本實用新型涉及一種油煙機控制系統(tǒng)，尤其指一種基于矢量控制直流電機的智能油煙機控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前油煙機行業(yè)普遍使用交流抽頭電機實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，而抽頭調(diào)速則是通過三個繼電器來實現(xiàn)。該系統(tǒng)控制簡單，成本低廉。但是交流電機效率低，無法根據(jù)靜壓變化自動調(diào)節(jié)風(fēng)量，尤其對于樓層較高的商品房，排煙通道共用，樓層較低的排煙效果較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對現(xiàn)有技術(shù)方案進行完善與改進，提供一種基于矢量控制直流電機的智能油煙機控制系統(tǒng)，以達到提高電機效率的目的。為此，本實用新型采取以下技術(shù)方案。

一種基于矢量控制直流電機的智能油煙機控制系統(tǒng)，包括控制器及與控制器相連的電機驅(qū)動電路、保護電路、操作面板和用于供電的開關(guān)電源；其特征在于：所述的控制器包括第一控制器及與操作面板相連的第二控制器，所述的第一控制器與電機驅(qū)動電路相連以實現(xiàn)電機的矢量控制，所述的電機驅(qū)動電路為用于驅(qū)動無刷直流電機的無刷直流電機驅(qū)動電路。本技術(shù)方案選擇無刷電流電機作為油煙機的驅(qū)動電機，有效提高電機的工作效率，節(jié)約能源，有效提升最大風(fēng)量和最大靜壓，提高油煙機系統(tǒng)的全壓效率，同時降低振動噪音小?？刂破靼ǖ谝豢刂破骷芭c操作面板相連的第二控制器，雙控制器實現(xiàn)油煙機的智能，高效，控靈活控制。

作為對上述技術(shù)方案的進一步完善和補充，本實用新型還包括以下附加技術(shù)特征。

還包括與第二控制器相連的WIFI模塊以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。通過使用該控制方案，可以支持手機APP與油煙機互聯(lián)，通過APP控制油煙機，獲取油煙機使用狀態(tài)信息和報警信息。同時也可在油煙機的操作面板上顯示網(wǎng)絡(luò)信息內(nèi)容，如燒菜過程、新聞等。

還包括與控制器相連的溫度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳌熿F傳感器、可燃氣體傳感器，控制器通過得到的各傳感器的信息來控制油煙機的工作狀態(tài)。實現(xiàn)自動、安全控制。監(jiān)視溫度傳感器感知的溫度，在單位時間內(nèi)，比較與上一個單位時間內(nèi)的溫度差值，判定是否啟動油煙機。監(jiān)視火焰?zhèn)鞲衅鞯妮敵鲭娖?，?dāng)燃氣灶啟動后，火焰?zhèn)鞲衅鹘邮艿交鹧嫘盘?，控制器通過濾波，排除誤觸發(fā)，啟動油煙機。監(jiān)視煙霧傳感器的輸出電平，當(dāng)油煙濃度高于設(shè)定值時，啟動油煙機，或者讓油煙機進入爆炒模式。監(jiān)視可燃氣體傳感器的輸出電平，當(dāng)廚房可燃氣體濃度高于設(shè)定值時，控制器可直接報警或通過WIFI模塊向APP發(fā)送報警信號，提示戶主。

所述的溫度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、煙霧傳感器、可燃氣體傳感器與第二控制器相連。集中控制，處理方便、可靠，且接線方便，易于區(qū)分，方便維修。

還包括與第二控制器相連的聲音傳感器。監(jiān)視聲音傳感器輸出信號在單位時間內(nèi)低電平個數(shù)，通過與前一個單位時間內(nèi)的低電平個數(shù)對比，判定是否進入爆炒模式或者退出爆炒模式。同時聲音傳感器還可作為語音控制輸入裝置。

所述的操作面板為觸控式面板，其上設(shè)用于控制油煙機工作的滑條和/或按鍵。操作方便，且操作面板可同時作為顯示屏，提高操控性。

所述的操作面板設(shè)有用于設(shè)置延時的延時控制鍵、設(shè)置風(fēng)量的風(fēng)量控制鍵、手動自動切換鍵。

所述的保護電路包括與第一控制器相連的過流保護電路、過熱保護電路及過欠壓保護電路。提高工作的可靠性，避免電機的損壞等情況發(fā)生。

還包括報警裝置，所述的報警裝置包括蜂鳴器和/或報警燈；所述的報警裝置與第一控制器和/或第二控制器相連。有利于提高安全性，可視不同的情況選擇對應(yīng)的方式進行報警。

所述的第一控制器設(shè)有煙道阻力監(jiān)視模塊，第一控制器根據(jù)煙道阻力監(jiān)視模塊獲得的煙道阻力來調(diào)節(jié)電機輸出轉(zhuǎn)矩，提升最大風(fēng)量和最大靜壓，保證排煙效果，并提高油煙機系統(tǒng)全壓效率。

有益效果：

1、本技術(shù)方案選擇無刷電流電機作為油煙機的驅(qū)動電機，有效提高電機的工作效率，節(jié)約能源，有效提升最大風(fēng)量和最大靜壓，提高油煙機系統(tǒng)的全壓效率，同時降低振動噪音小。

2、控制器包括第一控制器及與操作面板相連的第二控制器，雙控制器實現(xiàn)油煙機的智能，高效，控靈活控制。

3、WIFI模塊以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，可以支持手機APP與油煙機互聯(lián)，通過APP控制油煙機，獲取油煙機使用狀態(tài)信息和報警信息。

4、設(shè)多種傳感器，實現(xiàn)自動、安全控制。監(jiān)視溫度傳感器感知的溫度，在單位時間內(nèi)，比較與上一個單位時間內(nèi)的溫度差值，判定是否啟動油煙機。監(jiān)視火焰?zhèn)鞲衅鞯妮敵鲭娖?，?dāng)燃氣灶啟動后，火焰?zhèn)鞲衅鹘邮艿交鹧嫘盘?，控制器通過濾波，排除誤觸發(fā)，啟動油煙機。監(jiān)視煙霧傳感器的輸出電平，當(dāng)油煙濃度高于設(shè)定值時，啟動油煙機，或者讓油煙機進入爆炒模式。監(jiān)視可燃氣體傳感器的輸出電平，當(dāng)廚房可燃氣體濃度高于設(shè)定值時，控制器可直接報警或通過WIFI模塊向APP發(fā)送報警信號，提示戶主。

5、溫度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、煙霧傳感器、可燃氣體傳感器與第二控制器相連，實現(xiàn)集中控制，處理方便、可靠，且接線方便，易于區(qū)分，方便維修。

6、增設(shè)的聲音傳感器采集聲音信息，控制器監(jiān)視聲音傳感器輸出信號在單位時間內(nèi)低電平個數(shù)，通過與前一個單位時間內(nèi)的低電平個數(shù)對比，判定是否進入爆炒模式或者退出爆炒模式。提高判斷的準確性。同時聲音傳感器還可作為語音控制輸入裝置。

7、觸控式操作面板，操作方便，且操作面板可同時作為顯示屏，提高操控性。

8、設(shè)多種保護電路，提高工作的可靠性，避免電機的損壞等情況發(fā)生。

9、報警裝置有利于提高安全性，可視不同的情況選擇對應(yīng)的方式進行報警。

10、煙道阻力監(jiān)視模塊，保證排煙效果，并提高油煙機系統(tǒng)全壓效率。

附圖說明

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖2是本實用新型的無刷直流電機矢量控制框圖。

圖3是本實用新型的APP控制油煙機的功能框圖。

具體實施方式

以下結(jié)合說明書附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細說明。

如圖1所示，本實用新型包括控制器及與控制器相連的電機驅(qū)動電路、保護電路、操作面板和用于供電的開關(guān)電源；所述的控制器包括第一控制器及與操作面板相連的第二控制器，所述的第一控制器與電機驅(qū)動電路相連以實現(xiàn)電機的矢量控制，所述的電機驅(qū)動電路為用于驅(qū)動無刷直流電機的無刷直流電機驅(qū)動電路。本技術(shù)方案選擇無刷電流電機作為油煙機的驅(qū)動電機，有效提高電機的工作效率，節(jié)約能源，有效提升最大風(fēng)量和最大靜壓，提高油煙機系統(tǒng)的全壓效率，同時降低振動噪音小?？刂破靼ǖ谝豢刂破骷芭c操作面板相連的第二控制器，雙控制器實現(xiàn)油煙機的智能，高效，控靈活控制。

為了實現(xiàn)遠程監(jiān)控，智能油煙機控制系統(tǒng)還包括與第二控制器相連的WIFI模塊以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。通過使用該控制方案，可以支持手機APP與油煙機互聯(lián)，通過APP控制油煙機，獲取油煙機使用狀態(tài)信息和報警信息。同時也可在油煙機的操作面板上顯示網(wǎng)絡(luò)信息內(nèi)容，如燒菜過程、新聞等。

為了實現(xiàn)更好的自動控制，智能油煙機控制系統(tǒng)還包括與控制器相連的溫度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、煙霧傳感器、可燃氣體傳感器，控制器通過得到的各傳感器的信息來控制油煙機的工作狀態(tài)。實現(xiàn)自動、安全控制。監(jiān)視溫度傳感器感知的溫度，在單位時間內(nèi)，比較與上一個單位時間內(nèi)的溫度差值，判定是否啟動油煙機。監(jiān)視火焰?zhèn)鞲衅鞯妮敵鲭娖剑?dāng)燃氣灶啟動后，火焰?zhèn)鞲衅鹘邮艿交鹧嫘盘枺刂破魍ㄟ^濾波，排除誤觸發(fā)，啟動油煙機。監(jiān)視煙霧傳感器的輸出電平，當(dāng)油煙濃度高于設(shè)定值時，啟動油煙機，或者讓油煙機進入爆炒模式。監(jiān)視可燃氣體傳感器的輸出電平，當(dāng)廚房可燃氣體濃度高于設(shè)定值時，控制器可直接報警或通過WIFI模塊向APP發(fā)送報警信號，提示戶主。

為了提高控制的可靠性，并方便維修，所述的溫度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、煙霧傳感器、可燃氣體傳感器與第二控制器相連。集中控制，處理方便、可靠，且接線方便，易于區(qū)分，方便維修。

為進一步提高判斷的準確性，智能油煙機控制系統(tǒng)還包括與第二控制器相連的聲音傳感器。監(jiān)視聲音傳感器輸出信號在單位時間內(nèi)低電平個數(shù)，通過與前一個單位時間內(nèi)的低電平個數(shù)對比，判定是否進入爆炒模式或者退出爆炒模式。同時聲音傳感器還可作為語音控制輸入裝置。

為提高操作的方便性，所述的操作面板為觸控式面板，其上設(shè)用于控制油煙機工作的滑條和/或按鍵。操作方便，且操作面板可同時作為顯示屏，提高操控性。

為方便控制，所述的操作面板設(shè)有用于設(shè)置延時的延時控制鍵、設(shè)置風(fēng)量的風(fēng)量控制鍵、手動自動切換鍵。

為提高電機的工作可靠性，避免電機損壞，所述的保護電路包括與第一控制器相連的過流保護電路、過熱保護電路及過欠壓保護電路。提高工作的可靠性，避免電機的損壞等情況發(fā)生。

為提高安全性，還包括報警裝置，所述的報警裝置包括蜂鳴器和報警燈；所述的報警裝置與第一控制器相連。有利于提高安全性，可視不同的情況選擇對應(yīng)的方式進行報警。

為了提高排煙效果，所述的第一控制器設(shè)有煙道阻力監(jiān)視模塊，第一控制器根據(jù)煙道阻力監(jiān)視模塊獲得的煙道阻力來調(diào)節(jié)電機輸出轉(zhuǎn)矩，提升最大風(fēng)量和最大靜壓，保證排煙效果，并提高油煙機系統(tǒng)全壓效率。

具體實施舉例：

如圖1所示，本實用新型包括1個作為第一控制器的主控MCU處理器和1個作為第二控制器的控制面板MCU、變頻直流電機及驅(qū)動單元、聲音傳感器、溫度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、煙霧傳感器、可燃氣體傳感器、控制面板。

控制面板MCU通過采集面板上滑條、按鍵電平變化來啟動油煙機，調(diào)節(jié)油煙機風(fēng)量，設(shè)置延時功能，手動自動切換。

控制面板MCU監(jiān)視聲音傳感器輸出信號在單位時間內(nèi)低電平個數(shù)，通過與前一個單位時間內(nèi)的低電平個數(shù)對比，判定是否進入爆炒模式或者退出爆炒模式。

控制面板MCU監(jiān)視溫度傳感器感知的溫度，在單位時間內(nèi)，比較與上一個單位時間內(nèi)的溫度差值，判定是否啟動油煙機。

控制面板MCU監(jiān)視火焰?zhèn)鞲衅鞯妮敵鲭娖?，?dāng)燃氣灶啟動后，火焰?zhèn)鞲衅鹘邮艿交鹧嫘盘?，MCU通過濾波，排除誤觸發(fā)，啟動油煙機。

控制面板MCU監(jiān)視煙霧傳感器的輸出電平，當(dāng)油煙濃度高于設(shè)定值時，啟動油煙機，或者讓油煙機進入爆炒模式。

控制面板MCU監(jiān)視可燃氣體傳感器的輸出電平，當(dāng)廚房可燃氣體濃度高于設(shè)定值時，MCU通過WIFI模塊向APP發(fā)送報警信號，提示戶主。

如圖2所示，本發(fā)明涉及的無刷直流電機矢量控制技術(shù)通過兩相相電流計算來計算第三相相電流；通過三相相電流，推算轉(zhuǎn)子位置和電機轉(zhuǎn)速；通過對q軸電流的PI控制，來實時控制電機轉(zhuǎn)矩；通過對d軸電流的PI控制，來實現(xiàn)Id=0的控制；通過對轉(zhuǎn)速的PI控制，實現(xiàn)電機的恒轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。針對以上三個PI控制的結(jié)果，再做SVPWM變換。輸出6個PWM信號，驅(qū)動電機。

如圖3的APP控制油煙機的功能框圖所示，智能油煙機控制系統(tǒng)內(nèi)置WIFI模塊，面板MCU處理器用過WIFI模塊，與云處理器通訊，接受來自APP的指令，同時，面板MCU處理器將電機的運行狀態(tài)和報警信息等通過WIFI模塊反饋給APP。。

以上圖所示的一種基于矢量控制直流電機的智能油煙機控制系統(tǒng)是本實用新型的具體實施例，已經(jīng)體現(xiàn)出本實用新型實質(zhì)性特點和進步，可根據(jù)實際的使用需要，在本實用新型的啟示下，對其進行形狀、結(jié)構(gòu)等方面的等同修改，均在本方案的保護范圍之列。