4的U，V，W三相連接，單片機(jī)2 具有功率PI計(jì)算軟件、轉(zhuǎn)速濾波軟件，轉(zhuǎn)速濾波軟件用于計(jì)算濾波后的直流風(fēng)機(jī)4的速度 值，功率PI計(jì)算軟件用于計(jì)算直流風(fēng)機(jī)4應(yīng)設(shè)定速度。
[0016] 所述的轉(zhuǎn)速濾波軟件包括如下步驟： 1) ，將64次速度值按先進(jìn)先出的方式放入大小為64的數(shù)組中，數(shù)組按從小到大排列， 即每次新的速度值錄入，排在最前面的速度值刪除； 2) 計(jì)算中間32個(gè)數(shù)的平均值，即第17個(gè)至第48個(gè)速度值求和后除以32,得到濾波后 的速度值。
[0017] 所述的功率PI計(jì)算軟件包括如下步驟： 1) 預(yù)設(shè)設(shè)定功率SetPowerVal的值； 2) 根據(jù)CurPowerVal=Iq*<i)，得到當(dāng)前功率CurPowerVal，其中Iq:Q軸電流，Φ :當(dāng)前 濾波后的速度值； 3) 根據(jù) P〇werEl= SetPowerVal-CurPowerVal，得到當(dāng)前功率誤差 PowerEl; 4) 根據(jù) SetSpeed= SetSpeed + P*(PowerEl_ PowerE2)+I*PowerEl 得到應(yīng)設(shè)定速度 SetSpeed，應(yīng)設(shè)定速度SetSpeed是在不斷變化的，是在現(xiàn)有速度的基礎(chǔ)上通過(guò)該公式得到 實(shí)際應(yīng)設(shè)定速度，其中PowerEl:當(dāng)前功率誤差，PowerE2 :上次功率誤差，P :P I算法中的 P值，I :P I算法中的I值，隨著當(dāng)前濾波后的速度值的推移，PowerE2= PowerEl，即當(dāng)轉(zhuǎn)速 濾波軟件中新的速度值代替上次速度值時(shí)，新的當(dāng)前功率誤差產(chǎn)生，原當(dāng)前功率誤差變?yōu)?新的上次功率誤差，數(shù)值不斷被替換。
[0018] 它還包括電流取樣電路5,電流取樣電路5的輸入端與直流風(fēng)機(jī)4的輸出端電連 接，電流取樣電路5輸出端與單片機(jī)2的輸入端電連接，電流取樣電路5的存在，可以將直 流風(fēng)機(jī)5的電流值實(shí)時(shí)反饋給單片機(jī)2,使單片機(jī)2能更精確的計(jì)算出應(yīng)該輸出的PWM值。
[0019] 所述的電源電路1為開(kāi)關(guān)電源，輸出電壓為安全電壓，可以為10V-42V，如10V、 12V、24V、36V、40V、42V，保證各個(gè)電路的用電安全。
[0020] 所述的單片機(jī)2具有12位AD采樣功能和6路帶死區(qū)控制PWM功能，單片機(jī)2為 IR 100系列。
[0021] 所述的單片機(jī)2中的PWM電路驅(qū)動(dòng)頻率為lKhz,采用空間矢量調(diào)制方式。
[0022] 所述的單片機(jī)2具有180度無(wú)傳感器F0C控制算法軟件，通過(guò)正弦波控制能有效 減少電機(jī)噪音、提高能效。
[0023] 所述的直流風(fēng)機(jī)4為三相4對(duì)極直流無(wú)刷風(fēng)機(jī)，可控性高。
[0024] 工作原理：當(dāng)直流電機(jī)4運(yùn)行功率和設(shè)定功率有差值時(shí)，單片機(jī)2通過(guò)轉(zhuǎn)速濾波軟 件得到濾波后的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，然后通過(guò)功率PI計(jì)算軟件計(jì)算得到新的應(yīng)設(shè)定速度，再經(jīng)過(guò)單 片機(jī)2內(nèi)部硬件合成設(shè)定角速度的路PWM信號(hào)輸出給IPM電路3,經(jīng)IPM電路3放大后的合 成電壓信號(hào)輸出給直流電機(jī)4,用以調(diào)節(jié)當(dāng)前速度，進(jìn)而控制直流風(fēng)機(jī)4的功率，使功率逼 近設(shè)定功率，實(shí)現(xiàn)功率恒定的控制。
【權(quán)利要求】
1. 一種抽油煙機(jī)直流風(fēng)機(jī)恒功率控制裝置，包括電源電路（1)、單片機(jī)（2)、直流風(fēng)機(jī) (4)，直流風(fēng)機(jī)（4)為U，V，W三相輸入，其特征在于還包括IPM電路（3)，電源電路（1)分別 與單片機(jī)（2)、IPM電路（3)、直流風(fēng)機(jī)（4)電連接，IPM電路（3)的輸入端與單片機(jī)（2)的 PWM 口電連接，IPM電路（3)的輸出端與直流風(fēng)機(jī)（4)的U，V，W三相連接，單片機(jī)（2)具有轉(zhuǎn) 速濾波軟件、功率PI計(jì)算軟件，轉(zhuǎn)速濾波軟件用于計(jì)算濾波后的直流風(fēng)機(jī)（4)的速度值，功 率PI計(jì)算軟件用于計(jì)算直流風(fēng)機(jī)（4)應(yīng)設(shè)定速度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油煙機(jī)直流風(fēng)機(jī)恒功率控制裝置，其特征在于所述的轉(zhuǎn)速 濾波軟件包括如下步驟： 1) 將64次速度值按先進(jìn)先出的方式放入大小為64的數(shù)組中，數(shù)組按從小到大排列； 2) 計(jì)算中間32個(gè)數(shù)的平均值，得到濾波后的速度值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的抽油煙機(jī)直流風(fēng)機(jī)恒功率控制裝置，其特征在于所述的功率 PI計(jì)算軟件包括如下步驟： 1) 預(yù)設(shè)設(shè)定功率SetPowerVal的值； 2) 根據(jù)CurPowerVal=Iq*<i)，得到當(dāng)前功率CurPowerVal，其中Iq:Q軸電流，Φ :當(dāng)前 濾波后的速度值； 3) 根據(jù) P〇werEl= SetPowerVal-CurPowerVal，得到當(dāng)前功率誤差 PowerEl; 4) 根據(jù) SetSpeed= SetSpeed + P*(PowerEl_ PowerE2)+I*PowerEl 得到應(yīng)設(shè)定速度 SetSpeed，其中PowerEl:當(dāng)前功率誤差，PowerE2:上次功率誤差，P:P I算法中的P值，I: P I算法中的I值，隨著當(dāng)前濾波后的速度值的推移，P〇werE2= PowerEl。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的抽油煙機(jī)直流風(fēng)機(jī)恒功率控制裝置，其特征在于 還包括電流取樣電路（5)，電流取樣電路（5)的輸入端與直流風(fēng)機(jī)（4)的輸出端電連接，電 流取樣電路（5)輸出端與單片機(jī)（2)的輸入端電連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的抽油煙機(jī)直流風(fēng)機(jī)恒功率控制裝置，其特征在于 所述的電源電路（1)為開(kāi)關(guān)電源，輸出電壓為安全電壓。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的抽油煙機(jī)直流風(fēng)機(jī)恒功率控制裝置，其特征在于 所述的單片機(jī)（2)具有12位AD采樣功能和6路帶死區(qū)控制PWM功能，單片機(jī)（2)為IR 100 系列。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的抽油煙機(jī)直流風(fēng)機(jī)恒功率控制裝置，其特征在于 所述的單片機(jī)（2)中的PWM電路驅(qū)動(dòng)頻率為lKhz，采用空間矢量調(diào)制方式。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的抽油煙機(jī)直流風(fēng)機(jī)恒功率控制裝置，其特征在于 所述的單片機(jī)（2)具有180度無(wú)傳感器F0C控制算法軟件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的抽油煙機(jī)直流風(fēng)機(jī)恒功率控制裝置，其特征在于 所述的直流風(fēng)機(jī)（4)為三相4對(duì)極直流風(fēng)機(jī)。
【文檔編號(hào)】F04D27/00GK104121217SQ201410372155
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】葉遠(yuǎn)璋, 王軍 申請(qǐng)人:佛山市順德萬(wàn)和電氣配件有限公司