CN110907148B - 进风滤网堵塞故障诊断方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种进风滤网堵塞故障诊断方法,包括以下步骤:S1:采集滤网进风口一侧的风压信号;S2:采集滤网出风口一侧的风压信号;S3:将进风口风压信号和出风口风压信号进行比较,得到压差值;S4:控制单元将压差值与预设的压力差阈值进行比较,得到比较结果;S5:基于比较结果判断进风滤网是否堵塞。本发明能够确定滤网的清理周期,既降低清理频繁而造成的成本高,又避免清理不及时而影响车辆的转运。
Description
技术领域
本发明属于滤网清洗诊断技术领域,具体涉及一种应用于轨道车辆变流器的 进风滤网堵塞故障诊断方法和系统。
背景技术
散热系统是轨道车辆变流器最重要的辅助系统之一,其稳定运行对电气设备 的可靠性影响明显。因为轨道车辆的运营环境比较复杂,工况恶劣,运行过程中 柳絮、羽毛、灰尘、煤渣、塑料垃圾等等都有可能被散热风机吸入变流器风道内, 堵塞散热器流道、影响散热效果,为了保证变流器风道内清洁,需要在风道的进 风口处增加过滤网,通过过滤网将所述的杂质进行过滤,避免杂质流入风道。
过滤网的设置保证了风道的清洁、也为维护提供了便利,但是滤网网孔同样 容易堵塞、表现出故障、导致散热风量降低、引起超温报警,所以滤网的清洗非 常重要。
目前存在的问题为,轨道车辆变流器滤网堵塞和清理的周期与车辆的使用 率、运行环境、季节等都有关系,滤网的清理周期很难明确给定,清理过于频繁 则成本高、使用不便利,清理不及时又会导致温度超标、车辆不能正常运行。
因此,需要一种过滤网堵塞故障诊断系统,准确的提醒滤网清洗。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种应用于轨道车辆变流器的进风滤网堵 塞故障诊断方法和系统,能够确定滤网的清理周期,既降低清理频繁而造成的成 本高,又避免清理不及时而影响车辆的转运。
为此,本发明提供了一种进风滤网堵塞故障诊断方法,包括以下步骤:
S1:采集滤网进风口一侧的风压信号;
S2:采集滤网出风口一侧的风压信号;
S3:将进风口风压信号和出风口风压信号进行比较,得到压差值;
S4:控制单元将压差值与预设的压力差阈值进行比较,得到比较结果;
S5:基于比较结果判断进风滤网是否堵塞。
在一个实施例中,所述步骤S1的进风口风压信号和步骤S2的出风口风压信 号分别通过设置在滤网两侧的静压传感器采集。
在一个实施例中,所述步骤S3,又具体包括以下步骤:
S31:进风口风压信号通过压力导管传递给差压计;
S32:出风口风压信号通过另一压力导管传递给另一差压计;
S33:两个差压计分别将两个风压信号转化为电信号;
S34:控制单元将电信号进行比较,得到压差值。
在一个实施例中,所述步骤S4中压力差阈值的设定方法为:
S41:确定散热器散热的最小风量q;
S42:根据最小风量q确定系统的风量余量Q:
S43:采集滤网未使用时初始状态下的进风口和出风口之间的初始压差值ΔP;
S44:根据初始压差值ΔP和风量余量Q确定压力差阈值T。
在一个实施例中,所述步骤S42中,风量余量Q与最小风量q的关系表达式 为:Q=(1+0.2)q。
在一个实施例中,所述步骤S44中,压力差阈值T与初始压差值ΔP和风量 余量Q的关系表达式为:
在一个实施例中,所述步骤S4中的比较结果有两种:压差值小于压差值阈 值,压差值等于或大于压差值阈值。
在一个实施例中,所述步骤S5中判断进风滤网是否堵塞的方法包括以下步 骤:
S51:当比较结果小于压差值阈值时,控制单元不发出滤网堵塞信号;
S52:当比较结果等于或大于压差值阈值时,控制单元发出滤网堵塞信号。
在一个实施例中,所述步骤S5后还包括步骤S6,其中步骤S6中,控制单元 将发出的滤网堵塞信号传递给报警系统,报警系统发出报警。
本发明还提供一种进风滤网堵塞故障诊断系统,采用上述任一项的进风滤网 堵塞故障诊断方法。
与现有技术相比,本发明的优点在于:(1)本发明的进风滤网堵塞故障诊 断方法中的静压传感器、压力导管、差压计、控制系统组成的滤网堵塞故障诊断 方法,可以监测滤网的堵塞情况,当堵塞影响到散热时,发出堵塞故障报警,提 醒进行清理;可以实时监测、及时报警,解决了变流器滤网清理周期受使用率、 运行环境、季节等众多因素的影响难以明确、导致滤网清理不及时引起的变流器 超温保护的问题,或者是滤网清理过于频繁,增加维护工作量、提高维护成本的 问题。(2)本发明压差值阈值的计算法中,将风量余量设计为在散热器最小风 量的基础上增加最小风量的20%,并确定了初始压差值和风量余量关系表达式, 最终确定压差值阈值。该压差值阈值使得压差值即便达到阈值,也与变热器散热 的最小风量存在余量,因此在报警需要清洗或更换滤网的时间段内,保护散热器 可以不受损伤。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
图1为本发明进风滤网堵塞故障诊断方法的流程图;
图2为本发明轨道车辆变流器的主视图;
图3为本发明轨道车辆变流器的右视图;
图4为图2中I处的放大图。
在附图中相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。借此对本发明如何应用技术手段解 决技术问题,并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是, 只要不存在冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起 来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内 的所有技术方案。
本实施例中提到的“顶部”、“底部”等描述是按照通常的意义而定义的, 比如,重力的方向是底部,相反的方向是顶部,仅为便于叙述明了,而非用以限 定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下, 也当视为本发明可实施的范畴,实施例中所述的“第一”、“第二”同样是为了 方便叙述而定义的。
本发明提供了一种进风滤网堵塞故障诊断方法,如图1所示,该方法包括以 下步骤:
S1:采集滤网1进风口一侧的风压信号;
S2:采集滤网1出风口一侧的风压信号;
S3:将进风口风压信号和出风口风压信号进行比较,得到压差值;
S4:控制单元将压差值与预设的压力差阈值进行比较,得到比较结果;
S5:基于比较结果判断进风滤网1是否堵塞。
进一步地,所述步骤S1的进风口风压信号和步骤S2的出风口风压信号分别 通过设置在滤网1两侧的静压传感器采集。
进一步地,所述步骤S3,又具体包括以下步骤:
S31:进风口风压信号通过压力导管4传递给差压计5;
S32:出风口风压信号通过另一压力导管4传递给另一差压计5;
S33:两个差压计5分别将两个风压信号转化为电信号;
S34:控制单元将电信号进行比较,得到压差值。
其中,压差计与控制单元电连接,压差计将转化后的电信号传递给控制单元, 控制单元将进风口风压信号和出风口风压信号进行减法运算,最终将两个风压信 号转化成一个压差值。
进一步地,所述步骤S4中压力差阈值的设定方法为:
S41:确定散热器散热的最小风量q;
S42:根据最小风量q确定系统的风量余量Q:
S43:采集滤网未使用时初始状态下的进风口和出风口之间的初始压差值ΔP; 即最开始使用时,滤网进风口和出风口之间的初始压差值。
S44:根据初始压差值ΔP和风量余量Q确定压力差阈值T。
进一步地,所述步骤S42中,风量余量Q与最小风量q的关系表达式为: Q=(1+0.2)q。
进一步地,所述步骤S44中,压力差阈值T与初始压差值ΔP和风量余量Q 的关系表达式为:
具体地,T=0.694ΔP。
进一步地,所述步骤S4中的比较结果有两种:压差值小于压差值阈值,压 差值等于或大于压差值阈值。
进一步地,所述步骤S5中判断进风滤网是否堵塞的方法包括以下步骤:
S51:当比较结果小于压差值阈值时,控制单元不发出滤网堵塞信号;
S52:当比较结果等于或大于压差值阈值时,控制单元发出滤网堵塞信号。
在一个实施例中,所述步骤S5后还包括步骤S6,其中步骤S6中,控制单元 将发出的滤网堵塞信号传递给报警系统,报警系统发出报警。
本发明还提供一种进风滤网堵塞故障诊断系统,采用上述任一项的进风滤网 堵塞故障诊断方法。在本发明中,进风滤网堵塞故障系统主要应用于轨道车辆领 域内的变流器上,即散热器为变流器,如图2和图3所示,变流器包括位于柜体 内部的风机驱动电机6,风机驱动电机6的两侧各设有一个风机涡轮7,风机驱 动电机6通电后旋转并带动两侧的风机涡轮7旋转,风机涡轮7的旋转使柜体外 部的冷空气由柜体的两侧进入柜体的内部。置换后的空气由柜体的底部排出。
进一步地,变流器的两侧设有换热器2和滤网1,具体地,在风机涡轮7的 两侧各设有一个换热器2和滤网1,其中,滤网1位于最外层,换热器2位于风 机涡轮7和滤网1之间。图3显示了变流器柜体的气流方向,柜外的冷空气在风 机驱动电机6带动风机涡轮7转动的作用下,从柜外两侧吸入,经过滤网1、换 热器2后,进入风机进风口,经过风机的作用,将换热后的空气由柜体的底部排 出。
需要说明的是,本发明提及了滤网1置于变流器两侧的情况,置换后的空气 由变流器柜体的底部排出,在其他实施例中,滤网1也可设置在变流器柜体的顶 部及其他位置,不影响本发明的适用性。
进一步地,如图4所示,每一侧滤网1的进风口和出风口处均设置有静压传 感器,分别为:第一静压传感器31和第二静压传感器32;进一步地,第一静压 传感器31和第二静压传感器32分别通过一根压力导管4共同连接一个差压计5 (如图2和图3所示),同理,另一侧滤网1的进风口和出风口各设一个静压传 感器,两个静压传感器分别通过一根压力导管4共同连接一个差压计5。
与现有技术相比,本发明的优点在于:(1)本发明的进风滤网堵塞故障诊 断方法中的静压传感器、压力导管4、差压计5、控制系统组成的滤网堵塞故障 诊断方法,可以监测滤网的堵塞情况,当堵塞影响到散热时,发出堵塞故障报警, 提醒进行清理;可以实时监测、及时报警,解决了变流器滤网清理周期受使用率、 运行环境、季节等众多因素的影响难以明确、导致滤网1清理不及时引起的变流 器超温保护的问题,或者是滤网1清理过于频繁,增加维护工作量、提高维护成 本的问题。(2)本发明压差值阈值的计算法中,将风量余量设计为在散热器最 小风量的基础上增加最小风量的20%,并确定了初始压差值和风量余量关系表达 式,最终确定压差值阈值。该压差值阈值使得压差值即便达到阈值,也与变热器 散热的最小风量存在余量,因此在报警需要清洗或更换滤网1的时间段内,保护 散热器可以不受损伤。
虽然已经参考如上优选实施例对本发明进行了描述,但所述的内容只是为了 便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属技术 领域内的技术人员,在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下,可以在实施 的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附 的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (7)
1.一种进风滤网堵塞故障诊断方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:采集滤网进风口一侧的风压信号;
S2:采集滤网出风口一侧的风压信号;
S3:将进风口风压信号和出风口风压信号进行比较,得到压差值;
S4:控制单元将压差值与预设的压力差阈值进行比较,得到比较结果;
S5:基于比较结果判断进风滤网是否堵塞;
所述步骤S4中压力差阈值的设定方法为:
S41:确定散热器散热的最小风量q;
S42:根据最小风量q确定系统的风量余量Q;
S43:采集滤网未使用时初始状态下的进风口和出风口之间的初始压差值ΔP;
S44:根据初始压差值ΔP和风量余量Q确定压力差阈值T;
所述步骤S42中,风量余量Q与最小风量q的关系表达式为:Q=(1+0.2)q;
所述步骤S44中,压力差阈值T与初始压差值ΔP和风量余量Q的关系表达式为:
2.根据权利要求1所述的进风滤网堵塞故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S1的进风口风压信号和步骤S2的出风口风压信号分别通过设置在滤网两侧的静压传感器采集。
3.根据权利要求1所述的进风滤网堵塞故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S3,又具体包括以下步骤:
S31:进风口风压信号通过压力导管传递给差压计;
S32:出风口风压信号通过另一压力导管传递给另一差压计;
S33:两个差压计分别将两个风压信号转化为电信号;
S34:控制单元将电信号进行比较,得到压差值。
4.根据权利要求1所述的进风滤网堵塞故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S4中的比较结果有两种:压差值小于压差值阈值,压差值等于或大于压差值阈值。
5.根据权利要求1所述的进风滤网堵塞故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S5中判断进风滤网是否堵塞的方法包括以下步骤:
S51:当比较结果小于压差值阈值时,控制单元不发出滤网堵塞信号;
S52:当比较结果等于或大于压差值阈值时,控制单元发出滤网堵塞信号。
6.根据权利要求5所述的进风滤网堵塞故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S5后还包括步骤S6,其中步骤S6中,控制单元将发出的滤网堵塞信号传递给报警系统,报警系统发出报警。
7.一种进风滤网堵塞故障诊断系统,其特征在于,采用权利要求1-6任一项的进风滤网堵塞故障诊断方法。
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