CN206132297U - 一种强迫通风电机风冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型工况一种强迫通风电机风冷却系统，包括为被试电机提供冷却风的风道和设于风道进风口处的风机，还包括主控模块以及分别与主控模块连接的风压/风量采集模块、变频调节模块，风压/风量采集模块采集风道中的实时风压和/或风量值，发送给主控模块；主控模块接收实时风压和/或风量值，控制启动变频调节模块，通过变频调节模块调节风机的输出风量。本实用新型具有结构简单、所需成本低、能够实现高效率以及高精度风量自动调节的优点。

Description

一种强迫通风电机风冷却系统

技术领域

本实用新型涉及强迫通风的电机试验领域，尤其涉及一种强迫通风电机风冷却系统。

背景技术

强迫通风的电机在制造与检修过程中，温升试验是一个很重要的试验项目，它不仅可以检查电机制造和装配的工艺质量,而且对核定电机的小时定额和连续定额是否合乎设计要求也是一个不可缺少的关键环节。轨道交通电力机车或内燃机车上广泛地采用具有强迫通风的电机，其连续定额功率在很大程度上依赖于通风冷却的效果。进行温升试验时，强迫通风的电机需要在额定通风量下进行试验，因此准确快速地测定电机的通风量至关重要。

目前强迫通风电机的风冷却系统中，通常是采用毕托管手动测量通风量，即每次测量一个测量点，通过测量多个测量点(大约10个测量点)的数据来计算出一个风量值；风量的调节则通常是采用手动调节，若要调节获得一个风量需要多人长时间(通常需要在半个工作日)操作才能实现。综上所述，采用人工测量的上述方式，需要耗费的时间长、效率低，所需的成本高，同时测量精度低，无法满足当前信息化的需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、所需成本低、能够实现高效率以及高精度风量自动调节的强迫通风电机风冷却系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种强迫通风电机风冷却系统，包括为被试电机提供冷却风的风道和设于所述风道进风口处的风机，还包括主控模块以及分别与所述主控模块连接的风压/风量采集模块、变频调节模块，所述风压/风量采集模块采集所述风道中的实时风压和/或风量值，发送给所述主控模块；所述主控模块接收所述实时风压和/或风量值，控制启动所述变频调节模块，通过所述变频调节模块调节所述风机的输出风量。

作为本实用新型的进一步改进：所述风压/风量采集模块包括相互连接的用于采集风压信号的风压传感器以及用于转换输出风压和/或风量值的风压/风量变送单元，所述风压传感器设于所述风道内。

作为本实用新型的进一步改进：所述风压传感器为基于平均压强法的风压传感器。

作为本实用新型的进一步改进：所述风压传感器具体包括两个相同结构的传感器，两个所述传感器垂直交叉安装在所述风道的直道内。

作为本实用新型的进一步改进：所述风压/风量变送单元为具有补偿功能的压差变送器，所述压差变送器转换输出风压和/或风量值，并实时采集试验环境中大气压以及所述风道内温度进行补偿。

作为本实用新型的进一步改进：还包括设置在试验环境中的大气压传感器以及设置在所述风道内的温度传感器，所述大气压传感器、温度传感器分别与所述风压/风量变送单元连接。

作为本实用新型的进一步改进：所述变频调节模块包括变频器以及变频电动机，所述变频电动机与所述风机通过轴端连接，通过调节所述变频器的输出调节所述风机的输出风量。

作为本实用新型的进一步改进：所述风道内还设置有风阀。

作为本实用新型的进一步改进：所述风阀通过风阀控制器与所述主控模块连接，通过所述风阀控制器控制所述风阀的通断。

作为本实用新型的进一步改进：所述主控模块设置有以太网接口或现场总线接口，通过所述以太网接口或现场总线接口接收远程控制器、现场控制器的控制命令以及传输试验信息。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型强迫通风电机风冷却系统，通过风压/风量采集模块采集风道中的实时风压和/或风量值，由主控模块根据实时风压和/或风量值控制启动变频调节模块，通过变频调节模块调节风机的输出风量，可实现实时在线测量风量以及风量的自动、连续调节，从而为被试的强迫通风电机提供连续可调的冷却风，且风量测量和调节的效率及精度高，能够满足当前数字化、信息化的需求。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1是本实施例强迫通风电机风冷却系统的结构示意图。

图2是本实施例中风压传感器的测量原理示意图。

图3是本实施例中风压传感器的安装原理示意图。

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。

图中各标号表示：

1、风道；2、风机；3、主控模块；4、风压/风量采集模块；41、风压传感器；42、风压/风量变送单元；5、变频调节模块；51、变频器；52、变频电动机；6、风阀；7、风阀控制器。

具体实施方式

下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实施例强迫通风电机风冷却系统包括为被试电机提供冷却风的风道1和设于风道1进风口处的风机2，还包括主控模块3以及分别与主控模块3连接的风压/风量采集模块4、变频调节模块5，风压/风量采集模块4采集风道1中的实时风压和/或风量值，发送给主控模块3；主控模块3接收实时风压和/或风量值，控制启动变频调节模块5，通过变频调节模块5调节风机2的输出风量。

本实施例通过风压/风量采集模块4采集风道1中的实时风压和/或风量值，由主控模块3根据实时风压和/或风量值控制器控制启动变频调节模块5，通过变频调节模块5调节风机2的输出风量，可实现实时在线测量风量以及风量的自动、连续调节，从而为被试的强迫通风电机提供连续可调的冷却风，且风量测量和调节的效率及精度高，能够满足当前数字化、信息化的需求。

本实施例主控模块3具体采用PLC控制器，控制接收风压/风量采集模块4采集到的实时风压和/或风量值，并与给定的风压和/风量参数值进行比较，由比较结果控制启动变频调节模块5，以调节风机2的输出风量，从而实现风量的自动调节。在其他实施例中，主控模块3也可以采用其他类型控制器实现控制功能。

本实施例中，风压/风量采集模块4包括相互连接的用于采集风压信号的风压传感器41以及用于转换输出风压和/或风量值的风压/风量变送单元42，风压传感器41设于风道1内。风压传感器41实时采集风道1内的风压信号，经过风压/风量变送单元42输出风压和/或风量值输出。

本实施例中，风压传感器41为基于平均压强法的风压传感器，基于平均压强法的风压传感器能够实现高精度的风压测量。如图2所示，基于平均压强法的风压传感器进行测量时可产生动压和静压，风量与动压的平方根成正比；如图3所示，风压传感器41具体包括两个相同结构的传感器，两个传感器垂直交叉尽可能近地安装在风道1的直道内，按图2所示传感器的全压平均侧迎风安装。

本实施例中，风压/风量变送单元42具体为具有补偿功能的压差变送器，压差变送器转换输出风压和/或风量值，并实时采集试验环境中大气压以及风道1内温度进行补偿。通过压差变送器转换输出风压和/或风量值，同时测量风道1内冷却风的温度和当前试验环境中大气压力，并基于测量到的冷却风温度和大气压力进行补偿，能够提高风量的测量精度；当然在其他实施例中，也可以采用普通的压差变送器实现，不进行温度、大气压的补偿，以降低实现成本。风压/风量变送单元42中变送器具体可采用单独的风压变送器或是单独的风量变送器，或者采用能够直接完成风压/风量的转换和显示的变送器，变送器输出可以是电流信号，也可以直接通讯的方式与主控模块3通讯。

本实施例中，还包括设置在试验环境中的大气压传感器以及设置在风道1内的温度传感器，大气压传感器、温度传感器分别与风压/风量变送单元42连接。大气压传感器、温度传感器实时采集到的数据，作为补偿参数发送给风压/风量变送单元42以进行大气压、温度补偿，同时由大气压传感器、温度传感器还可以实时获取试验环境中的大气压力、风道1内冷却风的温度。

本实施例中，变频调节模块5包括变频器51以及变频电动机52，变频电动机52与风机2通过轴端连接，通过调节变频器51的输出调节风机2的输出风量。变频器51接收到主控模块3的控制指令启动后，具体通过恒频输出控制调节输出电压、频率和输出转矩调节变频电动机52，变频电动机52与风机2通过轴端直接机械连接在一起，从而可以调节风机2的转速，风机2的转速则直接决定进入风道1的风量，从而通过变频器51带变频风机的方式，为被试的强迫通风电机提供风量/风压连续可调的冷却风。当然，变频器51也可以采用恒功率或恒力矩控制调节输出电压、频率和输出转矩，还可以结合闭环控制实现风量自动闭环控制调节。

本实施例中，风道1内还设置有风阀6，通过风阀6控制风道1中冷却风的流通，可以实现风源的快速切断。

本实施例中，风阀6具体采用电控模式的风阀；风阀6通过风阀控制器7与主控模块3连接，通过风阀控制器7控制风阀6的通断。当需要切断风源时，主控模块3发送控制指令给变频调节模块5，具体可为变频器风量给定值为0或变频电动机停止工作的控制命令，同时发送控制指令至风阀控制器7，由风阀控制器7快速关闭风阀6，避免由于风机叶轮的惯性仍然有风在风道1中流通，从而使得冷却时间的精确计时能够满足试验要求。风阀控制器7接收到控制指令后，具体可以设定在指定延迟时间后控制关闭风阀6。当风阀控制器7失效时，风阀6保持打开状态，可以提高系统的可使用性和可靠性。当然，在其他实施例中，风阀6也可采用气动控制模式的风阀。

本实施例中，主控模块3设置有以太网接口或现场总线接口，通过以太网接口或现场总线接口接收远程控制器、现场控制器的控制命令以及传输试验信息。如图1所示，主控模块3通过以太网与控制计算机、现场控制计算机连接，接收控制计算机、现场控制计算机的控制指令以及上传试验信息。主控模块3通过PLC控制器可以控制计算机、现场控制计算机，以及变频器控制器、线路控制PLC形成组网，由控制计算机执行远程控制、现场控制计算机执行本地控制模式，或者在特殊情况下手动直接操作变频器51的控制按键执行控制，可以方便的对风量进行实时显示和连续记录，从而实现整个风冷却系统的自动控制、自动测量和数字化、信息化。

本实施例具体在控制计算机或现场控制计算机上给定一个风压/风量值，控制计算机或现场控制计算机按通讯协议的要求，将风压/风量给定参数传给主控模块3，主控模块3将给定风压/风量参数与风压/风量采集模块4采集到的实时值进行比较，进而控制启动变频调节模块5；变频调节模块5中变频器51通过调节输出的电压、频率和输出转矩，控制变频电动机52，从而调节风机2的转速，实现风压/风量的自动控制调节。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，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。本实用新型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。

Claims (10)

1.一种强迫通风电机风冷却系统，包括为被试电机提供冷却风的风道(1)和设于所述风道(1)进风口处的风机(2)，其特征在于：还包括主控模块(3)以及分别与所述主控模块(3)连接的风压/风量采集模块(4)、变频调节模块(5)，所述风压/风量采集模块(4)采集所述风道(1)中的实时风压和/或风量值，发送给所述主控模块(3)；所述主控模块(3)接收所述实时风压和/或风量值，控制启动所述变频调节模块(5)，通过所述变频调节模块(5)调节所述风机(2)的输出风量。

2.根据权利要求1所述的强迫通风电机风冷却系统，其特征在于，所述风压/风量采集模块(4)包括相互连接的用于采集风压信号的风压传感器(41)以及用于转换输出风压和/或风量值的风压/风量变送单元(42)，所述风压传感器(41)设于所述风道(1)内。

3.根据权利要求2所述的强迫通风电机风冷却系统，其特征在于：所述风压传感器(41)为基于平均压强法的风压传感器。

4.根据权利要求3所述的强迫通风电机风冷却系统，其特征在于，所述风压传感器(41)具体包括两个相同结构的传感器，两个所述传感器垂直交叉安装在所述风道(1)的直道内。

5.根据权利要求4所述的强迫通风电机风冷却系统，其特征在于，所述风压/风量变送单元(42)为具有补偿功能的压差变送器，所述压差变送器转换输出风压和/或风量值，并实时采集试验环境中大气压以及所述风道(1)内温度进行补偿。

6.根据权利要求5所述的强迫通风电机风冷却系统，其特征在于，还包括设置在试验环境中的大气压传感器以及设置在所述风道(1)内的温度传感器，所述大气压传感器、温度传感器分别与所述风压/风量变送单元(42)连接。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的强迫通风电机风冷却系统，其特征在于，所述变频调节模块(5)包括变频器(51)以及变频电动机(52)，所述变频电动机(52)与所述风机(2)通过轴端连接，通过调节所述变频器(51)的输出调节所述风机(2)的输出风量。

8.根据权利要求1～6中任意一项所述的强迫通风电机风冷却系统，其特征在于：所述风道(1)内还设置有风阀(6)。

9.根据权利要求8所述的强迫通风电机风冷却系统，其特征在于：所述风阀(6)通过风阀控制器(7)与所述主控模块(3)连接，通过所述风阀控制器(7)控制所述风阀(6)的通断。

10.根据权利要求1～6中任意一项所述的强迫通风电机风冷却系统，其特征在于：所述主控模块(3)设置有以太网接口或现场总线接口，通过所述以太网接口或现场总线接口接收远程控制器、现场控制器的控制命令以及传输试验信息。