[实用新型]一种基于BLDC的井下新型风机故障预警装置

说明书

技术领域

本实用新型属于井下通风系统故障检测领域，具体涉及一种基于BLDC的井下新型风机故障预警装置。

背景技术

近年来，随着煤矿开采量的逐年增加，井下煤矿生产中产生的瓦斯、粉尘、油雾等有害气体或悬浮小颗粒严重威胁了井下工作人员的生命安全，因此，井下生产的安全性和舒适性显得尤为重要。

其中，井下完整的通风系统是保证煤矿安全生产的重要部分，而风机的优良性能又是保证通风系统能够长时间工作的主要因素。然而，风机的工作受井下环境影响较大，除自身机械故障外，常有粉尘或油雾进入风机造成叶片的磨损，还可能粘附在转子上形成随机性粉尘堵塞或转动不平稳；此外，传统风机抽风力度小、工作不平稳、使用成本高，不能满足井下通风系统的指标要求。

针对以上现象，本实用新型设计了一种基于BLDC的井下新型风机故障预警装置，该装置既可以有效地避免风机运行过程中出现的过流或过热烧坏风机的现象，又能够提高抽风力度和风机使用寿命，防止风机粉尘堵塞或转动不平稳现象。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于BLDC的井下新型风机故障预警装置，以提高抽风力度和风机使用寿命，避免出现风机粉尘堵塞或转动不平稳现象。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种基于BLDC的井下新型风机故障预警装置，包括STM32主控制器，所述STM32主控制器上连接供电模块、风机驱动模块、风机检测与保护模块和预警模块；所述供电模块采用开关电源，所述开关电源包括熔断保护器、过热保护电路和数字滤波器；所述风机驱动模块包括驱动电路、BLDC、油雾粉尘净化器、风机叶轮、脉动抑制电路和无位置传感器；所述风机检测与保护模块包括电流检测器、温度传感器、风机过流保护和风机过热保护；所述预警模块包括扩展总线、LCD双排显示器、蜂鸣器报警、灯光闪烁报警和摄像报警。

所述开关电源提供5V直流电压和220V交流电压；所述熔断保护器采用快速熔断器，用于开关电源短路保护；所述过热保护电路内含NPN型晶体管作为温度传感器，用于检测开关电源内部芯片温度，防止超温烧坏；所述驱动电路采用H桥驱动电路，可实现风机平稳换相；所述油雾粉尘净化器采用HCYLS2型净化器，用于滤除井下通风环境中的油雾和粉尘，防止出现风机卡死或转动不平稳现象；所述脉动抑制电路用于抑制基于无位置传感器的风机转矩脉动；所述风机过流保护和风机过热保护分别采用熔断电阻器和负温度系数的功率热敏电阻器，当电流检测器和温度传感器的检测信号超出设定值时，启动工作；所述LCD双排显示器采用12864LCD显示器，上排显示风机温度值，下排显示检测电流值；所述摄像报警采用安装在风机附近的摄像头，可实现全天候跟踪记录风机工作状态，便于及时发现故障。

本实用新型与现有技术相比的有益效果体现在：

本实用新型采用STM32主控制器，可以缩减检测单元数量，提高编程简易型，保证整个装置的平稳运行；采用开关电源可以实现电压稳定输出和交直流双重供电；采用H桥驱动电路，可实现风机平稳换相；采用HCYLS2型净化器，用于滤除井下通风环境中的油雾和粉尘，防止出现风机卡死或转动不平稳现象；采用脉动抑制电路可抑制基于无位置传感器的风机转矩脉动；采用风机过流保护和风机过热保护，可保护风机不受过流和过热损坏；采用摄像报警可实现全天候跟踪记录风机工作状态，便于及时发现故障。本实用新型在是实验过程中，系统控制精确、制作成本较低，既可以有效地避免风机运行过程中出现的过流或过热烧坏风机的现象，又能够提高抽风力度和风机使用寿命，防止风机粉尘堵塞或转动不平稳现象，适合在井下通风系统中推广应用。

附图说明

图1为本实用新型一种基于BLDC的井下新型风机故障预警装置总体框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细的说明：

如图1所示，一种基于BLDC的井下新型风机故障预警装置，包括STM32主控制器，所述STM32主控制器上连接供电模块、风机驱动模块、风机检测与保护模块和预警模块；所述供电模块采用开关电源，所述开关电源包括熔断保护器、过热保护电路和数字滤波器，所述开关电源提供5V直流电压和220V交流电压；所述熔断保护器采用快速熔断器，用于开关电源短路保护，所述过热保护电路内含NPN型晶体管作为温度传感器，用于检测开关电源内部芯片温度，防止超温烧坏；所述风机驱动模块包括驱动电路、BLDC、油雾粉尘净化器、风机叶轮、脉动抑制电路和无位置传感器，所述驱动电路采用H桥驱动电路，可实现风机平稳换相，所述油雾粉尘净化器采用HCYLS2型净化器，用于滤除井下通风环境中的油雾和粉尘，防止出现风机卡死或转动不平稳现象，所述脉动抑制电路用于抑制基于无位置传感器的风机转矩脉动；所述风机检测与保护模块包括电流检测器、温度传感器、风机过流保护和风机过热保护，所述风机过流保护和风机过热保护分别采用熔断电阻器和负温度系数的功率热敏电阻器，当电流检测器和温度传感器的检测信号超出设定值时，启动工作；所述预警模块包括扩展总线、LCD双排显示器、蜂鸣器报警、灯光闪烁报警和摄像报警，所述LCD双排显示器采用12864LCD显示器，上排显示风机温度值，下排显示检测电流值，所述摄像报警采用安装在风机附近的摄像头，可实现全天候跟踪记录风机工作状态，便于及时发现故障。