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一种FFU交流多速遥控控制器

文章来源:http://www.jiejingfang.com/  2019年02月26日  点击数:294
[0001] 技术领域
[0002] 本实用新型涉及风机过滤器单元(Fan Filter Unit),更具体地,是一种FFU交流多速遥控控制器
[0003] 背景技术
[0004] 在空气净化设备的风机过滤器单元(FFU)中,控制器模块是一个重要的组成部分。FFU系统的控制模块有多档开关控制、无级调速控制、遥控控制、计算机群控等多种控制方式。一般根据洁净厂房中央空调系统控制方式、洁净室内FFU的数量以及用户对FFU控制系统要求来选择经济、合理的控制方式。具体地,上述的控制方式具有以下特点。
[0005] 1、多档开关控制方式。多档开关控制系统只包括FFU自带的一个调速开关和一个电源开关。由于控制元件为FFU自带,并分布在洁净室吊顶内的各个位置,因此工作人员必须在现场通过拔挡开关来调节FFU,控制起来极不方便,而且FFU的风速可调范围有限,仅限于几档。为克服上述不方便因素,经过电气线路设计,可把所有FFU的多档开关集中起来,放到地面上一个柜子内,实现集中操作,但无论是从外观还是功能上都存在其局限性。采用多档开关控制方式优点是控制简单、成本低,但存在许多缺陷:比如:能耗大、不能平滑调速、没有反馈信号、不能实现灵活的组群控制等。
[0006] 2、无级调速控制方式。与多档开关控制方式相比,多了一个连续速度调节器,使FFU风机转速连续可调,但同时也牺牲了电机效率,使其能耗比多档开关控制方式还要高。
[0007] 3、计算机控制方式。计算机控制方式一般采用直流电机,与前面两种方式相比,计算机控制方式具有以下先进的功能:(1)、采用集散型控制方式,能够很方便的实现FFU的集中监测和控制。(2)、可方便的实现FFU的单台、多台及分区控制。(3)、智能化控制系统具有节能功能。(4)、可采用可选的遥控方式进行监测和控制。(5)、控制系统预留通信接口,可与上位机或网络进行通讯,从而实现远程通信和管理功能。
[0008] 控制直流电机的突出优点在于:容易控制、调速范围较宽。但该控制方式存有如下的严重缺陷:由于洁净厂房不允许FFU电机带有电刷,因此,FFU的电机均采用无刷直流电动机,换相问题则由电子换相器解决,而电子换相器的寿命短使整控制系统的使用寿命也大大降低。并且整套系统造价昂贵,后期维护费用高。
[0009] 在FFU交流控制方式中,又主要分为两种控制方式:调压控制方式和变频控制方式。所谓调压控制方式,就是通过直接改变电动机定子电压的大小来调整电动机的转速。调压方式的缺点是:调速时的效率较低,低速时,电机发热严重、调速范围较窄等。变频控制方式就是通过改变电源频率的方式来调节电动机的转速,同时,按一定比例调整整电动机的输入电压。应该讲应用于三相交流电源的变频控制器是一个相当好的东西,很成熟稳定,变频控制方式具有优异的性能,调速范围大,平滑性较高,调速效率高等优点。但绝大部分FFU采用单相交流电源,三相的交流控制技术移植到单相交流电源时,会产生该类型控制器电机额外发热现象,从而导致控制系统不是很稳定,进而会相应影响电机的 使用寿命。另外,变频方式造价比较高。为了使变频器的输出谐波尽可能的减少,逆变器的功率开关器件的开关频率要尽可能的高。因此,一般采用GTR、GTO、PMOSFET作为开关器件。上述这些器件本身造价较高。因此,变频控制方式整体造价也比较高。使用寿命也不长,由于异步电动机属于感性负载,功率因数不会等于1.0,故在中间直流环节与电动机之间总存在无功功率的交换。由于逆变器中的电力电子开关无法储能,所以无功能量只能靠直流环节中的储能元件(电容器)来缓冲。电容器的寿命大大限制了变频器的使用寿命。
[0010] 实用新型内容
[0011] 本实用新型的目的,在于克服现有的FFU控制器的上述问题,从而提供了一种新型的FFU交流多速遥控控制器。
[0012] 本实用新型的FFU交流多速遥控控制器,包括遥控信号采集单元、信号分析单元以及信号输出切换单元,其中:
[0013] 所述信号采集单元包括无线信号接收模块、与所述无线信号接收模块相连接的解码模块、以及分别与所述解码模块相连接的分组设定模块、分组显示模块以及手动控制模块,并且所述解码模块进一步连接到所述信号分析单元;
[0014] 所述信号分析单元包括与所述解码模块相连接的控制模块、与所述控制模块相连接的电源模块、与所述控制模块相连接的干触点输出模块、与所述控制模块相连接的功率选择模块、与所述控制模块相连接的电流采样模块、以及与所述电流采样模块相连接的故障显示模块,并且所述控制模块进一步连接到所述信号输出切换单元。
[0015] 优选地,所述解码模块包括解码集成芯片。
[0016] 优选地,所述解码集成芯片为PT2272-L4芯片。
[0017] 优选地,所述分组显示模块包括数码管驱动芯片以及数码管。
[0018] 优选地,所述数码驱动芯片为74LS47芯片。
[0019] 优选地,所述无线信号接收模块为315M超外差无线信号接收模块。
[0020] 优选地,所述控制模块包括单片机芯片。
[0021] 优选地,所述单片机芯片为NEC9222芯片。
[0022] 优选地,所述信号输出切换模块包括驱动芯片。
[0023] 优选地,所述驱动芯片为ULN2003芯片。
[0024] 本实用新型的FFU交流多速遥控控制器可实现对FFU的遥控控制,并且成本低,稳定性高,使用寿命长。
[0025] 附图说明
[0026] 图1为本发明的FFU交流多速遥控控制器的原理框图;
[0027] 图2为图1中遥控信号采集单元的原理框图;
[0028] 图3为图1中信号分析单元的原理框图;
[0029] 图4为图2中解码模块、分组设定模块以及分组显示模块的一个实施方式的电路图;
[0030] 图5为图2中手动控制模块的一个实施方式的电路图;
[0031] 图6为图3中控制模块的一个实施方式的电路图;
[0032] 图7为图3中电路采样模块的一个实施方式的电路图;
[0033] 图8为图3中电源模块的一个实施方式的电路图;
[0034] 图9为图3中功率选择模块的一个实施方式的电路图;
[0035] 图10为图1中信号输出切换模块的一个实施方式的电路图。
[0036] 具体实施方式
[0037] 以下结合附图,对本实用新型的FFU交流多速遥控控制器的组成及工作原理进行详细说明。
[0038] 如图1所示,本发明的FFU多速遥控控制器包括遥控信号采集单元100、信号分析单元200以及信号输出切换单元300。具体地,如图2所示,信号采集单元100包括无线信号接收模块110、与无线信号接收模块110相连接的解码模块120、以及分别与解码模块120相连接的分组设定模块130、分组显示模块140以及手动控制模块150,并且解码模块120进一步连接到信号分析单元200。进一步如图3所示,信号分析单元200包括与遥控信号采集单元100中解码模块120相连接的控制模块210、与控制模块210相连接的电源模块220、与控制模块210相连接的干触点输出模块230、与控制模块210相连接的功率选择模块240、与控制模块相连接的电流采样模块250、以及与电流采样模块250相连接的故障显示模块260,并且控制模块210进一步连接到信号输出切换单元300。
[0039] 结合图1-3,在本实用新型的一个实施方式中,无线信号接收模块110为315M超外差无线信号接收模块。解码模块120用于对从无线信号接收模块110传输的信号进行解码处理,分组设定模块130和分组 显示模块140用于负责设置各FFU分组情况进行分区分组控制并分组显示。如图4所示,是解码模块120、分组设定模块130以及分组显示模块140一个实施方式的电路原理图。该实施方式中,解码模块120包括解码集成芯片U1,在该实施方式中,该解码集成芯片为PT2272-L4芯片。分组显示模块140包括数码管驱动芯片U2以及数码管DS1,该实施方式中,数码驱动芯片为74LS47芯片。另外,该实施方式中,分组设定模块130采用双列直插封装三路开关SW DIP-3。容易理解,所述解码集成芯片、数码管驱动芯片也可采用其它常用的元件。如图5所示,是手动控制模块150一个实施方式的电路原理图,其包括开关S1、S2以及发光二极管D1。手动控制模块150负责手动控制FFU开、关、风速档位调整等操作,并把运行状态由工作状态指示灯(即该实施方式中的发光二极管D1)反映出来。
[0040] 控制模块210用于接收来遥控信号采集单元100经解码后的信号或者接收手动控制模块150输出的控制信号,其经过编译运算后发送指令至输出切换单元300。如图6所示,是本实用新型控制模块210一个实施方式的电路原理图,控制模块210包括单片机芯片U3。在该实施方式中,单片机芯片为NEC9222芯片。容易理解,单片机芯片也可采用其它常用的微处理器。电流采样模块250和故障显示模块260用于监视FFU运行状态并输出故障指示。如图7所示是电流采样模块250一个实施方式的电路原理图。当然,其也可通过其它电路结构来实现电流采样。电源模块220用于为系统进行供电,如图8所示为电源模块220的一个实施方式的示意图。干触点输出模块230带有一路常开/闭信号干触点输出。当控制器正常运转时,常开触点闭合,当系统故障或断电时,长闭触电闭合,以便洁净室其它设备的联动控制。如图9 所示是功率选择模块240的一个实施方式示意图,其主要包括双列直插封装四路开关SW DIP-4。
[0041] 信号输出切换单元300用于根据信号分析单元200的指令,闭合或断开相应的继电器,对相应的FFU马达的供电抽头进行供电,从而使得马达在相应的档位运行,实现FFU的开、关以及风速档位的调整。如图10所示,是信号输出切换单元300一个实施方式的电路原理图。图中,信号输出切换模块300包括驱动芯片U4。该实施方式中,驱动芯片为ULN2003芯片。当然,驱动芯片也可采用其它常规的信号来对本电路进行构建。
[0042] 综上所述,本实用新型的FFU交流多速遥控控制器可配套多速抽头风机并结合遥控控制器、段频接收器,从而形成了一套交流遥控控制系统来控制FFU的分组开、关及风量调节,具体地,本实用新型具有如下的优点:
[0043] 1、利用遥控器控制FFU可以省去工作人员进入技术夹层来实现FFU开、关及调速的繁琐的工作,特别是对技术夹层很低的空间来说更体现它的优势;
[0044] 2、本实用新型充分利用电机本身的特性运行,可靠稳定,不伤害风机,使用寿命长;
[0045] 3、利用市场成熟技术315M超外差无线接收、发送模块,控制电路简单,成本低,节约初期投资费用;
[0046] 4、风机不产生额外的噪音和额外的电机发热;
[0047] 5、可以实现单台控制或多台组合控制,控制有效距离可达数百米;
[0048] 6、可以输出故障指示,包括控制器本地指示和外接指示灯;

[0049] 7、可以实现干接点输出,便于洁净室系统的联动控制。

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