Claims (1)
Исполнительно-регулирующее устройство для автоматических систем регулирования температуры обмоток тяговых электрических машин, содержащее осевой вентилятор с независимым управляемым приводом, позволяющим плавно изменять скорость вращения вентиляторного колеса, и механизм поворота лопаток вентиляторного колеса с управляемым реверсивным приводом для плавного изменения угла установки лопаток, а также датчики, измеряющие величину подачи, напора и температуры охлаждающего воздуха, скорости вращения вентиляторного колеса и угла установки лопаток вентиляторного колеса и монитор для визуального представления информации, отличающееся тем, что в него введена система управления с математической моделью работы вентилятора, реализующей один из методов оптимального выбора величины скорости вращения вентиляторного колеса и величины угла установки лопаток вентиляторного колеса, предназначенная для приведения величины подачи вентилятора в соответствие с выходным сигналом управляющего органа автоматического регулятора температуры и формирования сигналов управляющего воздействия, подаваемых на вход независимого управляемого привода, позволяющего плавно изменять скорость вращения вентиляторного колеса, и вход управляемого реверсивного привода механизма поворота лопаток вентиляторного колеса, которые формируют таким образом, чтобы обеспечить наиболее экономичный режим работы вентилятора, причем вышеупомянутая система управления содержит: первый блок вычислений, где с использованием известной зависимости определяют величину требуемого в данный момент времени количества подаваемого охлаждающего воздуха, необходимого для поддержания в заданных пределах температуры наиболее нагретых частей обмоток тяговых электрических машин, и определяют с использованием известных статических характеристик исполнительно-регулирующего устройства конечное число парных значений угла установки лопаток вентиляторного колеса и скорости вращения вентиляторного колеса, соответствующих этому количеству подаваемого охлаждающего воздуха, причем на вход первого блока вычислений подают выходной сигнал управляющего органа автоматического регулятора температуры; второй блок вычислений, где вычисляют значения мощности и к. п. д. вентилятора для каждой пары значений угла установки лопаток вентиляторного колеса и скорости вращения вентиляторного колеса с использованием известных аэродинамических характеристик вентилятора и характеристики сети, причем на вход второго блока вычислений подают с выхода первого блока вычислений парные значения угла установки лопаток вентиляторного колеса и скорости вращения вентиляторного колеса; третий блок вычислений, в котором определяют рабочую зону и расчетные значения скорости вращения вала вентилятора и угла установки лопаток вентиляторного колеса, соответствующие наиболее экономичному режиму работы вентилятора, причем на вход третьего блока вычислений подают значения мощности и к. п. д. вентилятора для каждой пары значений угла установки лопаток вентиляторного колеса и скорости вращения вентиляторного колеса; четвертый блок вычислений, где корректируют характеристику сети, уточняют положение рабочей точки вентилятора с учетом возможного изменения характеристики сети и корректируют значения угла установки лопаток вентиляторного колеса и скорости вращения вентиляторного колеса, при которых величина к. п. д. вентилятора принимает наибольшее значение, а величина мощности вентилятора - наименьшее, и если измеренные значения подачи и напора охлаждающего воздуха при коррекции характеристики сети по окончании переходных процессов отличаются от значений подачи и напора, соответствующих рабочей точке известной характеристики сети на величину, превышающую установленные пределы, то с выхода четвертого блока вычислений подают на монитор информацию о возможных неисправностях, причем на вход четвертого блока вычислений подают с выхода третьего блока вычислений расчетные значения скорости вращения вала вентилятора и угла установки лопаток вентиляторного колеса, соответствующие наиболее экономичному режиму работы вентилятора, а также выходные сигналы датчиков, измеряющих соответственно величину подачи, напора и температуры охлаждающего воздуха; первый блок сравнения, где вырабатывают сигнал рассогласования, представляющий собой разность откорректированного с учетом возможного изменения характеристики сети и измеренного значений скорости вращения вентиляторного колеса, и формируют сигнал управляющего воздействия, подаваемого на вход независимого управляемого привода вентилятора, и если этот сигнал рассогласования по окончании переходного процесса, имеющего регламентированную продолжительность, превышает допустимые пределы, то формируют вышеупомянутый сигнал управляющего воздействия, по величине соответствующий максимальной подаче охлаждающего воздуха, и подают информацию на монитор о переводе исполнительно-регулирующего устройства в аварийный режим работы, причем на вход первого блока сравнения подают с выхода четвертого блока вычислений откорректированное значение скорости вращения вентиляторного колеса и выходной сигнал датчика, измеряющего величину скорости вращения вентиляторного колеса, а также выходной сигнал с первого блока вычислений на остановку вентилятора и прекращение подачи охлаждающего воздуха в том случае, если величина требуемого количества подаваемого охлаждающего воздуха, необходимого для поддержания в заданных пределах температуры наиболее нагретых частей обмоток тяговых электрических машин, становится равной нулю; второй блок сравнения, где вырабатывают сигнал рассогласования, представляющий собой разность откорректированного с учетом возможного изменения характеристики сети и измеренного значений угла установки лопаток вентиляторного колеса, и формируют сигнал управляющего воздействия, подаваемого на вход управляемого реверсивного привода механизма поворота лопаток вентиляторного колеса, и если этот сигнал рассогласования по окончанию переходного процесса, имеющего регламентированную продолжительность, превышает допустимые пределы, то формируют вышеупомянутый сигнал управляющего воздействия, по величине соответствующий максимальной подаче охлаждающего воздуха, и подают информацию на монитор о переводе исполнительно-регулирующего устройства в аварийный режим работы, причем на вход второго блока сравнения подают с выхода четвертого блока вычислений откорректированное значение угла установки лопаток вентиляторного колеса, а также выходной сигнал датчика, измеряющего величину угла установки лопаток вентиляторного колеса.An executive and regulating device for automatic temperature control systems for windings of traction electric machines, containing an axial fan with an independent controlled drive that allows you to smoothly change the speed of rotation of the fan wheel, and a turning mechanism for the fan blades with a controlled reversible drive to smoothly change the angle of installation of the blades, as well as sensors measuring the flow rate, pressure and temperature of the cooling air, the speed of rotation of the fan wheel and the angle of fan wheel blades and a monitor for visual presentation of information, characterized in that a control system with a mathematical model of the fan’s operation is implemented that implements one of the methods for optimal selection of the fan wheel speed and the fan wheel blade angle, designed to bring in the feed value fan in accordance with the output signal of the control body of the automatic temperature controller and the formation of control signals the action applied to the input of an independent controlled drive that allows you to smoothly change the speed of rotation of the fan wheel, and the input of a controlled reversible drive of the rotation mechanism of the blades of the fan wheel, which are formed in such a way as to provide the most economical mode of operation of the fan, the aforementioned control system includes: a first calculation unit where, using a known dependence, the amount of the amount of cooling medium required at a given time is determined the air necessary to maintain the temperature range of the warmest parts of the windings of traction electric machines within a predetermined temperature range, and determine, using known static characteristics of the actuating and regulating device, the final number of paired values of the angle of installation of the blades of the fan wheel and the speed of rotation of the fan wheel corresponding to this amount of supplied cooling air, moreover, the output signal of the governing body is automatically regulated to the input of the first block of calculations ra temperature; the second block of calculations, where the fan power and efficiency are calculated for each pair of values of the angle of installation of the blades of the fan wheel and the speed of rotation of the fan wheel using the known aerodynamic characteristics of the fan and the characteristics of the network, and the input of the second block of calculations is fed from the output of the first unit of calculation paired values of the angle of installation of the blades of the fan wheel and the speed of rotation of the fan wheel; the third block of calculations, in which the working area and the calculated values of the fan shaft rotation speed and the angle of installation of the fan wheel blades are determined, which correspond to the most economical operation mode of the fan, and the power and efficiency of the fan for each pair are fed to the input of the third block of calculations values of the angle of installation of the blades of the fan wheel and the speed of rotation of the fan wheel; the fourth block of calculations, where the characteristic of the network is corrected, the position of the fan operating point is adjusted taking into account a possible change in the network characteristic, and the values of the angle of installation of the fan wheel blades and the speed of rotation of the fan wheel are adjusted at which the fan efficiency takes the largest value and the value fan power - the smallest, and if the measured values of the supply and pressure of cooling air during correction of the network characteristics at the end of the transient processes differ from of supply and pressure, corresponding to the operating point of the known network characteristic by an amount exceeding the established limits, then information about possible malfunctions is sent to the monitor from the output of the fourth calculation unit, and the calculated values of the fan shaft rotation speed are output to the input of the fourth calculation unit and the angle of installation of the blades of the fan wheel, corresponding to the most economical mode of operation of the fan, as well as the output signals of sensors measuring The actual flow rate, pressure and temperature of the cooling air; the first comparison unit, where a mismatch signal is generated, which is the difference corrected taking into account a possible change in the network characteristics and the measured values of the fan wheel speed, and a control signal is supplied to the input of the independent controlled fan drive, and if this mismatch signal is at the end of the transition process having a regulated duration exceeds the permissible limits, then the aforementioned signal is generated by controlling exposure, the magnitude corresponding to the maximum supply of cooling air, and provides information to the monitor about the transfer of the executive-regulating device to emergency operation, and the input of the first comparison unit is fed from the output of the fourth calculation unit the correct value of the fan wheel speed and the sensor output signal, measuring the value of the rotational speed of the fan wheel, as well as the output signal from the first block of calculations to stop the fan and stop the cooling flow authorizing air into the case, if the magnitude of the required supply amount of cooling air required to maintain a specified temperature within the hottest parts of the windings of electric traction vehicles, it becomes zero; the second comparison unit, where a mismatch signal is generated, which is the difference corrected taking into account possible changes in the network characteristics and the measured values of the angle of installation of the fan wheel blades, and a control signal is supplied to the input of the controlled reversible drive mechanism for turning the fan wheel blades, and if this signal the mismatch at the end of the transition process, which has a regulated duration, exceeds the permissible limits, then form the aforementioned control signal, the largest corresponding to the maximum supply of cooling air, and provide information to the monitor on the transfer of the executive-regulating device to emergency operation, and the input of the second block of comparisons is fed from the output of the fourth block of calculations the correct value of the angle of installation of the blades of the fan wheel, as well as the output signal of a sensor measuring the angle of installation of the blades of the fan wheel.