恒功率控制的离心风机

561 编辑：中冶有色技术网来源：澳蓝(福建)实业有限公司

2024-02-21 10:44:11

权利要求书： 1.一种恒功率控制的离心风机，其特征在于，包括主控模块、电机供电模块、变频调速模块、电流检测模块、驱动保护模块以及装载在离心风机上的驱动电机；

所述主控模块分别与所述电流检测模块和所述驱动保护模块相连，所述驱动保护电路与所述变频调速模块相连，所述变频调速模块分别与所述电机供电模块和所述驱动电机相连，所述驱动电机与所述电流检测模块相连；

所述电流检测模块用于检测所述驱动电机上绕组的输入电流。

2.根据权利要求1所述的一种恒功率控制的离心风机，其特征在于，所述变频调速模块包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管，所述驱动电机的绕组为三相绕组；

所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管和所述第六晶体管均为绝缘栅型双极型晶体管，所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管的集电极均与所述电机供电模块的正极输出相连，所述第一晶体管的发射极、所述第二晶体管的发射极和所述第三晶体管的发射极分别与所述第四晶体管的集电极、所述第五晶体管的集电极和所述第六晶体管的集电极一一对应相连，并分别作为第一驱动电流输出端、第二驱动电流输出端和第三驱动电流输出端，所述第四晶体管、所述第五晶体管和所述第六晶体管的发射极均与所述电机供电模块的负极输出相连；

所述第一驱动电流输出端、所述第二驱动电流输出端和所述第三驱动电流输出端分别与所述三相绕组的三向输入端一一对应相连，所述第一晶体管的栅极、所述第二晶体管的栅极、所述第三晶体管的栅极、所述第四晶体管的栅极、所述第五晶体管的栅极和所述第六晶体管的栅极分别与所述驱动保护模块的六个驱动信号输出端一一对应相连。

3.根据权利要求1所述的一种恒功率控制的离心风机，其特征在于，所述电机供电模块包括单相电源和整流桥，所述单相电源与所述整流桥的电压输入端相连，所述整流桥的电压输出端与所述变频调速模块相连。

4.根据权利要求3所述的一种恒功率控制的离心风机，其特征在于，还包括开关电源，所述整流桥的电压输出端与所述开关电源的电压输入端相连，所述开关电源的电压输出端与所述主控模块的供电输入相连。

5.根据权利要求1所述的一种恒功率控制的离心风机，其特征在于，还包括第一电解电容和第二电解电容；

所述第一电解电容的正极和所述第二电解电容的正极均与所述电机供电模块的正极输出相连，所述第一电解电容的负极和所述第二电解电容的负极均与所述电机供电模块的负极输出相连。

6.根据权利要求1所述的一种恒功率控制的离心风机，其特征在于，还包括通讯接口，所述主控模块与所述通讯接口相连，所述通讯接口用于连接外部控制器。

7.根据权利要求1所述的一种恒功率控制的离心风机，其特征在于，还包括电阻和开关，所述电阻的一端和所述开关的一端同时与所述电机供电模块的正极输出相连，所述电阻的另一端和所述开关的另一端同时与所述变频调速模块相连。

8.根据权利要求1所述的一种恒功率控制的离心风机，其特征在于，还包括电压检测模块，所述电压检测模块分别与所述电机供电模块和所述主控模块相连。

9.根据权利要求1所述的一种恒功率控制的离心风机，其特征在于，还包括继电器控制模块，所述继电器控制模块与所述主控模块相连。

说明书：一种恒功率控制的离心风机技术领域[0001] 本实用新型涉及自动化设备控制领域，特别涉及一种恒功率控制的离心风机。背景技术[0002] 当前，蒸发式冷气机普遍采用轴流风机或离心风机，离心风机因其相对噪声低、风压高等优点而广泛使用。

[0003] 离心风机主要由叶轮、进风口、蜗壳等组成。在叶轮转动时，叶片构成的流道内的空气受离心力作用而向外运动。叶轮中央产生真空度。因此，离心风机从进风口轴向吸入空

气。吸入的空气中叶轮入口处折转90°后，进入叶道，在叶片作用下获得动能和压能，从叶道

甩出的气流进入蜗壳，经集中、导流后，从出风口排出。

[0004] 在实际工程中，离心风机的机出风口通常装有一定长度的风管，用于将离心风机降冷后的新鲜空气输送到室内各个位置。当连接风管越长时，管道风阻越大，离心风机克服

管道阻力所需的风压就越大，风量就越小，实际功耗就越低，从而达不到实际需求。

实用新型内容

[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种恒功率控制的离心风机，在外接不同长度的风管时，能够保证输出功率稳定，提高风量。

[0006] 为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：[0007] 一种恒功率控制的离心风机，包括主控模块、电机供电模块、变频调速模块、电流检测模块、驱动保护模块以及装载在离心风机上的驱动电机；

[0008] 所述主控模块分别与所述电流检测模块和所述驱动保护模块相连，所述驱动保护电路与所述变频调速模块相连，所述变频调速模块分别与所述电机供电模块和所述驱动电

机相连，所述驱动电机与所述电流检测模块相连；

[0009] 所述电流检测模块用于检测所述驱动电机上绕组的输入电流。[0010] 进一步地，所述变频调速模块包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管，所述驱动电机的绕组为三相绕组；

[0011] 所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管和所述第六晶体管均为绝缘栅型双极型晶体管，所述第一晶体管、所述第二晶体管

和所述第三晶体管的集电极均与所述电机供电模块的正极输出相连，所述第一晶体管的发

射极、所述第二晶体管的发射极和所述第三晶体管的发射极分别与所述第四晶体管的集电

极、所述第五晶体管的集电极和所述第六晶体管的集电极一一对应相连，并分别作为第一

驱动电流输出端、第二驱动电流输出端和第三驱动电流输出端，所述第四晶体管、所述第五

晶体管和所述第六晶体管的发射极均与所述电机供电模块的负极输出相连；

[0012] 所述第一驱动电流输出端、所述第二驱动电流输出端和所述第三驱动电流输出端分别与所述三相绕组的三向输入端一一对应相连，所述第一晶体管的栅极、所述第二晶体

管的栅极、所述第三晶体管的栅极、所述第四晶体管的栅极、所述第五晶体管的栅极和所述

第六晶体管的栅极分别与所述驱动保护模块的六个驱动信号输出端一一对应相连。

[0013] 进一步地，所述电机供电模块包括单相电源和整流桥，所述单相电源与所述整流桥的电压输入端相连，所述整流桥的电压输出端与所述变频调速模块相连。

[0014] 进一步地，还包括开关电源，所述整流桥的电压输出端与所述开关电源的电压输入端相连，所述开关电源的电压输出端与所述主控模块的供电输入相连。

[0015] 进一步地，还包括第一电解电容和第二电解电容；[0016] 所述第一电解电容的正极和所述第二电解电容的正极均与所述电机供电模块的正极输出相连，所述第一电解电容的负极和所述第二电解电容的负极均与所述电机供电模

块的负极输出相连。

[0017] 进一步地，还包括通讯接口，所述主控模块与所述通讯接口相连，所述通讯接口用于连接外部控制器。

[0018] 进一步地，还包括电阻和开关，所述电阻的一端和所述开关的一端同时与所述电机供电模块的正极输出相连，所述电阻的另一端和所述开关的另一端同时与所述变频调速

模块相连。

[0019] 进一步地，还包括电压检测模块，所述电压检测模块分别与所述电机供电模块和所述主控模块相连。

[0020] 进一步地，还包括继电器控制模块，所述继电器控制模块与所述主控模块相连。[0021] 综上所述，本实用新型的有益效果在于：提供一种恒功率控制的离心风机，通过电流检测模块检测电机绕组上的电流。在检测电流值较小时，即风机的功率下降，风量低，主

控模块便控制变频调速模块的输出频率，提高驱动电机的转速，增大电流，提高的风机的输

出功率，进而实现风量提升，以满足实际需求。

附图说明[0022] 图1为本实用新型实施例的一种恒功率控制的离心风机的整体结构示意图；[0023] 图2为本实用新型实施例的一种恒功率控制的离心风机的实验测试结果图；[0024] 标号说明：[0025] 1、主控模块；2、电机供电模块；3、变频调速模块；4、电流检测模块；5、驱动保护模块；6、单相电源；7、开关电源；8、通讯接口；9、电压检测模块；10、继电器控制模块；

[0026] C1、第一电解电容；C2、第二电解电容；[0027] G1、第一晶体管；G2、第二晶体管；G3、第三晶体管；G4、第四晶体管；G5、第五晶体管；G6、第六晶体管；

[0028] J1、整流桥；[0029] K1、开关；[0030] M1、驱动电机；[0031] R1、电阻。具体实施方式[0032] 为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

[0033] 请参照图1至图2，一种恒功率控制的离心风机，包括主控模块1、电机供电模块2、变频调速模块3、电流检测模块4、驱动保护模块5以及装载在离心风机上的驱动电机M1；

[0034] 所述主控模块1分别与所述电流检测模块4和所述驱动保护模块5相连，所述驱动保护电路与所述变频调速模块3相连，所述变频调速模块3分别与所述电机供电模块2和所

述驱动电机M1相连，所述驱动电机M1与所述电流检测模块4相连；

[0035] 所述电流检测模块4用于检测所述驱动电机M1上绕组的输入电流。[0036] 从上述描述可知，本实用新型提供了一种恒功率控制的离心风机，通过电流检测模块4检测电机绕组上的电流。在检测电流值较小时，即风机的功率下降，风量低，主控模块

1便控制变频调速模块3的输出频率，提高驱动电机M1的转速，增大电流，提高的风机的输

出功率，进而实现风量提升，以满足实际需求。

[0037] 进一步地，所述变频调速模块3包括第一晶体管G1、第二晶体管G2、第三晶体管G3、第四晶体管G4、第五晶体管G5和第六晶体管G6，所述驱动电机M1的绕组为三相绕组；

[0038] 所述第一晶体管G1、所述第二晶体管G2、所述第三晶体管G3、所述第四晶体管G4、所述第五晶体管G5和所述第六晶体管G6均为绝缘栅型双极型晶体管，所述第一晶体管G1、

所述第二晶体管G2和所述第三晶体管G3的集电极均与所述电机供电模块的正极输出相连，

所述第一晶体管G1的发射极、所述第二晶体管G2的发射极和所述第三晶体管G3的发射极分

别与所述第四晶体管G4的集电极、所述第五晶体管G5的集电极和所述第六晶体管G6的集

电极一一对应相连，并分别作为第一驱动电流输出端、第二驱动电流输出端和第三驱动电

流输出端，所述第四晶体管G4、所述第五晶体管G5和所述第六晶体管G6的发射极均与所述

电机供电模块2的负极输出相连；

[0039] 所述第一驱动电流输出端、所述第二驱动电流输出端和所述第三驱动电流输出端分别与所述三相绕组的三向输入端一一对应相连，所述第一晶体管G1的栅极、所述第二晶

体管G2的栅极、所述第三晶体管G3的栅极、所述第四晶体管G4的栅极、所述第五晶体管G5的

栅极和所述第六晶体管G6的栅极分别与所述驱动保护模块5的六个驱动信号输出端一一对

应相连。

[0040] 从上述描述可知，第一驱动电流输出端、第二驱动电流输出端和第三驱动电流输出端分别对应三相绕组的三相输入。主控模块1通过控制第一晶体管G1、第二晶体管G2、第

三晶体管G3、第四晶体管G4、第五晶体管G5和第六晶体管G6的关断状态，来控制变频调速模

块3的输出频率，从而调节驱动电机M1的转速。

[0041] 进一步地，所述电机供电模块2包括单相电源6和整流桥J1，所述单相电源6与所述整流桥J1的电压输入端相连，所述整流桥J1的电压输出端与所述变频调速模块3相连。

[0042] 从上述描述可知，电机供电模块2由单相电源6输出的交流信号经由整流桥J1整流输出直流电压，给驱动电机M1供电。

[0043] 进一步地，还包括开关电源7，所述整流桥J1的电压输出端与所述开关电源7的电压输入端相连，所述开关电源7的电压输出端与所述主控模块1的供电输入相连。

[0044] 从上述描述可知，由于整流桥J1的电压输出较大，而主控模块1的供电需求电压较小，则通过开关电源7将整流桥J1的输出转化成适用于主控模块1的的供电信号。

[0045] 进一步地，还包括第一电解电容C1和第二电解电容C2；[0046] 所述第一电解电容C1的正极和所述第二电解电容C2的正极均与所述电机供电模块2的正极输出相连，所述第一电解电容C1的负极和所述第二电解电容C2的负极均与所述

电机供电模块2的负极输出相连。

[0047] 从上述描述可知，在电机供电模块2的输出端并联上第一电解电容C1和第二电解电容C2，用于滤除交流成分，稳定电机供电模块2的直流输出。

[0048] 进一步地，还包括通讯接口8，所述主控模块1与所述通讯接口8相连，所述通讯接口8用于连接外部控制器。

[0049] 从上述描述可知，通讯接口8用于外接外部控制器，方便与操作人员等进行外部控制。

[0050] 进一步地，还包括电阻R1和开关K1，所述电阻R1的一端和所述开关K1的一端同时与所述电机供电模块2的正极输出相连，所述电阻R1的另一端和所述开关K1的另一端同时

与所述变频调速模块3相连。

[0051] 从上述描述可知，在电阻R1上并联一个开关K1，用于控制压降，起到保护作用。[0052] 进一步地，还包括电压检测模块9，所述电压检测模块9分别与所述电机供电模块2和所述主控模块1相连。

[0053] 从上述描述可知，电压检测模块9用于实时检测电机供电模块2的输出情况，及时反馈异常情况。

[0054] 进一步地，还包括继电器控制模块10，所述继电器控制模块10与所述主控模块1相连。

[0055] 从上述描述可知，主控模块1外接有继电器模块，可用于控制水阀、排气阀等设施。[0056] 请参照图1和图2，本实用新型的实施例一为：[0057] 一种恒功率控制的离心风机，如图1所示，包括主控模块1、电机供电模块2、变频调速模块3、电流检测模块4、驱动保护模块5以及装载在离心风机上的驱动电机M1。其中，主控

模块1分别与电流检测模块4和驱动保护模块5相连，驱动保护电路与变频调速模块3相连，

变频调速模块3分别与电机供电模块2和驱动电机M1相连，驱动电机M1与电流检测模块4相

连。电流检测模块4用于检测驱动电机M1上绕组的输入电流。在检测电流值较小时，即风机

的功率下降，风量低，主控模块1便控制变频调速模块3的输出频率，提高驱动电机M1的转

速，增大电流，提高的风机的输出功率，进而实现风量提升，以满足实际需求。

[0058] 在本实施例中，还包括第一电解电容C1、第二电解电容C2、电阻R1和开关K1。第一电解电容C1的正极和第二电解电容C2的正极均与电机供电模块2的正极输出相连，第一电

解电容C1的负极和第二电解电容C2的负极均与电机供电模块2的负极输出相连。第一电解

电容C1和第二电解电容C2用于滤除交流成分，稳定电机供电模块2的直流输出。此外，电阻

R1的一端和开关K1的一端同时与电机供电模块2的正极输出相连，电阻R1的另一端和开关

K1的另一端同时与变频调速模块3相连。

[0059] 另外，还包括电压检测模块9，电压检测模块9分别与电机供电模块2和主控模块1相连，用于实时检测电机供电模块2的输出情况，及时反馈异常情况。继电器控制模块10，继

电器控制模块10与主控模块1相连，用于控制水阀、排气阀等设施。

[0060] 如图2所示，恒功率控制对应本实施例的离心风机。无恒功率控制代表普通的离心风机。结合图2的表格可见，随着风管的风压由0pa逐渐增大，无恒功率控制的离心风机的风

量和功率明显快速减少。而本实施例中的恒功率控制下的离心风机的风量和功率轻量减

少。在220pa的风压阻力下，本实施例的离心风机依旧有一定的风量输出。

[0061] 请参照图1，本实用新型的实施例二为：[0062] 一种恒功率控制的离心风机，在上述实施例一的基础上，如图1所示，变频调速模块3包括第一晶体管G1、第二晶体管G2、第三晶体管G3、第四晶体管G4、第五晶体管G5和第六

晶体管G6，驱动电机M1的绕组为三相绕组。其中，第一晶体管G1、第二晶体管G2、第三晶体管

G3、第四晶体管G4、第五晶体管G5和第六晶体管G6均为绝缘栅型双极型晶体管，第一晶体管

G1、第二晶体管G2和第三晶体管G3的集电极均与电机供电模块的正极输出相连，第一晶体

管G1的发射极、第二晶体管G2的发射极和第三晶体管G3的发射极分别与第四晶体管G4的集

电极、第五晶体管G5的集电极和第六晶体管G6的集电极一一对应相连，并分别作为第一驱

动电流输出端、第二驱动电流输出端和第三驱动电流输出端，第四晶体管G4、第五晶体管G5

和第六晶体管G6的发射极均与电机供电模块2的负极输出相连。并且，第一驱动电流输出

端、第二驱动电流输出端和第三驱动电流输出端分别与三相绕组的三向输入端一一对应相

连，第一晶体管G1的栅极、第二晶体管G2的栅极、第三晶体管G3的栅极、第四晶体管G4的栅

极、第五晶体管G5的栅极和第六晶体管G6的栅极分别与驱动保护模块5的六个驱动信号输

出端一一对应相连。

[0063] 在本实施例中，变频调速模块3由第一晶体管G1、第二晶体管G2、第三晶体管G3、第四晶体管G4、第五晶体管G5和第六晶体管G6这六个绝缘栅型双极型晶体管组成。绝缘栅型

双极型晶体管是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型驱动式功率半导

体器件，输入阻抗高，导通压降低。

[0064] 请参照图1，本实用新型的实施例三为：[0065] 一种恒功率控制的离心风机，在上述实施例一或二的基础上，如图1所示，电机供电模块2包括单相电源6和整流桥J1，单相电源6与整流桥J1的电压输入端相连，整流桥J1的

电压输出端与变频调速模块3相连。电机供电模块2由单相电源6输出的交流信号经由整流

桥J1整流输出直流电压，给驱动电机M1供电。

[0066] 在本实施例中，还包括开关电源7，整流桥J1的电压输出端与开关电源7的电压输入端相连，开关电源7的电压输出端与主控模块1的供电输入相连。

[0067] 综上所述，本实用新型公开了一种恒功率控制的离心风机，通过电流检测模块检测电机绕组上的电流。在检测电流值较小时，即风机的功率下降，风量低，主控模块便控制

由六个绝缘栅型双极型晶体管组成的变频调速模块的输出频率，提高驱动电机的转速，增

大驱动电机的三相绕组上的电流，提高的风机的输出功率，进而实现风量提升，以满足实际

需求。电机供电模块不仅给驱动电机供电，还可以通过开关电源给主控模块供电。主控模块

还配有便于操作人员控制的通讯接口和控制其他设施的继电器控制模块。

[0068] 以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领

域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围。