进风滤网堵塞故障诊断方法和系统与流程

本发明属于滤网清洗诊断技术领域，具体涉及一种应用于轨道车辆变流器的进风滤网堵塞故障诊断方法和系统。

背景技术：

散热系统是轨道车辆变流器最重要的辅助系统之一，其稳定运行对电气设备的可靠性影响明显。因为轨道车辆的运营环境比较复杂，工况恶劣，运行过程中柳絮、羽毛、灰尘、煤渣、塑料垃圾等等都有可能被散热风机吸入变流器风道内，堵塞散热器流道、影响散热效果，为了保证变流器风道内清洁，需要在风道的进风口处增加过滤网，通过过滤网将所述的杂质进行过滤，避免杂质流入风道。

过滤网的设置保证了风道的清洁、也为维护提供了便利，但是滤网网孔同样容易堵塞、表现出故障、导致散热风量降低、引起超温报警，所以滤网的清洗非常重要。

目前存在的问题为，轨道车辆变流器滤网堵塞和清理的周期与车辆的使用率、运行环境、季节等都有关系，滤网的清理周期很难明确给定，清理过于频繁则成本高、使用不便利，清理不及时又会导致温度超标、车辆不能正常运行。

因此，需要一种过滤网堵塞故障诊断系统，准确的提醒滤网清洗。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种应用于轨道车辆变流器的进风滤网堵塞故障诊断方法和系统，能够确定滤网的清理周期，既降低清理频繁而造成的成本高，又避免清理不及时而影响车辆的转运。

为此，本发明提供了一种进风滤网堵塞故障诊断方法，包括以下步骤：

s1：采集滤网进风口一侧的风压信号；

s2：采集滤网出风口一侧的风压信号；

s3：将进风口风压信号和出风口风压信号进行比较，得到压差值；

s4：控制单元将压差值与预设的压力差阈值进行比较，得到比较结果；

s5：基于比较结果判断进风滤网是否堵塞。

在一个实施例中，所述步骤s1的进风口风压信号和步骤s2的出风口风压信号分别通过设置在滤网两侧的静压传感器采集。

在一个实施例中，所述步骤s3，又具体包括以下步骤：

s31：进风口风压信号通过压力导管传递给差压计；

s32：出风口风压信号通过另一压力导管传递给另一差压计；

s33：两个差压计分别将两个风压信号转化为电信号；

s34：控制单元将电信号进行比较，得到压差值。

在一个实施例中，所述步骤s4中压力差阈值的设定方法为：

s41：确定散热器散热的最小风量q；

s42：根据最小风量q确定系统的风量余量q：

s43：采集滤网未使用时初始状态下的进风口和出风口之间的初始压差值δp；

s44：根据初始压差值δp和风量余量q确定压力差阈值t。

在一个实施例中，所述步骤s42中，风量余量q与最小风量q的关系表达式为：q＝(1+0.2)q。

在一个实施例中，所述步骤s44中，压力差阈值t与初始压差值δp和风量余量q的关系表达式为：

在一个实施例中，所述步骤s4中的比较结果有两种：压差值小于压差值阈值，压差值等于或大于压差值阈值。

在一个实施例中，所述步骤s5中判断进风滤网是否堵塞的方法包括以下步骤：

s51：当比较结果小于压差值阈值时，控制单元不发出滤网堵塞信号；

s52：当比较结果等于或大于压差值阈值时，控制单元发出滤网堵塞信号。

在一个实施例中，所述步骤s5后还包括步骤s6，其中步骤s6中，控制单元将发出的滤网堵塞信号传递给报警系统，报警系统发出报警。

本发明还提供一种进风滤网堵塞故障诊断系统，采用上述任一项的进风滤网堵塞故障诊断方法。

与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)本发明的进风滤网堵塞故障诊断方法中的静压传感器、压力导管、差压计、控制系统组成的滤网堵塞故障诊断方法，可以监测滤网的堵塞情况，当堵塞影响到散热时，发出堵塞故障报警，提醒进行清理；可以实时监测、及时报警，解决了变流器滤网清理周期受使用率、运行环境、季节等众多因素的影响难以明确、导致滤网清理不及时引起的变流器超温保护的问题，或者是滤网清理过于频繁，增加维护工作量、提高维护成本的问题。(2)本发明压差值阈值的计算法中，将风量余量设计为在散热器最小风量的基础上增加最小风量的20％，并确定了初始压差值和风量余量关系表达式，最终确定压差值阈值。该压差值阈值使得压差值即便达到阈值，也与变热器散热的最小风量存在余量，因此在报警需要清洗或更换滤网的时间段内，保护散热器可以不受损伤。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1为本发明进风滤网堵塞故障诊断方法的流程图；

图2为本发明轨道车辆变流器的主视图；

图3为本发明轨道车辆变流器的右视图；

图4为图2中i处的放大图。

在附图中相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。借此对本发明如何应用技术手段解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不存在冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

本实施例中提到的“顶部”、“底部”等描述是按照通常的意义而定义的，比如，重力的方向是底部，相反的方向是顶部，仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，也当视为本发明可实施的范畴，实施例中所述的“第一”、“第二”同样是为了方便叙述而定义的。

本发明提供了一种进风滤网堵塞故障诊断方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：

s1：采集滤网1进风口一侧的风压信号；

s2：采集滤网1出风口一侧的风压信号；

s3：将进风口风压信号和出风口风压信号进行比较，得到压差值；

s4：控制单元将压差值与预设的压力差阈值进行比较，得到比较结果；

s5：基于比较结果判断进风滤网1是否堵塞。

进一步地，所述步骤s1的进风口风压信号和步骤s2的出风口风压信号分别通过设置在滤网1两侧的静压传感器采集。

进一步地，所述步骤s3，又具体包括以下步骤：

s31：进风口风压信号通过压力导管4传递给差压计5；

s32：出风口风压信号通过另一压力导管4传递给另一差压计5；

s33：两个差压计5分别将两个风压信号转化为电信号；

s34：控制单元将电信号进行比较，得到压差值。

其中，压差计与控制单元电连接，压差计将转化后的电信号传递给控制单元，控制单元将进风口风压信号和出风口风压信号进行减法运算，最终将两个风压信号转化成一个压差值。

进一步地，所述步骤s4中压力差阈值的设定方法为：

s41：确定散热器散热的最小风量q；

s42：根据最小风量q确定系统的风量余量q：

s43：采集滤网未使用时初始状态下的进风口和出风口之间的初始压差值δp；即最开始使用时，滤网进风口和出风口之间的初始压差值。

s44：根据初始压差值δp和风量余量q确定压力差阈值t。

进一步地，所述步骤s42中，风量余量q与最小风量q的关系表达式为：q＝(1+0.2)q。

进一步地，所述步骤s44中，压力差阈值t与初始压差值δp和风量余量q的关系表达式为：

具体地，t＝0.694δp。

进一步地，所述步骤s4中的比较结果有两种：压差值小于压差值阈值，压差值等于或大于压差值阈值。

进一步地，所述步骤s5中判断进风滤网是否堵塞的方法包括以下步骤：

s51：当比较结果小于压差值阈值时，控制单元不发出滤网堵塞信号；

s52：当比较结果等于或大于压差值阈值时，控制单元发出滤网堵塞信号。

在一个实施例中，所述步骤s5后还包括步骤s6，其中步骤s6中，控制单元将发出的滤网堵塞信号传递给报警系统，报警系统发出报警。

本发明还提供一种进风滤网堵塞故障诊断系统，采用上述任一项的进风滤网堵塞故障诊断方法。在本发明中，进风滤网堵塞故障系统主要应用于轨道车辆领域内的变流器上，即散热器为变流器，如图2和图3所示，变流器包括位于柜体内部的风机驱动电机6，风机驱动电机6的两侧各设有一个风机涡轮7，风机驱动电机6通电后旋转并带动两侧的风机涡轮7旋转，风机涡轮7的旋转使柜体外部的冷空气由柜体的两侧进入柜体的内部。置换后的空气由柜体的底部排出。

进一步地，变流器的两侧设有换热器2和滤网1，具体地，在风机涡轮7的两侧各设有一个换热器2和滤网1，其中，滤网1位于最外层，换热器2位于风机涡轮7和滤网1之间。图3显示了变流器柜体的气流方向，柜外的冷空气在风机驱动电机6带动风机涡轮7转动的作用下，从柜外两侧吸入，经过滤网1、换热器2后，进入风机进风口，经过风机的作用，将换热后的空气由柜体的底部排出。

需要说明的是，本发明提及了滤网1置于变流器两侧的情况，置换后的空气由变流器柜体的底部排出，在其他实施例中，滤网1也可设置在变流器柜体的顶部及其他位置，不影响本发明的适用性。

进一步地，如图4所示，每一侧滤网1的进风口和出风口处均设置有静压传感器，分别为：第一静压传感器31和第二静压传感器32；进一步地，第一静压传感器31和第二静压传感器32分别通过一根压力导管4共同连接一个差压计5(如图2和图3所示)，同理，另一侧滤网1的进风口和出风口各设一个静压传感器，两个静压传感器分别通过一根压力导管4共同连接一个差压计5。

与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)本发明的进风滤网堵塞故障诊断方法中的静压传感器、压力导管4、差压计5、控制系统组成的滤网堵塞故障诊断方法，可以监测滤网的堵塞情况，当堵塞影响到散热时，发出堵塞故障报警，提醒进行清理；可以实时监测、及时报警，解决了变流器滤网清理周期受使用率、运行环境、季节等众多因素的影响难以明确、导致滤网1清理不及时引起的变流器超温保护的问题，或者是滤网1清理过于频繁，增加维护工作量、提高维护成本的问题。(2)本发明压差值阈值的计算法中，将风量余量设计为在散热器最小风量的基础上增加最小风量的20％，并确定了初始压差值和风量余量关系表达式，最终确定压差值阈值。该压差值阈值使得压差值即便达到阈值，也与变热器散热的最小风量存在余量，因此在报警需要清洗或更换滤网1的时间段内，保护散热器可以不受损伤。

虽然已经参考如上优选实施例对本发明进行了描述，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。