CN208782330U

CN208782330U - 一种电气自动化控制的散热式电气柜

Info

Publication number: CN208782330U
Application number: CN201820451170.5U
Authority: CN
Inventors: 孙妍
Original assignee: 孙妍
Current assignee: Shenyang Institute of Technology
Priority date: 2018-04-02
Filing date: 2018-04-02
Publication date: 2019-04-23
Anticipated expiration: 2028-04-02

Abstract

本实用新型涉及智能电气柜技术领域，尤其涉及一种电气自动化控制的散热式电气柜,本系统采用温度传感器监测电气柜的温度，实现断电和不断电降压两种可选择的保护模式的技术设计，解决了传统保护设备遇到高压立即关断从而对设备造成损害的技术问题，达到了不间断供电、为负载设备提供有效保护的技术效果；本系统采用GPRS无线通信等技术方法，解决了传统设备必须就近操作、调制工作繁琐的技术问题，达到了可通过智能手机等设备远程监测装置工作状态的技术效果；本装置采用单片机智能控制集成较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路的技术设计，解决了传统保护电路易出故障，安全性差、控制精度低的技术问题，达到了智能自动化控制的技术效果。

Description

一种电气自动化控制的散热式电气柜

技术领域

本实用新型涉及智能电气柜技术领域，尤其涉及一种电气自动化控制的散热式电气柜。

背景技术

长期做电气柜等电力设备的人都知道，由于电气柜内部配置有大量的电力和通信设备比如熔断器、接触器、剩余电流动作保护器、电容计量表、断路器、电度表、变频器等等元器件，这些元器件在室外温度过高时，再加上自身在长时间运行的过程中也会产生大量的热量，尤其是带有变频器的产品，产生的热量更大。很容易使配电柜内部温度达到40度以上，我们知道元器件本身对高温也是非常敏感的，一旦我们配电柜内部的温度长期高于40℃时，将会严重的影响到我们配电设备的运行稳定性以及使用寿命。不仅会使配电柜内的设备元件提前老化，缩短使用寿命，还会影响元器件的正常工作，甚至还会导致元器件的烧毁，造成意外。所以做好电气柜的散热措施，十分的有必要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种电气自动化控制的散热式电气柜，采用风扇风冷和冷却水水冷两种冷却方式相配合的技术设计，并针对电气柜不同负载采用不同冷却方式以及不同风速和水速的方法，解决了传统冷却方式冷却效果单一和能源浪费的技术问题，达到了冷却效果节能、高效的技术效果；本系统通信方式选用GPRS无线通信等技术方法，解决了传统设备必须电气柜就近操作、调制工作繁琐的技术问题，达到了可远程通过智能手机等设备监测电气柜工作状态和温度的技术效果；本装置采用单片机智能控制技术设计，解决了传统控制电路易出故障，安全性差、控制精度低的技术问题，达到了智能自动化控制的技术效果。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：包括电气柜、控制模块、风扇和水泵；电气柜的一侧安装风扇，电气柜的另一侧安装有水泵，控制模块一侧连接控制风扇和水泵，控制模块另一侧连接监测电气柜；

控制模块包括单片机单元、数据采集模块、输出电路和GPRS模块；数据采集模块的输出端连接在单片机单元的I/O口上，输出电路的输入端连接在单片机单元的I/O口上；GPRS模块一侧串行连接在单片机单元的串口，GPRS模块另一侧无线连接手机和GPRS网络；单片机单元的输入端连接有触摸屏，单片机单元的输出端I/O连接控制有蜂鸣器和警报灯；

进一步优化本技术方案，所述的数据采集模块包括滤波电路、电压跟随器和A/D转换电路；电压跟随器的输入端连接有电流传感器、水速传感器、风速传感器和温度传感器，电压跟随器的输出端连接滤波电路的输入端；滤波电路的输出端连接A/D转换电路，A/D转换电路输出端连接单片机单元的I/O口；水泵的输出端连接有水管，电流传感器连接监测水泵和风扇；水速传感器连接在水管中，风速传感器连接在风扇的风口，温度传感器安装在电气柜中；

进一步优化本技术方案，所述的输出电路包括电源、整流滤波电路和PWM调制电路；整流滤波电路的输入端连接电源，整流滤波电路的输出端连接PWM调制电路；PWM调制电路的输出端连接有继电器A、继电器B和继电器C；继电器A的输出端连接电气柜，继电器B的输出端连接水泵，继电器C的输出端连接风扇；单片机单元分别连接控制PWM调制电路、继电器A、继电器B和继电器C；

进一步优化本技术方案，所述的单片机单元为MSP430C1101单片机系统；单片机单元的P1口连接警报灯，单片机单元的P2口连接GPRS模块；

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：1、使用单片机系统作为主控单元，集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路,具有极高性能价格比；2、整个系统集监测、控制、无线远程通信为一体，控制方法简单，通信方式便捷；3、采用PWM调压方式同时调节风扇风量大小和水速大小，控制精度高，与分段式调压分式相比，装置更加安全可靠。

附图说明

图1是控制装置结构示意图；

图2是控制模块结构示意图；

图3是数据采集模块结构示意图；

图4是输出电路结构示意图；

图5是控制流程图；

图6是单片机电路结构示意图。

图中，1、电气柜；2、控制模块；3、风扇；4、水泵；5、单片机单元；6、数据采集模块；7、输出电路；8、触摸屏；9、GPRS网络；10、GPRS模块；11、手机；12、警报灯；13、蜂鸣器；14、A/D转换电路；15、滤波电路；16、电压跟随器；17、电流传感器；18、水速传感器；19、风速传感器；20、温度传感器；21、水管；22、电源；23、整流滤波电路；24、PWM调制电路；25、继电器A；26、继电器B；27、继电器C。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

具体实施方式一：如图1-6所示，包括电气柜1、控制模块2、风扇3和水泵4；电气柜1的一侧安装风扇3，电气柜1的另一侧安装有水泵4，控制模块2一侧连接控制风扇3和水泵4，控制模块2另一侧连接监测电气柜1；

控制模块2包括单片机单元5、数据采集模块6、输出电路7和GPRS模块10；数据采集模块6的输出端连接在单片机单元5的I/O口上，输出电路7的输入端连接在单片机单元5的I/O口上；GPRS模块10一侧串行连接在单片机单元5的串口，GPRS模块10另一侧无线连接手机11和GPRS网络9；单片机单元5的输入端连接有触摸屏8，单片机单元5的输出端I/O连接控制有蜂鸣器13和警报灯12；

所述的数据采集模块6包括滤波电路15、电压跟随器16和A/D转换电路14；电压跟随器16的输入端连接有电流传感器17、水速传感器18、风速传感器19和温度传感器20，电压跟随器16的输出端连接滤波电路15的输入端；滤波电路15的输出端连接A/D转换电路14，A/D转换电路14输出端连接单片机单元5的I/O口；水泵4的输出端连接有水管21，电流传感器17连接监测水泵4和风扇3；水速传感器18连接在水管21中，风速传感器19连接在风扇3的风口，温度传感器20安装在电气柜1中；

所述的输出电路7包括电源22、整流滤波电路23和PWM调制电路24；整流滤波电路23的输入端连接电源22，整流滤波电路23的输出端连接PWM调制电路24；PWM调制电路24的输出端连接有继电器A25、继电器B26和继电器C27；继电器A25的输出端连接电气柜1，继电器B26的输出端连接水泵4，继电器C27的输出端连接风扇3；单片机单元5分别连接控制PWM调制电路24、继电器A25、继电器B26和继电器C27；

所述的单片机单元5为MSP430C1101单片机系统；单片机单元5的P1口连接警报灯12，单片机单元5的P2口连接GPRS模块10；

如图1所示，本系统主要为电气柜1提供冷却功能和信息监测功能；其中电气柜1两侧分别安装风扇3和水泵4，为电气柜1提供风冷和水冷两种效果，两种冷却方式交互使用，达到更好的冷却效果；而控制模块2控制风扇3的风量大小和水泵4的转速大小，并监测电气柜1的工作状态和温度；

图2为控制模块2的内部结构图，控制模块2主要通过单片机单元5进行信号的分析处理以及发出控制信号：单片机单元5首先通过数据采集模块6采集风扇3风量、水泵4水速，并分析电气柜1的温度进行分析是否超出其正常工作温度范围，随后通过输出电路7进行保护和调速等动作；单片机单元9可通过接收来自触摸屏8或手机11的信号是实现调制，并通过蜂鸣器13与警报灯12进行报警；

图3为数据采集模块6的内部结构图，数据采集模块6中的水速传感器18监测水管21中的水速，风速传感器19监测风扇3的风量，温度传感器20监测电气柜1的温度；电流传感器17监测水泵4和风扇3的电流大小，防止其过流；各个传感器的信号经过滤波电路15滤波，和A/D转换电路14进行模数转换，再发生至单片机单元5。

图4为输出电路7的内部结构图，输出电路7通过PWM调制电路24对供电电流进行调压转换，进行调节水泵4和风扇3的输入电流大小，并通过继电器A、继电器B和继电器C来控制电气柜1、水泵4和风扇3的开断；

图5为本系统的控制流程图，本系统主要两段式温度控制，当电气柜1达到温度预警值时，系统增大水泵4的水速和风扇3的风扇；当电气柜1达到温度限定值时，电气柜1断电。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims

1.一种电气自动化控制的散热式电气柜，其特征在于：包括电气柜（1）、控制模块（2）、风扇（3）和水泵（4）；电气柜（1）的一侧安装风扇（3），电气柜（1）的另一侧安装有水泵（4），控制模块（2）一侧连接控制风扇（3）和水泵（4），控制模块（2）另一侧连接监测电气柜（1）；

控制模块（2）包括单片机单元（5）、数据采集模块（6）、输出电路（7）和GPRS模块（10）；数据采集模块（6）的输出端连接在单片机单元（5）的I/O口上，输出电路（7）的输入端连接在单片机单元（5）的I/O口上；GPRS模块（10）一侧串行连接在单片机单元（5）的串口，GPRS模块（10）另一侧无线连接手机（11）和GPRS网络（9）；单片机单元（5）的输入端连接有触摸屏（8），单片机单元（5）的输出端I/O连接控制有蜂鸣器（13）和警报灯（12）。

2.根据权利要求1所述的一种电气自动化控制的散热式电气柜，其特征在于：数据采集模块（6）包括滤波电路（15）、电压跟随器（16）和A/D转换电路（14）；电压跟随器（16）的输入端连接有电流传感器（17）、水速传感器（18）、风速传感器（19）和温度传感器（20），电压跟随器（16）的输出端连接滤波电路（15）的输入端；滤波电路（15）的输出端连接A/D转换电路（14），A/D转换电路（14）输出端连接单片机单元（5）的I/O口；水泵（4）的输出端连接有水管（21），电流传感器（17）连接监测水泵（4）和风扇（3）；水速传感器（18）连接在水管（21）中，风速传感器（19）连接在风扇（3）的风口，温度传感器（20）安装在电气柜（1）中。

3.根据权利要求1所述的一种电气自动化控制的散热式电气柜，其特征在于：输出电路（7）包括电源（22）、整流滤波电路（23）和PWM调制电路（24）；整流滤波电路（23）的输入端连接电源（22），整流滤波电路（23）的输出端连接PWM调制电路（24）；PWM调制电路（24）的输出端连接有继电器A（25）、继电器B（26）和继电器C（27）；继电器A（25）的输出端连接电气柜（1），继电器B（26）的输出端连接水泵（4），继电器C（27）的输出端连接风扇（3）；单片机单元（5）分别连接控制PWM调制电路（24）、继电器A（25）、继电器B（26）和继电器C（27）。

4.根据权利要求1所述的一种电气自动化控制的散热式电气柜，其特征在于：单片机单元（5）为MSP430C1101单片机系统。

5.根据权利要求1所述的一种电气自动化控制的散热式电气柜，其特征在于：单片机单元（5）的P1口连接警报灯（12），单片机单元（5）的P2口连接GPRS模块（10）。