[0001] 技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本實用新型涉及風(fēng)機過濾器單元(Fan Filter Unit)，更具體地，是一種FFU交流多速遙控控制器。
[0003] 背景技術(shù)
[0004] 在空氣凈化設(shè)備的風(fēng)機過濾器單元(FFU)中，控制器模塊是一個重要的組成部分。FFU系統(tǒng)的控制模塊有多檔開關(guān)控制、無級調(diào)速控制、遙控控制、計算機群控等多種控制方式。一般根據(jù)潔凈廠房中央空調(diào)系統(tǒng)控制方式、潔凈室內(nèi)FFU的數(shù)量以及用戶對FFU控制系統(tǒng)要求來選擇經(jīng)濟、合理的控制方式。具體地，上述的控制方式具有以下特點。
[0005] 1、多檔開關(guān)控制方式。多檔開關(guān)控制系統(tǒng)只包括FFU自帶的一個調(diào)速開關(guān)和一個電源開關(guān)。由于控制元件為FFU自帶，并分布在潔凈室吊頂內(nèi)的各個位置，因此工作人員必須在現(xiàn)場通過拔擋開關(guān)來調(diào)節(jié)FFU，控制起來極不方便，而且FFU的風(fēng)速可調(diào)范圍有限，僅限于幾檔。為克服上述不方便因素，經(jīng)過電氣線路設(shè)計，可把所有FFU的多檔開關(guān)集中起來，放到地面上一個柜子內(nèi)，實現(xiàn)集中操作，但無論是從外觀還是功能上都存在其局限性。采用多檔開關(guān)控制方式優(yōu)點是控制簡單、成本低，但存在許多缺陷：比如：能耗大、不能平滑調(diào)速、沒有反饋信號、不能實現(xiàn)靈活的組群控制等。
[0006] 2、無級調(diào)速控制方式。與多檔開關(guān)控制方式相比，多了一個連續(xù)速度調(diào)節(jié)器，使FFU風(fēng)機轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，但同時也犧牲了電機效率，使其能耗比多檔開關(guān)控制方式還要高。
[0007] 3、計算機控制方式。計算機控制方式一般采用直流電機，與前面兩種方式相比，計算機控制方式具有以下先進的功能：(1)、采用集散型控制方式，能夠很方便的實現(xiàn)FFU的集中監(jiān)測和控制。(2)、可方便的實現(xiàn)FFU的單臺、多臺及分區(qū)控制。(3)、智能化控制系統(tǒng)具有節(jié)能功能。(4)、可采用可選的遙控方式進行監(jiān)測和控制。(5)、控制系統(tǒng)預(yù)留通信接口，可與上位機或網(wǎng)絡(luò)進行通訊，從而實現(xiàn)遠程通信和管理功能。
[0008] 控制直流電機的突出優(yōu)點在于：容易控制、調(diào)速范圍較寬。但該控制方式存有如下的嚴重缺陷：由于潔凈廠房不允許FFU電機帶有電刷，因此，F(xiàn)FU的電機均采用無刷直流電動機，換相問題則由電子換相器解決，而電子換相器的壽命短使整控制系統(tǒng)的使用壽命也大大降低。并且整套系統(tǒng)造價昂貴，后期維護費用高。
[0009] 在FFU交流控制方式中，又主要分為兩種控制方式：調(diào)壓控制方式和變頻控制方式。所謂調(diào)壓控制方式，就是通過直接改變電動機定子電壓的大小來調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速。調(diào)壓方式的缺點是：調(diào)速時的效率較低，低速時，電機發(fā)熱嚴重、調(diào)速范圍較窄等。變頻控制方式就是通過改變電源頻率的方式來調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，同時，按一定比例調(diào)整整電動機的輸入電壓。應(yīng)該講應(yīng)用于三相交流電源的變頻控制器是一個相當好的東西，很成熟穩(wěn)定，變頻控制方式具有優(yōu)異的性能，調(diào)速范圍大，平滑性較高，調(diào)速效率高等優(yōu)點。但絕大部分FFU采用單相交流電源，三相的交流控制技術(shù)移植到單相交流電源時，會產(chǎn)生該類型控制器電機額外發(fā)熱現(xiàn)象，從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)不是很穩(wěn)定，進而會相應(yīng)影響電機的 使用壽命。另外，變頻方式造價比較高。為了使變頻器的輸出諧波盡可能的減少，逆變器的功率開關(guān)器件的開關(guān)頻率要盡可能的高。因此，一般采用GTR、GTO、PMOSFET作為開關(guān)器件。上述這些器件本身造價較高。因此，變頻控制方式整體造價也比較高。使用壽命也不長，由于異步電動機屬于感性負載，功率因數(shù)不會等于1.0，故在中間直流環(huán)節(jié)與電動機之間總存在無功功率的交換。由于逆變器中的電力電子開關(guān)無法儲能，所以無功能量只能靠直流環(huán)節(jié)中的儲能元件(電容器)來緩沖。電容器的壽命大大限制了變頻器的使用壽命。
[0010] 實用新型內(nèi)容
[0011] 本實用新型的目的，在于克服現(xiàn)有的FFU控制器的上述問題，從而提供了一種新型的FFU交流多速遙控控制器。
[0012] 本實用新型的FFU交流多速遙控控制器，包括遙控信號采集單元、信號分析單元以及信號輸出切換單元，其中：
[0013] 所述信號采集單元包括無線信號接收模塊、與所述無線信號接收模塊相連接的解碼模塊、以及分別與所述解碼模塊相連接的分組設(shè)定模塊、分組顯示模塊以及手動控制模塊，并且所述解碼模塊進一步連接到所述信號分析單元；
[0014] 所述信號分析單元包括與所述解碼模塊相連接的控制模塊、與所述控制模塊相連接的電源模塊、與所述控制模塊相連接的干觸點輸出模塊、與所述控制模塊相連接的功率選擇模塊、與所述控制模塊相連接的電流采樣模塊、以及與所述電流采樣模塊相連接的故障顯示模塊，并且所述控制模塊進一步連接到所述信號輸出切換單元。
[0015] 優(yōu)選地，所述解碼模塊包括解碼集成芯片。
[0016] 優(yōu)選地，所述解碼集成芯片為PT2272-L4芯片。
[0017] 優(yōu)選地，所述分組顯示模塊包括數(shù)碼管驅(qū)動芯片以及數(shù)碼管。
[0018] 優(yōu)選地，所述數(shù)碼驅(qū)動芯片為74LS47芯片。
[0019] 優(yōu)選地，所述無線信號接收模塊為315M超外差無線信號接收模塊。
[0020] 優(yōu)選地，所述控制模塊包括單片機芯片。
[0021] 優(yōu)選地，所述單片機芯片為NEC9222芯片。
[0022] 優(yōu)選地，所述信號輸出切換模塊包括驅(qū)動芯片。
[0023] 優(yōu)選地，所述驅(qū)動芯片為ULN2003芯片。
[0024] 本實用新型的FFU交流多速遙控控制器可實現(xiàn)對FFU的遙控控制，并且成本低，穩(wěn)定性高，使用壽命長。
[0025] 附圖說明
[0026] 圖1為本發(fā)明的FFU交流多速遙控控制器的原理框圖；
[0027] 圖2為圖1中遙控信號采集單元的原理框圖；
[0028] 圖3為圖1中信號分析單元的原理框圖；
[0029] 圖4為圖2中解碼模塊、分組設(shè)定模塊以及分組顯示模塊的一個實施方式的電路圖；
[0030] 圖5為圖2中手動控制模塊的一個實施方式的電路圖；
[0031] 圖6為圖3中控制模塊的一個實施方式的電路圖；
[0032] 圖7為圖3中電路采樣模塊的一個實施方式的電路圖；
[0033] 圖8為圖3中電源模塊的一個實施方式的電路圖；
[0034] 圖9為圖3中功率選擇模塊的一個實施方式的電路圖；
[0035] 圖10為圖1中信號輸出切換模塊的一個實施方式的電路圖。
[0036] 具體實施方式
[0037] 以下結(jié)合附圖，對本實用新型的FFU交流多速遙控控制器的組成及工作原理進行詳細說明。
[0038] 如圖1所示，本發(fā)明的FFU多速遙控控制器包括遙控信號采集單元100、信號分析單元200以及信號輸出切換單元300。具體地，如圖2所示，信號采集單元100包括無線信號接收模塊110、與無線信號接收模塊110相連接的解碼模塊120、以及分別與解碼模塊120相連接的分組設(shè)定模塊130、分組顯示模塊140以及手動控制模塊150，并且解碼模塊120進一步連接到信號分析單元200。進一步如圖3所示，信號分析單元200包括與遙控信號采集單元100中解碼模塊120相連接的控制模塊210、與控制模塊210相連接的電源模塊220、與控制模塊210相連接的干觸點輸出模塊230、與控制模塊210相連接的功率選擇模塊240、與控制模塊相連接的電流采樣模塊250、以及與電流采樣模塊250相連接的故障顯示模塊260，并且控制模塊210進一步連接到信號輸出切換單元300。
[0039] 結(jié)合圖1-3，在本實用新型的一個實施方式中，無線信號接收模塊110為315M超外差無線信號接收模塊。解碼模塊120用于對從無線信號接收模塊110傳輸?shù)男盘栠M行解碼處理，分組設(shè)定模塊130和分組 顯示模塊140用于負責(zé)設(shè)置各FFU分組情況進行分區(qū)分組控制并分組顯示。如圖4所示，是解碼模塊120、分組設(shè)定模塊130以及分組顯示模塊140一個實施方式的電路原理圖。該實施方式中，解碼模塊120包括解碼集成芯片U1，在該實施方式中，該解碼集成芯片為PT2272-L4芯片。分組顯示模塊140包括數(shù)碼管驅(qū)動芯片U2以及數(shù)碼管DS1，該實施方式中，數(shù)碼驅(qū)動芯片為74LS47芯片。另外，該實施方式中，分組設(shè)定模塊130采用雙列直插封裝三路開關(guān)SW DIP-3。容易理解，所述解碼集成芯片、數(shù)碼管驅(qū)動芯片也可采用其它常用的元件。如圖5所示，是手動控制模塊150一個實施方式的電路原理圖，其包括開關(guān)S1、S2以及發(fā)光二極管D1。手動控制模塊150負責(zé)手動控制FFU開、關(guān)、風(fēng)速檔位調(diào)整等操作，并把運行狀態(tài)由工作狀態(tài)指示燈(即該實施方式中的發(fā)光二極管D1)反映出來。
[0040] 控制模塊210用于接收來遙控信號采集單元100經(jīng)解碼后的信號或者接收手動控制模塊150輸出的控制信號，其經(jīng)過編譯運算后發(fā)送指令至輸出切換單元300。如圖6所示，是本實用新型控制模塊210一個實施方式的電路原理圖，控制模塊210包括單片機芯片U3。在該實施方式中，單片機芯片為NEC9222芯片。容易理解，單片機芯片也可采用其它常用的微處理器。電流采樣模塊250和故障顯示模塊260用于監(jiān)視FFU運行狀態(tài)并輸出故障指示。如圖7所示是電流采樣模塊250一個實施方式的電路原理圖。當然，其也可通過其它電路結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)電流采樣。電源模塊220用于為系統(tǒng)進行供電，如圖8所示為電源模塊220的一個實施方式的示意圖。干觸點輸出模塊230帶有一路常開/閉信號干觸點輸出。當控制器正常運轉(zhuǎn)時，常開觸點閉合，當系統(tǒng)故障或斷電時，長閉觸電閉合，以便潔凈室其它設(shè)備的聯(lián)動控制。如圖9 所示是功率選擇模塊240的一個實施方式示意圖，其主要包括雙列直插封裝四路開關(guān)SW DIP-4。
[0041] 信號輸出切換單元300用于根據(jù)信號分析單元200的指令，閉合或斷開相應(yīng)的繼電器，對相應(yīng)的FFU馬達的供電抽頭進行供電，從而使得馬達在相應(yīng)的檔位運行，實現(xiàn)FFU的開、關(guān)以及風(fēng)速檔位的調(diào)整。如圖10所示，是信號輸出切換單元300一個實施方式的電路原理圖。圖中，信號輸出切換模塊300包括驅(qū)動芯片U4。該實施方式中，驅(qū)動芯片為ULN2003芯片。當然，驅(qū)動芯片也可采用其它常規(guī)的信號來對本電路進行構(gòu)建。
[0042] 綜上所述，本實用新型的FFU交流多速遙控控制器可配套多速抽頭風(fēng)機并結(jié)合遙控控制器、段頻接收器，從而形成了一套交流遙控控制系統(tǒng)來控制FFU的分組開、關(guān)及風(fēng)量調(diào)節(jié)，具體地，本實用新型具有如下的優(yōu)點：
[0043] 1、利用遙控器控制FFU可以省去工作人員進入技術(shù)夾層來實現(xiàn)FFU開、關(guān)及調(diào)速的繁瑣的工作，特別是對技術(shù)夾層很低的空間來說更體現(xiàn)它的優(yōu)勢；
[0044] 2、本實用新型充分利用電機本身的特性運行，可靠穩(wěn)定，不傷害風(fēng)機，使用壽命長；
[0045] 3、利用市場成熟技術(shù)315M超外差無線接收、發(fā)送模塊，控制電路簡單，成本低，節(jié)約初期投資費用；
[0046] 4、風(fēng)機不產(chǎn)生額外的噪音和額外的電機發(fā)熱；
[0047] 5、可以實現(xiàn)單臺控制或多臺組合控制，控制有效距離可達數(shù)百米；
[0048] 6、可以輸出故障指示，包括控制器本地指示和外接指示燈；

[0049] 7、可以實現(xiàn)干接點輸出，便于潔凈室系統(tǒng)的聯(lián)動控制。

來源：網(wǎng)絡(luò)

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