一种轴流风扇及其测风量控温方法和系统与流程

本发明属于风扇控温，具体涉及一种轴流风扇及其测风量控温方法和系统。

背景技术：

1、轴流风扇的风扇框内部，存在pcb板以及装配在pcb板上的若干电子元器件，随着轴流风扇运行，电子元器件和pcb板上的线路都会产生热量，而电子元器件的寿命又与温度负相关，温度增加会缩短电子元器件的寿命。

2、公告号为cn 107807695 a的中国专利公开了一种支持多风扇自主温控调节转速的散热方法和系统，包括远端监控中心和测控系统，测控系统包括与远端监控中心通信连接的主控设备和与主控设备通信连接的系统设备、散热设备；散热设备包括控制器，控制器连接通过控制电路连接多个风扇，控制器上还连接有与通信电路、温度监测电路、风扇状态监测电路。控制器根据获取的实时工作环境温度信息，计算出将温度调节为工作环境温度阈值时的风扇转速，将风扇转速转换为pwm信号目标占空比，输出pwm信号给控制电路控制电路控制调节每个风扇的风扇转速。

3、公告号为cn110799757a的中国专利公开了一种风扇的控制方法、控制装置及电子设备。其中，风扇的控制方法应用于包含有风扇及多个热源模块的系统中，包括：获取多个热源模块对应的温度；根据多个热源模块对应的温度确定控制温度；依据控制温度确定风扇的控制信号，以控制风扇以一定速度运转。通过采集多个热源的温度，可以精确地控制风扇转速，从而满足多个热源模块的散热需求。

4、其中，电子元器件和pcb板随着轴流风扇使用时间的增加，表面积灰量增加，向四周环境散热受灰尘阻碍，因此，采集环境温度来作为风扇系统内部温度的准确度低；并且，通常以采集温度、输入温度信息、以温度信息调整pwm、降低电机转速的步骤来减少系统运行强度，降低系统内部温度，风扇排风量会随之降低，影响风扇正常工作；控温时效性低，对于热敏元器件，热量达到临界值的时候就会烧损。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种轴流风扇的测风量控温方法，包括：

2、s1：设定轴流风扇为初始无灰尘状态运行，获取轴流风扇在初始无灰尘状态下的排风量cfm1、实际pwm占空比p0以及电机转速n1；

3、s2：获取轴流风扇的实时排风量cfm2以及实时pwm占空比ps1，当cfm2小于cfm1时，将pwm占空比设定为p0，获取实时排风量cfm3，通过式1计算目标pwm占空比ps2:

4、

5、s3：当ps2小于预定阈值p2时，通过式2计算目标转速n2：

6、

7、当ps2大于预定阈值p2时，触发警报，轴流风扇停止运行，进行清灰；

8、s4：设定电机转速为n2，重复步骤s2-s3，使实时排风量cfm2恒定。

9、具体地，所述步骤s4中，设定电机转速为n2后，重复步骤s2-s3前，还包括误差调整，具体包括以下步骤：

10、获取转速为n2时的实时排风量cfm4，通过式3获取排风量差值δcfm：

11、δcfm＝cfm4-cfm1 (3)；

12、设置转速调整步长为b；

13、当δcfm小于0时，以b为步长增加转速，至δcfm＝0；

14、当δcfm大于0时，以b为步长减小转速，至δcfm＝0。

15、具体地，所述pwm占空比p0设定为90％，pwm占空比预定阈值p2设定为100％。

16、具体地，所述轴流风扇包括风扇框、装配在风扇框上的电机以及由电机驱动而转动供风的扇叶30，所述风量传感器装配在风扇框朝向扇叶30侧。

17、具体地，所述风扇框包括装配有pcb板的底盘、外框、设置在底盘和外框之间的若干肋条和导线槽，所述导线槽开设有通孔；所述风量传感器包括感应部分和引线部分，所述感应部分装配在通孔中，并面向扇叶30，所述引线部分一端连接感应部分，另一端沿导线槽走向并连接pcb板。

18、具体地，所述通孔开设在导线槽槽底，感应部分沿竖直方向的投影落于扇叶30的叶片外径和内径之间。

19、本申请实施例还公开了：一种轴流风扇的测风量控温系统，其采用如本实施例所述的轴流风扇的测风量控温方法；

20、所述轴流风扇的测风量控温系统包括风量传感器，用于测量轴流风扇的排风量；

21、风量信号处理器，接收风量传感器输入的信号，将信号转换并输出；

22、电机测速单元，用于测量电机转速，将测量信息输出；

23、主控中心，接收风量信号处理器和电机测速单元输入的信息，进入调控模式，计算轴流风扇在无灰尘时排风量和积灰时排风量的比值，调整pwm占空比；

24、信号优化单元，对主控中心输出的信号处理优化并输入流风扇风扇的电机，增加轴流风扇风扇的转速。

25、具体地，所述电机测速单元包括发电机测速器，其装配在电机上，用以测量电机运行速度；

26、速度调节器，接收速度指令以及发电机测速器输入的电机转速信息，并将信息处理发送到主控中心。

27、具体地，还包括转子位置测量单元，采用转子位置传感器测量电机转子位置，并将位置信息发送到主控中心。

28、本申请实施例还公开了：一种轴流风扇，其包括如本实施例所述的轴流风扇的测风量控温系统。

29、本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下优势：

30、1、通过检测轴流风扇的排风量变化来反馈系统阻抗变化和积灰现象，再设置警报，控制系统阻抗增长范围，进而控制系统内部温度，延长轴流风扇使用寿命，防止电子元器件的烧损。

31、2、在未触发警报时，风扇以恒定的出风量运行，维持轴流风扇的高效率运行，同时，将风扇维持恒定风量所增加的系统阻抗纳入控制范围，全面掌控系统阻抗增大的各个因素，实现精准控温。

32、3、以pwm占空比触发警报，能够在系统阻抗增加时快速反馈，并做出对电机转速的调整策略，及时高效，防止热敏元件的损坏，降低风扇维修成本。

技术特征：

1.一种轴流风扇的测风量控温方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的轴流风扇的测风量控温方法，其特征在于，所述步骤s4中，设定电机转速为n2后，重复步骤s2-s3前，还包括误差调整，具体包括以下步骤：

3.如权利要求1所述的轴流风扇的测风量控温方法，其特征在于，所述pwm占空比p0设定为90％，pwm占空比预定阈值p2设定为100％。

4.如权利要求1所述的轴流风扇的测风量控温方法，其特征在于，所述轴流风扇包括风扇框、装配在风扇框上的电机以及由电机驱动而转动供风的扇叶30，所述风量传感器装配在风扇框朝向扇叶30侧。

5.如权利要求3所述的轴流风扇的测风量控温方法，其特征在于，所述风扇框包括装配有pcb板的底盘、外框、设置在底盘和外框之间的若干肋条和导线槽，所述导线槽开设有通孔；所述风量传感器包括感应部分和引线部分，所述感应部分装配在通孔中，并面向扇叶30，所述引线部分一端连接感应部分，另一端沿导线槽走向并连接pcb板。

6.如权利要求4所述的轴流风扇的测风量控温方法，其特征在于，所述通孔开设在导线槽槽底，感应部分沿竖直方向的投影落于扇叶30的叶片外径和内径之间。

7.一种轴流风扇的测风量控温系统，其特征在于，所述轴流风扇的测风量控温系统采用如权利要求1-6任一项所述的轴流风扇的测风量控温方法；

8.如权利要求7所述的轴流风扇的测风量控温系统，其特征在于，所述电机测速单元包括发电机测速器，其装配在电机上，用以测量电机运行速度；

9.如权利要求8所述的轴流风扇的测风量控温系统，其特征在于，还包括转子位置测量单元，采用转子位置传感器测量电机转子位置，并将位置信息发送到主控中心。

10.一种轴流风扇，其特征在于，所述轴流风扇包括如权利要求7所述的轴流风扇的测风量控温系统。

技术总结
本发明公开了一种轴流风扇及其测风量控温方法和系统，属于风扇控温技术领域，其包括设定轴流风扇为初始无灰尘状态运行，获取轴流风扇在初始无灰尘状态下的排风量CFM<subgt;1</subgt;、实际PWM占空比P<subgt;0</subgt;以及电机转速N<subgt;1</subgt;；获取轴流风扇的实时排风量CFM<subgt;2</subgt;以及实时PWM占空比P<subgt;S1</subgt;，当CFM<subgt;2</subgt;小于CFM<subgt;1</subgt;时，将PWM占空比设定为P<subgt;0</subgt;，获取实时排风量CFM<subgt;3</subgt;，计算目标PWM占空比P<subgt;S2</subgt;；当P<subgt;S2</subgt;小于预定阈值P<subgt;2</subgt;时，计算目标转速N<subgt;2</subgt;，风扇以恒定排风量运行；当P<subgt;S2</subgt;大于预定阈值P<subgt;2</subgt;时，触发警报。以排风量来测量系统内部温度变化，控温精准，延长风扇使用寿命。

技术研发人员：谢栋,季尚司,李培龙
受保护的技术使用者：广泰电机(吴江)有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15