一种机车辅助变流器散热风扇自动控制系统

1.本实用新型涉及铁路机车辅助变流器技术领域，具体为一种机车辅助变流器散热风扇自动控制系统。


背景技术：

2.目前，我国铁路机车技术的不断发展,随着列车的高速化，车辆内部设施日益增多、用电负荷剧增，辅助变流器的容量及功率密度相应增加，变流器的散热设计的要求也相应提高。变流器作为列车牵引系统的一部分，具有器件多，结构复杂，发热功率大等特点，其中igbt、变压器等器件具有较高的发热密度，如果这些热量得不到及时有效的散发，将会导致电气元件温度升高。温度对功率半导体可靠性的影响很大，如果电力电子装置温度太高会使对温度敏感的半导体结的失效。电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10%。据统计，有55%电子设备的失效是温度超过规定值引起的，电子设备的失效率随着温度的升高呈指数增长。电子设备一旦失效，会导致高速运行的机车停车，出现延误甚至更严重的事故。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种机车辅助变流器散热风扇自动控制系统。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种机车辅助变流器散热风扇自动控制系统，包括温度采集模块、处理器、报警模块和风扇驱动模块，温度采集模块将采集到温度模拟信号转化为电信号后传输给处理器的输入端，所述处理器的输出端连接有风扇驱动模块和报警模块；
5.所述温度采集模块包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器，所述第一温度传感器用于监测变流器的滤波电容温度，第二温度传感器用于监测变流器的控制箱、逆变模块、整流模块以及变流器内部空间温度，第三温度传感器用于监测变流器充电电阻温度，第四温度传感器用于监测变流器快熔模块温度；
6.所述风扇驱动模块连接有控制箱风扇和风机风扇，所述控制箱风扇用于对控制箱设备进行降温，所述风机风扇用于对变流器进行降温，所述报警模块包括显示屏和蜂鸣器。
7.进一步的方案是，还包括与所述处理器通过无线通信模块进行连接的车载服务器，所述车载服务器通过有线传输方式与司机室显示屏相连接。
8.进一步的方案是，还包括与所述车载服务器通过无线传输方式进行连接的车站服务器，所述车站服务器通过有线传输方式与监控中心相连接。
9.进一步的方案是，所述处理器为采用stm32系列的单片机。
10.进一步的方案是，所述第一温度传感器为贴片式温度传感器，第二温度传感器为磁性温度传感器，第三温度传感器为卡环式温度传感器，第四传感器为红外温度传感器。
11.进一步的方案是，所述车载服务器通过移动5g网络与车站服务器相连接。
12.进一步的方案是，所述显示屏用于显示温度采集模块监测到的变流器温度异常的
元器件名称及温度值，所述蜂鸣器用于在变流器元器件出现温度异常情况时发出报警信号。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种机车辅助变流器散热风扇自动控制系统，通过多种温度传感器实时监测辅助变流器内部重要元器件的温度以及环境温度，实现自动报警、自动控制散热风扇进行平衡散热，防止部分元器件因温度过高发生故障，降低了列车运行风险。
附图说明
14.图1是本实用新型一种机车辅助变流器散热风扇自动控制系统的原理框图。
具体实施方式
15.以下结合附图1对本实用新型作进一步详细说明。
16.如图1所示，本实施例提供了一种机车辅助变流器散热风扇自动控制系统，包括温度采集模块、处理器、报警模块、风扇驱动模块、无线通信模块、车载服务器、司机室显示屏、车站服务器、监控中心，处理器为采用stm32系列的单片机。
17.具体地，所述温度采集模块包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器，第一温度传感器为贴片式温度传感器，第二温度传感器为磁性温度传感器，第三温度传感器为卡环式温度传感器，第四温度传感器为红外温度传感器。贴片式温度传感器用于监测变流器滤波电容温度，磁性温度传感器用于监测变流器控制箱、逆变模块、整流模块以及变流器内部空间的温度，卡环式温度传感器用于监测变流器充电电阻温度，红外温度传感器用于监测变流器快熔模块温度。其中滤波电容、逆变模块、整流模块、充电电阻和快熔模块均为变流器的元器件，滤波电容用于将稳定的直流电压供给位于后段的逆变器，控制箱用于对变流器的各个元器件进行控制，逆变模块用于将直流电变换成为恒频恒压的三相交流电，整流模块用于将ac400v电压变换为dc100v的电压，充电电阻用于对滤波电容进行预充电，快熔模块用于对主电路的过载保护。
18.进一步地，温度采集模块将采集到的温度模拟信号，经过处理后转化为电信号反馈给处理器。处理器的输出端电连接风扇驱动模块和报警模块，所述风扇驱动模块为基于sm7095-12芯片的控制主板。
19.处理器接收温度采集模块传输过来的温度电信号，与处理器内设置的报警临界值相比较，判断温度是否超过报警临界值，并根据不同的温度值发送不同的驱动信号给风扇驱动模块。
20.进一步地，所述风扇驱动模块连接有控制箱风扇和风机风扇，风扇驱动模块控制风机风扇和控制箱风扇的开关和转速，实现变流器的元器件达到平衡散热的效果，控制箱风扇主要针对控制箱进行降温，风机风扇针对变流器整体进行降温处理。
21.进一步地，报警模块包括蜂鸣器和显示屏，所述蜂鸣器和显示屏均安装在辅助变流器的外侧门上。
22.根据处理器接受到的温度信号与处理器的报警临界值相比较，如果超过报警临界值，显示屏显示温度采集模块监测到的变流器温度异常的元器件名称及温度值，所述蜂鸣器在变流器元器件出现温度异常情况时发出报警信号。
23.进一步地，所述处理器的输出端通过无线通信模块与车载服务器相连接，无线通信模块采用jzx2300射频模块进行无线通信。
24.进一步地，所述车载服务器将温度信息以有线传输的形式实时传输给司机室显示屏，同时通过移动5g网络将温度信息传送给车站服务器。
25.进一步地，所述车站服务器将温度信息以有线传输的形式实时传输给监控中心，监控中心可实时查看辅助变流器温度信息，便于监控中心及时下达检修任务。
26.本实用新型提供一种机车辅助变流器散热风扇自动控制系统，通过多种温度传感器实时监测辅助变流器内部重要元器件的温度以及环境温度，实现自动报警、自动控制散热风扇进行平衡散热，防止部分元器件因温度过高发生故障，降低了列车运行风险。
27.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化修改替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种机车辅助变流器散热风扇自动控制系统，其特征在于：包括温度采集模块、处理器、报警模块和风扇驱动模块，温度采集模块将采集到温度模拟信号转化为电信号后传输给处理器的输入端，所述处理器的输出端连接有风扇驱动模块和报警模块；所述温度采集模块包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器，所述第一温度传感器用于监测变流器的滤波电容温度，第二温度传感器用于监测变流器的控制箱、逆变模块、整流模块以及变流器内部空间温度，第三温度传感器用于监测变流器充电电阻温度，第四温度传感器用于监测变流器快熔模块温度；所述风扇驱动模块连接有控制箱风扇和风机风扇，所述控制箱风扇用于对控制箱进行降温，所述风机风扇用于对变流器进行降温，所述报警模块包括显示屏和蜂鸣器。2.根据权利要求1所述的一种机车辅助变流器散热风扇自动控制系统，其特征在于，还包括：与所述处理器通过无线通信模块进行连接的车载服务器，所述车载服务器通过有线传输方式与司机室显示屏相连接。3.根据权利要求2所述的一种机车辅助变流器散热风扇自动控制系统，其特征在于，还包括：与所述车载服务器通过无线传输方式进行连接的车站服务器，所述车站服务器通过有线传输方式与监控中心相连接。4.根据权利要求1所述的一种机车辅助变流器散热风扇自动控制系统，其特征在于：所述处理器为采用stm32系列的单片机。5.根据权利要求1所述的一种机车辅助变流器散热风扇自动控制系统，其特征在于：所述第一温度传感器为贴片式温度传感器，第二温度传感器为磁性温度传感器，第三温度传感器为卡环式温度传感器，第四传感器为红外温度传感器。6.根据权利要求3所述的一种机车辅助变流器散热风扇自动控制系统，其特征在于：所述车载服务器通过移动5g网络与车站服务器相连接。7.根据权利要求1所述的一种机车辅助变流器散热风扇自动控制系统，其特征在于：所述显示屏用于显示温度采集模块监测到的变流器温度异常的元器件名称及温度值，所述蜂鸣器用于在变流器元器件出现温度异常情况时发出报警信号。

技术总结
本实用新型公开了一种机车辅助变流器散热风扇自动控制系统，主要包括温度采集模块、处理器、报警模块、风扇驱动模块、无线通信模块、车载服务器、司机室显示屏、车站服务器、监控中心，温度采集模块包括多种温度传感器，温度传感器用于实时监测机车辅助变流器元器件的温度。本实用新型通过多种温度传感器实时监测辅助变流器内部重要元器件的温度以及环境温度，并通过报警模块自动报警以及控制风扇驱动模块进行平衡散热，防止部分元器件因温度过高发生故障，降低了列车运行风险。降低了列车运行风险。降低了列车运行风险。


技术研发人员：许期英 肖乾 高雪山 李卓航 黄敏 程玉琦 崔正淳 史开志
受保护的技术使用者：华东交通大学
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2022/5/6