[发明专利]一种小功率换气扇

说明书

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：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；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；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。该换气扇可以较好地恒定风量，但成本较低。

技术领域

本发明涉及一种小功率换气扇，尤其涉及其机械、电动机和控制方法的配合，IPC分类可属于F04D25/08、F04D19/00和F04D17/08。

背景技术

传统的小功率换气扇由于风口所在环境气压或配装风管不统一，导致换气扇使用时的实际风量的不确定性，影响通风设计和使用效果。采用经典的如工业设备上使用的风量检测负反馈控制，成本过高。

有关术语和常识，除本说明书已指明外，可参考国家标准GB/T14806《家用和类似用途交流换气扇及其调速器》以及《通风机》(华中工学院李庆宜，机械工业出版社1981年北京第1版)、《机械工程手册》和《电机工程手册》(编写组，机械工业出版社1997年第2版)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种小功率换气扇，其可达到较佳的风量恒定，而成本较低。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，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。

该定值闭环控制与通常以目标值负反馈达到稳定不同，其基于永磁无刷电动机的转速与向其输入的电源和控制该电源的PWM占空比正相关，巧妙利用小型离心式换气扇在风量因空气输出阻力变化而改变时转速与风量呈负相关的特性，使PWM的占空比与转速正相关地调整向电动机提供的输入电源和PWM信号，此为转速的正反馈，因而显著提高闭环系统的放大系数，即使不直接测量风量控制，也可以较好地恒定风量，但成本较低。

该技术方案的进一步设计是，所述内置程序含换气扇于各恒定风量下所述输入电源为规定电压时所述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，以规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。

其进一步设计为，当电动机以规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，使电动机以高于规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，且以规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；