CN111043065A - 一种移动装备的风冷系统及风冷控制方法 - Google Patents

一种移动装备的风冷系统及风冷控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种移动装备的风冷系统及风冷控制方法，该风冷系统包括冷却风机、电源、压力传感器和控制器，电源用于向冷却风机提供交流电，压力传感器用于实时检测移动装备所处环境的大气压力，控制器用于接收压力传感器发送的压力信号，还用于根据大气压力的值来调整电源的频率。采用本发明提供的风冷系统，能够针对移动装备处于不同大气压力环境进行供电频率的调整，有助于减少冷却风机功率的浪费及损耗，从而提高冷却风机的使用寿命。

Description

一种移动装备的风冷系统及风冷控制方法
技术领域
本发明涉及风冷技术领域，特别是涉及一种移动装备的风冷系统及风冷控制方法。
背景技术
移动装备，例如轨道车辆等，通常安装有一些工作时发热且需要通风降温的设备，比如变压器、电机、配电柜、高低压开关柜等，因此往往需对应地配备有冷却风机。
与固定装备不同，移动装备大部分时间处在变化的地理环境当中，而冷却风机的工作性能及其效率受其所处环境的影响，由于空气密度不同，在不同的大气压力(如海拔高度切换所导致的)下，冷却风机在同一供电频率、保持转速一致的条件下产生的质量风量是不同的。然而，移动装备目前采用的风冷系统在相对较大的大气压力、空气密度工作地区(如低海拔地区)，通常存在冷却风机的功率浪费及损耗较多，导致冷却风机寿命降低的问题。
因此，如何改进移动装备的风冷系统，以减少冷却风机功率的浪费及损耗，提高冷却风机使用寿命，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种移动装备的风冷系统及风冷控制方法，采用该风冷系统及风冷控制方法，有助于减少冷却风机功率的浪费及损耗，从而提高冷却风机的使用寿命。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种移动装备的风冷系统，包括：
冷却风机；
电源，用于向所述冷却风机提供交流电；
压力传感器，用于实时检测移动装备所处环境的大气压力；
控制器，用于接收所述压力传感器发送的压力信号，且用于根据所述大气压力的值来调整所述电源的频率。
可选地，在上述风冷系统中，所述控制器用于当所述大气压力小于预设门槛值时，将所述电源的频率调整为第一频率；
所述控制器还用于当所述大气压力不小于所述预设门槛值时，将所述电源的频率调整为比所述第一频率小的第二频率。
可选地，在上述风冷系统中，所述预设门槛值为60～80KPa，所述第一频率为40～60Hz，所述第二频率为35～55Hz。
可选地，在上述风冷系统中，所述控制器用于当所述大气压力小于预设下门槛值时，将所述电源的频率调整为第三频率；
所述控制器还用于当所述大气压力不小于所述预设下门槛值，且小于预设上门槛值时，将所述电源的频率调整为比所述第三频率小的第四频率；
所述控制器还用于当所述大气压力不小于所述预设上门槛值时，将所述电源的频率调整为比所述第四频率小的第五频率。
可选地，在上述风冷系统中，所述预设下门槛值为55～65KPa，所述预设上门槛值为70～80KPa；
所述第三频率为50～60Hz，所述第四频率为40～50Hz，所述第五频率为30～40Hz。
可选地，在上述风冷系统中，所述控制器用于当所述大气压力小于预设下门槛值时，将所述电源的频率调整为第六频率；
所述控制器还用于当所述大气压力不小于比所述预设下门槛值大的预设上门槛值时，将所述电源的频率调整为比所述第六频率小的第七频率；
所述控制器还用于当所述大气压力不小于所述预设下门槛值，且小于所述预设上门槛值时，按照与所述大气压力的线性函数关系在所述第六频率和所述第七频率之间调整所述电源的频率。
可选地，在上述风冷系统中，所述预设下门槛值为55～65KPa，所述预设上门槛值为70～80KPa；
所述第六频率为50～60Hz，所述第七频率为30～40Hz。
一种移动装备的风冷控制方法，包括步骤：
实时检测移动装备所处环境的大气压力；
当所述大气压力小于预设门槛值时，将用于向冷却风机提供交流电的电源的频率调整为第一频率；
当所述大气压力不小于所述预设门槛值时，将所述电源的频率调整为比所述第一频率小的第二频率。
可选地，在上述风冷控制方法中，所述预设门槛值为60～80KPa，所述第一频率为40～60Hz，所述第二频率为35～55Hz。
一种移动装备的风冷控制方法，包括步骤：
实时检测移动装备所处环境的大气压力；
当所述大气压力小于预设下门槛值时，将用于向冷却风机提供交流电的电源的频率调整为第三频率；
当所述大气压力不小于所述预设下门槛值，且小于预设上门槛值时，将所述电源的频率调整为比所述第三频率小的第四频率；
当所述大气压力不小于所述预设上门槛值时，将所述电源的频率调整为比所述第四频率小的第五频率。
可选地，在上述风冷控制方法中，所述预设下门槛值为55～65KPa，所述预设上门槛值为70～80KPa；
所述第三频率为50～60Hz，所述第四频率为40～50Hz，所述第五频率为30～40Hz。
一种移动装备的风冷控制方法，包括步骤：
实时检测移动装备所处环境的大气压力；
当所述大气压力小于预设下门槛值时，将用于向冷却风机提供交流电的电源的频率调整为第六频率；
当所述大气压力不小于比所述预设下门槛值大的预设上门槛值时，将所述电源的频率调整为比所述第六频率小的第七频率；
当所述大气压力不小于所述预设下门槛值，且小于所述预设上门槛值时，按照与所述大气压力的线性函数关系在所述第六频率和所述第七频率之间调整所述电源的频率。
可选地，在上述风冷控制方法中，所述预设下门槛值为55～65KPa，所述预设上门槛值为70～80KPa；
所述第六频率为50～60Hz，所述第七频率为30～40Hz。
根据上述技术方案可知，本发明提供的用于移动装备的风冷系统中，电源用于向冷却风机提供交流电，压力传感器用于实时检测移动装备所处环境的大气压力，而控制器接收压力传感器发送的压力信号后，能够根据大气压力的值来调整电源的频率，因此，采用本发明的风冷系统，能够在不同的大气压力条件下，使冷却风机获得不同的最大工作频率，这样在保证为冷却对象提供相同质量风量的前提下，通过对冷却风机的最大工作频率进行调整，便能降低冷却风机在大气压力较大的地区(如低海拔地区)的功率消耗、全压，以此来提升系统效率，提高风机使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种用于移动装备的风冷系统的示意图；
图2是本发明实施例一提供的风冷控制方法的原理示意图；
图3是本发明实施例二提供的风冷控制方法的原理示意图；
图4是本发明实施例三提供的风冷控制方法的原理示意图。
具体实施方式
为了便于理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
参见图1，本发明实施例提供的一种用于移动装备的风冷系统包括压力传感器、控制器、电源和冷却风机，其中，电源用于向冷却风机提供交流电，压力传感器用于实时检测移动装备所处环境的大气压力，电源和压力传感器均与控制器信号连接。控制器用于接收压力传感器发送的压力信号，且用于根据大气压力的值来调整电源的频率。
为满足低大气压力地区(如高海拔地区)的散热需求，通常需要增大冷却风机的全压和风量。而当移动装备运行至大气压力、空气密度较大的地区(如低海拔地区)，提供相同质量风量所需的电机转速、供电频率相应降低。
需要说明的是，电源的频率即为冷却风机的最大工作频率，因此，采用本发明的风冷系统，能够在不同的大气压力条件下，使冷却风机获得不同的最大工作频率，这样在保证为冷却对象提供相同质量风量的前提下，通过对冷却风机的最大工作频率进行调整，便能降低冷却风机在大气压力较大的地区的功率消耗、全压，以此来提升系统效率，提高风机使用寿命。
具体实际应用中，控制器根据大气压力的值来调整电源的频率的方式可以有以下几种：
第一种方式，控制器用于当大气压力小于预设门槛值时，将电源的频率调整为第一频率，而且，控制器还用于当大气压力不小于预设门槛值时，将电源的频率调整为比第一频率小的第二频率。
具体地，预设门槛值60～80KPa中的任一值，第一频率可以为40～60Hz中的任一值，第二频率可以为35～55Hz中的任一值。
第二种方式，控制器用于当大气压力小于预设下门槛值时，将电源的频率调整为第三频率，而且，控制器还用于当大气压力不小于预设下门槛值，且小于预设上门槛值时，将电源的频率调整为比第三频率小的第四频率，同时，控制器还用于当大气压力不小于预设上门槛值时，将电源的频率调整为比第四频率小的第五频率。
具体地，预设下门槛值可以为55～65KPa中的任一值，预设上门槛值可以为70～80KPa中的任一值，第三频率可以为50～60Hz中的任一值，第四频率可以为40～50Hz中的任一值，第五频率可以为30～40Hz中的任一值。
第三种方式，控制器用于当大气压力小于预设下门槛值时，将电源的频率调整为第六频率，而且，控制器还用于当大气压力不小于比预设下门槛值大的预设上门槛值时，将电源的频率调整为比第六频率小的第七频率，同时，控制器还用于当大气压力不小于预设下门槛值，且小于预设上门槛值时，按照与大气压力的线性函数关系在第六频率和第七频率之间调整电源的频率。
具体地，预设下门槛值可以为55～65KPa中的任一值，预设上门槛值可以为70～80KPa中的任一值，第六频率可以为50～60Hz中的任一值，第七频率可以为30～40Hz中的任一值。
本发明还提供了一种移动装备的风冷控制方法，参见图2，在实施例一中，该风冷控制方法包括以下步骤：
实时检测移动装备所处环境的大气压力；
当大气压力小于压力M时，将用于向冷却风机提供交流电的电源的频率调整为频率A；
当大气压力不小于压力M时，将电源的频率调整为比频率A小的频率B。
具体地，压力M可以为60～80KPa中的任一值，频率A可以为40～60Hz中的任一值，频率B可以为35～55Hz中的任一值。
参见图3，在实施例二中，本发明提供的风冷控制方法包括以下步骤：
实时检测移动装备所处环境的大气压力；
当大气压力小于压力M时，将用于向冷却风机提供交流电的电源的频率调整为频率A；
当大气压力不小于压力M，且小于压力N时，将电源的频率调整为比频率A小的频率B；
当大气压力不小于压力N时，将电源的频率调整为比频率B小的频率C。
具体地，压力M可以为55～65KPa中的任一值，压力N可以为70～80KPa中的任一值，频率A可以为50～60Hz中的任一值，频率B可以为40～50Hz中的任一值，频率C可以为30～40Hz中的任一值。
参见图4，在实施例三中，本发明提供的风冷控制方法包括以下步骤：
实时检测移动装备所处环境的大气压力；
当大气压力小于压力M时，将用于向冷却风机提供交流电的电源的频率调整为频率A；
当大气压力不小于比压力M大的压力N时，将电源的频率调整为比频率A小的频率B；
当大气压力不小于压力M，且小于压力N时，按照与大气压力的线性函数关系在频率A和频率B之间调整电源的频率。
由图4可见，由于在压力M和压力N之间时，电源频率与大气压力为线性函数关系，所以随着大气压力的增大，电源频率应逐渐调小，且电源频率按照恒定梯度值变化。
具体地，压力M可以为55～65KPa中的任一值，压力N可以为70～80KPa中的任一值，频率A可以为50～60Hz中的任一值，频率B可以为30～40Hz中的任一值。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种移动装备的风冷系统，其特征在于，包括：
冷却风机；
电源，用于向所述冷却风机提供交流电；
压力传感器，用于实时检测移动装备所处环境的大气压力；
控制器，用于接收所述压力传感器发送的压力信号，且用于根据所述大气压力的值来调整所述电源的频率。
2.根据权利要求1所述的风冷系统，其特征在于，所述控制器用于当所述大气压力小于预设门槛值时，将所述电源的频率调整为第一频率；
所述控制器还用于当所述大气压力不小于所述预设门槛值时，将所述电源的频率调整为比所述第一频率小的第二频率。
3.根据权利要求2所述的风冷系统，其特征在于，所述预设门槛值为60～80KPa，所述第一频率为40～60Hz，所述第二频率为35～55Hz。
4.根据权利要求1所述的风冷系统，其特征在于，所述控制器用于当所述大气压力小于预设下门槛值时，将所述电源的频率调整为第三频率；
所述控制器还用于当所述大气压力不小于所述预设下门槛值，且小于预设上门槛值时，将所述电源的频率调整为比所述第三频率小的第四频率；
所述控制器还用于当所述大气压力不小于所述预设上门槛值时，将所述电源的频率调整为比所述第四频率小的第五频率。
5.根据权利要求4所述的风冷系统，其特征在于，所述预设下门槛值为55～65KPa，所述预设上门槛值为70～80KPa；
所述第三频率为50～60Hz，所述第四频率为40～50Hz，所述第五频率为30～40Hz。
6.根据权利要求1所述的风冷系统，其特征在于，所述控制器用于当所述大气压力小于预设下门槛值时，将所述电源的频率调整为第六频率；
所述控制器还用于当所述大气压力不小于比所述预设下门槛值大的预设上门槛值时，将所述电源的频率调整为比所述第六频率小的第七频率；
所述控制器还用于当所述大气压力不小于所述预设下门槛值，且小于所述预设上门槛值时，按照与所述大气压力的线性函数关系在所述第六频率和所述第七频率之间调整所述电源的频率。
7.根据权利要求6所述的风冷系统，其特征在于，所述预设下门槛值为55～65KPa，所述预设上门槛值为70～80KPa；
所述第六频率为50～60Hz，所述第七频率为30～40Hz。
8.一种移动装备的风冷控制方法，其特征在于，包括步骤：
实时检测移动装备所处环境的大气压力；
当所述大气压力小于预设门槛值时，将用于向冷却风机提供交流电的电源的频率调整为第一频率；
当所述大气压力不小于所述预设门槛值时，将所述电源的频率调整为比所述第一频率小的第二频率。
9.根据权利要求8所述的风冷控制方法，其特征在于，所述预设门槛值为60～80KPa，所述第一频率为40～60Hz，所述第二频率为35～55Hz。
10.一种移动装备的风冷控制方法，其特征在于，包括步骤：
实时检测移动装备所处环境的大气压力；
当所述大气压力小于预设下门槛值时，将用于向冷却风机提供交流电的电源的频率调整为第三频率；
当所述大气压力不小于所述预设下门槛值，且小于预设上门槛值时，将所述电源的频率调整为比所述第三频率小的第四频率；
当所述大气压力不小于所述预设上门槛值时，将所述电源的频率调整为比所述第四频率小的第五频率。
11.根据权利要求10所述的风冷控制方法，其特征在于，所述预设下门槛值为55～65KPa，所述预设上门槛值为70～80KPa；
所述第三频率为50～60Hz，所述第四频率为40～50Hz，所述第五频率为30～40Hz。
12.一种移动装备的风冷控制方法，其特征在于，包括步骤：
实时检测移动装备所处环境的大气压力；
当所述大气压力小于预设下门槛值时，将用于向冷却风机提供交流电的电源的频率调整为第六频率；
当所述大气压力不小于比所述预设下门槛值大的预设上门槛值时，将所述电源的频率调整为比所述第六频率小的第七频率；
当所述大气压力不小于所述预设下门槛值，且小于所述预设上门槛值时，按照与所述大气压力的线性函数关系在所述第六频率和所述第七频率之间调整所述电源的频率。
13.根据权利要求12所述的风冷控制方法，其特征在于，所述预设下门槛值为55～65KPa，所述预设上门槛值为70～80KPa；
所述第六频率为50～60Hz，所述第七频率为30～40Hz。
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