一种大型电机风冷智能控制系统的制作方法

本实用新型涉及工业冷却技术领域，具体涉及一种大型电机风冷智能控制系统。

背景技术：

现有的各类型交流传动动车组、机车和城轨车辆等，需要进行牵引系统联调试验，牵引变流器、牵引电机以及控制装置的性能试验和研究性试验的配套风量控制系统。

但是目前无论是电机冷却监控控制，还是在风机的试验调试阶段。都存在这样的问题：一方面操作人员不能移动风管的位置，另一方面是风冷系统的可靠性低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高效率和可靠性高的大型电机风冷智能控制系统。

为了克服上述现有技术中的缺陷本实用新型采用如下技术方案：

一种大型电机风冷智能控制系统，包括主控制电路(1)，与主控制电路(1)连接的变频电路(2)、若干电动阀门(3)和感应器(4)，以及电机电路(5)；所述主控制电路(1)上设有无线遥控电路(1a)和控制风机电路(1b)，无线遥控电路(1a)和控制风机电路(1b)分别连接到变频电路(2)上；所述感应器(4)包括风压传感器(4a)和风量传感器(4b)；所述电机电路(5)包括若干伸缩电机和若干旋转电机，若干伸缩电机和若干旋转电机通过行程开关se和交流接触器km与无线遥控电路(1a)连接；所述若干电动阀门(3)通过中间继电器ka与主控制电路(1)连接。

进一步地，所述无线遥控电路(1a)使用通信终端f21-e作为电路通讯载体。

进一步地，所述变频电路(2)中还设有rtd扩展模块和ai_ao扩展模块。

进一步地，所述变频电路(2)设有四台abb系列55kw变频器。

进一步地，所述电机电路(5)中设有伸缩电机4台和旋转电机4台，且采用普通异步电机正反转控制，行程开关se位于伸缩电机和旋转电机的行程内。

进一步地，所述变频电路(2)上还设有浪涌保护器u1和离心风机散热风扇m，浪涌保护器u1通过断路器qf3连接到变频电路(2)上，离心风机散热风扇m通过交流接触器和断路器qf6连接到变频电路(2)上。

进一步地，所述主控制电路(1)通过以太网与上位机(1c)连接。

本实用新型提供的大型电机风冷智能控制系统设计科学合理未改造前：操作人员不能移动风管的位置，使操作人员必须将电机放到指定的位置，造成人工的成本上升，生产效率的下降。改造后：操作人员使用遥控器，控制风管移动到被试电机的上方，现场只需1名操作工，即可完成与被试电机的组装对接，时间上比原来节省了60％。

附图说明

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是本实用新型一种大型电机风冷智能控制系统实施例示意图；

图2是大型电机风冷智能控制系统的主控制电路后视示意图；

图3是大型电机风冷智能控制系统的电机电路中其中一组伸缩电机控制示意图；

图4是大型电机风冷智能控制系统的主控制电路正视示意图；

图5是大型电机风冷智能控制系统的主控制电路的di扩展模块示意图；

图6是大型电机风冷智能控制系统的有线通讯模板示意图；

图7是大型电机风冷智能控制系统的变频器示意图；

图8是大型电机风冷智能控制系统的变频电路控制示意图；

图9是大型电机风冷智能控制系统的变频电路ai_ao扩展模块示意图；

图10是大型电机风冷智能控制系统的变频器主电路示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此以本实用新型的示意性实施例及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1至图10所示，一种大型电机风冷智能控制系统，包括主控制电路1，与主控制电路1连接的变频电路2、若干电动阀门3和感应器4，以及电机电路5；所述主控制电路1上设有无线遥控电路1a和控制风机电路1b，无线遥控电路1a和控制风机电路1b分别连接到变频电路2上；所述感应器4包括风压传感器4a和风量传感器4b；所述电机电路5包括若干伸缩电机和若干旋转电机，若干伸缩电机和若干旋转电机通过行程开关se和交流接触器km与无线遥控电路1a连接；所述若干电动阀门3通过中间继电器ka与主控制电路1连接。

具体地，所述电机电路5中设有伸缩电机4台和旋转电机4台，且采用普通异步电机正反转控制，行程开关se位于伸缩电机和旋转电机的行程内

准确说地，为了方便把电路布局到控制电柜中，主控制电路1和变频电路2分为前后布置，在附图中会显示正视和后视字眼的视图。对其中一个电机电路5进行详细描述，主控制电路1的三相电首先经过-km1/3.3e,然后断路器qf1、断路器qf2分别连接到-km1/3.3e上，断路器qf1通过-km1/3.4e和-km2/3.5e与伸缩电机连接，其中-km2/3.5e并联到-km1/3.4e两端；断路器qf2通过通过-km3/3.5e和-km4/3.6e与旋转电机连接，其他的伸缩电机和旋转电机控制原理也是一样的。主控电路1通过断路器-qfa1与变频电路2连接，主控电路1还设有机柜的散热风机电路(如图2)；在正视的主控制电路1上还设有交换机连接线路、人机界面线路和大气压变送器等，具体如图4所示。

具体地，所述无线遥控电路1a使用通信终端f21-e作为电路通讯载体。

具体地，所述变频电路2中还设有rtd扩展模块和ai_ao扩展模块，其中rtd扩展模块型号为西门子6es7231-5pf32-0xb0，监控系统中风机的温度如绕组、轴承等；所述主控电路1也设有ai扩展模块和di扩展模块(如图5所示)，ai扩展模块与感应器连接，主控电路1的ai扩展模块型号为西门子6es7231-4hf32-0xb0。

具体地，所述变频电路2设有四台abb系列55kw变频器(控制器6es7214-1hg40-0xb0cpu1214cdc/dc/rlys7-1200)，其型号为acs550-01-125a-4，具体为图7所示。

具体地，所述变频电路2上还设有浪涌保护器u1和离心风机散热风扇m，浪涌保护器u1通过断路器qf3连接到变频电路2上，离心风机散热风扇m通过交流接触器和断路器qf6连接到变频电路2上，具体如图10所示。

具体地，所述主控制电路1通过以太网与上位机1c连接。

综上所述，主控制电路1(正视)主要是对电磁阀、风阀、风量传感器和风压传感器的控制；主控制电路1(后视)主要是对压缩电机、旋转电机的控制，还有就是接收无线遥控电路1a指令控制压缩电机、旋转电机。变频电路2主要对离心风机的监控。

电气柜分为两部分组成。1：控制柜(ac220v)，2：变频柜(ac380v)。

所有传感器电缆进入控制柜，通过西门子s7协议通讯与变频柜进行通讯连接，采用有线通讯rs485通讯模板实现，如图6所示。变频柜内均为大功率控制对象，内有四台abb系列55kw变频器。伸缩旋转电机共8台，采用普通异步电机正反转控制。

控制柜：控制柜总电源为ac220v。使用西门子1200系列plc作为控制器，控制柜与变频柜之间采用西门子s7协议进行数据传输，控制柜plc作为服务器与上位机采用西门子s7协议通讯方式连接。门板设有10寸触摸屏，集中显示当前风道的温度、压力、风量、当前风道台位、离心风机当前的频率转速、室内大气压力和各外部位置传感器的信号。操作员配备四台工业遥控器，通过按钮控制伸缩、旋转电机的运动。伸缩旋转机构机械设计中均有行程限位开关，当到达极限行程时触发传感器，保护设备在安全的范围运动。

变频柜：总功率约为220kw，柜内使用西门子1200系列控制器，通过西门子s7协议与控制柜进行数据交互，控制柜内的cpu通过检测风道内当前的风量传感器反馈的数据，进行对离心风机变频器的pid控制，自动调节出风量。控制柜常用操作按钮与指示灯，分别为：急停按钮、系统电源指示灯、故障指示灯等。

变频器柜配常用操作按钮与指示灯，分别为：四台变频器中文操作面板、故障指示灯、手动自动旋钮、启动按钮、停止按钮等。

主要原理：

使用接触器、继电器、隔离保护模块、保护模块等元器件进行配合使用，达到对离心风机的精确控制的目的。

操作员使用遥控器进行远程控制，控制柜内的遥控接收器进行接收，将接收后的信号进行内部处理并驱动接触器工作，接触器将主电源接通驱动指定的电机运行。操作人员在控制柜上的按钮处，按下启动按钮，控制柜内的继电器接通，向变频器发出启动的命令，变频器将开启，开启的同时柜内的散热风扇与电机的散热风扇同时打开，对控制柜与电机进行散热；当存在人员在控制柜按下停止按钮时，继电器断开，变频器停止；控制柜散热风扇与电机散热风扇120秒后停止；当操作人员打开柜门时，控制柜的照明自动打开。

工作过程描述，上位机1c通过以太网发送控制命令给控制柜的主控制电路1(正视)，控制柜主控制电路1(正视)负责变频电路2(正视)与变频电路2(后视)的集中管理任务。举例：操作员在上位机1c处发送启动命令后，变频电路2(正视)、变频电路2(后视)内的变频器将打开，同时电磁阀(10、11、12、13)打开，打开后，风阀(31、32、33、34)将开启，风量将送到出风口处，在出风口设有风量传感器(14、15、16、17)风压传感器(18、19、20、21)进行实时监测风量与风压的参数，反馈至主控制电路1(正视)，主控制电路1(正视)进行比较输出，即对设定风量与反馈风量的差值进行计算，并根据计算出的差值比例控制变频电路2(正视)、变频电路2(后视)的输出强度，若当前反馈值与设定值一致，将停止输出，若反馈值小于设定值，将加大输出强度。

主控制电路1(后视)为遥控器控制，通过点按工业遥控器上的按钮可以直接驱动伸缩电机(22、23、24、25)与旋转电机(26、27、28、29)进行正反转动作。由于现场设备在运行时，会发出大量的电磁干扰，需要对传感器的信号进行屏蔽处理，为了预防运行中出现系统不稳定的现象，系统所有的传感器通道均使用隔离滤波模块，对信号进行处理；具体的伸缩电机(22、23、24、25)与旋转电机(26、27、28、29)结构，可以参考申请号为201921963663.8一种机车电机风冷系统伸缩旋转装置。

本系统使用的是pid软控制器来对风机进行控制，用户可根据每台风系统的特性，人为调节。手动模式与自动模式是针对于风量调节模式而言的，当设定到自动模式时,启动变频器后，变频器会自动根据反馈的风量与设定的风量进行差值计算，进行pid控制。手动模式为，手动设定频率值，为定速运行，手动启动变频器时风阀会自动打开。

参数说明，当触摸屏使用出现漂移时，用户可以使用触摸屏校正，从而提供触摸屏的触摸精度。蜂鸣器为触摸屏按键声音，用户可选择有声与无声。触摸屏重启即重新启动触摸屏，下侧为各控制器的ip地址。显示系统所有输入输出的状态，可供用户检查外围线路是否正确。

本实用新型的技术方案可以使“交流传动系统试验台”正常工作，保证运行的机车电机与“风冷系统”实现可靠连接，把电子的工作热量散发出去，优化散热与通风方案，进行合理的系统计算，实现设备的高效散热，设计可靠的自动控制逻辑对于提高试验台的运行可靠性的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。