【技术领域】
本发明涉及一种具有预警功能的应急风机的预警方法。
背景技术：
应急风机，主要指建筑内的防排烟风机以及地下空间的应急的通风机。这种风机的特点在于平时不运行，只在应急情况下开启工作，这就为我们对应急风机的安全性提出了很高的要求，必须保证应急风机的工作状态。虽然国家相关规范规定了相关要求，比如以防排烟系统为例，防排烟风机必须每月巡检一次，但这种粗放巡检只能体现出风机能够运行，对于风机的潜在隐患无法作出判断，不能从根本上保证风机的工作状态，甚至在某些情况下这种粗放的巡检恰恰成为风机电机烧毁的主要原因。
风机出现问题绝大部分集中于电机的烧毁。造成烧毁的主要原因有以下三点：1)电源缺相。由于应急风机启动瞬间启动电流为正常工作电流的5至7倍，控制电路电流过大致使一次线路断路造成电源缺相。
2)电机缺相。在实际工程中，常见的原因主要有接头松动，机械创伤，接线端子断裂等，致使电机过热，在很短的时间内造成电机烧毁。
3)与风机联动的风阀控制失灵，风机长期处于高压力区运行，导致电机轴功率增大，电动机电流超过额定值；电动机温升超过额定温升造成烧毁。
经过实际分析，电机的烧毁的根本不在于风机能否转动，恰恰在于启动后的电机过热，这对于应急风机而言，尤为重要。
申请号201520180697.5的中国专利提出一种离心风机空载启动电流保护自动控制装置，通过控制风机出口风阀的开启时间，降低了风机启动时的过大的启动电流。申请号201721865017.9的中国专利提出一种具有意外轻载或重载自动有效保护功能的智能风机电控箱。
虽然人们对此问题提出了种种解决方法，但对于应急风机而言，其难点在于预警，如果在日常巡检中，提前发现问题，预先予以排除，才能保证在事故发生时，充分发挥作用，提高安全性能。
根据工程实际总结，电机缺相或者安装时风机叶轮偏心或者轴承工作不理想时，电机均会发出尖锐的声音。为此，本发明提出一种具有预警功能的应急风机的预警方法。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题，在于提供一种具有预警功能的应急风机的预警方法，能够对缺相或者风机轴承运行故障和风机叶轮安装不到位所形成的安全隐患进行预警。
本发明是这样实现的：
一种具有预警功能的应急风机的预警方法，所述风机包括控制中心、箱体、风机本体、控制单元、缺相检测单元、声压检测单元、空载控制单元以及报警单元；
所述箱体前后分别开设有第一进风口和第一出风口，所述箱体内部设置有分隔板，所述分隔板将箱体内部分割成左腔室和右腔室，所述左腔室和第一进风口相连通，所述右腔室和第一出风口相连通；
所述风机本体上设置有第二进风口和第二出风口，所述风机本体设置在所述箱体的左腔室内，所述风机本体的第二出风口穿设过所述分隔板且位于右腔室内；
所述缺相检测单元与所述风机本体的电机相连，所述声压检测单元靠近所述第二出风口，所述空载控制单元设置在分隔板上，控制分隔板的打开与闭合；所述缺相检测单元、声压检测单元、空载控制单元以及报警单元均与控制单元相连接，所述控制单元与控制中心相连接；
所述方法步骤如下：
步骤1.在控制单元中设置三角形接法模式和星形接法模式；
步骤2.在控制单元中设置包络线重合度φ的允许值φmax，电流的偏差度允许值δimax，设置取样时间间隔t，其中
步骤3.统计多个采样周期内的风机本体的电机三相电流，声压的运行参数，作为训练样本，计算出三相电流的平均值ip和峰值imax、声压的极值βmax，存贮于控制单元；
步骤4.进入巡检模式，控制单元控制打开空载控制单元，此时风机本体的进风与排风直接相通，构成了风机的空载工作模式；
步骤5.当选择设置为三角形接法模式时进入步骤5.1，选择设置为星形接法模式时进入步骤5.2；
步骤5.1控制单元接收缺陷检测单元实测的三相电流的包络线信息，计算三相之间包络线的重合度φ，当φ≤φmax时，实时计算电流偏差度
当φ>φmax时进入步骤步骤6；
步骤5.2控制单元接收缺陷检测单元实测的三相电流的包络线信息，计算三相之间包络线的重合度φ，当φ≤φmax时，实时计算电流偏差度
当δi大于等于
当φ>φmax时进入步骤步骤6；
步骤6.控制单元接收声压测试单元传输的声压值β，当β大于等于βmax，控制单元开启报警单元，维修后进入步骤4；
当β小于βmax时，进入步骤7；
步骤7.巡检模式结束，控制单元控制关闭空载控制单元的风阀，此时风机本体的进风与排风不相通，构成了风机的待工作状态。
进一步地，所述缺相检测单元包括霍尔电流传感器、整形电路以及包络检波电路，所述霍尔电流传感器的极点设置于电机的三相接线端子前的线路上，所述霍尔电流传感器的输出电压信号依次接入整形电路和包络检波电路，包络检波信号与控制单元相连。
进一步地，所述声压检测单元包括噪声传感器和前置放大器，所述噪声传感器设置在箱体内壁且靠近所述第二出风口，所述噪声传感器电压信号接入前置放大器，再与所述控制单元相连。
进一步地，所述空载控制单元为一风阀。
进一步地，所述报警单元包括警铃和报警模块，所述警铃设置于箱体的外表面，所述报警模块设置在控制中心，且与控制单元相连。
本发明具有如下优点：
相较于现有技术，本发明根据应急风机的运行特性，考虑应急风机系统频繁启动对风机的安全造成的隐患，提出具有预警功能的应急风机及预警方法。因此，具有以下优点：
1)设置空载控制单元，大大减小风机启动电流所造成风机电机的安全伤害，同时大大减少了风机巡检的测试时间；
2)根据各相的电流包络线的重合度φ和电流偏差度δi方便快捷的测试缺相的安全隐患；达到预警目的；
3)根据风机的运行声压，确定缺相或者风机轴承运行故障和风机叶轮安装不到位所形成的安全隐患，达到预警目的；
4)设置报警警铃和能够在控制中心显示故障报警的报警模块，方便快捷处置。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种具有预警功能的应急风机的结构示意图。
图2是本发明一种具有预警功能的应急风机的电路连接框图。
图3是本发明一种具有预警功能的应急风机的运行流程图。
【具体实施方式】
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图3所示，本发明的一种具有预警功能的应急风机，在原有应急风机的控制中心100、箱体1、风机本体2上，添加了控制单元3、缺相检测单元4、声压检测单元5、空载控制单元6以及报警单元7；
所述箱体1前后分别开设有第一进风口11和第一出风口12，所述箱体1内部设置有分隔板13，所述分隔板13将箱体内部分割成左腔室14和右腔室15，所述左腔室14和第一进风口11相连通，所述右腔室15和第一出风口12相连通；
所述风机本体2上设置有第二进风口21和第二出风口22，所述风机本体2设置在所述箱体的左腔室14内，所述风机本体2的第二出风口22穿设过所述分隔板13且位于右腔室15内；
所述缺相检测单元4与所述风机本体2的电机23相连，所述声压检测单元5靠近所述第二出风口22，所述空载控制单元6设置在分隔板13上，控制分隔板13的打开与闭合；
所述缺相检测单元4、声压检测单元5、空载控制单元6以及报警单元7均与控制单元3相连接，所述控制单元3与控制中心100相连接。
在具实施中，优选的一实施例：所述缺相检测单元4包括霍尔电流传感器41、整形电路42以及包络检波电路43，所述霍尔电流传感器41的极点设置于电机23的三相接线端子前的线路上，所述霍尔电流传感器41的输出电压信号依次接入整形电路42和包络检波电路43，包络检波信号43与控制单元3相连。
在具实施中，优选的一实施例：所述声压检测单元5包括噪声传感器51和前置放大器52，所述噪声传感器51设置在箱体1内壁且靠近所述第二出风口22，所述噪声传感器51电压信号接入前置放大器52，再与所述控制单元3相连。
在具实施中，优选的一实施例：所述空载控制单元6为一风阀61。
在具实施中，优选的一实施例：所述报警单元7包括警铃74，所述警铃74设置于箱体1的外表面。
在具实施中，优选的一实施例：所述报警单元7还包括报警模块72，所述报警模块72设置在控制中心100，且与控制单元3相连。所述电机23与控制中心100电路连接。
在本发明的另一个实施例中，本发明的预警运行方法如下：
步骤1.在控制单元3中设置三角形接法模式和星形接法模式；
步骤2.在控制单元3中设置包络线重合度φ的允许值φmax，电流的偏差度允许值δimax，设置取样时间间隔t，其中
步骤3.统计多个采样周期内的风机本体2的电机23三相电流(通过缺相检测单元4)，声压(通过声压检测单元5)的运行参数，作为训练样本，利用统计或者机器学习的方法，计算出三相电流的平均值ip和峰值imax、声压的极值βmax，存贮于控制单元3；
步骤4.进入巡检模式，控制单元3控制打开空载控制单元6的风阀61，此时进风与排风直接相通(即第二进风口21的进风从第二出风口22出去后，经由分隔板13上的风阀61再次从第二进风口21进入，如此循环)，构成了风机的空载工作模式；
步骤5.当选择设置为三角形接法模式时进入步骤5.1，选择设置为星形接法模式时进入步骤5.2；
步骤5.1控制单元3接收缺陷检测单元4实测的三相电流的包络线信息，计算三相之间包络线的重合度φ，当φ≤φmax时，实时计算电流偏差度
当φ>φmax时进入步骤步骤6；
步骤5.2控制单元3接收缺陷检测单元4实测的三相电流的包络线信息，计算三相之间包络线的重合度φ，当φ≤φmax时，实时计算电流偏差度
当δi大于等于
当φ>φmax时进入步骤步骤6；
步骤6.控制单元3接收声压检测单元5传输的声压值β，当β大于等于βmax，控制单元3开启警铃71报警，并发送指令给控制中心100的报警模块72，使其显示故障报警，维修后进入步骤4；
当β小于βmax时，进入步骤7；
步骤7.巡检模式结束，控制单元3控制关闭空载控制单元13的风阀61，此时进风与排风不相通，构成了风机的待工作状态。
相较于现有技术，本发明根据应急风机的运行特性，考虑应急风机系统频繁启动对风机的安全造成的隐患，提出具有预警功能的应急风机及预警方法。因此，具有以下优点：
1)设置空载控制单元，大大减小风机启动电流所造成风机电机的安全伤害，同时大大减少了风机巡检的测试时间；
2)根据各相的电流包络线的重合度φ和电流偏差度δi方便快捷的测试缺相的安全隐患；达到预警目的；
3)根据风机的运行声压，确定缺相或者风机轴承运行故障和风机叶轮安装不到位所形成的安全隐患，达到预警目的；
4)设置报警警铃和能够在控制中心显示故障报警的报警模块，方便快捷处置。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
1.一种具有预警功能的应急风机的预警方法，其特征在于：所述风机包括控制中心、箱体、风机本体、控制单元、缺相检测单元、声压检测单元、空载控制单元以及报警单元；
所述箱体前后分别开设有第一进风口和第一出风口，所述箱体内部设置有分隔板，所述分隔板将箱体内部分割成左腔室和右腔室，所述左腔室和第一进风口相连通，所述右腔室和第一出风口相连通；
所述风机本体上设置有第二进风口和第二出风口，所述风机本体设置在所述箱体的左腔室内，所述风机本体的第二出风口穿设过所述分隔板且位于右腔室内；
所述缺相检测单元与所述风机本体的电机相连，所述声压检测单元靠近所述第二出风口，所述空载控制单元设置在分隔板上，控制分隔板的打开与闭合；所述缺相检测单元、声压检测单元、空载控制单元以及报警单元均与控制单元相连接，所述控制单元与控制中心相连接；
所述方法步骤如下：
步骤1.在控制单元中设置三角形接法模式和星形接法模式；
步骤2.在控制单元中设置包络线重合度φ的允许值φmax，电流的偏差度允许值δimax，设置取样时间间隔t，其中
步骤3.统计多个采样周期内的风机本体的电机三相电流，声压的运行参数，作为训练样本，计算出三相电流的平均值ip和峰值imax、声压的极值βmax，存贮于控制单元；
步骤4.进入巡检模式，控制单元控制打开空载控制单元，此时风机本体的进风与排风直接相通，构成了风机的空载工作模式；
步骤5.当选择设置为三角形接法模式时进入步骤5.1，选择设置为星形接法模式时进入步骤5.2；
步骤5.1控制单元接收缺陷检测单元实测的三相电流的包络线信息，计算三相之间包络线的重合度φ，当φ≤φmax时，实时计算电流偏差度
当φ>φmax时进入步骤步骤6；
步骤5.2控制单元接收缺陷检测单元实测的三相电流的包络线信息，计算三相之间包络线的重合度φ，当φ≤φmax时，实时计算电流偏差度
当δi大于等于
当φ>φmax时进入步骤步骤6；
步骤6.控制单元接收声压测试单元传输的声压值β，当β大于等于βmax，控制单元开启报警单元，维修后进入步骤4；
当β小于βmax时，进入步骤7；
步骤7.巡检模式结束，控制单元控制关闭空载控制单元，此时风机本体的进风与排风不相通，构成了风机的待工作状态。
2.如权利要求1所述的一种具有预警功能的应急风机的预警方法，其特征在于：所述缺相检测单元包括霍尔电流传感器、整形电路以及包络检波电路，所述霍尔电流传感器的极点设置于电机的三相接线端子前的线路上，所述霍尔电流传感器的输出电压信号依次接入整形电路和包络检波电路，包络检波信号与控制单元相连。
3.如权利要求1所述的一种具有预警功能的应急风机的预警方法，其特征在于：所述声压检测单元包括噪声传感器和前置放大器，所述噪声传感器设置在箱体内壁且靠近所述第二出风口，所述噪声传感器电压信号接入前置放大器，再与所述控制单元相连。
4.如权利要求1所述的一种具有预警功能的应急风机的预警方法，其特征在于：所述空载控制单元为一风阀。
5.如权利要求1所述的一种具有预警功能的应急风机的预警方法，其特征在于：所述报警单元包括警铃和报警模块，所述警铃设置于箱体的外表面，所述报警模块设置在控制中心，且与控制单元相连。
技术总结