一种电机转速控制方法、系统及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及节能【技术领域】，公开了一种电机转速控制方法、系统及装置。其中，该方法包括：对电机的相数进行判断；采集环境参量数据；将环境参量数据与预设值进行比较，获得一比较结果；根据该比较结果对判断为单相或两相的电机进行调压以实现对其转速的控制；对判断为三相的电机进行变频以实现对其转速的控制，从而实现了对用电设备的电机的转速的控制调节，不仅降低了使用成本，而且达到了节能环保的目的。
【专利说明】一种电机转速控制方法、系统及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及节能【技术领域】，主要适用于电机转速控制方法、系统及装置。
【背景技术】
[0002]随着社会的不断发展，人们越来越重视节能环保和智能家居。为了达到这个目的，人们做出了大量的努力。很多人从室内的空气质量、节能环保、智能居家等方面入手，如包括专利申请号为200720175998.4、名称为“新风机智能控制变频节能装置”，专利申请号为200820183396.8、名称为“一种变频控制的无极调速吸油烟机”在内的一些专利都涉及了整体的新风机和吸油烟机的变频技术，以达到节能环保、舒适的目的。其中，“新风机智能控制变频节能装置”专利是通过房间里的人数来控制变频器以达到节能环保目的的，而“一种变频控制的无极吸油烟机”专利则是能够无极调速，以实现在不同情况下达到节能环保效果。
[0003]但是，具有变频功能的新风机、吸油烟机的价格比普通的新风机、吸油烟机的价格要高很多，而大部分用户已经在用的都是普通的新风机、吸油烟机，但现有的普通的新风机、吸油烟机并不具备变频的功能，因而无法实现节能环保的效果。除此之外，其他的现有用电设备(如空调、机动车等)也存在上述的问题。
[0004]综上所述，现有的用电设备不能在降低成本的基础上，达到节能环保的目的。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种电机转速控制方法、系统及装置，用于对用电设备的电机的转速进行控制调节，不仅降低了使用成本，而且达到了节能环保的目的。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供了一种电机转速控制方法，包括:
[0007]对电机的相数进行判断；
[0008]采集环境参量数据；
[0009]将所述环境参量数据与预设值进行比较，获得一比较结果；
[0010]根据所述比较结果对判断为单相或两相的电机进行调压以实现对其转速的控制；对判断为三相的电机进行变频以实现对其转速的控制。
[0011]进一步地，所述对电机的相数进行判断，包括:将三个测试信号发送到电机，根据所述测试信号的反馈信号的个数和波形对所述电机的相数进行判断。
[0012]进一步地，所述根据所述测试信号的反馈信号的个数和波形对所述电机的相数进行判断，包括:
[0013]若只有一个所述测试信号有反馈信号输出，则所述电机的相数为单相；
[0014]若有两个所述测试信号有反馈信号输出，且所述反馈信号的波形为阶跃脉冲，则所述电机的相数为两相；
[0015]若所述三个测试信号都有反馈信号输出，且所述反馈信号的波形与所述测试信号的波形一样，则所述电机的相数为三相。
[0016]进一步地，所述方法还包括:对所述环境参量数据进行抗干扰处理；
[0017]所述将所述环境参量数据与预设值进行比较，具体为:将经抗干扰处理之后的环境参量数据与所述预设值进行比较。
[0018]本发明提供的一种电机转速控制系统，包括:
[0019]相数判断模块，用于对电机的相数进行判断；
[0020]数据采集模块，用于采集环境参量数据；
[0021]比较模块，用于将所述环境参量数据与预设值进行比较，获得一比较结果；
[0022]控制模块，用于根据所述比较模块的比较结果对由所述相数判断模块判断为单相或两相的电机进行调压以实现对其转速的控制；对判断为三相的电机进行变频以实现对其转速的控制。
[0023]进一步地，所述相数判断模块，具体用于将三个测试信号发送到电机，根据所述测试信号的反馈信号的个数和波形对所述电机的相数进行判断。
[0024]进一步地，所述相数判断模块，包括:
[0025]通信单元，用于向所述电机发送所述测试信号，并接收所述反馈信号；
[0026]第一判断单元，用于若只有一个所述测试信号有反馈信号输出，则判断所述电机的相数为单相；
[0027]第二判断单元，用于若有两个所述测试信号有反馈信号输出，且所述反馈信号的波形为阶跃脉冲，则判断所述电机的相数为两相；
[0028]第三判断单元，用于若所述三个测试信号都有反馈信号输出，且所述反馈信号的波形与所述测试信号的波形一样，则判断所述电机的相数为三相。
[0029]进一步地，还包括:
[0030]抗干扰处理模块，用于对所述环境参量数据进行抗干扰处理；
[0031]所述比较模块，具体用于将经抗干扰处理之后的环境参量数据与所述预设值进行比较。
[0032]本发明提供的一种电机转速控制装置，包括:环境参量数据采集设备、可编程控制器及调速设备；所述环境参量数据采集设备的输出端与所述可编程控制器的输入端连接；所述可编程控制器的输出端与所述调速设备的输入端连接；所述调速设备的输出端与电机的输入端连接；所述可编程控制器还与所述电机信号连接。
[0033]进一步地，还包括:报警设备；所述报警设备的输入端与所述可编程控制器的输出端连接。
[0034]本发明的有益效果在于:
[0035]本发明提供的电机转速控制方法、系统及装置，先对电机的相数进行判断，并采集环境参量数据，将环境参量数据与预设值进行比较，根据环境参量数据与预设值的比较结果对判断为单相或两相的电机的转速进行调压控制；对判断为三相的电机的转速进行变频控制，从而实现了对用电设备的电机的转速的控制调节，不仅降低了使用成本，而且达到了节能环保的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1为本发明实施例提供的电机转速控制方法的流程图；
[0037]图2为通过本发明实施例提供的电机转速控制方法对风机电机进行控制的流程图；
[0038]图3为本发明实施例提供的电机转速控制系统的结构框图；
[0039]图4为本发明实施例提供的电机转速控制装置的结构框图。
【具体实施方式】
[0040]为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的电机转速控制方法、系统及装置的【具体实施方式】及工作原理进行详细说明。
[0041]参见图1，本发明实施例提供的电机转速控制方法，包括:
[0042]步骤SllO:对电机的相数进行判断；
[0043]对本步骤进行说明，本步骤具体包括:
[0044]将三个测试信号发送到电机，根据测试信号的反馈信号的个数和波形对电机的相数进行判断。更具体地:
[0045]若只有一个测试信号有反馈信号输出，则电机的相数为单相；
[0046]若有两个测试信号有反馈信号输出，且反馈信号的波形为阶跃脉冲，则电机的相数为两相，即电机有两组转子；
[0047]若三个测试信号都有反馈信号输出，且反馈信号的波形与测试信号的波形一样，则电机的相数为三相。
[0048]步骤S120:采集环境参量数据；在本发明实施例中，环境参量数据可以包括:PM2.5、温度、湿度、电机运行速度等，本发明实施例对此不做出具体的限制。
[0049]步骤S130:将环境参量数据与预设值进行比较，获得一比较结果；
[0050]步骤S140:根据该比较结果对判断为单相或两相的电机进行调压以实现对其转速的控制；对判断为三相的电机进行变频以实现对其转速的控制。在本发明实施例中，单相电机可以包括直流电机和交流电机，两相电机可以为步进电机，本发明实施例对此不做出具体的限定。
[0051]为了便于使用者能够直观地了解到用电设备的运行状况，在对用电设备的电机进行控制调节的同时，可以将采集到的环境参量数据和预设值及其比较结果通过画面和/或语音等方式展示给用户，并亮起不同的指示灯。
[0052]参见图2，当环境参量数据为PM2.5时，首先采集空气中的颗粒物数据X，再将颗粒物数据X分别与预设的用户可接受的空气颗粒物阈值Xmin、危险值Xmax进行比较；若x>x _，且当该电机为单相或双相电机时，通过提高该电机的输入电压来加快风机电机的转速，同时还可以发出红色报警；当该电机为三相电机时，通过提高该电机的输入频率来加快风机电机的转速，同时还可以发出红色报警；若Xmin〈X〈Xmax，且当该电机为单相或双相电机时，可以通过提高该电机的输入电压来加快风机电机的转速或者保持该电机的输入电压不变将风机电机的转速控制在当前水平，同时还可以发出黄色报警；且当该电机为三相电机时，可以通过提高该电机的输入频率来加快风机电机的转速或者保持该电机的输入频率不变将风机电机的转速控制在当前水平，同时还可以发出黄色报警；若x〈xmin，且当该电机为单相或双相电机时，可以通过降低该电机的输入电压来减慢风机电机的转速或者停止对该电机输出电压来停止风机，同时还可以使绿色指示灯亮起；当该电机为三相电机时，可以通过降低该电机的输入频率来减慢风机电机的转速或者停止对该电机输出电压来停止风机，同时还可以使绿色指示灯亮起。按照上述方法，可以根据空气中实时的PM2.5值，对风机电机的转速进行控制调节，从而达到节能环保的目的。
[0053]当环境参量数据为温度时，首先采集温度数据Y，再将采集到的温度数据Y分别与预设的用户可接受的最低温Ymin、用户可接受的最高温Ymax进行比较；若Y>Ymax，且当该电机为单相或双相电机时，可以通过降低该电机的输入电压来减慢制热空调的风机电机的转速或者停止对该电机输出电压来停止制热空调的风机，同时还可以发出红色报警；当该电机为三相电机时，可以通过降低该电机的输入频率来减慢制热空调的风机电机的转速或者停止对该电机输出电压来停止制热空调的风机，同时还可以发出红色报警；若Ymin〈Y〈Ymax，且当该电机为单相或双相电机时，保持该电机的输入电压不变将制热空调的风机电机的转速控制在当前水平，同时还可以发出黄色报警；且当该电机为三相电机时，保持该电机的输入频率不变将制热空调的风机电机的转速控制在当前水平，同时还可以发出黄色报警；若Y<Ymin,且当该电机为单相或双相电机时，通过提高该电机的输入电压来加快制热空调的风机电机的转速，同时还可以发出橙色报警。当该电机为三相电机时，通过提高该电机的输入频率来加快制热空调的风机电机的转速，同时还可以发出橙色报警。按照上述方法，可以根据实时的温度值，对制热空调的电机的转速进行控制调节，从而达到节能环保的目的。
[0054]当环境参量数据为湿度时，首先采集湿度数据Q，再将采集到的湿度数据Q分别与预设的用户可接受的湿度最低值Qmin、用户可接受的湿度最高值Qmax进行比较；若Q>Q _，且当该电机为单相或双相电机时，可以通过降低该电机的输入电压来减慢加湿器的风机电机的转速或者停止对该电机输出电压来停止加湿器的风机，同时还可以发出红色报警；当该电机为三相电机时，可以通过降低该电机的输入频率来减慢加湿器的风机电机的转速或者停止对该电机输出电压来停止加湿器的风机，同时还可以发出红色报警；若Qmin〈Q〈Qmax，且当该电机为单相或双相电机时，保持该电机的输入电压不变将加湿器的风机电机的转速控制在当前水平，同时还可以发出黄色报警；当该电机为三相电机时，保持该电机的输入频率不变将加湿器的风机电机的转速控制在当前水平，同时还可以发出黄色报警；SQ〈Qmin，且当该电机为单相或双相电机时，提高该电机的输入电压来加快加湿器的风机电机的转速，同时还可以发出橙色报警。当该电机为三相电机时，通过提高该电机的输入频率来加快加湿器的风机电机的转速，同时还可以发出橙色报警。按照上述方法，可以根据实时的湿度值，对加湿器的电机的转速进行控制调节，从而达到节能环保的目的。
[0055]当环境参量数据为机动车的行驶速度时，首先采集机动车的行驶速度数据Z，再将采集到的行驶速度数据Z分别与预设的用户可接受的最低速Zmin、用户可接受的最高速Zmax进行比较；若z>zmax，且当该电机为单相或双相电机时，通过降低该电机的输入电压来减慢机动车的电机的转速，同时还可以发出红色报警；当该电机为三相电机时，通过降低该电机的输入频率来减慢机动车的电机的转速，同时还可以发出红色报警；若zmin〈z〈zmax，且当该电机为单相或双相电机时，保持该电机的输入电压不变将机动车电机的转速控制在当前水平，同时还可以发出黄色报警；当该电机为三相电机时，保持该电机的输入频率不变将机动车电机的转速控制在当前水平，同时还可以发出黄色报警；gz〈zmin，且当该电机为单相或双相电机时，提高该电机的输入电压来加快机动车的电机的转速，同时还可以使绿色指示灯亮起；当该电机为三相电机时，通过提高该电机的输入频率来加快机动车的电机的转速，同时还可以使绿色指示灯亮起。按照上述方法，可以根据机动车实时的行驶速度，对机动车电机的转速进行控制调节，从而达到节能环保的目的。
[0056]为了提高本发明实施例的控制精度，本发明实施例提供的方法，还包括:对环境参量数据进行抗干扰处理的步骤；具体的抗干扰处理步骤可以包括:隔离和/或过滤步骤等，本发明实施例对此不做出具体的限制。
[0057]在这种情况下，则将经抗干扰处理之后的环境参量数据与预设值进行比较，并进行后续的控制调节步骤。
[0058]参见图3，本发明实施例提供的电机转速控制系统，包括:
[0059]相数判断模块100，用于对电机的相数进行判断；
[0060]在本发明实施例中，相数判断模块100，具体用于将三个测试信号发送到电机，根据测试信号的反馈信号的个数和波形对电机的相数进行判断。进一步地，相数判断模块100，包括:
[0061]通信单元，用于向电机发送测试信号，并接收反馈信号；
[0062]第一判断单元，用于若只有一个测试信号有反馈信号输出，则判断电机的相数为单相；
[0063]第二判断单元，用于若有两个测试信号有反馈信号输出，且反馈信号的波形为阶跃脉冲，则判断电机的相数为两相，即电机有两组转子；
[0064]第三判断单元，用于若三个测试信号都有反馈信号输出，且反馈信号的波形与测试信号的波形一样，则判断电机的相数为三相。
[0065]数据采集模块200，用于采集环境参量数据；在本发明实施例中，环境参量数据可以包括:PM2.5、温度、湿度、电机运行速度等，本发明实施例对此不做出具体的限制。
[0066]比较模块300，用于将环境参量数据与预设值进行比较，获得一比较结果；
[0067]控制模块400，用于根据比较模块300的比较结果对由相数判断模块100判断为单相或两相的电机进行调压以实现对其转速的控制；对由相数判断模块100判断为三相的电机进行变频以实现对其转速的控制。
[0068]进一步地，本发明实施例提供的系统，还可以包括:数据展示模块500，用于将采集到的环境参量数据和预设值及其比较结果展示给用户。
[0069]为了提高本发明实施例的控制精度，本发明实施例提供的系统，还包括:
[0070]抗干扰处理模块，用于对环境参量数据进行抗干扰处理；具体地，可以通过隔离处理和/或过滤处理等一些抗干扰处理手段对环境参量数据进行抗干扰处理。
[0071]在这种情况下，比较模块300，具体用于将经抗干扰处理之后的环境参量数据与预设值进行比较。
[0072]参见图4，本发明实施例提供的电机转速控制装置，包括:环境参量数据采集设备、可编程控制器及调速设备；环境参量数据采集设备的输出端与可编程控制器的输入端连接；可编程控制器的输出端与调速设备的输入端连接；调速设备的输出端与电机的输入端连接；可编程控制器还与电机信号连接。
[0073]为了使本发明实施例提供的装置具有报警功能，本发明实施例还包括:报警设备；报警设备的输入端与可编程控制器的输出端连接。
[0074]为了便于使用者能够直观地了解到用电设备的运行状况，本发明实施例提供的装置，还包括:展示设备；展示设备的输入端与可编程控制器的输出端连接。
[0075]在本发明实施例中，环境参量数据采集设备可以包括:PM2.5检测设备、温度检测设备、湿度检测设备、速度检测设备等。报警设备可以包括:报警指示灯、蜂鸣器等；展示设备可以包括显示屏、语音播放设备等。
[0076]通过本发明实施例提供的装置对用电设备的电机的转速进行控制调节，首先通过可编程控制器向所接的用电设备的电机发出测试信号，并收集反馈信号，由此确定调速设备对用电设备进行控制调节的调速方式。若所接用电设备的电机被判断为单相交直流电机或两相步进电机，则通过控制调速设备的输出电压对该电机进行调压控制；若所接用电设备的电机被判断为三相电机，则通过控制调速设备的输出频率对该电机进行变频控制。再通过环境参量数据采集设备采集周围的环境参量数据，由环境参量数据采集设备将采集到的数据发送到可编程控制器；可编程控制器将接收到的环境参量数据与预设值进行比较，并根据比较结果将控制信号发送到调速设备对用电设备的电机的转速进行控制调节，同时还将报警信号发送到报警设备进行报警，并将预设值、接收到的环境参量数据及其比较结果发送到展示设备进行展示，从而实现了基于周围环境的变化，对用电设备的电机的转速进行控制，达到了节能环保的目的。
[0077]本发明实施例可以将调速控制部分与被测电机分离开，单独地把调速控制部分制作成设备的形式，即将各功能器件连接后装在一个设备本体里面，在设备本体的表面就留有接电源的插头和接被测电机的接口。再将这个设备本体与普通的风机、空调、加湿器、机动车等用电设备的电机连接，就能使普通的用电设备的电机的转速能够根据外界环境的变化而变化，使普通的用电设备能够具有智能调速的功能，从而达到节能环保和降低使用成本的目的。由于该设备本体可以根据不同的使用需求，连接在不同的用电设备上，具有很强的通用性，因而进一步降低了使用成本。
[0078]本发明实施例提供的电机转速控制方法、系统及装置，先对电机的相数进行判断，并采集环境参量数据，将采集到的环境参量数据与预设值进行比较，根据环境参量数据与预设值的比较结果对判断为单相或两相的电机的转速进行调压控制；对判断为三相的电机的转速进行变频控制，从而实现了对用电设备的电机的转速的控制调节，不仅降低了使用成本，而且还达到了节能环保的目的。
[0079]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种电机转速控制方法，其特征在于，包括: 对电机的相数进行判断； 采集环境参量数据； 将所述环境参量数据与预设值进行比较，获得一比较结果； 根据所述比较结果对判断为单相或两相的电机进行调压以实现对其转速的控制；对判断为三相的电机进行变频以实现对其转速的控制。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对电机的相数进行判断，包括:将三个测试信号发送到电机，根据所述测试信号的反馈信号的个数和波形对所述电机的相数进行判断。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述测试信号的反馈信号的个数和波形对所述电机的相数进行判断，包括: 若只有一个所述测试信号有反馈信号输出，则所述电机的相数为单相； 若有两个所述测试信号有反馈信号输出，且所述反馈信号的波形为阶跃脉冲，则所述电机的相数为两相； 若所述三个测试信号都有反馈信号输出，且所述反馈信号的波形与所述测试信号的波形一样，则所述电机的相数为三相。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:对所述环境参量数据进行抗干扰处理； 所述将所述环境参量数据与预设值进行比较，具体为:将经抗干扰处理之后的环境参量数据与所述预设值进行比较。
5.一种电机转速控制系统，其特征在于，包括: 相数判断模块，用于对电机的相数进行判断； 数据采集模块，用于采集环境参量数据； 比较模块，用于将所述环境参量数据与预设值进行比较，获得一比较结果； 控制模块，用于根据所述比较模块的比较结果对由所述相数判断模块判断为单相或两相的电机进行调压以实现对其转速的控制；对判断为三相的电机进行变频以实现对其转速的控制。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述相数判断模块，具体用于将三个测试信号发送到电机，根据所述测试信号的反馈信号的个数和波形对所述电机的相数进行判断。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述相数判断模块，包括: 通信单元，用于向所述电机发送所述测试信号，并接收所述反馈信号； 第一判断单元，用于若只有一个所述测试信号有反馈信号输出，则判断所述电机的相数为单相； 第二判断单元，用于若有两个所述测试信号有反馈信号输出，且所述反馈信号的波形为阶跃脉冲，则判断所述电机的相数为两相； 第三判断单元，用于若所述三个测试信号都有反馈信号输出，且所述反馈信号的波形与所述测试信号的波形一样，则判断所述电机的相数为三相。
8.如权利要求5-7中任一项所述的系统，其特征在于，还包括: 抗干扰处理模块，用于对所述环境参量数据进行抗干扰处理； 所述比较模块，具体用于将经抗干扰处理之后的环境参量数据与所述预设值进行比较。
9.一种电机转速控制装置，其特征在于，包括:环境参量数据采集设备、可编程控制器及调速设备；所述环境参量数据采集设备的输出端与所述可编程控制器的输入端连接；所述可编程控制器的输出端与所述调速设备的输入端连接；所述调速设备的输出端与电机的输入端连接；所述可编程控制器还与所述电机信号连接。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括:报警设备；所述报警设备的输入端与所述可编程控制器的输出端连接。
【文档编号】H02P29/00GK104467625SQ201410653611
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】肖波涛, 王正明, 白慧玲 申请人:华中科技大学