一种具有过载保护功能的智能型管道风机

摘要

本发明涉及一种具有过载保护功能的智能型管道风机，包括进风口、工作盒和出风口，所述进风口和出风口分别设置在工作盒的两端，所述工作盒包括外壳、设置在外壳上的中控盒和固定底座，所述外壳内设有驱动机构和固定套，所述驱动机构通过固定套与外壳固定连接，所述驱动机构包括驱动单元、驱动轴和扇叶，该具有过载保护功能的智能型管道风机通过无线通讯模块向后台实时上传其工作状态，保证后台对其进行实时监控；通过转速检测模块和温度检测模块对风机的转速和温度进行实时检测，提高了对风机的实时保护；再通过绕组控制模块和电流控制模块对风机的转速进行调节，实现对风机的实时保护，进一步保证了风机的可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有过载保护功能的智能型管道风机。

背景技术

管道电机是安装在管道中，通过传输管道中的空气对某个连通的区域进行 通风。由于管道风机的安装位置比较特殊，所以对于其好坏无法进行实时监控， 而且管道风机的工作环境比较恶劣，由于现在市场上，对于风机的保护不够到 位，导致了管道风机工作寿命短，影响其实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术电机保护不到位且功能单 一的不足，提供一种能够实现实时监控、智能化程度高且具有保护功能的具有 过载保护功能的智能型管道风机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有过载保护功能的智 能型管道风机，包括进风口、工作盒和出风口，所述进风口和出风口分别设置 在工作盒的两端，所述工作盒包括外壳、设置在外壳上的中控盒和固定底座， 所述外壳内设有驱动机构和固定套，所述驱动机构通过固定套与外壳固定连接；

所述驱动机构包括驱动单元、驱动轴和扇叶，所述驱动轴上设有转速传感 器，所述驱动单元通过驱动轴驱动扇叶，所述驱动单元中设有定子、转子和轴 承，所述轴承设置在定子和转子之间，所述转子位于轴承的内部，所述定子中 设有定子绕组，所述定子绕组上设有温度传感器，所述转子与驱动轴固定连接；

所述中控盒中设有中央控制装置，所述中央控制装置包括中央控制系统、 与中央控制系统连接的无线通讯模块、工作电源模块、绕组控制模块、电流控 制模块、转速检测模块和温度检测模块，所述定子绕组分别与绕组控制模块和 电流控制模块电连接，所述转速传感器与转速检测模块电连接，所述温度传感 器与温度检测模块电连接；

所述绕组控制模块包括绕组控制电路，所述绕组控制电路包括集成电路、 第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容，所述集成电路的型号为SGM3001， 所述集成电路的电源端外接5V直流电压电源，所述集成电路的接地端接地，所 述集成电路的输入端与第一电阻连接，所述集成电路的公共端与第二电阻连接， 所述集成电路的常开端通过第一电容与集成电路的公共端连接，所述集成电路 的常闭端通过第二电容与集成电路的公共端连接；

所述温度检测模块包括温度检测电路，所述温度检测电路包括三极管、第 三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、 稳压三极管、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器和铂电阻， 所述第一运算放大器的正相输入端与稳压三极管的输出端连接，所述稳压三极 管的电源端外接15V直流电压电源，所述稳压三极管的接地端、第二运算放大 器的正相输入端和第三运算放大器的正相输入端均接地，所述第一运算放大器 的输出端通过第五电阻与三极管的基极连接，所述三极管的集电极外接15V直 流电压电源，所述第一运算放大器的反相输入端通过第三电阻接地，所述第一 运算放大器的反相输入端通过第四电阻与三极管的发射极连接，所述三极管的 发射极通过第六电阻和铂电阻组成的串联电路与第二运算放大器的输出端连 接，所述三极管的发射极通过第七电阻和第八电阻组成的串联电路与第二运算 放大器的输出端连接，所述第二运算放大器的反相输入端分别与第六电阻和铂 电阻连接，所述第三运算放大器的反相输入端分别与第七电阻和第八电阻连接， 所述第三运算放大器的反相输入端通过第九电阻与第三运算放大器的输出端连 接。

作为优选，所述定子绕组为同心式绕组。

作为优选，为了提高管道风机的密封性，所述进风口和出风口均与工作盒 密封连接。

作为优选，为了提高管道风机的寿命，所述轴承为双滚珠轴承。

作为优选，为了提高检测转速的可靠性和精确性，所述转速传感器为磁电 式转速传感器。

作为优选，为了提高温度检测的可靠性，所述温度传感器为接触式传感器。

本发明的有益效果是，该具有过载保护功能的智能型管道风机通过无线通 讯模块向后台实时上传其工作状态，保证后台对其进行实时监控；通过转速检 测模块和温度检测模块对风机的转速和温度进行实时检测，提高了对风机的实 时保护；再通过绕组控制模块和电流控制模块对风机的转速进行调节，实现对 风机的实时保护，进一步保证了风机的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的具有过载保护功能的智能型管道风机的结构示意图；

图2是本发明的具有过载保护功能的智能型管道风机的驱动机构的结构示 意图；

图3是本发明的具有过载保护功能的智能型管道风机的驱动单元的结构示 意图；

图4是本发明的具有过载保护功能的智能型管道风机的绕组控制电路的电 路原理图；

图5是本发明的具有过载保护功能的智能型管道风机的温度检测电路的电 路原理图；

图6是本发明的具有过载保护功能的智能型管道风机的系统原理图；

图中：1.进风口，2.工作盒，3.出风口，4.中控盒，5.固定底座，6.固定套， 7.驱动单元，8.转速传感器，9.驱动轴，10.扇叶，11.定子，12.转子，13.温度传 感器，14.定子绕组，15.轴承，16.中央控制系统，17.无线通讯模块，18.工作电 源模块，19.绕组控制模块，20.电流控制模块，21.转速检测模块，22.温度检测 模块，U1.集成电路，U2.稳压三极管，U3.第一运算放大器，U4.第二运算放大器， U5.第三运算放大器，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，R4.第四电阻， R5.第五电阻，R6.第六电阻，R7.第七电阻，R8.第八电阻，R9.第九电阻，Rt.铂 电阻，C1.第一电容，C2.第二电容，Q1.三极管。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图， 仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图6所示，一种具有过载保护功能的智能型管道风机，包括进风口 1、工作盒2和出风口3，所述进风口1和出风口3分别设置在工作盒2的两端， 所述工作盒2包括外壳、设置在外壳上的中控盒4和固定底座5，所述外壳内设 有驱动机构和固定套6，所述驱动机构通过固定套6与外壳固定连接；

所述驱动机构包括驱动单元7、驱动轴9和扇叶10，所述驱动轴9上设有 转速传感器8，所述驱动单元7通过驱动轴9驱动扇叶10，所述驱动单元7中 设有定子11、转子12和轴承15，所述轴承15设置在定子11和转子12之间， 所述转子12位于轴承15的内部，所述定子11中设有定子绕组14，所述定子绕 组14上设有温度传感器13，所述转子12与驱动轴9固定连接；

所述中控盒4中设有中央控制装置，所述中央控制装置包括中央控制系统 16、与中央控制系统16连接的无线通讯模块17、工作电源模块18、绕组控制 模块19、电流控制模块20、转速检测模块21和温度检测模块22，所述定子绕 组14分别与绕组控制模块19和电流控制模块20电连接，所述转速传感器8与 转速检测模块21电连接，所述温度传感器13与温度检测模块22电连接；

所述绕组控制模块19包括绕组控制电路，所述绕组控制电路包括集成电路 U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1和第二电容C2，所述集成电路U1 的型号为SGM3001，所述集成电路U1的电源端外接5V直流电压电源，所述集成 电路U1的接地端接地，所述集成电路U1的输入端与第一电阻R1连接，所述集 成电路U1的公共端与第二电阻R2连接，所述集成电路U1的常开端通过第一电 容C1与集成电路U1的公共端连接，所述集成电路U1的常闭端通过第二电容C2 与集成电路U1的公共端连接；

所述温度检测模块22包括温度检测电路，所述温度检测电路包括三极管Q1、 第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电 阻R8、第九电阻R9、稳压三极管U2、第一运算放大器U3、第二运算放大器U4、 第三运算放大器U5和铂电阻Rt，所述第一运算放大器U3的正相输入端与稳压 三极管U2的输出端连接，所述稳压三极管U2的电源端外接15V直流电压电源， 所述稳压三极管U2的接地端、第二运算放大器U4的正相输入端和第三运算放 大器U5的正相输入端均接地，所述第一运算放大器U3的输出端通过第五电阻 R5与三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的集电极外接15V直流电压电源， 所述第一运算放大器U3的反相输入端通过第三电阻R3接地，所述第一运算放 大器U3的反相输入端通过第四电阻R4与三极管Q1的发射极连接，所述三极管 Q1的发射极通过第六电阻R6和铂电阻Rt组成的串联电路与第二运算放大器U4 的输出端连接，所述三极管Q1的发射极通过第七电阻R7和第八电阻R8组成的 串联电路与第二运算放大器U4的输出端连接，所述第二运算放大器U4的反相 输入端分别与第六电阻R6和铂电阻Rt连接，所述第三运算放大器U5的反相输 入端分别与第七电阻R7和第八电阻R8连接，所述第三运算放大器U5的反相输 入端通过第九电阻R9与第三运算放大器U5的输出端连接。

作为优选，所述定子绕组14为同心式绕组。

作为优选，为了提高管道风机的密封性，所述进风口1和出风口3均与工 作盒2密封连接。

作为优选，为了提高管道风机的寿命，所述轴承15为双滚珠轴承。

作为优选，为了提高检测转速的可靠性和精确性，所述转速传感器8为磁 电式转速传感器。

作为优选，为了提高温度检测的可靠性，所述温度传感器13为接触式传感 器。

该具有过载保护功能的智能型管道风机的工作原理是：工作盒2分别与进 风口1和出风口3连接，通过工作盒2中的驱动机构对管道内的空气进行抽送， 从而起到某区域的通风效果。其中通过固定套6将驱动机构固定在外壳内，保 证了驱动机构的工作状态稳定，提高了管道风机的可靠性；通过固定底座5将 管道风机固定在风道中，保证了管道风机的安装牢固性；通过中控盒4对管道 风机进行智能化控制和保护，提高了管道风机的可靠性和智能化。

该具有过载保护功能的智能型管道风机中的驱动机构：驱动单元7通过驱 动轴9控制扇叶10的转动，实现了对空气的抽送；驱动单元7中的定子11的 定子绕组14通电后，对转子12作用，则转子12开始转动，其中轴承15用于 起到润滑作用，保证了驱动轴9的正常转动，提高了管道风机的工作寿命；其 中温度传感器13对定子绕组14的温度进行实时检测，转速传感器8对驱动轴9 的转速进行实时检测，则实现了对管道风机的工作状态的实时监控，从而提高 了管道风机的可靠性，提高了其使用寿命。

绕组控制模块19中的绕组控制电路，其中集成电路U1的型号为SGM3001， 通过其虚拟转换功能，实现了对定子绕组14的切换，从而实现对驱动轴9转速 的控制。其中，第一电阻R1和第二电阻R2用于对信号电路进行限流保护，提 高了电路的可靠性。

事实上：三极管Q1的发射极为A点，第二运算放大器U4的输出端为B点。

温度检测模块22中的温度检测电路，稳压三极管U2型号为REF02，是精密 参考电压源，其输出值为+2.5V。A点的电压由第三电阻R3、第四电阻R4和稳 压三极管U2共同决定，所以第三电阻R3和第四电阻R4的温漂系数均为2.5％， 从而保证了A点电压的稳定，从而提高了温度检测的可靠性；为了消除铂电阻 Rt引线引入的测量误差，则通过第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8与铂 电阻Rt共同组成电桥实现，进而进一步提高了温度检测的精确性。

该具有过载保护功能的智能型管道风机中：无线通讯模块17用于向后台实 时上传其工作状态，保证后台对其进行实时监控；工作电源模块18用于向管道 风机提供工作电压，保证了风机的正常工作；电流控制模块20用于控制定子绕 组14的驱动电流，从而控制风机的转速，保证了风机的工作可靠性；绕组控制 模块19通过控制定子绕组14的接线方式，实现转速的快速调节，提高对风机 的保护可靠性；温度检测模块22通过温度传感器13对风机的温度进行实时检 测，保证了对风机的实时保护；转速检测模块21通过转速传感器8对风机的转 速进行实时监测，进一步保证了对风机的实时保护。

与现有技术相比，该具有过载保护功能的智能型管道风机通过无线通讯模 块17向后台实时上传其工作状态，保证后台对其进行实时监控；通过转速检测 模块21和温度检测模块22对风机的转速和温度进行实时检测，提高了对风机 的实时保护；再通过绕组控制模块19和电流控制模块20对风机的转速进行调 节，实现对风机的实时保护，进一步保证了风机的可靠性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作 人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。 本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围 来确定其技术性范围。