CN111342370B - 一种配电柜的散热系统的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种配电柜的散热系统及其控制方法，包括柜体，柜体上安装有若干个换向风扇，每个换向风扇的内侧安装有一个第一温度传感器，柜体内布置有若干个第二温度传感器，任意两个第二温度传感器距离的最大值与最小值之比不大于3:1，柜体内设置有控制器，控制器的输入端与第一温度传感器和第二温度传感器通讯连接，控制器的输出端与换向风扇的控制端通讯连接。本发明能够改进现有技术的不足，在有效控制成本的同时实现对配电柜散热的精确控制。

Description

一种配电柜的散热系统的控制方法
技术领域
本发明涉及一种电气设备，尤其是一种配电柜的散热系统及其控制方法。
背景技术
配电柜是一种广泛应用在各类工况生产现场的电气设备。配电柜在工作时会产生大量热量，为了保证配电柜的正常工作，需要对其进行有效的散热处理。现有的配电柜散热系统一般仅为一个或多个排风扇，实现配电柜内外的气流流动，从而实现散热。这种散热装置无法针对配电柜内部热量产生的具体情况进行实时调整，散热效果不佳。倘若使用传统的自动控制散热系统，需要使用高速运算器件和复杂的气流循环控制机构，则成本过高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种配电柜的散热系统及其控制方法，能够解决现有技术的不足，在有效控制成本的同时实现对配电柜散热的精确控制。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种自校准压力传感器，包括柜体，柜体上安装有若干个换向风扇，每个换向风扇的内侧安装有一个第一温度传感器，柜体内布置有若干个第二温度传感器，任意两个第二温度传感器距离的最大值与最小值之比不大于3:1，柜体内设置有控制器，控制器的输入端与第一温度传感器和第二温度传感器通讯连接，控制器的输出端与换向风扇的控制端通讯连接。
作为优选，换向风扇的外侧安装有两个并排设置的过滤器，过滤器的内侧设置有滑槽，滑槽内滑动插接有阀片，滑槽顶部安装有驱动电机，驱动电机通过齿轮与阀片边缘啮合，控制器的输出端与驱动电机的控制端通讯连接。
一种上述的配电柜的散热系统的控制方法，包括以下步骤：
A、第二温度传感器测量安装位置的温度数据，并将温度数据发送至控制器；
B、控制器根据接收的第二温度传感器温度数据以及第二温度传感器的安装位置生成柜体内部的温度场；
C、控制器根据温度场状态控制各换向风扇进行送风或排风；
D、控制器根据温度场状态的变化对未来温度场状态进行预测，并根据预测结果调整换向风扇的工作状态，实现提高温度场均匀度的目的。
作为优选，步骤B中，生成柜体内部的温度场包括以下步骤，
B1、将第二温度传感器的安装坐标点作为基准点，直接将基准点上第二温度传感器的测量值作为基准点的温度值；
B2、遍历所有的两个基准点的组合情形，建立每个组合中两个基准点之间直线方向的温度影响函数；
B3、使用温度影响函数对两个基准点之间直线方向上的坐标点温度进行拟合；对于其他坐标点温度，使用距离最近的两个直线对应的温度影响函数进行拟合。
作为优选，步骤B3中，在使用两个温度影响函数进行拟合前，对温度影响函数进行线性相关化处理。
作为优选，步骤D中，对未来温度场状态进行预测包括以下步骤，
D11、根据第一温度传感器采集的温度数据，对每个换向风扇的气流进行模拟，得到气流柱状温度分布数据；
D12、使用气流柱状温度分布数据与步骤B得到的温度场数据进行温度拟合，得到受到气流影响后的温度场数据，建立温度场数据变化和气流柱状温度分布数据的关联函数集；
D13、根据步骤D12得到的关联函数集对未来温度场状态进行预测。
作为优选，步骤D中，调整换向风扇的工作状态包括以下步骤，当温度场状态预测值中某区域的均匀度持续下降，则通过改变相应换向风扇的送风方向，提高所述区域气流流动流速，降低气流紊流。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过对柜体内的温度采样点进行温度测量，生成柜体内的温度场，然后根据不同换向风扇的工作状态对温度场进行预测后，通过改变换向风扇的工作状态实现对温度场均匀度的实时调节控制。在生成温度场时，摒弃了传统的采用温度采样点多所有坐标点直接进行拟合的方式，采用两个基准点之间直线方向的温度影响函数对其它坐标点进行温度拟合，降低了运算量；在预测温度场时，将每个换向风扇形成的气流简化为柱状气流，大大简化了气流对温度场影响计算过程的模拟复杂度。所以，本发明的控制运算过程极为简单，在保证控制精度和运算实时性的前提下，可以采用成本极低的单片机实现整个控制过程的运算，从而有效的控制了设备成本。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的结构图。
图2是本发明一个具体实施方式中过滤器内侧开关机构的结构图。
图中：1、柜体；2、换向风扇；3、第一温度传感器；4、第二温度传感器；5、控制器；6、过滤器；7、滑槽；8、阀片；9、驱动电机；10、齿轮。
具体实施方式
参照图1-2，本发明一个具体实施方式包括柜体1，柜体1上安装有若干个换向风扇2，每个换向风扇2的内侧安装有一个第一温度传感器3，柜体1内布置有若干个第二温度传感器4，任意两个第二温度传感器4距离的最大值与最小值之比不大于3:1，柜体1内设置有控制器5，控制器5的输入端与第一温度传感器3和第二温度传感器4通讯连接，控制器5的输出端与换向风扇2的控制端通讯连接。换向风扇2的外侧安装有两个并排设置的过滤器6，过滤器6的内侧设置有滑槽7，滑槽7内滑动插接有阀片8，滑槽7顶部安装有驱动电机9，驱动电机9通过齿轮10与阀片8边缘啮合，控制器的输出端与驱动电机9的控制端通讯连接。
一种上述的配电柜的散热系统的控制方法，包括以下步骤：
A、第二温度传感器4测量安装位置的温度数据，并将温度数据发送至控制器5；
B、控制器5根据接收的第二温度传感器4温度数据以及第二温度传感器4的安装位置生成柜体1内部的温度场；
生成柜体1内部的温度场包括以下步骤，
B1、将第二温度传感器4的安装坐标点作为基准点，直接将基准点上第二温度传感器4的测量值作为基准点的温度值；
B2、遍历所有的两个基准点的组合情形，建立每个组合中两个基准点之间直线方向的温度影响函数；
B3、使用温度影响函数对两个基准点之间直线方向上的坐标点温度进行拟合；对于其他坐标点温度，使用距离最近的两个直线对应的温度影响函数进行拟合；
在使用两个温度影响函数进行拟合前，对温度影响函数进行线性相关化处理；
C、控制器5根据温度场状态控制各换向风扇2进行送风或排风；
D、控制器5根据温度场状态的变化对未来温度场状态进行预测，并根据预测结果调整换向风扇2的工作状态，实现提高温度场均匀度的目的；
对未来温度场状态进行预测包括以下步骤，
D11、根据第一温度传感器3采集的温度数据，对每个换向风扇2的气流进行模拟，得到气流柱状温度分布数据；其中，建立柱状气流的分层热源模型，每个热源模型计算其热流分布密度，然后对所有热源模型的热流分布密度进行归一化处理；
D12、使用气流柱状温度分布数据与步骤B得到的温度场数据进行温度拟合，得到受到气流影响后的温度场数据，建立温度场数据变化和气流柱状温度分布数据的关联函数集；拟合时，对建立气流柱状温度分布数据和温度场数据进行分块，并建立每个分块区域的快速拟合系数，对每个分块区域进行线性拟合；
D13、根据步骤D12得到的关联函数集对未来温度场状态进行预测。
调整换向风扇2的工作状态包括以下步骤，当温度场状态预测值中某区域的均匀度持续下降，则通过改变相应换向风扇2的送风方向，提高所述区域气流流动流速，降低气流紊流。换向风扇2的外侧安装的两个并排设置的过滤器6，分别对应换向风扇2的两个气流输送方向，一开一闭，当换向风扇2转换气流方向时，同步改变过滤器6的开闭状态。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种配电柜的散热系统的控制方法，所述配电柜的散热系统包括柜体(1)，柜体(1)上安装有若干个换向风扇(2)，每个换向风扇(2)的内侧安装有一个第一温度传感器(3)，柜体(1)内布置有若干个第二温度传感器(4)，任意两个第二温度传感器(4)距离的最大值与最小值之比不大于3:1，柜体(1)内设置有控制器(5)，控制器(5)的输入端与第一温度传感器(3)和第二温度传感器(4)通讯连接，控制器(5)的输出端与换向风扇(2)的控制端通讯连接；换向风扇(2)的外侧安装有两个并排设置的过滤器(6)，过滤器(6)的内侧设置有滑槽(7)，滑槽(7)内滑动插接有阀片(8)，滑槽(7)顶部安装有驱动电机(9)，驱动电机(9)通过齿轮(10)与阀片(8)边缘啮合，控制器的输出端与驱动电机(9)的控制端通讯连接；
其特征在于包括以下步骤：
A、第二温度传感器(4)测量安装位置的温度数据，并将温度数据发送至控制器(5)；
B、控制器(5)根据接收的第二温度传感器(4)温度数据以及第二温度传感器(4)的安装位置生成柜体(1)内部的温度场；
生成柜体(1)内部的温度场包括以下步骤，
B1、将第二温度传感器(4)的安装坐标点作为基准点，直接将基准点上第二温度传感器(4)的测量值作为基准点的温度值；
B2、遍历所有的两个基准点的组合情形，建立每个组合中两个基准点之间直线方向的温度影响函数；
B3、使用温度影响函数对两个基准点之间直线方向上的坐标点温度进行拟合；对于其他坐标点温度，使用距离最近的两个直线对应的温度影响函数进行拟合；
C、控制器(5)根据温度场状态控制各换向风扇(2)进行送风或排风；
D、控制器(5)根据温度场状态的变化对未来温度场状态进行预测，并根据预测结果调整换向风扇(2)的工作状态，实现提高温度场均匀度的目的。
2.根据权利要求1所述的配电柜的散热系统的控制方法，其特征在于：步骤B3中，在使用两个温度影响函数进行拟合前，对温度影响函数进行线性相关化处理。
3.根据权利要求2所述的配电柜的散热系统的控制方法，其特征在于：步骤D中，对未来温度场状态进行预测包括以下步骤，
D11、根据第一温度传感器(3)采集的温度数据，对每个换向风扇(2)的气流进行模拟，得到气流柱状温度分布数据；
D12、使用气流柱状温度分布数据与步骤B得到的温度场数据进行温度拟合，得到受到气流影响后的温度场数据，建立温度场数据变化和气流柱状温度分布数据的关联函数集；
D13、根据步骤D12得到的关联函数集对未来温度场状态进行预测。
4.根据权利要求3所述的配电柜的散热系统的控制方法，其特征在于：步骤D中，调整换向风扇(2)的工作状态包括以下步骤，当温度场状态预测值中某区域的均匀度持续下降，则通过改变相应换向风扇(2)的送风方向，提高所述区域气流流动流速，降低气流紊流。
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