专利名称：电力机车风冷系统智能调控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力机车风冷系统智能调控装置。
背景技术：
铁路电力机车现用的牵引通风机组是对工作中的牵引电机、平波电抗器、硅整流装置起通风冷却作用，其功率足以保证在夏季最高温度时也有足够的冷却风量，由于机组四季都在额定状态下工作，无法根据工作的环境状况进行功率调整，所以在冬季和夜间气温低、外部风沙大、机车各部件工作温度上升不超过允许温升的情况下，不仅造成了机车能耗的极大浪费，而且使大量的外部风沙、尘埃进入车内污染电器设备，甚至影响电机整流子状态，造成毛刺增加，影响机车的正常运用。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能够根据机车部件的温度来合理调整冷却风量，有效降低机车辅机运行能耗，并且延长其使用寿命的电力机车风冷系统智能调控装置。
本实用新型的技术方案如下一种电力机车风冷系统智能调控装置，包括安装在机车硅机组或平波电抗器上的温度传感器，其特别之处在于，还包括PID控制器、电动执行机构和风门，其中PID控制器的输入端接所述温度传感器的输出端，PID控制器的输出端接电动执行机构，风门安装在机车牵引通风机组的进风道内并与电动执行机构相连，电动执行机构根据PID控制器的输出信号确定风门的开闭角度以调整冷却风量。
本实用新型通过实时检测机车牵引电机相应部件的工作温度，自动调整牵引通风机组进风道内风门的开闭角度，根据流体力学中风量与电机轴功率之间的数学关系可知电机轴功率与风量成反比，而调整风门的开闭角度就能够改变风量，从而有效降低了机车运行中牵引通风机组的能耗，延长其使用寿命。
附图1为本实用新型的原理框图；附图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图来对本实用新型作进一步详细的说明如图1所示，本实用新型包括安装在机车硅机组或平波电抗器上的温度传感器，以及PID控制器、电动执行机构和风门，其中PID控制器的输入端接所述温度传感器的输出端，PID控制器的输出端接电动执行机构，风门安装在机车牵引通风机组的进风道内并与电动执行机构相连，电动执行机构根据PID控制器的输出信号确定风门的开闭角度，从而在不同温度情况下提供相应的冷却风量，达到节能降耗的目的。
如图1所示，本实用新型还包括一台多路温度巡检仪31，多路温度巡检仪31可实时检测、记录温度情况并在温度异常时发出声、光报警信号，以及分别安装在机车I、II端硅机组、平波电抗器以及主变压器油箱上的共八路温度传感器，还有三个PID控制器，和四个电动执行机构，其中第一温度传感器21安装在机车I端硅机组上，具体是在机车I端硅机组的D11支路下部整流管的散热铝块上，其输出端接第一PID控制器11的输入端，第一PID控制器11的输出端分别接第一、三电动执行机构41、43的驱动器，第一、三电动执行机构41、43分别与安装在机车I端平波电抗器进风道和硅机组进风道内的风门相连，第一PID控制器11通过第一温度传感器21实时检测机车I端硅机组温度，并根据检测结果与预设值进行对比，从而输出相应电流信号通过第一、三电动执行机构41、43来控制风门的开闭角度，由于经测试证明机车同一端硅机组和平波电抗器温度相差不大，故本实用新型中仅根据检测到的机车I端硅机组温度来对机车I端硅机组风门51和机车I端平波电抗器风门53进行控制。
第二温度传感器22安装在机车II端硅机组上，具体是在机车II端硅机组的D21支路下部整流管的散热铝块上，其输出端接第二PID控制器12的输入端，第二PID控制器12的输出端分别接第二、四电动执行机构42、44的驱动器，第二、四电动执行机构42、44分别与安装在机车II端平波电抗器进风道和硅机组进风道内的风门相连，同样根据检测到的机车II端硅机组温度来对机车II端硅机组风门52和机车II端平波电抗器风门54进行控制。
第三、五温度传感器23、25安装在机车I、II端硅机组上，具体是在机车I端硅机组的D12支路下部整流管的散热铝块上和机车II端硅机组的D22支路下部整流管的散热铝块上，其输出端分别接多路温度巡检仪31的第一、三路输入端。
第四、六温度传感器21、26安装在机车I、II端平波电抗器上，具体是在机车I、II端平波电抗器上部的铜绕组内部线圈与铁芯绝缘板之间，其输出端分别接多路温度巡检仪31的第二、四路输入端。
第七温度传感器27安装在机车主变压器外部器身的油箱上盖处，其输出端接多路温度巡检仪31的第五路输入端。
第八温度传感器28安装在机车主变压器外部器身的油箱上盖处，其输出端接第三PID控制器13的输入端，第三PID控制器13的输出端分别接两个继电器SHJ、XHJ，该两个继电器SHJ、XHJ的触点串联在主变压器风机及潜油泵控制支路61中，当主变压器油箱温度偏离预设温度范围时，相应继电器吸合或释放以控制主变压器风机和潜油泵通断。
如图2所示，多路温度巡检仪31上与其输入端对应的五路输出端各自接有一继电器1XJ、2XJ、3XJ、4XJ、5XJ，当通过一路输入端检测到温度超过预设值时，相应输出端的继电器得电吸合，如第一路输入端通过第三温度传感器23检测到机车I端硅机组温度超出允许值时，相应的第一继电器1XJ得电吸合。
其中第一、二、三、四继电器1XJ、2XJ、3XJ、4XJ的常开触点1XJ-2、2XJ-2、3XJ-2、4XJ-2并联后再与一继电器SJ串联在电源两端，该继电器SJ的常开触点SJ-1与一蜂鸣器SP串联后跨接在电源两端，当第一至第四继电器1XJ、2XJ、3XJ、4XJ中任意一个得电吸合后，蜂鸣器SP均报警。
第五继电器XJ5的两对触点分别串联在主变压器风机及潜油泵控制支路61中，当主变压器油箱温度高于预设值时，该继电器吸合从而接通主变压器风机和潜油泵进行降温，否则将其断开以节能。
如图2所示，第一、二继电器1XJ、2XJ的另一组常开触点1XJ-1、2XJ-1并联后与一继电器J1串联在电源与地之间，该继电器J1的两对触点J1-1、J1-2分别串联在第一PID控制器11的输出端与第一、三电动执行机构41、43之间，在该继电器J1释放或吸合时，其两对触点J1-1、J1-2分别将第一、三电动执行机构41、43接至第一PID控制器11或直流电源，当接至直流电源时电动执行机构直接将风门开至最大，温度正常时则将第一、三电动执行机构41、43接至第一PID控制器11。
第三、四继电器3XJ、4XJ的另一组常开触点3XJ-1、4XJ-1并联后与一继电器J2串联在电源与地之间，该继电器J2的两对触点分别串联在第二PID控制器12的输出端与第二、四电动执行机构42、44之间，在该继电器J2释放或吸合时，其两对触点J2-1、J2-2分别将第二、四电动执行机构42、44接至第二PID控制器12或直流电源，其功能同上。
本实用新型的工作原理如下根据流体力学原理中风机风量与电机功率之间的比例关系P1/P2＝(Q1/Q2)3(其中Q表示风量，P表示电机轴功率)可知，电机轴功率与风量成正比，通过对通风机组冷却风量的调整，能够有效降低电机的功率，在本实用新型中通过实时检测被冷却机车部件的工作温度，自动调整风机进风道内风门的开闭角度，从而有效降低了机车运行时的辅机能耗。
权利要求1.一种电力机车风冷系统智能调控装置，包括安装在机车硅机组或平波电抗器上的温度传感器，其特征在于还包括PID控制器、电动执行机构和风门，其中PID控制器的输入端接所述温度传感器的输出端，PID控制器的输出端接电动执行机构，风门安装在机车牵引通风机组的进风道内并与电动执行机构相连，电动执行机构根据PID控制器的输出信号确定风门的开闭角度以调整冷却风量。
2.如权利要求1所述的电力机车风冷系统智能调控装置，其特征在于还包括一多路温度巡检仪(31)，以及分别安装在机车I、II端硅机组、平波电抗器以及主变压器油箱上的温度传感器，其中每个温度传感器的输出端接多路温度巡检仪(31)的一路输入端。
3.如权利要求2所述的电力机车风冷系统智能调控装置，其特征在于所述温度传感器共有八个，其中第一温度传感器(21)安装在机车I端硅机组上，其输出端接第一PID控制器(11)的输入端，第一PID控制器(11)的输出端分别接第一、三电动执行机构(41、43)的驱动器，第一、三电动执行机构(41、43)分别与安装在机车I端硅机组进风道和平波电抗器进风道内的风门相连；第二温度传感器(22)安装在机车II端硅机组上，其输出端接第二PID控制器(12)的输入端，第二PID控制器(12)的输出端分别接第二、四电动执行机构(42、41)的驱动器，第二、四电动执行机构(42、44)分别与安装在机车II端硅机组进风道和平波电抗器进风道内的风门相连；第三、四、五、六温度传感器(23、24、25、26)分别安装在机车I、II端的硅机组和平波电抗器上，其输出端分别接多路温度巡检仪(31)的第一、二、三、四路输入端；第七温度传感器(27)安装在机车主变压器油箱上，其输出端接多路温度巡检仪(31)的第五路输入端；第八温度传感器(28)安装在机车主变压器油箱上，其输出端接第三PID控制器(13)的输入端，第三PID控制器(13)的输出端分别接两个继电器(SHJ、XHJ)，该两个继电器(SHJ、XHJ)的触点串联在主变压器风机及潜油泵控制支路(61)中，当主变压器油箱温度偏离预设温度范围时，相应继电器吸合或释放以控制主变压器风机和潜油泵通断。
4.如权利要求3所述的电力机车风冷系统智能调控装置，其特征在于其中多路温度巡检仪(31)上与其输入端对应的五路输出端各自接有一继电器(1XJ、2XJ、3XJ、4XJ、5XJ)，当通过一路输入端检测到温度超过预设值时，相应输出端的继电器得电吸合，其中第一、二、三、四继电器(1XJ、2XJ、3XJ、4XJ)的常开触点(1XJ-2、2XJ-2、3XJ-2、4XJ-2)并联后再与一继电器(SJ)串联在电源两端，该继电器的常开触点(SJ-1)与一蜂鸣器(SP)串联后跨接在电源两端，当第一至第四继电器中任意一个得电吸合后，蜂鸣器(SP)均报警，第五继电器(5XJ)的两对触点分别串联在主变压器风机及潜油泵控制支路(61)中，当主变压器油箱温度偏离预设温度范围时，该继电器吸合以控制主变压器风机和潜油泵通断。
5.如权利要求4所述的电力机车风冷系统智能调控装置，其特征在于上述第一、二继电器(1XJ、2XJ)的另一组常开触点(1XJ-1、2XJ-1)并联后与一继电器(J1)串联在电源与地之间，该继电器(J1)的两对触点(J1-1、J1-2)分别串联在第一PID控制器(11)的输出端与第一、三电动执行机构(41、43)之间，当该继电器(J1)释放或吸合时，其两对触点(J1-1、J1-2)分别将第一、三电动执行机构(41、43)接至第一PID控制器(11)或直流电源，从而在检测温度超过预设值时直接将风门开至最大；上述第三、四继电器(3XJ、4XJ)的另一组常开触点(3XJ-1、4XJ-1)并联后与一继电器(J2)串联在电源与地之间，该继电器(J2)的两对触点(J2-1、J2-2)分别串联在第二PID控制器(12)的输出端与第二、四电动执行机构(42、44)之间，当该继电器(J2)释放或吸合时，其两对触点(J2-1、J2-2)分别将第二、四电动执行机构(42、44)接至第二PID控制器(12)或直流电源，从而在检测温度超过预设值时直接将风门开至最大。
专利摘要本实用新型涉及电力机车风冷系统智能调控装置，包括安装在机车硅机组或平波电抗器上的温度传感器，其特点在于，还包括PID控制器、电动执行机构和风门，其中PID控制器的输入端接所述温度传感器的输出端，PID控制器的输出端接电动执行机构，风门安装在机车牵引通风机组的进风道内并与电动执行机构相连，电动执行机构根据PID控制器的输出信号确定风门的开闭角度以调整冷却风量，本实用新型通过实时检测机车牵引电机相应部件的工作温度，自动调整牵引通风机组进风道内风门的开闭角度，从而有效降低了机车运行中牵引通风机组的能耗，延长其使用寿命。
文档编号B61D27/00GK2710988SQ20042006532
公开日2005年7月20日 申请日期2004年6月9日 优先权日2004年6月9日
发明者杨福林, 顾恂, 蒋琳, 莫建农, 黄焕仁, 王含, 贾福常, 沈学斌, 吴生林, 刘刚强, 冯金平, 任连胜, 葛正惠, 李春莲, 徐昱, 丁学兵, 李艳君, 丁建平 申请人:银川机务段科学技术协会科技服务部