[发明专利]一种小功率换气扇

权利要求书

1.一种小功率换气扇，包括：叶轮，直接驱动该叶轮的电动机及其控制电路；其特征在于：

a) 所述叶轮为离心式叶轮，叶轮直径为250mm以内，叶片数20～70，额定转速不低于800r/m，还包括环绕叶轮的涡壳和连接外部管道的出风口；

b) 所述电动机为永磁无刷电动机，其被输入电源和控制该电源的PWM信号以控制转速，并输出转速信号；

c) 所述控制电路含内置程序，该内置程序包括：按换气扇风量的恒定值和所述转速信号向所述电动机输入电源和控制该电源的PWM信号，当电动机转速改变时，所述PWM信号的占空比与转速的改变正相关地改变；

所述内置程序含换气扇于各恒定风量下所述输入电源为额定电压时所述PWM占空比与转速关系的数据库以及如下步骤：

——对于具体恒定风量值，以额定电压输入电源和当前占空比的PWM信号运行的电动机，其输出的转速信号表明其转速高于所述数据库查得的该风量值下该级占空比对应的转速时，改为以提高一级占空比的PWM信号运行电动机，否则相反；

——当电动机以额定电压输入电源和最高级占空比的PWM信号运行，其输出的转速信号表明其转速仍高于所述数据库查得的该风量值下最高级占空比对应的转速时，使电动机以高于额定电压的输入电源和最高级占空比的PWM信号运行；

所述换气扇于各恒定风量下所述PWM占空比与转速关系的数据库按如下建立：

a) 对所述换气扇使所述电动机与控制电路断开，改为直接输入电源和占空比级差可调的PWM信号，且以额定电压的输入电源和每级占空比进行换气扇产品标准规定的空气性能试验，同时测量该试验过程各风量值相应的电动机转速；

b) 以a)项所得数据得到各恒定风量值下所述输入电源为额定电压时，所述PWM占空比与转速的关系；

上述数据库的建立进一步具体为：

所述控制电路，其除与电动机（17）的连接外，制作于电路板（8），主要包括：

——自端子（11、12）输入的交流电源经桥式整流器（15）整流后向开关电源模块（10）供电；

——开关电源模块（10）按照其控制端（18）输入的信号，输出端（16）向驱动模块（30）的电源输入端（31）供给额定或升高至最高的直流电压；

——驱动模块（30）将所述直流电压逆变为三相PWM电压，输往连接电动机（17）的三相端子（u、v、w）；PWM电压的占空比受输入端子（33）输入的PWM信号控制；

——单片机（20）的输入端（21）接收驱动模块（30）端子输出的转速信号，其内置程序以该转速信号对照所述数据库中指定恒定风量下的额定电压倍数、PWM占空比与转速关系，控制其输往驱动模块（30）的输入端子（33）的PWM信号的占空比，同时输出信号送往开关电源模块（10）的控制端（18），调整开关电源模块（10）输出的电压；

对单片机的内置程序建立各恒定风量下的规定电压、PWM占空比与转速关系的数据库，是对样品换气扇进行空气性能试验，步骤为：

——将电路板（8）中与驱动模块（30）的所有连接断开，使用一PWM信号发生器直接向驱动模块（30）的输入端子（33）输入占空比可调的PWM信号，使用一直流稳压电源直接向驱动模块（30）的电源输入端（31）供给可调的直流电压；

——以额定电压和划分为多级的每1级占空比的PWM信号控制，测量样品换气扇空气性能，测量时按驱动模块（30）端子输出的信号记录跟随空气性能每一风量值的转速，得到样品换气扇多级占空比PWM信号的转速-风量特性n(q)_0.1、n(q)_0.2、……n(q)_1.0；

——以高于额定电压的输入电源和最高级1.0级占空比的PWM信号控制，测量样品换气扇空气性能和记录跟随空气性能每一风量值的转速，得到样品换气扇此时的转速-风量特性n(q)_1.0Vm；

——以上述转速-风量特性求取恒定风量下的PWM占空比与转速关系：对不同恒定风量（q_N）查其在各转速-风量特性上的转速，得到恒定风量（q_N）下规定电压的PWM占空比与转速一一对应的关系；这些关系，写入单片机（20）的内置程序。