專利名稱:電力機(jī)車風(fēng)冷系統(tǒng)智能調(diào)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及電力機(jī)車風(fēng)冷系統(tǒng)智能調(diào)控裝置。
背景技術(shù):
鐵路電力機(jī)車現(xiàn)用的牽引通風(fēng)機(jī)組是對工作中的牽引電機(jī)、平波電抗器、硅整流裝置起通風(fēng)冷卻作用,其功率足以保證在夏季最高溫度時也有足夠的冷卻風(fēng)量,由于機(jī)組四季都在額定狀態(tài)下工作,無法根據(jù)工作的環(huán)境狀況進(jìn)行功率調(diào)整,所以在冬季和夜間氣溫低、外部風(fēng)沙大、機(jī)車各部件工作溫度上升不超過允許溫升的情況下,不僅造成了機(jī)車能耗的極大浪費(fèi),而且使大量的外部風(fēng)沙、塵埃進(jìn)入車內(nèi)污染電器設(shè)備,甚至影響電機(jī)整流子狀態(tài),造成毛刺增加,影響機(jī)車的正常運(yùn)用。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種能夠根據(jù)機(jī)車部件的溫度來合理調(diào)整冷卻風(fēng)量,有效降低機(jī)車輔機(jī)運(yùn)行能耗,并且延長其使用壽命的電力機(jī)車風(fēng)冷系統(tǒng)智能調(diào)控裝置。
本實用新型的技術(shù)方案如下一種電力機(jī)車風(fēng)冷系統(tǒng)智能調(diào)控裝置,包括安裝在機(jī)車硅機(jī)組或平波電抗器上的溫度傳感器,其特別之處在于,還包括PID控制器、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和風(fēng)門,其中PID控制器的輸入端接所述溫度傳感器的輸出端,PID控制器的輸出端接電動執(zhí)行機(jī)構(gòu),風(fēng)門安裝在機(jī)車牽引通風(fēng)機(jī)組的進(jìn)風(fēng)道內(nèi)并與電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連,電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)PID控制器的輸出信號確定風(fēng)門的開閉角度以調(diào)整冷卻風(fēng)量。
本實用新型通過實時檢測機(jī)車牽引電機(jī)相應(yīng)部件的工作溫度,自動調(diào)整牽引通風(fēng)機(jī)組進(jìn)風(fēng)道內(nèi)風(fēng)門的開閉角度,根據(jù)流體力學(xué)中風(fēng)量與電機(jī)軸功率之間的數(shù)學(xué)關(guān)系可知電機(jī)軸功率與風(fēng)量成反比,而調(diào)整風(fēng)門的開閉角度就能夠改變風(fēng)量,從而有效降低了機(jī)車運(yùn)行中牽引通風(fēng)機(jī)組的能耗,延長其使用壽命。
附圖1為本實用新型的原理框圖;附圖2為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖來對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明如圖1所示,本實用新型包括安裝在機(jī)車硅機(jī)組或平波電抗器上的溫度傳感器,以及PID控制器、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和風(fēng)門,其中PID控制器的輸入端接所述溫度傳感器的輸出端,PID控制器的輸出端接電動執(zhí)行機(jī)構(gòu),風(fēng)門安裝在機(jī)車牽引通風(fēng)機(jī)組的進(jìn)風(fēng)道內(nèi)并與電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連,電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)PID控制器的輸出信號確定風(fēng)門的開閉角度,從而在不同溫度情況下提供相應(yīng)的冷卻風(fēng)量,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
如圖1所示,本實用新型還包括一臺多路溫度巡檢儀31,多路溫度巡檢儀31可實時檢測、記錄溫度情況并在溫度異常時發(fā)出聲、光報警信號,以及分別安裝在機(jī)車I、II端硅機(jī)組、平波電抗器以及主變壓器油箱上的共八路溫度傳感器,還有三個PID控制器,和四個電動執(zhí)行機(jī)構(gòu),其中第一溫度傳感器21安裝在機(jī)車I端硅機(jī)組上,具體是在機(jī)車I端硅機(jī)組的D11支路下部整流管的散熱鋁塊上,其輸出端接第一PID控制器11的輸入端,第一PID控制器11的輸出端分別接第一、三電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)41、43的驅(qū)動器,第一、三電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)41、43分別與安裝在機(jī)車I端平波電抗器進(jìn)風(fēng)道和硅機(jī)組進(jìn)風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)門相連,第一PID控制器11通過第一溫度傳感器21實時檢測機(jī)車I端硅機(jī)組溫度,并根據(jù)檢測結(jié)果與預(yù)設(shè)值進(jìn)行對比,從而輸出相應(yīng)電流信號通過第一、三電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)41、43來控制風(fēng)門的開閉角度,由于經(jīng)測試證明機(jī)車同一端硅機(jī)組和平波電抗器溫度相差不大,故本實用新型中僅根據(jù)檢測到的機(jī)車I端硅機(jī)組溫度來對機(jī)車I端硅機(jī)組風(fēng)門51和機(jī)車I端平波電抗器風(fēng)門53進(jìn)行控制。
第二溫度傳感器22安裝在機(jī)車II端硅機(jī)組上,具體是在機(jī)車II端硅機(jī)組的D21支路下部整流管的散熱鋁塊上,其輸出端接第二PID控制器12的輸入端,第二PID控制器12的輸出端分別接第二、四電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)42、44的驅(qū)動器,第二、四電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)42、44分別與安裝在機(jī)車II端平波電抗器進(jìn)風(fēng)道和硅機(jī)組進(jìn)風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)門相連,同樣根據(jù)檢測到的機(jī)車II端硅機(jī)組溫度來對機(jī)車II端硅機(jī)組風(fēng)門52和機(jī)車II端平波電抗器風(fēng)門54進(jìn)行控制。
第三、五溫度傳感器23、25安裝在機(jī)車I、II端硅機(jī)組上,具體是在機(jī)車I端硅機(jī)組的D12支路下部整流管的散熱鋁塊上和機(jī)車II端硅機(jī)組的D22支路下部整流管的散熱鋁塊上,其輸出端分別接多路溫度巡檢儀31的第一、三路輸入端。
第四、六溫度傳感器21、26安裝在機(jī)車I、II端平波電抗器上,具體是在機(jī)車I、II端平波電抗器上部的銅繞組內(nèi)部線圈與鐵芯絕緣板之間,其輸出端分別接多路溫度巡檢儀31的第二、四路輸入端。
第七溫度傳感器27安裝在機(jī)車主變壓器外部器身的油箱上蓋處,其輸出端接多路溫度巡檢儀31的第五路輸入端。
第八溫度傳感器28安裝在機(jī)車主變壓器外部器身的油箱上蓋處,其輸出端接第三PID控制器13的輸入端,第三PID控制器13的輸出端分別接兩個繼電器SHJ、XHJ,該兩個繼電器SHJ、XHJ的觸點(diǎn)串聯(lián)在主變壓器風(fēng)機(jī)及潛油泵控制支路61中,當(dāng)主變壓器油箱溫度偏離預(yù)設(shè)溫度范圍時,相應(yīng)繼電器吸合或釋放以控制主變壓器風(fēng)機(jī)和潛油泵通斷。
如圖2所示,多路溫度巡檢儀31上與其輸入端對應(yīng)的五路輸出端各自接有一繼電器1XJ、2XJ、3XJ、4XJ、5XJ,當(dāng)通過一路輸入端檢測到溫度超過預(yù)設(shè)值時,相應(yīng)輸出端的繼電器得電吸合,如第一路輸入端通過第三溫度傳感器23檢測到機(jī)車I端硅機(jī)組溫度超出允許值時,相應(yīng)的第一繼電器1XJ得電吸合。
其中第一、二、三、四繼電器1XJ、2XJ、3XJ、4XJ的常開觸點(diǎn)1XJ-2、2XJ-2、3XJ-2、4XJ-2并聯(lián)后再與一繼電器SJ串聯(lián)在電源兩端,該繼電器SJ的常開觸點(diǎn)SJ-1與一蜂鳴器SP串聯(lián)后跨接在電源兩端,當(dāng)?shù)谝恢恋谒睦^電器1XJ、2XJ、3XJ、4XJ中任意一個得電吸合后,蜂鳴器SP均報警。
第五繼電器XJ5的兩對觸點(diǎn)分別串聯(lián)在主變壓器風(fēng)機(jī)及潛油泵控制支路61中,當(dāng)主變壓器油箱溫度高于預(yù)設(shè)值時,該繼電器吸合從而接通主變壓器風(fēng)機(jī)和潛油泵進(jìn)行降溫,否則將其斷開以節(jié)能。
如圖2所示,第一、二繼電器1XJ、2XJ的另一組常開觸點(diǎn)1XJ-1、2XJ-1并聯(lián)后與一繼電器J1串聯(lián)在電源與地之間,該繼電器J1的兩對觸點(diǎn)J1-1、J1-2分別串聯(lián)在第一PID控制器11的輸出端與第一、三電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)41、43之間,在該繼電器J1釋放或吸合時,其兩對觸點(diǎn)J1-1、J1-2分別將第一、三電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)41、43接至第一PID控制器11或直流電源,當(dāng)接至直流電源時電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接將風(fēng)門開至最大,溫度正常時則將第一、三電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)41、43接至第一PID控制器11。
第三、四繼電器3XJ、4XJ的另一組常開觸點(diǎn)3XJ-1、4XJ-1并聯(lián)后與一繼電器J2串聯(lián)在電源與地之間,該繼電器J2的兩對觸點(diǎn)分別串聯(lián)在第二PID控制器12的輸出端與第二、四電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)42、44之間,在該繼電器J2釋放或吸合時,其兩對觸點(diǎn)J2-1、J2-2分別將第二、四電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)42、44接至第二PID控制器12或直流電源,其功能同上。
本實用新型的工作原理如下根據(jù)流體力學(xué)原理中風(fēng)機(jī)風(fēng)量與電機(jī)功率之間的比例關(guān)系P1/P2=(Q1/Q2)3(其中Q表示風(fēng)量,P表示電機(jī)軸功率)可知,電機(jī)軸功率與風(fēng)量成正比,通過對通風(fēng)機(jī)組冷卻風(fēng)量的調(diào)整,能夠有效降低電機(jī)的功率,在本實用新型中通過實時檢測被冷卻機(jī)車部件的工作溫度,自動調(diào)整風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)道內(nèi)風(fēng)門的開閉角度,從而有效降低了機(jī)車運(yùn)行時的輔機(jī)能耗。
權(quán)利要求1.一種電力機(jī)車風(fēng)冷系統(tǒng)智能調(diào)控裝置,包括安裝在機(jī)車硅機(jī)組或平波電抗器上的溫度傳感器,其特征在于還包括PID控制器、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和風(fēng)門,其中PID控制器的輸入端接所述溫度傳感器的輸出端,PID控制器的輸出端接電動執(zhí)行機(jī)構(gòu),風(fēng)門安裝在機(jī)車牽引通風(fēng)機(jī)組的進(jìn)風(fēng)道內(nèi)并與電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連,電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)PID控制器的輸出信號確定風(fēng)門的開閉角度以調(diào)整冷卻風(fēng)量。
2.如權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車風(fēng)冷系統(tǒng)智能調(diào)控裝置,其特征在于還包括一多路溫度巡檢儀(31),以及分別安裝在機(jī)車I、II端硅機(jī)組、平波電抗器以及主變壓器油箱上的溫度傳感器,其中每個溫度傳感器的輸出端接多路溫度巡檢儀(31)的一路輸入端。
3.如權(quán)利要求2所述的電力機(jī)車風(fēng)冷系統(tǒng)智能調(diào)控裝置,其特征在于所述溫度傳感器共有八個,其中第一溫度傳感器(21)安裝在機(jī)車I端硅機(jī)組上,其輸出端接第一PID控制器(11)的輸入端,第一PID控制器(11)的輸出端分別接第一、三電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(41、43)的驅(qū)動器,第一、三電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(41、43)分別與安裝在機(jī)車I端硅機(jī)組進(jìn)風(fēng)道和平波電抗器進(jìn)風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)門相連;第二溫度傳感器(22)安裝在機(jī)車II端硅機(jī)組上,其輸出端接第二PID控制器(12)的輸入端,第二PID控制器(12)的輸出端分別接第二、四電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(42、41)的驅(qū)動器,第二、四電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(42、44)分別與安裝在機(jī)車II端硅機(jī)組進(jìn)風(fēng)道和平波電抗器進(jìn)風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)門相連;第三、四、五、六溫度傳感器(23、24、25、26)分別安裝在機(jī)車I、II端的硅機(jī)組和平波電抗器上,其輸出端分別接多路溫度巡檢儀(31)的第一、二、三、四路輸入端;第七溫度傳感器(27)安裝在機(jī)車主變壓器油箱上,其輸出端接多路溫度巡檢儀(31)的第五路輸入端;第八溫度傳感器(28)安裝在機(jī)車主變壓器油箱上,其輸出端接第三PID控制器(13)的輸入端,第三PID控制器(13)的輸出端分別接兩個繼電器(SHJ、XHJ),該兩個繼電器(SHJ、XHJ)的觸點(diǎn)串聯(lián)在主變壓器風(fēng)機(jī)及潛油泵控制支路(61)中,當(dāng)主變壓器油箱溫度偏離預(yù)設(shè)溫度范圍時,相應(yīng)繼電器吸合或釋放以控制主變壓器風(fēng)機(jī)和潛油泵通斷。
4.如權(quán)利要求3所述的電力機(jī)車風(fēng)冷系統(tǒng)智能調(diào)控裝置,其特征在于其中多路溫度巡檢儀(31)上與其輸入端對應(yīng)的五路輸出端各自接有一繼電器(1XJ、2XJ、3XJ、4XJ、5XJ),當(dāng)通過一路輸入端檢測到溫度超過預(yù)設(shè)值時,相應(yīng)輸出端的繼電器得電吸合,其中第一、二、三、四繼電器(1XJ、2XJ、3XJ、4XJ)的常開觸點(diǎn)(1XJ-2、2XJ-2、3XJ-2、4XJ-2)并聯(lián)后再與一繼電器(SJ)串聯(lián)在電源兩端,該繼電器的常開觸點(diǎn)(SJ-1)與一蜂鳴器(SP)串聯(lián)后跨接在電源兩端,當(dāng)?shù)谝恢恋谒睦^電器中任意一個得電吸合后,蜂鳴器(SP)均報警,第五繼電器(5XJ)的兩對觸點(diǎn)分別串聯(lián)在主變壓器風(fēng)機(jī)及潛油泵控制支路(61)中,當(dāng)主變壓器油箱溫度偏離預(yù)設(shè)溫度范圍時,該繼電器吸合以控制主變壓器風(fēng)機(jī)和潛油泵通斷。
5.如權(quán)利要求4所述的電力機(jī)車風(fēng)冷系統(tǒng)智能調(diào)控裝置,其特征在于上述第一、二繼電器(1XJ、2XJ)的另一組常開觸點(diǎn)(1XJ-1、2XJ-1)并聯(lián)后與一繼電器(J1)串聯(lián)在電源與地之間,該繼電器(J1)的兩對觸點(diǎn)(J1-1、J1-2)分別串聯(lián)在第一PID控制器(11)的輸出端與第一、三電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(41、43)之間,當(dāng)該繼電器(J1)釋放或吸合時,其兩對觸點(diǎn)(J1-1、J1-2)分別將第一、三電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(41、43)接至第一PID控制器(11)或直流電源,從而在檢測溫度超過預(yù)設(shè)值時直接將風(fēng)門開至最大;上述第三、四繼電器(3XJ、4XJ)的另一組常開觸點(diǎn)(3XJ-1、4XJ-1)并聯(lián)后與一繼電器(J2)串聯(lián)在電源與地之間,該繼電器(J2)的兩對觸點(diǎn)(J2-1、J2-2)分別串聯(lián)在第二PID控制器(12)的輸出端與第二、四電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(42、44)之間,當(dāng)該繼電器(J2)釋放或吸合時,其兩對觸點(diǎn)(J2-1、J2-2)分別將第二、四電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(42、44)接至第二PID控制器(12)或直流電源,從而在檢測溫度超過預(yù)設(shè)值時直接將風(fēng)門開至最大。
專利摘要本實用新型涉及電力機(jī)車風(fēng)冷系統(tǒng)智能調(diào)控裝置,包括安裝在機(jī)車硅機(jī)組或平波電抗器上的溫度傳感器,其特點(diǎn)在于,還包括PID控制器、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和風(fēng)門,其中PID控制器的輸入端接所述溫度傳感器的輸出端,PID控制器的輸出端接電動執(zhí)行機(jī)構(gòu),風(fēng)門安裝在機(jī)車牽引通風(fēng)機(jī)組的進(jìn)風(fēng)道內(nèi)并與電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連,電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)PID控制器的輸出信號確定風(fēng)門的開閉角度以調(diào)整冷卻風(fēng)量,本實用新型通過實時檢測機(jī)車牽引電機(jī)相應(yīng)部件的工作溫度,自動調(diào)整牽引通風(fēng)機(jī)組進(jìn)風(fēng)道內(nèi)風(fēng)門的開閉角度,從而有效降低了機(jī)車運(yùn)行中牽引通風(fēng)機(jī)組的能耗,延長其使用壽命。
文檔編號B61D27/00GK2710988SQ20042006532
公開日2005年7月20日 申請日期2004年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月9日
發(fā)明者楊福林, 顧恂, 蔣琳, 莫建農(nóng), 黃煥仁, 王含, 賈福常, 沈?qū)W斌, 吳生林, 劉剛強(qiáng), 馮金平, 任連勝, 葛正惠, 李春蓮, 徐昱, 丁學(xué)兵, 李艷君, 丁建平 申請人:銀川機(jī)務(wù)段科學(xué)技術(shù)協(xié)會科技服務(wù)部