RU55940U1

RU55940U1 - MOBILE OBJECT THERMAL CONTROL SYSTEM

Info

Publication number: RU55940U1
Application number: RU2006113538/22U
Authority: RU
Inventors: Николай Петрович Кириллов; Сергей Леонидович Рудницкий; Александр Сергеевич Рулев; Александр Владимирович Катаржин
Original assignee: Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2006-08-27

Abstract

Полезная модель относится к области теплотехники и может быть использована в качестве системы терморегулирования аппаратуры подвижного объекта в непрерывном режиме. Система содержит последовательно соединенные: входное устройство, вентилятор, в состав которого входят крыльчатка и вентильный двигатель, теплообменный аппарат, охлаждаемую радиоэлектронную аппаратуру с размещенным на ней термодатчиком и выходное устройство, а также источник электроэнергии, регулятор постоянного напряжения и устройство управления двигателем, при этом крыльчатка вентилятора насажена на вал двигателя, выводы питания которого подключены к источнику энергии с помощью устройства управления двигателем, регулятор постоянного напряжения, содержит резистор, шунтируемый транзистором, причем вывод резистора, соединенный с коллектором транзистора, подключен к источнику энергии, вывод резистора, соединенный с эмиттером транзистора, подключен к устройству управления двигателем, а база транзистора соединена с термодатчиком. Система позволяет значительно повысить интенсивность охлаждения аппаратуры за счет изменения частоты вращения вала двигателя.The utility model relates to the field of heat engineering and can be used as a system of thermoregulation of equipment of a moving object in a continuous mode. The system contains serially connected: an input device, a fan, which includes an impeller and a valve motor, a heat exchanger, a cooled electronic equipment with a temperature sensor placed on it and an output device, as well as an electric power source, a constant voltage regulator, and an engine control device, while the impeller the fan is mounted on the motor shaft, the power leads of which are connected to the energy source using the engine control device voltage, contains a resistor shunted by the transistor, and the resistor terminal connected to the transistor collector is connected to a power source, the resistor terminal connected to the emitter of the transistor is connected to the motor control device, and the base of the transistor is connected to a temperature sensor. The system allows to significantly increase the cooling rate of equipment by changing the frequency of rotation of the motor shaft.

Description

Полезная модель относится к области теплотехники и может быть использована в качестве системы терморегулирования аппаратуры подвижного объекта в непрерывном режиме.The utility model relates to the field of heat engineering and can be used as a system of thermoregulation of equipment of a moving object in a continuous mode.

Известна система терморегулирования аппаратуры подвижного объекта, содержащая входное устройство, воздуховоды, вентилятор, содержащий крыльчатку и двигатель, и выходное устройство, расположенное в кузове объекта, два ряда аппаратуры которого обдуваются наружным воздухом [1].A known temperature control system of the equipment of a moving object, containing an input device, air ducts, a fan containing an impeller and an engine, and an output device located in the body of the object, two rows of equipment which are blown with outside air [1].

Данная система проста по конструкции, однако она применима только в условиях, при которых температура окружающей среды соответствует расчетной температуре аппаратуры объекта.This system is simple in design, however, it is applicable only in conditions under which the ambient temperature corresponds to the calculated temperature of the facility equipment.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является система терморегулирования аппаратуры подвижного объекта, размещенная в кузове и содержащая входное устройство, воздуховоды, вентилятор, содержащий крыльчатку и трехфазный асинхронный двигатель, теплообменник, устройство включения двигателя в сеть и выходное устройство [2]. В данной системе воздух окружающей среды проходит термообработку в теплообменнике, поэтому она нашла широкое применение на подвижных объектах в разных географических зонах. Однако ей присущи и недостатки, среди которых наиболее важными являются: система функционирует при наличии источника трехфазного напряжения, который работает только на стоянках объекта; в системе двигатель вентилятора работает с постоянной скоростью независимо от температурного режима аппаратуры. Указанные недостатки ограничивают область применения системы.Closest to the technical nature of the claimed utility model is a temperature control system for the equipment of a moving object located in the body and containing an input device, air ducts, a fan containing an impeller and a three-phase asynchronous motor, a heat exchanger, a device for connecting the motor to the network and an output device [2]. In this system, ambient air undergoes heat treatment in a heat exchanger; therefore, it has found wide application in moving objects in different geographical areas. However, it also has drawbacks, among which the most important are: the system operates in the presence of a three-phase voltage source that works only at the facility’s parking lots; in the system, the fan motor runs at a constant speed regardless of the temperature conditions of the equipment. These disadvantages limit the scope of the system.

Техническим результатом полезной модели является обеспечение зависимости частоты вращения вала двигателя вентилятора от температуры аппаратуры объекта.The technical result of the utility model is to ensure the dependence of the rotational speed of the fan motor shaft on the temperature of the equipment of the object.

Требуемый технический результат достигается тем, что в системе терморегулирования аппаратуры подвижного объекта, содержащей последовательно соединенные: входное устройство, вентилятор, в состав которого входят крыльчатка и двигатель, теплообменный аппарат, охлаждаемую радиоэлектронную аппаратуру с размещенным на ней термодатчиком и выходное устройство, при этом крыльчатка вентилятора насажена на вал двигателя, выводы питания которого подключены к источнику энергии с помощью устройства управления двигателем, в качестве источника энергии использована аккумуляторная батарея объекта, двигатель вентилятора выполнен вентильным, а между указанным источником энергии и устройством управления двигателем включен регулятор постоянного напряжения, содержащий резистор, шунтируемый транзистором, причем вывод резистора, соединенный с коллектором транзистора, подключен к названному источнику, вывод резистора, соединенный с эмиттером транзистора, подключен к устройству управления двигателем, а база транзистора соединена с термодатчиком.The required technical result is achieved by the fact that in the thermal control system of the equipment of a moving object, which contains in series: an input device, a fan, which includes an impeller and an engine, a heat exchanger, a cooled electronic equipment with a temperature sensor placed on it and an output device, while the fan impeller mounted on the motor shaft, the power leads of which are connected to the energy source using the engine control device, as a source of The battery used was the object, the fan motor was made by the valve, and a DC voltage regulator was included between the specified energy source and the motor control device, containing a resistor shunted by the transistor, the resistor output connected to the transistor collector connected to the specified source, the resistor output connected to the emitter of the transistor, is connected to the engine control device, and the base of the transistor is connected to a temperature sensor.

На фиг.1 изображена структурная схема системы. На фиг.2 показана схема включения регулятора постоянного напряжения.Figure 1 shows the structural diagram of the system. Figure 2 shows a diagram of the inclusion of a DC voltage regulator.

Схема содержит (фиг.1) последовательно соединенные: входное устройство 1, вентилятор 2, в состав которого входят крыльчатка 2-1 и вентильный двигатель 2-2, теплообменный аппарат (ТО) 3, охлаждаемую радиоэлектронную аппаратуру (РЭА) 4 и выходное устройство 5, при этом на РЭА 4 размещен термодатчик (ТД) 6, соединенный с регулятором постоянного напряжения (РН) 8, включенным между источником электроэнергии постоянного напряжения (ИЭ), в качестве которого используется аккумуляторная батарея 7 и устройством управления двигателем (УУД) 9, к The circuit contains (Fig. 1) serially connected: an input device 1, a fan 2, which includes an impeller 2-1 and a valve motor 2-2, a heat exchanger (TO) 3, a cooled electronic equipment (CEA) 4 and an output device 5 , while on CEA 4 there is a temperature sensor (TD) 6 connected to a constant voltage regulator (PH) 8 connected between a constant voltage electric power source (IE), which is used as a rechargeable battery 7 and the engine control unit (UUD) 9, to

которому подключен вентильный двигатель вентилятора 2-2. Регулятор постоянного напряжения 8 содержит (фиг.2) резистор 8-1, который шунтирован транзистором 8-2, причем первый вывод резистора 8-1, соединенный с коллектором транзистора 8-2, подключен к выводу 7-2 аккумуляторной батареи 7, второй вывод резистора 8-1, соединенный с эмиттером транзистора 8-2, подключен к первому зажиму 9-2 УУД 9, а база транзистора 8-2 РН 8 соединена с ТД 6, размещенном на РЭА 4. Все элементы системы серийно выпускаются отечественной промышленностью. С помощью входного устройства 1 наружный воздух заводится в кузов объекта, при этом вентилятор 2 обеспечивает требуемый напор воздуха. Теплообменный аппарат 3 предназначен для термообработки наружного воздуха, а выходное устройство 5 служит для удаления перегретого воздуха, снимаемого с РЭА 4 объекта.to which the fan motor 2-2 is connected. The DC voltage regulator 8 contains (Fig. 2) a resistor 8-1, which is shunted by a transistor 8-2, the first terminal of the resistor 8-1 connected to the collector of the transistor 8-2 connected to terminal 7-2 of the battery 7, the second terminal resistor 8-1, connected to the emitter of transistor 8-2, is connected to the first terminal 9-2 of UUD 9, and the base of transistor 8-2 of PH 8 is connected to TD 6 located on REA 4. All elements of the system are serially produced by domestic industry. Using the input device 1, external air is introduced into the body of the object, while the fan 2 provides the required air pressure. The heat exchanger 3 is designed for heat treatment of outdoor air, and the output device 5 is used to remove superheated air removed from the REA 4 of the object.

Система терморегулирования работает следующим образом. При включении системы электроэнергия аккумуляторной батареи 7 подается через резистор 8-1 регулятора постоянного напряжения 8 на устройство управления двигателем с помощью соответствующих цепей 7-1 9-1, и 7-2 и 9-2. Устройство управления двигателем 9 запускает вентильный двигатель 2-2 вентилятора 2 и крыльчатка вентилятора 2-1 начнет притягивать наружный воздух с помощью входного устройства 1, который поступает в теплообменный аппарат 3, где теплый воздух охлаждается, а холодный - нагревается до заданной температуры. Обработанный воздух после теплообменного аппарата 3 охлаждает РЭА 4, а перегретый воздух с помощью выходного устройства 5 удаляется в атмосферу. В нагруженных режимах работы РЭА 4 перегревается и ее надежность уменьшается, так как с увеличением температуры интенсивность отказов полупроводниковой техники увеличивается, поэтому для быстрого охлаждения РЭА 4 до заданного значения термодатчик 6 выдает сигнал, под действием которого транзистор 8-2 регулятора постоянного напряжения 8 открывается и шунтирует резистор 8-1. Так как сопротивление перехода коллектор-эмиттер транзистора 8-2 много меньше сопротивления резистора 8-1, The temperature control system operates as follows. When the system is turned on, the electric power of the battery 7 is supplied through the resistor 8-1 of the DC voltage regulator 8 to the engine control unit using the corresponding circuits 7-1 9-1, and 7-2 and 9-2. The engine control unit 9 starts the fan motor 2-2 of fan 2 and the impeller of fan 2-1 starts to draw outside air through the input device 1, which enters the heat exchanger 3, where the warm air is cooled and the cold air is heated to a predetermined temperature. The treated air after the heat exchanger 3 cools CEA 4, and superheated air with the help of the output device 5 is removed into the atmosphere. In loaded operating modes, REA 4 overheats and its reliability decreases, since the failure rate of semiconductor technology increases with increasing temperature, therefore, to quickly cool REA 4 to a preset value, the temperature sensor 6 gives a signal, under which the transistor 8-2 of the DC voltage regulator 8 opens and shunts the resistor 8-1. Since the resistance of the collector-emitter junction of the transistor 8-2 is much less than the resistance of the resistor 8-1,

то напряжение аккумуляторной батареи 7 полностью передается через устройство управления двигателем 9 на вентильный двигатель 2-2 вентилятора, при этом частота вращения вала двигателя 2-2 возрастает и крыльчатка 2-1 вентилятора станет вращаться быстрее. Увеличение скорости крыльчатки 2-1 обеспечит возрастание скорости засасывания воздуха через входное устройство 1, что приведет к увеличению интенсивности охлаждения РЭА 4. Как только температура нагрева РЭА 4 станет расчетной, сигнал с термодатчика 6 пропадает, транзистор 8-2 закрывается и напряжение питания двигателя 2-2 уменьшается на величину падения напряжения на резисторе 8-1 регулятора постоянного напряжения 8 и частота вращения вала двигателя 2-2 становится равной расчетному значению, при этом интенсивность прокачки воздуха по цепи 1-2-3-4-5 становится прежней.then the voltage of the battery 7 is completely transmitted through the engine control unit 9 to the fan motor 2-2 of the fan, while the rotational speed of the motor shaft 2-2 increases and the fan wheel 2-1 starts to rotate faster. Increasing the speed of the impeller 2-1 will increase the rate of air suction through the input device 1, which will increase the cooling intensity of the REA 4. As soon as the heating temperature of the REA 4 is calculated, the signal from the temperature sensor 6 disappears, the transistor 8-2 closes and the voltage of the motor 2 -2 decreases by the magnitude of the voltage drop across the resistor 8-1 of the DC voltage regulator 8 and the rotational speed of the motor shaft 2-2 becomes equal to the calculated value, while the intensity of the air flow through the circuit 1-2-3- 4-5 becomes the same.

Таким образом, в данной системе терморегулирования частота вращения вала двигателя вентилятора, как и интенсивность охлаждения аппаратуры, зависит от величины температуры перегрева элементов аппаратуры объекта.Thus, in this thermal control system, the frequency of rotation of the fan motor shaft, as well as the cooling rate of the equipment, depends on the temperature of the superheat of the equipment elements of the object.

Источники, принятые во вниманиеSources taken into account

[1]. Дульнев Г.Н., Тарновский Н.Н. Тепловые режимы электронной аппаратуры. Л., "Энергия", 1971, стр.18, рис.1.66.[one]. Dulnev G.N., Tarnovsky N.N. Thermal conditions of electronic equipment. L., "Energy", 1971, p. 18, Fig. 1.66.

[2]. Хлыбов В.Ф. Системы термостатирования. М., МО, 2005, стр.92, рис.1.29, а.[2]. Khlybov V.F. Thermostatic systems. M., Moscow, 2005, p. 92, fig. 1.29, a.

Claims

A temperature control system for the equipment of a moving object, which is connected in series: an input device, a fan, which includes an impeller and a valve motor, a heat exchanger, a cooled electronic equipment with a temperature sensor placed on it and an output device, while the fan impeller is mounted on the motor shaft, power leads which are connected to an energy source using an engine control device, characterized in that ak is used as an energy source the object’s cumulative battery, the fan motor is made of a valve, and a constant voltage regulator is included between the specified energy source and the motor control device, containing a resistor shunted by the transistor, the resistor output connected to the transistor collector connected to the specified source, the resistor output connected to the transistor emitter , is connected to the engine control device, and the base of the transistor is connected to a temperature sensor.