专利名称：一种ffu风机变频调速控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种变频调速控制器，具体说是一种FFU风机变频调速控制器。
背景技术：
风机过滤器单元(Fan Filter Unit,FFU)是将风机和过滤器组合在一起构成自身 能提供动力的末端净化设备，目前在各种洁净工程中得到广泛应用，特别是在电子、制药、 食品、生物工程、医疗、实验室等领域。作为FFU的风机单元部分一般可采用单相交流电机、 三相交流电机和直流电机。三相交流电机额定功率相对FFU应用来说功率偏大，国内该类 电机很少在FFU上使用，直流电机由于成本高，也较少采用。目前FFU风机主要采用单相交 流感应电机(ACIM)，FFU控制器是FFU系统的关键设备，主要控制FFU的运行，根据设定对 FFU实现风量大小的控制及其它的保护控制等功能。传统的单相交流FFU控制器主要采用 可控硅无级调速控制，而采用可控硅无级调速控制会存在电机工作效率不高、发热严重、噪 音大、电流波形失真严重等问题，有会存在控制精度不高，调速动静态性能差等缺点。 发明内容为了解决FFU风机调速控制的以上技术问题，克服上述现有技术存在的不足，提 供一种FFU风机变频调速控制器，它采用数字变频调速技术和智能控制算法，能有效的改 进FFU风机的调速性能、降低设备噪音和提高设备控制精度等，并可遥控调速、无线组网的 智能网络化FFU风机变频调速控制器。本实用新型的技术方案是一种FFU风机变频调速控制器，包括用于对按键进行采样输入、控制数码管显示输出，与马达主控制器进行通讯的辅 助控制器MCU ；用于控制变压变频调速和实现控制算法、保护等功能主控制器DSC ；用于显示FFU风机工作状态信息的显示单元；用于组网控制的通信接口电路；用于电源输入和控制输出的接口单元；用于控制的主电路采用AC-DC-AC的两级结构；所述显示单元以及通信接口电路分别与所述MCU和DSC相连，MCU和DSC通过串
□通信互连。上述用于电源输入和控制输出的接口单元布置在控制器的一侧。上述的显示单元由四位数码管和四个发光二极管相结合的组成，数码管主要显示 数值、工作状态及设定参数等信息，四个发光二极管从左至右分别为电源指示，灯亮表示电 源接通，灯灭表示电源断开；工作状态指示发光二极管亮表示电机运行，灭表示电机停止； 故障指示发光二极管亮表示故障发生，并在数码管上显示相应的故障类型，灯灭表示运行 正常，通信指示发光二极管闪烁表示正在进行数据通信，灭表示无通信。经实验证明，本实用新型可在改善控制性能的同时还可以提高系统的工作效率。最后对设计的控制器进行了实验，并将其应用到实际工程领域。实验和工程应用测试结果 均表明该控制器较传统控制器的具有良好的控制性能、工作效率高和噪音低等优点以下结合附图对本实用新型做进一步的说明
图1为本实用新型的外部结构示意图。图2为本实用新型的系统控制原理框图。其中1、电源，2、控制输出部分接线，3、发光二极管指示灯，4、数码管，5、按键电路 接口，6、通信接口具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细地说明。参照图1，为本实用新型外部结构示意图，整个控制器设计采用紧凑型和实用相结 合的方案。电源1和控制输出部分接线2布置的控制器的同一侧，如图中1、2所示，方便接 线，并考虑到操作的安全性。显示部分为发光二极管指示灯3和数码管4组成，采用四位数 码管和四个发光二极管相结合的组合显示方式，数码管主要显示数值、工作状态及设定参 数等信息，四个发光二极管从左至右分别为电源指示，灯亮表示电源接通，灯灭表示电源断 开；工作状态指示发光二极管亮表示电机运行，灭表示电机停止；故障指示发光二极管亮 表示故障发生，并在数码管上显示相应的故障类型，灯灭表示运行正常；通信指示发光二极 管闪烁表示正在进行数据通信，灭表示无通信。左侧的为按键电路接口 5，接按键/遥控电 路模块，实现按键电路的采样输入功能。左下侧为通信接口 6，可直接采用RS485三线连接 进行无线通信。参照图2，为本实用新型的系统控制原理框图。交流220V/50HZ输入经单相不 控整流滤波后逆边成相位互差90°电压和频率可调的两相交流输出，控制单相交流电机 (ACMI)的去电容变频调速，这样可以改善FFU风机用单相交流电机的调速控制性能。本实 用新型采用单相电在整流输出和逆变输入级加了一保护开关电路，当输入侧故障(过压或 欠压时)或输出侧故障(过载或短路时)，控制信号断开保护开关，隔离输入和输出环节， 对整个控制器起到保护隔离作用，提高了系统的可靠性。为了缩短产品开发设计周期，提 高可靠性和减小产品体积，整流部分和逆变部分都分别采用了模块化设计思想，整流桥采 用单相不控整流模块D10XB80，保护开关管采用SKA06N60，逆变电路部分采用英飞凌整合 智能型电源模块IKCS12F60AA。控制电源采部分为减少干扰采用线性电源，三路输出士 15V 和5V。控制电路部分采用MCU+DSC组合控制方式。MCU采用NEC公司的78F0511A，该单片 机内置两路串行接口 UARTO和UART6，可满足同时要与主控制器和外部通信接口通信的要 求。MCU主要负责按键处理、显示控制、通信管理的功能，为辅助控制器；主控制芯片采用 Microchip公司的高性能16位数字信号控制器(DSC) dsPIC30F3010来实现变压变频调速控 制功能，MCU和DSC间的数据交换采用串口实时通信。采用MCU+DSC的控制结构，可以有效 的发挥各自芯片的性能优势，提高系统可靠性，并降低产品成本，同时也有利于产品的开发 设计。
权利要求一种FFU风机变频调速控制器，其特征在于包括用于对按键进行采样输入、控制数码管显示输出，与马达主控制器进行通讯的辅助控制器MCU；用于控制变压变频调速和实现控制算法、保护功能的主控制器DSC；用于显示FFU风机工作状态信息的显示单元；用于组网控制的通信接口电路；用于电源输入和控制输出的接口单元；用于控制的主电路采用AC DC AC的两级结构；所述显示单元以及通信接口电路分别与所述MCU和DSC相连，MCU和DSC通过串口通信互连。
2.根据权利要求1所述的FFU风机变频调速控制器，其特征在于用于电源输入和控制 输出的接口单元布置在控制器的一侧。
3.根据权利要求1所述的FFU风机变频调速控制器，其特征在于所述辅助控制器MCU 采用NEC公司的78F0511A，主要负责按键处理、显示控制、通信管理的功能，所述主控制器 DSC采用Microchip公司的高性能16位数字信号控制器dsPIC30F3010来实现变压变频调 速控制功能，MCU和DSC间的数据交换采用串口实时通信。
专利摘要本实用新型提供一种FFU风机变频调速控制器，包括用于对按键进行采样输入、控制数码管显示输出，与马达主控制器进行通讯的辅助控制器MCU；用于控制变压变频调速和实现控制算法、保护等的主控制器DSC；用于显示FFU风机工作状态信息的显示单元；用于组网控制的有线及扩展无线通信接口电路；所述按键/遥控单元、显示单元、变频电路以及通信接口电路分别与所述MCU和DSC相连，MCU和DSC通过串口通信互连电路。本实用新型可在改善控制性能的同时还可以提高系统的工作效率。最后对设计的控制器进行了实验，并将其应用到实际工程领域。实验和工程应用测试结果均表明该控制器较传统控制器的具有良好的控制性能、工作效率高和噪音低等优点。
文档编号H02P27/06GK201733273SQ20102010196
公开日2011年2月2日 申请日期2010年1月26日 优先权日2010年1月26日
发明者曹丰文, 汪义旺 申请人:苏州市职业大学