专利名称：一种变风量节能低噪风机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通风设备，具体的说是涉及一种用于空调室外机组等场合的 变风量节能低噪风机。
背景技术：
现有的风机为实现节能降噪，通过风机变风量调节是主要手段之一，在实际使用 中可以通过节流调节、叶片角度调节、风机转速调节等手段来实现风机变风量调节，目前工 程中节流调节还是最为普遍的调节方式，这是最耗能的调节方式，当系统要求风量减小时， 通过关小阀门叶片角度位置强制节流，使风机处于小风量工况工作，此时风机输出压力、功 耗一般会增高，而阀门前后会形成很高的压力差。通过叶片角度调节风机性能与节流调节 相比，有较好的节能效果，但这种方式一般多用于大型轴流风机中，并且叶片的角度调节时 风机需停机，叶片角度的调节也比较复杂。转速调节方法是最节能的，当系统要求风量下降 叶，阻力随风量的二次方关系下降，这与风机性能随转速变化的规律一致的，现有的转速调 节方法通常通过变频调节风机电源频率来调节风机转速。此方法具有调节范围广，调节细 腻，可以实现闭环式自控调节。但这种方式有线路联接冗长，后期维护费用高昂，且变频器 采用的是变频变压控制方式实现频率调节。在其调制过程中会产生很多高频率谐波，这会 对周围电器产生较强的电磁干扰，并有可能使风机产生高频电磁噪声。此外这种调节技术 匆略了风机运行中风阻变动，把空调系统阻力看成是恒定不变的。实际上，系统风阻随风 调工况负荷变化会变，随使用时间增长会变，特别是空调室外机组，受外部环境因素影响更 大。当忽略风阻变化时，风量调节变成线性控制问题，但使用中风阻变化是实际存在的。当 风阻增大时，风量会相应减少，线性控制系统不考虑风机实际风阻变化情况，它的反应就是 提高转速，以满足风量要求。这种控制模式可能会使风机发生喘振现象，导致能耗增大、噪 声增大，甚至发生叶片断裂，电机烧坏等事故。
实用新型内容为克服上述缺陷，本实用新型旨在提供一种变风量风机，通过智能化的变频控制， 使风机具有既节能，又低噪的特性。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种变风量节能低噪风机，包括 电机和固定在电机输出轴上的叶轮，所述叶轮包括若干片风叶，本实用新型的变风量风机 还包括一个预测控制器和传感器，所述预测控制器分别与电机和传感器控制连接。所述预测控制器包括神经网络模型和优化器，所述神经网络模型和优化器之间控 制连接，所述神经网络模型与传感器控制连接，所述优化器与电机控制连接。所述风叶的横截面为弧形，所述风叶的中心厚度大于边缘厚度。所述电机为永磁无刷直流电机。采用了本实用新型的变风量节能低噪风机，通过传感器对风机的运行环境进行实 时测量，然后把信号反馈给预测控制器，通过智能化的预测控制器对电机的转速进行优化控制，使风机的控制具有人工智能建模过程，避免风机在变风量调制过程中进入低效工况， 喘振工况，大大提高风机的运行效率，延长风机的使用寿命，实现风机节能降噪，此外，弧形 的风叶横截面设计，使风机在变风量过程中具有更宽的高效处。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的叶轮结构示意图；图3是本实用新型的风叶剖面结构示意图。图中1-电机，2-叶轮，3-预测控制器，4-传感器，5-风叶，11-神经网络模型。 12-优化器。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型公开了一种变风量节能低噪风机，包括电机1和固 定在电机1输出轴上的叶轮2，所述叶轮2包括若干片风叶5，通过电机1驱动叶轮2转动， 来达到送排风的目的，综上所述，与现有的普通风机基本一致。本实用新型的创新点主要在于它还包括一个预测控制器3和传感器4，所述预测 控制器3分别与电机1和传感器4控制连接。通常传感器4可采用温度传感器或压力传传 感器等，当传感器4放置在风机的出风口位置时，可采用压力传感器以测控风机出风口位 置的压力变化，当传感器4放置在空调系统的末端时，可采用温度传感器，以测控空调系统 的温度变化，当然也可以同时采用多个压力传感器和温度传感器。传感器把测控到的压力、 温度变化信号通过控制信号线实时传输到预测控制器3时，预测控制器3把传感器4的信 号经过处理后转换成对电机1的控制信号，对电机1的转速进行调整，从而实现风机的变风 量控制。如图1所示，所述预测控制器3包括神经网络模型11和优化器12，所述神经网络 模型11和优化器12之间控制连接，所述神经网络模型11与传感器4控制连接，所述优化 器12与电机1控制连接。传感器4检测到的压力、温度信号输入预测控制器3中的神经网 络模型11后，神经网络模型11接收到控制信号后产生响应反馈给优化器12，通过优化器 12的优化后变成控制信号对电机1的转速进行控制，实现风机的变风量调节，风机在发生 变风量调节后，风机管路系统的输出流量、压力及空调系统的温度发生变化，与此同时，传 感器4继续检测系统的压力和温度，继续将流量、压力及空调系统的温度变化反馈给神经 网络模型11，来影响输给优化器12的响应。整个预测控制器3具备自我学习、状态辩识、过 程预测的功能。不管管路阻力如何变化，预测控制器3可确保系统风量的前提下以最低的 功能、最低的噪声运转。如图3所示，为保证风机在转速变化过程中具有较宽的高效区，本实用新型的风 叶5的横截面为机翼状的弧形，所述风叶5的中心厚度大于边缘厚度。同时，这种形式的风 叶截面具有更低的噪声。所述电机1为永磁无刷直流电机。电机换向方法是通过检测不导通相绕阻变频采 用正弦波脉宽调制控制方式，大大减少了负载电流中的谐波成分，提高了风机电磁兼用性 能，可省去常规无刷直流电机的转子位置传感器，以简化内部结构，提高电机使用寿命。
权利要求1.一种变风量节能低噪风机，包括电机⑴和固定在电机(1)输出轴上的叶轮O)，所 述叶轮( 包括若干片风叶(5)，其特征在于它还包括一个预测控制器C3)和传感器0)， 所述预测控制器⑶分别与电机⑴和传感器⑷控制连接。
2.根据权利要求1所述的变风量节能低噪风机，其特征在于所述预测控制器C3)包括 神经网络模型(11)和优化器(12)，所述神经网络模型(11)和优化器(1 之间控制连接， 所述神经网络模型(11)与传感器(4)控制连接，所述优化器(1 与电机(1)控制连接。
3.根据权利要求1所述的变风量节能低噪风机，其特征在于所述风叶(5)的横截面为 弧形，所述风叶(5)的中心厚度大于边缘厚度。
4.根据权利要求1所述的变风量节能低噪风机，其特征在于所述电机(1)为永磁无刷 直流电机。
专利摘要本实用新型公开了一种变风量节能低噪风机，包括电机和固定在电机输出轴上的叶轮，叶轮包括若干片风叶，本实用新型的变风量风机还包括一个预测控制器和传感器，预测控制器分别与电机和传感器控制连接。预测控制器包括神经网络模型和优化器，神经网络模型和优化器之间控制连接，神经网络模型与传感器控制连接，优化器与电机控制连接。通过传感器对风机的运行环境进行实时测量，然后把信号反馈给预测控制器，通过智能化的预测控制器对电机的转速进行优化控制，使风机的控制具有人工智能建模过程，避免风机在变风量调制过程中进入低效工况，喘振工况，大大提高风机的运行效率，延长风机的使用寿命，实现风机节能降噪。
文档编号F04D27/00GK201874858SQ20102063517
公开日2011年6月22日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者李炳, 林敏烈, 王仲良, 王志敏, 陆金钢 申请人:浙江钜联风能机械有限公司