一种牵引风机转速控制方法、系统、装置及可读存储介质与流程

文档序号:15817938发布日期:2018-11-02 22:49阅读:284来源:国知局

本发明涉及铁路机车车辆技术领域,更具体地说,涉及一种牵引风机转速控制方法、系统、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

在铁路机车车辆中,牵引风机的主要作用是给牵引电机提供冷却风量,以对牵引电机进行通风冷却。目前,机车牵引风机的转速调节受tcu牵引控制单元控制,tcu根据牵引电机的温度,通过改变辅助逆变器变频变压支路输出电源频率,达到调节牵引风机转频,从而调节牵引电机冷却风量的目的。当牵引电机温度达到一定温度后,牵引风机的转频将固定不变,不会随着牵引电机温度的增加而增加。

但是,机车在运行过程中会遇到如:上坡、过曲线、恶劣风环境、负载增加等工况,这些工况会造成牵引电机负载加大,牵引电机冷却风量的进风口温度就有较大波动范围,因此使用不便的冷却风量将不能达到较好的冷却效果,而且通常会对冷却风机利用不当导致牵引风机的使用寿命减少甚至影响机车运行的安全性。

因此,如何合理调节牵引风机转速,是本领域技术人员需要解决的问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种牵引风机转速控制方法、系统、装置及计算机可读存储介质,合理调节牵引风机转速。

为实现上述目的,本发明实施例提供了如下技术方案:

一种牵引风机转速控制方法,包括:

获取牵引风机新风口处的第一温度值与牵引电机出风口处的第二温度值,并计算得到所述第一温度值与所述第二温度值的温度差值;

利用所述温度差值确定所述牵引风机的目标转速值;

利用所述目标转速值确定控制信号;

利用所述控制信号控制所述牵引风机调整转速。

其中,所述利用所述目标转速值确定转速控制信号,包括:

利用tcu确定与所述目标转速值对应的目标电源频率值,并将所述目标电源频率值作为控制信号。

其中,所述利用所述控制信号控制所述牵引风机调整转速,包括:

利用变频控制器将所述牵引风机的电源频率调整为与所述目标电源频率值对应的值,以调整所述牵引风机的转速。

其中,所述利用所述温度差值确定所述牵引风机的目标转速值,包括:

利用所述温度差值确定目标流量值;

利用流量与转速的曲线数据得到与所述目标流量值对应的目标转速值。

其中,所述利用所述温度差值确定所述牵引风机的目标转速值之前,还包括:

判断所述温度差值是否超出预设阈值;

若是,则继续执行所述利用所述温度差值确定所述牵引风机的目标转速值的步骤。

其中,所述利用所述温度差值确定所述牵引风机的目标转速值之前,还包括:

获取所述牵引风机入风口处的环境温度;

则所述利用所述温度差值确定所述牵引风机的目标转速值,包括:

利用所述温度差值确定对应所述环境温度的目标流量值;

利用流量与转速的曲线数据得到与所述目标流量值对应的目标转速值。

为解决上述技术问题,本发明还提供了一种牵引风机转速控制系统,包括:

温度测试系统,用于获取牵引风机新风口处的第一温度值与牵引电机出风口处的第二温度值,并计算得到所述第一温度值与所述第二温度值的温度差值;

转速控制系统,用于利用所述温度差值确定所述牵引风机的目标转速值;

牵引控制单元,用于利用所述目标转速值确定控制信号;

变频控制系统,用于利用所述控制信号控制所述牵引风机调整转速。

其中,所述转速控制系统,还包括:

获取模块,用于获取所述牵引风机入风口处的环境温度;

则所述转速控制系统包括:

第一确定单元,用于利用所述温度差值确定对应所述环境温度对应的目标流量值;

第二确定单元,用于利用流量与转速的曲线数据得到与所述目标流量值对应的目标转速值。

本发明还提供了一种牵引风机转速控制装置,包括:

存储器,用于存储计算机程序;

处理器,用于执行所述计算机程序时实现如所述牵引风机控制方法的步骤。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如所述牵引风机控制方法的步骤。

通过以上方案可知,本发明实施例提供的一种牵引风机转速控制方法,包括:获取牵引风机新风口处的第一温度值与牵引电机出风口处的第二温度值,并计算得到所述第一温度值与所述第二温度值的温度差值;利用所述温度差值确定所述牵引风机的目标转速值;利用所述目标转速值确定控制信号;利用所述控制信号控制所述牵引风机调整转速。

由此可见,本发明实施例提供的一种牵引风机转速控制方法,可以根据牵引风机新风口处第一温度值与牵引电机出风口处第二温度值的差值,确定牵引风机的目标转速值,根据该转速值得到控制信号,控制牵引风机调整当前转速。获取牵引风机新风口处冷却风的温度和该冷却风冷却电机后被电机加热的温度的差值,利用该差值调整牵引风机的转速,就可以实现针对牵引电机不同温度情况动态调整冷却风量,从而实现对牵引电机有效降温,保证机车运行的安全性。本发明实施例还提供了一种牵引风机转速控制系统、装置及计算机可读存储介质,同样可以实现上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种牵引风机转速控制方法流程图;

图2为本发明实施例公开的一种具体的牵引风机转速控制方法流程图;

图3为本发明实施例公开的一种牵引风机转速控制系统结构示意图;

图4为本发明实施例公开的一种具体的牵引风机转速控制系统结构示意图

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种牵引风机转速控制方法、系统、装置及计算机可读存储介质,合理调节牵引风机转速。

参见图1,本发明实施例提供的一种牵引风机转速控制方法,具体包括:

s101,获取牵引风机新风口处的第一温度值与牵引电机出风口处的第二温度值,并计算得到所述第一温度值与所述第二温度值的温度差值。

在本方案中,为了可以根据牵引电机的实际情况灵活调整牵引风机提供的风量,首先要获取牵引风机新风口处与牵引电机出风口处的温差,根据温差动态调整牵引风机的转速,其中牵引风机新风口就是牵引风机产生冷却风的出口。

需要说明的是,机车在运行过程中会遇到如:上坡、过曲线、恶劣风环境、负载增加等工况,这些工况会造成牵引电机负载加大,冷却风量不变的情况下,电机温度上升,电机出风口的温度也会随之升高。因此,获取牵引风机新风口处冷却风的温度和该冷却风冷却电机后被电机加热的温度的差值,利用该差值调整牵引风机的转速,就可以实现针对牵引电机不同温度情况动态调整冷却风量。

具体地,首先获取牵引风机新风口处的第一温度值,也就是牵引风机为牵引电机提供的冷却风的温度值;此外,还要获取牵引电机出风口处的第二温度值,计算第一温度值与第二温度值的差值。冷却风通入牵引电机,为牵引电机降温,同时牵引电机也会使冷却风的温度升高,因此牵引电机第二温度值与牵引风机新风口处第一温度值,就可以反映出牵引电机的温度是否过高,牵引风机所提供的冷却风是否足以使牵引电机降温到正常值。

s102,利用所述温度差值确定所述牵引风机的目标转速值。

具体地,根据牵引风机新风口处与牵引电机出风口处的温度差值,确定与该差值对应的牵引风机转速。

在本方案中,首先需要确定与该温度差值对应的冷却风的流量值,作为目标流量值,也就是确定该温度差值下,多少流量的冷却风可以使牵引电机降温到正常情况。

在确定目标流量值后,利用流量和转速的曲线数据,确定对应该目标流量值的转速,作为牵引风机的目标转速值,以按照该目标转速值调整牵引风机的转速。

需要说明的是,在执行本步骤前,可以将上述温度差值与预设的正常的温度阈值进行对比,如果超过该阈值,才确定目标转速值进行调整,否则,则说明当前的转速所产生的冷风量足以使牵引电机降温,可以不进行调整。

s103,利用所述目标转速值确定控制信号。

具体地,利用tcu(牵引控制单元)确定与所述目标转速值对应的目标电源频率值,并将该电源频率值作为控制信号。

s104,利用所述控制信号控制所述牵引风机调整转速。

具体地,根据上述控制信号控制牵引风机调整其转速。首先利用变频控制器根据上述控制信号改变牵引风机电源频率,并将改变后的电源频率直接供应给牵引风机,使牵引风机改变转速,从而改变对牵引电机的冷却新风质量。

由此可见,本发明实施例提供的一种牵引风机转速控制方法,可以根据牵引风机新风口处第一温度值与牵引电机出风口处第二温度值的差值,确定牵引风机的目标转速值,根据该转速值得到控制信号,控制牵引风机调整当前转速。获取牵引风机新风口处冷却风的温度和该冷却风冷却电机后被电机加热的温度的差值,利用该差值调整牵引风机的转速,就可以实现针对牵引电机不同温度情况动态调整冷却风量,从而实现对牵引电机有效降温,保证机车运行的安全性。

机车运行工况具有季节性特征,牵引电机冷却风量的进风口温度就有较大波动范围;高温环境下,进风口冷却风的初始温度较高,为达到更好的冷却效果,需要更多的冷却风量,相反,在低温环境下,进风口冷却风初始温度较低,较少的冷却风量就可达到冷却效果。因此,为实现在不同环境温度下为牵引电机提供适当的冷却风,本发明实施例提供了一种具体的牵引风机转速控制方法,本发明实施例提供的方法与上述实施例提供的一种牵引风机转速控制方法可以相互参照。

参见图2,本发明实施例提供的一种具体的牵引风机转速控制方法,具体包括:

s201,获取牵引风机新风口处的第一温度值与牵引电机出风口处的第二温度值,并计算得到所述第一温度值与所述第二温度值的温度差值。

具体地,首先确定牵引风机新风口处的第一温度值与牵引电机出风口处的第二温度值的温差。

s202,获取所述牵引风机入风口处的环境温度。

具体的,获取牵引风机入风口处的环境温度,由于牵引风机入风口处是将当前环境下的空气通入牵引风机,因此,牵引风机入风口处的温度就可以作为当前环境的温度。机车在不同的环境下,例如低温或高温环境,牵引风机入风口处的温度均会不同。

s203,利用所述温度差值确定对应所述环境温度的目标流量值。

需要说明的是,不同的环境温度下,同样情况的牵引电机,所需要冷却风量却是不同的,例如,低温环境下,牵引电机通过环境的温度就会降低一部分温度,因此所需要的冷却风量就会相对较少;相反,高温环境下,牵引电机很难通过当前环境自动降温,因此所需要的冷却风量就会更多。

因此,在确定对应上述温度差值的目标流量值时,还需要考虑当前的环境温度,确定对应当前环境温度的目标流量值。

s204,利用流量与转速的曲线数据得到与所述目标流量值对应的目标转速值。

在确定目标流量值后,利用流量和转速的曲线数据,确定对应该目标流量值的转速,作为牵引风机的目标转速值,以按照该目标转速值调整牵引风机的转速。

需要说明的是,在执行本步骤前,同样可以将上述温度差值与预设的正常的温度阈值进行对比,如果超过该阈值,才确定目标转速值进行调整,否则,则说明当前的转速所产生的冷风量足以使牵引电机降温,可以不进行调整。

s205,利用所述目标转速值确定控制信号。

具体地,利用tcu确定与所述目标转速值对应的目标电源频率值,并将该电源频率值作为控制信号。

s206,利用所述控制信号控制所述牵引风机调整转速。

具体地,根据上述控制信号控制牵引风机调整其转速。首先利用变频控制器根据上述控制信号改变牵引风机电源频率,并将改变后的电源频率直接供应给牵引风机,使牵引风机改变转速,从而改变对牵引电机的冷却新风质量。

获取牵引风机新风口处冷却风的温度和该冷却风冷却电机后被电机加热的温度的差值,利用该差值调整牵引风机的转速,就可以实现针对牵引电机不同温度情况动态调整冷却风量,从而实现对牵引电机有效降温,保证机车运行的安全性。

由此可见,本发明实施例提供的一种具体的牵引风机转速控制方法,可以在针对牵引电机实际负载情况所需的冷却风量来动态调整牵引风机转速的同时,还可以结合当前环境温度对牵引风机转速进行调整,从而使牵引风机所述提供的冷却风量值更合理,减少冷却风量过多导致资源浪费的情况,以及较大程度上避免了冷却风量过少导致牵引电机温度过高,造成机车无法正常运行的情况。

下面对本发明实施例提供的一种牵引风机转速控制系统进行介绍,下文描述的一种牵引风机转速控制系统与上述实施例提供的一种牵引风机转速控制方法可以相互参照。

参见图3,本发明实施例提供的一种牵引风机转速控制系统,具体包括:

温度测试系统301,用于获取牵引风机新风口处的第一温度值与牵引电机出风口处的第二温度值,并计算得到所述第一温度值与所述第二温度值的温度差值。

具体地,首先温度测试系统301获取牵引风机新风口处的第一温度值,也就是牵引风机为牵引电机提供的冷却风的温度值;此外,温度测试系统301还要获取牵引电机出风口处的第二温度值,并计算第一温度值与第二温度值的差值。冷却风通入牵引电机,为牵引电机降温,同时牵引电机也会使冷却风的温度升高,因此牵引电机第二温度值与牵引风机新风口处第一温度值,就可以反映出牵引电机的温度是否过高,牵引风机所提供的冷却风是否足以使牵引电机降温到正常值。

转速控制系统302,用于利用所述温度差值确定所述牵引风机的目标转速值。

具体地,转速控制系统302根据牵引风机新风口处与牵引电机出风口处的温度差值,确定与该差值对应的牵引风机转速。

在本方案中,转速控制系统302首先需要确定与该温度差值对应的冷却风的流量值,作为目标流量值,也就是确定该温度差值下,多少流量的冷却风可以使牵引电机降温到正常情况。

在确定目标流量值后,转速控制系统302利用流量和转速的曲线数据,确定对应该目标流量值的转速,作为牵引风机的目标转速值,转速控制系统302将目标转速值发送到牵引控制系统,以按照该目标转速值调整牵引风机的转速。

需要说明的是,在转速控制系统302启用工作之前,可以利用温度测试系统301将上述温度差值与预设的正常的温度阈值进行对比,如果超过该阈值,才确定目标转速值进行调整,否则,则说明当前的转速所产生的冷风量足以使牵引电机降温,可以不进行调整。

牵引控制单元303,用于利用所述目标转速值确定控制信号。

具体地,牵引控制单元303确定与所述目标转速值对应的目标电源频率值,并将该电源频率值作为控制信号。

变频控制系统304,用于利用所述控制信号控制所述牵引风机调整转速。

具体地,变频控制系统304根据上述控制信号控制牵引风机调整其转速。变频控制系统304首先利用变频控制器根据上述控制信号改变牵引风机电源频率,并将改变后的电源频率直接供应给牵引风机,使牵引风机改变转速,从而改变对牵引电机的冷却新风质量。

由此可见,本发明实施例提供的一种牵引风机转速控制系统,转速控制系统302可以根据温度测试系统301测得的牵引风机新风口处第一温度值与牵引电机出风口处第二温度值的差值,确定牵引风机的目标转速值,牵引控制单元303根据该转速值得到控制信号,变频控制系统304控制牵引风机调整当前转速。获取牵引风机新风口处冷却风的温度和该冷却风冷却电机后被电机加热的温度的差值,利用该差值调整牵引风机的转速,就可以实现针对牵引电机不同温度情况动态调整冷却风量,从而实现对牵引电机有效降温,保证机车运行的安全性。

本发明实施例提供了一种具体的牵引风机转速控制系统,本发明实施例提供的系统与上述实施例提供的一种牵引风机转速控制系统可以相互参照。

参见图4,本发明实施例提供的一种具体的牵引风机转速控制方法,具体包括:

温度测试系统301,用于获取牵引风机新风口处的第一温度值与牵引电机出风口处的第二温度值,并计算得到所述第一温度值与所述第二温度值的温度差值。

具体地,温度测试系统301首先确定牵引风机新风口处的第一温度值与牵引电机出风口处的第二温度值的温差。

获取模块401,用于获取所述牵引风机入风口处的环境温度。

具体的,获取模块401获取牵引风机入风口处的环境温度,由于牵引风机入风口处是将当前环境下的空气通入牵引风机,因此,牵引风机入风口处的温度就可以作为当前环境的温度。机车在不同的环境下,例如低温或高温环境,牵引风机入风口处的温度均会不同。

第一确定单元402,用于利用所述温度差值确定对应所述环境温度对应的目标流量值。

需要说明的是,不同的环境温度下,同样情况的牵引电机,所需要冷却风量却是不同的,例如,低温环境下,牵引电机通过环境的温度就会降低一部分温度,因此所需要的冷却风量就会相对较少;相反,高温环境下,牵引电机很难通过当前环境自动降温,因此所需要的冷却风量就会更多。

因此,在第一确定单元402确定对应上述温度差值的目标流量值时,还需要考虑当前的环境温度,确定对应当前环境温度的目标流量值。

第二确定单元402,用于利用流量与转速的曲线数据得到与所述目标流量值对应的目标转速值。

在确定目标流量值后,第二确定单元402利用流量和转速的曲线数据,确定对应该目标流量值的转速,作为牵引风机的目标转速值,以按照该目标转速值调整牵引风机的转速。

牵引控制单元303,用于利用所述目标转速值确定控制信号。

具体地,牵引控制单元303确定与所述目标转速值对应的目标电源频率值,并将该电源频率值作为控制信号。

变频控制系统304,用于利用所述控制信号控制所述牵引风机调整转速。

具体地,变频控制系统304根据上述控制信号控制牵引风机调整其转速。首先变频控制系统304利用变频控制器根据上述控制信号改变牵引风机电源频率,并将改变后的电源频率直接供应给牵引风机,使牵引风机改变转速,从而改变对牵引电机的冷却新风质量。

获取牵引风机新风口处冷却风的温度和该冷却风冷却电机后被电机加热的温度的差值,利用该差值调整牵引风机的转速,就可以实现针对牵引电机不同温度情况动态调整冷却风量,从而实现对牵引电机有效降温,保证机车运行的安全性。

由此可见,本发明实施例提供的一种具体的牵引风机转速控制系统,可以在针对牵引电机实际负载情况所需的冷却风量来动态调整牵引风机转速的同时,结合当前环境温度对牵引风机转速进行调整,从而使牵引风机所述提供的冷却风量值更合理,减少冷却风量过多导致资源浪费的情况,以及较大程度上避免了冷却风量过少导致牵引电机温度过高,造成机车无法正常运行的情况。

下面对本发明实施例提供的一种牵引风机转速控制装置进行介绍,下文描述的一种牵引风机转速控制装置与上述实施例可以相互参照。

本发明实施例提供的一种牵引风机转速控制装置,具体包括:

存储器,用于存储计算机程序;

处理器,用于执行所述计算机程序时实现如上述任一实施例所述牵引风机控制方法的步骤。

下面对本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质进行介绍,下文描述的一种计算机可读存储介质与上述实施例可以相互参照。

本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述牵引风机控制方法的步骤。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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