专利名称：多风机故障检测装置与系统的制作方法
技术领域：
本实用新型实施例涉及风机故障检测装置，尤其涉及一种多风机故障检测装置与系统。
背景技术：
电力电子设备中可能会有多种用于制冷、加热、水循环、油循环等的风机部件，其 在电力电子设备中发挥着重要的作用，其中，风机可以是以三相电源为动力源的三相风机， 也可以是以单相电源供电的单相风机。目前，电力电子设备的控制器或者不对风机的工作状态进行检测，或者通过独立 的模数转换(Analog to Digital ；简称为AD)通道采样每个风机的工作电流，根据实际工 作电流来检测每个风机的工作状态，以避免因风机故障导致的严重后果。在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术存在如下不足，采用第一种方 式一旦风机坏掉，控制器无法检测到故障，尤其当发生故障的风机是用于关键散热或者热 循环时，可能会导致电力电子设备发生更大范围的损坏，带来更严重的后果；而第二种方式 受控制器有限的AD通道的限制，当有更多的风机时便无法检测所有风机的工作状态，一种 解决方法是增加控制器上的AD通道，保证每个风机都有一个AD通道对其进行采样，以检测 其工作状态，这种方法可以检测多个风机的工作状态，但是由于AD采用芯片价格较贵，若 用来扩展AD通道，既增加设计费用，又增加设计时间，将会大大增加检测电路的成本。
实用新型内容本实用新型实施例提供一种多风机故障检测装置与系统，用以解决现有技术中因 控制器上AD通道不足无法对多个风机进行检测的问题，实现对多个风机工作状态的检测。本实用新型实施例提供一种多风机故障检测装置，包括第一检测电路，包括与多个风机的第一相线路连接的第一输入端和第一输出端， 所述第一检测电路用于检测所述多个风机的第一相工作电流，并将所检测的第一相工作电 流的和转换为第一小电流后，通过所述第一输出端输出；第一模数转换电路，与所述第一输出端连接，用于将所述第一输出端输出的第一 小电流转换为第一数字信号；第一比较电路，与所述第一模数转换电路的输出端连接，用于将所述第一数字信 号与第一预存电流进行比较，并输出比较结果，所述第一预存电流为所述多个风机的第一 相线路的理论工作电流之和；判断电路，与所述第一比较电路的输出端连接，用于根据所述第一比较电路的比 较结果判断所述多个风机的工作状态。本实用新型实施例还提供一种多风机故障检测系统，包括上述实施例提供的多风 机故障检测装置和多个风机；所述多个风机与所述多风机故障检测装置连接，所述多风机 故障检测装置，用于检测所述多个风机的工作电流的和，并对所检测到的工作电流的和进行比较处理，根据处理结果检测所述多个风机的工作状态。本实用新型实施例的多风机故障检测装置与系统，通过将检测电路检测的多个风机的工作电流之和，与预存的多个风机的理论电流之和相比较，通过比较结果判断多个风 机的工作状态，本实用新型的技术方案，利用多个风机的工作电流之和，通过一路AD通道 可以同时检测多个风机的工作状态，克服了现有技术中因控制器上AD通道不足无法对多 个风机进行检测的缺陷，实现了对多个风机工作状态的检测。
为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是 本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型实施例一提供的多风机故障检测装置的结构示意图；图2为本实用新型实施例二提供的多风机故障检测装置的结构示意图；图3为本实用新型实施例三提供的多风机故障检测装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施 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 本实用新型保护的范围。基于现有技术的缺陷，本实用新型技术方案用于实现对多个风机的工作状态的检 测，本实用新型技术方案并不对风机的个数进行限制，但为了便于说明本实用新型的技术 方，在本实用新型各个实施例中均以三个风机为例，本领域技术人员可以理解，该技术方案 对其他数量的风机进行检测时，其原理与以下实施例相同。其中，风机可为单相风机，也可 为多相风机；从供电电源的类型来分，风机可以是交流风机，也可以直流风机。单相风机只 有一相线路，对应于第一相线路；三相风机则有三相线路，分别对应于以下实施例中的第一 相线路、第二相线路和第三相线路。图1为本实用新型实施例一提供的多风机故障检测装置的结构示意图，如图1所 示，本实施例提供的多风机故障检测装置包括第一检测电路U、第一模数转换电路12、第 一比较电路13和判断电路14。具体的，第一检测电路11包括第一输入端和第一输出端，第一输入端与多个风机 的第一相线路连接，多个风机的第一相线路之间是一种并联关系。如图1所示，风机100的 第一相线路al、风机200的第一相线路a2和风机300的第一相线路a3并联于第一检测电 路11的输入端。第一检测电路用于检测多个风机的第一相工作电流，并将检测到的第一相 工作电流的和转换为第一小电流，通过第一输出端输出。由于风机供电电压为高电压，所以 对于后续的用于检测风机的工作状态的控制电路来说，风机的工作电流是一种大电流，为 了便于后面的控制电路对风机的工作状态进行检测，因此，需要将大电流转换为小电流，其中，本实施例中的控制电路包括第一模数转换电路12、第一比较电路13和判断电路14，其中要求第一小电流的大小在第一模数转换电路12要求的输入电流范围之内，在此需要说 明的是，本实施例及以下各实施例中的小电流是与风机的工作电流相对而言，且满足该电 流所在电路对电流大小的要求，其具体值视所在电路和所选用的器件而定。第一模数转换电路12，与第一检测电路11的第一输出端连接，第一模数转换电路 12用于对第一输出端输出的第一小电流进行模数转换，使第一小电流数字化，生成第一数 字信号，并将第一数字信号提供给第一比较电路13。其中，第一模数转换电路12可以是现 有模数转换器中的一路AD通道。第一比较电路13，与第一模数转换电路12的输出端连接，用于将第一模数转换电 路12输出的第一数字信号与第一预存电流进行比较，并输出比较结果，其中，第一预存电 流为对应于风机100的第一相线路al、风机200的第一相线路a2和风机300的第一相线路 a3的理论工作电流之和的小电流。判断电路14，与第一比较电路13的输出端连接，用于根据第一比较电路13的比较 结果对多个风机的工作状态进行检测。下面通过描述具体情况下本实施例的多风机故障检测装置的工作原理，来说明本 实用新型的技术方案(1)三个风机的型号都相同，即每个风机的理论工作电流相同，对应的工作电流也 相同；设每个风机的正常工作电流为I，近似等于每个风机的理论工作电流，第一预存电流 为II，例如以I对应的小电流为1A，Il为3A为例，则当第一检测电路11检测到的工作电流值为为31，经过第一模数转换电路12转换 后的第一数字信号的大小为3A，第一比较电路13中的第一预存电流的大小为为3A，其与第 一数字信号的大小相等，判断电路14根据该结果可判断三个风机的工作状态均正常；当第一检测电路11检测到的工作电流值为为21，经过第一模数转换电路12转换 后的第一数字信号的大小为为2A，第一比较电路13将第一数字信号与第一预存电流的值 Il进行比较，得出第一数字信号比第一预存电流小IA的比较结果，判断电路14根据该结果 可判断三个风机中有一个风机发生故障；当第一检测电路11检测到的工作电流值为I，经过第一模数转换电路12转换后的 第一数字信号的大小为1A，第一比较电路13将第一数字信号与第一预存电流的值Il进行 比较，得出第一数字信号比第一预存电流小2A的比较结果，判断电路14根据该结果可判断 三个风机中有两个风机发生故障；当有更多个风机时，依次类推，可以判断多个风机中是否存在风机发生故障，而且 还可以判断出有几个风机发生故障，以利于工作人员根据检测结果对电力电子设备进行维 护。(2)三个风机的型号均不同，即每个风机的理论工作电流各不相同，对应的工作电 流也不同；假设风机100的工作电流为111，风机200的工作电流为122，风机300的工作电 流为133 ；本实施例以111对应的小电流为0. 5A，122对应的小电流为1A，133对应的小电 流为2A，Il为3. 5A为例，则当第一检测电路11检测到的工作电流值为I11+I22+I33时，经过第一模数转换电路12转换后的第一数字信号的大小为3. 5A，第一比较电路13中的第一预存电流的大小为3. 5A，其与第一数字信号的大小相等，判断电路14根据该结果可判断三个风机的工作状态 均正常；当第一检测电路11检测到的工作电流值为122+133时，经过第一模数转换电路12 转换后的第一数字信号的大小为3A，第一比较电路13将第一数字信号与第一预存电流的 值Il进行比较，得出第一数字信号比第一预存电流小0. 5A的比较结果，判断电路14根据 该结果可判断三个风机中有一个风机发生故障，且可以判断出故障风机为风机100 ；同理， 当风机200或者风机300发生故障时，该检测装置同样可以检测到；当第一检测电路11检测到的工作电流值为111，经过第一模数转换电路12转换 后的第一数字信号的大小为0. 5A，第一比较电路13将第一数字信号与第一预存电流的值 Il进行比较，得出第一数字信号比第一预存电流小3A的比较结果，判断电路14根据该结果 可判断三个风机中有两个风机发生故障，且可以判断出故障风机为风机200和风机300;同 理，任何两个风机发生故障时，都可以被检测到；当有更多个风机时，依次类推，可以判断多个风机中是否存在风机发生故障；另 夕卜，当各个风机的电流指标差别适当时，在某些情况下甚至可以判断出故障的范围，可以提 高检测的准确性，缩小工作人员根据检测结果对电力电子设备进行维护的范围，提高对电 力电子设备的维护效率。由上所述可知，本实施例提供的多风机故障检测装置，可以实现对多个风机工作 状态的检测，并且由于以并联方式通过多个风机的工作电流之和进行检测，只需一个检测 电路和一个AD通道，节省了检测电路和AD通道，本实施例提供的技术方案，既不需要增加 AD检测通道，也无须放弃对风机工作状态的检测，克服了现有技术中因控制器上AD通道不 足而无法检测多个风机的工作状态的缺陷，实现了对多个风机工作状态的检测。具体的，若上述实施例中的风机为交流风机，则第一检测电路可以是互感器，也可 以是传感器，互感器或传感器的一次侧为第一检测电路的输入端，二次侧为第一检测电路 的输出端。若上述实施例中的风机为直流风机，则第一检测电路为传感器，传感器的一次侧 为第一检测电路的输入端，二次侧为第一检测电路的输出端。其中互感器或传感器用于将 高电压或大电流转换为小电压或小电流，例如采用电流互感器或电流传感器将一次侧的多 个风机的工作电流值和转换为二次侧的第一小电流。进一步，上述实施例中风机可以是单相风机也可以是三相风机，均适用本实施例 的技术方案。当风机为三相风机时，为了进一步提高检测的准确度，可以对三相风机的两个线 路进行检测。图2为本实用新型实施例二提供的多风机故障检测装置的结构示意图，如图2 所示，本实施例基于实施例一实现，与实施例一的区别在于，本实施例的多风机故障检测装 置还包括第二检测电路21、第二模数转换电路22、第二比较电路23。其中，风机100、风机 200和风机300分别还包括第二相线路bl、第二相线路b2和第二相线路b3，以及第三相线 路Cl、第三相线路c2和第三相线路c3。具体的，第二检测电路21包括第二输入端和第二输出端，第二检测电路21用于检 测多个风机的第二相工作电流，将所检测到的第二相工作电流的和转换为第二小电流，并 通过第二输出端输出给第二模数转换电路22;其中，要求第二小电流的大小在第二模数转换电路22要求的输入电流范围之内。如图2所示，风机100的第二相线路bl、风机200的第二相线路b2和风机300的第二相线路b3分别于第二检测电路21的第二输入端连接，第 二相线路bl、第二相线路b2和第二相线路b3之间是并联关系。第二模数转换电路22，与第二检测电路21的第二输出端连接，用于将第二输出端 输出的第二小电流转换为第二数字信号，具体的，第二模数转换电路22可以采用现有模数 转换器中的一路AD通道实现，且第二模数转换电路22与第一模数转换电路12可以是同一 模数转换器的两路AD通道；第二比较电路23，与第二模数转换电路22的输出端连接，用于将第二数字信号与 第二预存电流进行比较，并将比较结果输出给判断电路14，以供判断电路14根据第二比 较电路23的比较结果进一步判断三个风机的工作状态，其中，第二预存电流为对应于风机 100的第二相线路bl、风机200的第二相线路b2和风机300的第二相线路b3的理论工作 电流之和的小电流，其中该小电流的大小应与第二小电流相适应，以便于对第二数字信号 和第二预存电流进行比较。而第二预存电流可与第一预存电流相同。其中，若本实施例的风机为交流风机，则第二检测电路可以是互感器，也可以是传 感器，互感器或传感器的一次侧为第二检测电路的输入端，二次侧为第二检测电路的输出 端。若本实施例中的风机为直流风机，则第二检测电路为传感器，传感器的一次侧为第二检 测电路的输入端，二次侧为第二检测电路的输出端。具体的，本实施例提供的多风机故障检测装置的原理与实施例一相同，区别在于， 本实施例中对两相线路进行检测，但是每一相线路的检测原理均相同，故在此不再赘述，关 于第二相线路的检测原理请参照上述实施例。本实施例的技术方案，通过增加对一相线路的检测，可以使判决电路进一步去判 断风机的工作状态，避免因检测一相线路出现的误判，提高对多风机工作状态的检测准确 性。进一步还可以对三相风机的三相线路均进行检测，以进一步提高检测的准确性。 图3为本实用新型实施例三提供的多风机故障检测装置的结构示意图，如图3所示，本实施 例基于实施例二实现，区别在于，本实施例的多风机故障检测装置，还包括第三检测电路 31、第三模数转换电路32和第三比较电路33。第三检测电路31包括第三输入端和第三输出端，用于检测多个风机的第三相工 作电流，将所检测到的第三相工作电流的和转换为第三小电流，并通过第三输出端输出给 第三模数转换电路32 ；其中，要求第三小电流的大小在第三模数转换电路32要求的输入电 流范围之内。如图3所示，风机100的第三相线路Cl、风机200的第三相线路c2和风机300 的第三相线路c3分别与第三检测电路31的第三输入端连接，第三相线路Cl、第三相线路 c2和第三相线路c3之间是并联关系。第三模数转换电路32，与第三检测电路31的第三输出端连接，用于将第三输出端 输出的第三小电流转换为第三数字信号，具体的，第三模数转换电路32可以采用现有模数 转换器中的一路AD通道实现，且第三模数转换电路32与第一模数转换电路12、第二模数转 换电路22可以是同一模数转换器的三路AD通道；第三比较电路33，与第三模数转换电路32的输出端连接，用于将第三数字信号与 第三预存电流进行比较，并将比较结果输出给判断电路14，以供判断电路14根据第三比较电路33的比较结果进一步判断三个风机的工作状态，其中，第三预存电流为对应于风机100的第三相线路Cl、风机200的第三相线路C2、和风机300的第三相线路c3的理论工作 电流之和的小电流，该小电流的大小应与第三小电流相适应，以便于对第三数字信号和第 三预存电流进行比较。具体的，本实施例提供的多风机故障检测装置的原理与实施例一相同，区别在于， 本实施例中对三相线路进行检测，但是每一相线路的检测原理均相同，故在此不再赘述，关 于对第二相线路和第三相线路的检测原理请参照上述实施例。本实施例提供的技术方案，通过对三相线路的检测，提高了对多风机故障检测的 准确性。具体的，若本实施例中的风机为交流风机，则第三检测电路可以是互感器，也可以 是传感器，互感器或传感器的一次侧为第三检测电路的输入端，二次侧为第三检测电路的 输出端。若本实施例中的风机为直流风机，则第三检测电路为传感器，传感器的一次侧为第 三检测电路的输入端，二次侧为第三检测电路的输出端，例如采用电流互感器或电流传感 器将一次侧的多个风机的工作电流之和转换为二次侧的第三小电流。进一步，本实用新型技术方案还提供一种多风机故障检测系统，包括上述实施例 提供的多风机故障检测装置和多个风机，其中可以根据风机的类型选择相应的多风机故障 检测装置，以实现对多个风机工作状态的检测。在电力电子设备中还可能存在多个泵类部件，同样需要对多个泵类部件的工作状 态进行检测，本实用新型的技术方案不仅适用于对风机的工作状态进行检测，同样适用于 对泵类部件，例如油泵、水泵等进行工作状态的检测。本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过 程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序 在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括R0M、RAM、磁碟或者 光盘等各种可以存储程序代码的介质。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等 同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术 方案的精神和范围。
权利要求一种多风机故障检测装置，其特征在于，包括第一检测电路，包括与多个风机的第一相线路连接的第一输入端和第一输出端，所述第一检测电路用于检测所述多个风机的第一相工作电流的和，并将所检测的第一相工作电流的和转换为第一小电流后，通过所述第一输出端输出；第一模数转换电路，与所述第一输出端连接，用于将所述第一输出端输出的第一小电流转换为第一数字信号；第一比较电路，与所述第一模数转换电路的输出端连接，用于将所述第一数字信号与第一预存电流进行比较，并输出比较结果，所述第一预存电流为与所述多个风机的第一相线路的理论工作电流之和对应的小电流；判断电路，与所述第一比较电路的输出端连接，用于根据所述第一比较电路的比较结果判断所述多个风机的工作状态。
2.根据权利要求1所述的多风机故障检测装置，其特征在于，还包括第二检测电路，包括与所述多个风机的第二相线路连接的第二输入端和第二输出端， 所述第二检测电路用于检测所述多个风机的第二相工作电流，并将所检测到的第二相工作 电流的和转换为第二小电流后，通过所述第二输出端输出；第二模数转换电路，与所述第二输出端连接，用于将所述第二输出端输出的第二小电 流转换为第二数字信号；第二比较电路，与所述第二模数转换电路的输出端连接，用于将所述第二数字信号与 第二预存电流进行比较，并将比较结果输出给所述判断电路，以供所述判断电路根据所述 第二比较电路的比较结果进一步判断所述多个风机的工作状态，所述第二预存电流为与所 述多个风机的第二相线路的理论工作电流之和对应的小电流。
3.根据权利要求2所述的多风机故障检测装置，其特征在于，还包括第三检测电路，包括与所述多个风机的第三相线路连接的第三输入端和第三输出端， 所述第三检测电路用于检测所述多个风机的第三相工作电流，并将所检测到的第三相工作 电流的和转换为第三小电流后，通过所述第三输出端输出；第三模数转换电路，与所述第三输出端连接，用于将所述第三输出端输出的第三小电 流转换为第三数字信号；第三比较电路，与所述第三模数转换电路的输出端连接，用于将所述第三数字信号与 第三预存电流进行比较，并将比较结果输出给所述判断电路，以供所述判断电路根据所述 第三比较电路的比较结果进一步判断所述多个风机的工作状态，所述第三预存电流为与所 述多个风机的第三相线路的理论工作电流之和对应的小电流。
4.根据权利要求3所述的多风机故障检测装置，其特征在于， 所述多个风机为交流风机；所述第一检测电路为电流互感器或者电流传感器； 所述第二检测电路为电流互感器或者电流传感器； 所述第三检测电路为电流互感器或者电流传感器。
5.根据权利要求3所述的多风机故障检测装置，其特征在于， 所述多个风机为直流风机；所述第一检测电路为电流传感器；所述第二检测电路为电流传感器； 所述第三检测电路为电流传感器。
6. 一种多风机故障检测系统，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的多风机 故障检测装置和多个风机；所述多个风机与所述多风机故障检测装置连接，所述多风机故 障检测装置，用于检测所述多个风机的工作电流的和，并对所检测到的工作电流的和进行 比较处理，根据处理结果检测所述多个风机的工作状态。
专利摘要本实用新型提供一种多风机故障检测装置与系统，该装置包括第一检测电路，包括与多个风机的第一相线路连接的第一输入端和第一输出端，用于将检测的第一相工作电流的和转换为第一小电流后，通过第一输出端输出；第一模数转换电路，用于将第一输出端输出的第一小电流转换为第一数字信号；第一比较电路，用于将第一数字信号与第一预存电流进行比较，并输出比较结果，第一预存电流为与多个风机的第一相线路的理论工作电流之和对应的小电流；判断电路，用于根据比较结果判断多个风机的工作状态。本实用新型提供的多风机故障检测装置与系统，解决了现有技术中因控制器上AD通道不足无法对多个风机进行检测的问题，实现对多个风机工作状态的检测。
文档编号F04B51/00GK201574909SQ200920266840
公开日2010年9月8日 申请日期2009年11月9日 优先权日2009年11月9日
发明者刘丽, 姜涛, 姜磊, 戴碧君 申请人:中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心