一种风机调速电路、方法、系统及其应用技术方案

本发明专利技术公开了一种风机调速电路、方法、系统及其应用，风机调速电路与EC风机相连，控制EC风机进行运行调速，风机调速电路进一步包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和控制箱。EC风机包括转速设定端、第一电源端和接地端。第一电阻和第二电阻串联在EC风机的转速设定端与第一电源端之间。第三电阻连接在EC风机的转速设定端与接地端之间，控制箱连接在第一电阻的两端。本发明专利技术能够解决轨道交通车辆进站时，风机噪音过大，造成能源浪费，同时电路复杂、成本高昂、可靠性不高、调速不灵活的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种风机调速电路、方法、系统及其应用
本专利技术涉及电子电气
，尤其是涉及一种应用于城市轨道交通轨道交通车辆牵引系统散热的风机调速电路、方法、系统及其应用。
技术介绍
目前我国正处于轨道交通建设的繁荣时期，中国已经成为世界最大的城市轨道交通市场。随着经济社会的发展，轨道交通面临巨大的运输需求。目前中国已经开通城市轨道交通的有北京、上海、天津、广州、长春、大连、深圳、武汉、南京、重庆、沈阳、杭州、无锡、宁波、长沙、南昌等城市。中国现有35个城市在建设轨道交通线路，建设线路82条22段，建设里程总计达2016公里，建设车站1388座，已批准的项目将进入规模建设阶段，轨道投资规模有望达到2800～2900亿元。随着我国国民经济的快速发展，城市轨道交通需求剧增，轨道交通得到了快速的发展。同时，国内城市轨道交通行业对其牵引系统的噪音控制越来越严格。目前，城市轨道牵引系统采用风机散热的方式很普遍，为之而来的噪音问题也越来越受到人们的关注。要降低系统产生的噪音，一方面在于风道设计及降噪材料的合理运用，另一方面是从噪音产生的源头上解决噪音问题。现阶段国内的轨道交通牵引系统强迫风冷有两种方式：一种方式是直接采用AC风机不调速进行散热。这种方式在实际运用过程中，会造成噪音过大的问题，而且在轨道交通车辆停止后，风机依然处于高速运转，一方面对风机本身是一种损耗，另一方面也造成了一定的电能浪费。另外一种方式是通过继电器使风机进行星型-三角型转换，此方式可以将风机转速固定在两个点上。在现有技术当中，目前应用较为普遍的方式是如附图1所示的方式。该方式利用AC风机进行散热，对AC风机进行星型-三角型转换的方式进行调速，这种方式需要在外围增加继电器。但是，继电器的动作次数有限，而且若控制不好或者继电器误动作都很容易造成风机烧损。如附图1所示，该电路需要增加3个继电器，而且必须具备互锁功能，才能保证风机不被烧损。从此可以看出，此电路的成本较高。另外，采用星型-三角型转换调速，风机只能在固定的两个点上运行，若降功降速后风量太小，会导致发热设备散热不好，故障等情况发生，如果降功降速后风量太大，噪音问题还是未得到有效的解决。同时，在运行可靠性方面，继电器的动作次数有限，不能频繁应对轨道交通车辆的启停。利用继电器切换来实现星型-三角型转换，电路较复杂，控制难度较大。如果继电器自身出现误动作一样会造成风机烧损。EC（ElectricalCommutation）风机是一种近年来新出现的内置智能控制模块的直流无刷式免维护型风机。EC风机自带RS485输出接口、0-10V传感器输出接口、4-20mA调速开关输出接口、报警装置输出接口及主从信号输出接口。如附图2所示，为EC风机的电气接口结构示意图。EC风机一般包括8个常用电气接口，分别为：1、10V端：第一电压供给端，用于供给10V电压；2、GND端：接地端；3、E1端：用于设定转速的模拟输入端；4、D1端：用于释放设备开/关的数字输入端；5、24V端：第二电压供给端，用于供给24V电压；6、PE端：接地端；7、N端：零线端；8、L1端：火线端。EC风机虽然具有高智能、高节能、高效率、寿命长、振动小、噪声低以及可连续不间断工作等多种优点，但是至今没有应用在轨道交通领域。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种风机调速电路、方法、系统及其应用，能够解决轨道交通车辆进站时，风机噪音过大，造成能源浪费，同时电路复杂、成本高昂、可靠性不高、调速不灵活的技术问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术具体提供了一种风机调速电路的技术实现方案，一种风机调速电路，所述风机调速电路与EC风机相连，控制所述EC风机进行运行调速。所述风机调速电路进一步包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和控制箱。所述EC风机包括转速设定端、第一电源端和接地端，所述第一电阻和第二电阻串联在所述EC风机的转速设定端与第一电源端之间。所述第三电阻连接在所述EC风机的转速设定端与接地端之间，所述控制箱连接在所述第一电阻的两端。优选的，所述控制箱进一步包括开关管，所述开关管除控制极外的另两个电极连接在所述第一电阻的两端，通过控制极控制所述开关管的通断，从而实现所述EC风机转速的调节。优选的，所述开关管进一步采用MOS管。优选的，当所述EC风机启动时，所述开关管处于常闭状态，电流流经所述开关管、所述第二电阻至所述EC风机的转速设定端，此时所述风机调速系统通过电阻分压方式，将低于所述第一电源端的电压输入至所述转速设定端，所述EC风机的转速降低至R3/（R2+R3）倍的最大转速。当所述轨道交通车辆制动进站时，通过所述控制箱控制所述开关管断开，电流依次流经所述第一电阻、所述第二电阻至所述EC风机的转速设定端，所述EC风机的转速降低至R3/（R1+R2+R3）倍的最大转速。本专利技术还另外具体提供了一种风机调速系统的技术实现方案，一种风机调速系统，包括：如上所述的风机调速电路，以及与所述风机调速电路相连的EC风机、接触器。所述风机调速电路与所述EC风机的转速设定端、第一电源端、接地端相连。所述EC风机还包括设备开关端和第二电源端，所述接触器连接在所述EC风机的设备开关端与第二电源端之间。优选的，所述风机调速系统安装在轨道交通车辆的牵引系统内，当所述轨道交通车辆启动时，所述EC风机为所述牵引系统提供正常风速；当所述轨道交通车辆制动进站时，所述EC风机为所述牵引系统提供低于所述正常风速的设定风速。优选的，所述风机调速系统安装在所述轨道交通车辆牵引系统的牵引逆变器内。优选的，所述EC风机进一步包括U1接口、V1接口和W1接口。当所述EC风机启动时，所述EC风机的U1接口、V1接口和W1接口输入交流电源，所述接触器闭合，并通过调节所述EC风机的转速设定端的电压调节所述EC风机的转速。优选的，当所述EC风机启动时，所述开关管处于常闭状态，电流流经所述开关管、所述第二电阻至所述EC风机的转速设定端，此时所述风机调速系统通过电阻分压方式，将低于所述第一电源端的电压输入至所述转速设定端，所述EC风机的转速降低至R3/（R2+R3）倍的最大转速。优选的，当所述轨道交通车辆制动进站时，通过所述控制箱控制所述开关管断开，电流依次流经所述第一电阻、所述第二电阻至所述EC风机的转速设定端，所述EC风机的转速降低至R3/（R1+R2+R3）倍的最大转速。本专利技术还另外具体提供了一种利用上述系统实现风机调速的方法的技术实现方案，包括以下步骤：S101：将第一电阻和第二电阻串联在EC风机的转速设定端与第一电源端之间；S102：将第三电阻连接在所述EC风机的转速设定端与接地端之间；S103：将开关管连接在所述第一电阻的两端；S104：将接触器连接在EC风机的设备开关端与第二电源端之间。优选的，所述风机调速方法进一步包括以下步骤：S105：当所述EC风机启动时，所述EC风机的交流输入接口输入交流电源，所述接触器闭合，并通过调节所述EC风机的转速设定端的电压调节所述EC风机的转速。优选的，所述风机调速方法进一步包括以下步骤：S106：当所述EC风机启动时，所述开关管处于常闭状态，电流流经所述开关管、第二电阻至所述EC风机的转速设定端，此时风机调速系统通过电阻分压方式将低于所述第一电源端的电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风机调速电路，其特征在于，所述风机调速电路（2）与EC风机（1）相连，控制所述EC风机（1）进行运行调速，所述风机调速电路（2）进一步包括：第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）和控制箱（20）；所述EC风机（1）包括转速设定端（E1）、第一电源端（10V）和接地端（GND），所述第一电阻（R1）和第二电阻（R2）串联在所述EC风机（1）的转速设定端（E1）与第一电源端（10V）之间；所述第三电阻（R3）连接在所述EC风机（1）的转速设定端（E1）与接地端（GND）之间，所述控制箱（20）连接在所述第一电阻（R1）的两端。

【技术特征摘要】
1.一种风机调速系统，其特征在于，包括：风机调速电路（2），以及与所述风机调速电路（2）相连的EC风机（1）、接触器（KM1）；所述风机调速电路（2）与EC风机（1）相连，控制所述EC风机（1）进行运行调速，所述风机调速电路（2）进一步包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和控制箱（20）；所述EC风机（1）包括转速设定端（E1）、第一电源端和接地端（GND），所述第一电阻R1和第二电阻R2串联在所述EC风机（1）的转速设定端（E1）与第一电源端之间；所述第三电阻R3连接在所述EC风机（1）的转速设定端（E1）与接地端（GND）之间，所述控制箱（20）连接在所述第一电阻R1的两端；所述控制箱（20）进一步包括开关管（21），所述开关管（21）除控制极外的另两个电极连接在所述第一电阻R1的两端，通过控制极控制所述开关管（21）的通断，从而实现所述EC风机（1）转速的调节；所述风机调速电路（2）与所述EC风机（1）的转速设定端（E1）、第一电源端、接地端（GND）相连；所述EC风机（1）还包括设备开关端（D1）和第二电源端，所述接触器（KM1）连接在所述EC风机（1）的设备开关端（D1）与第二电源端之间。2.根据权利要求1所述的风机调速系统，其特征在于：所述开关管（21）进一步采用MOS管。3.根据权利要求1或2所述的风机调速系统，其特征在于：当所述EC风机（1）启动时，所述开关管（21）处于常闭状态，电流流经所述开关管（21）、所述第二电阻R2至所述EC风机（1）的转速设定端（E1），此时所述风机调速系统通过电阻分压方式，将低于所述第一电源端的电压输入至所述转速设定端（E1），所述EC风机（1）的转速降低至R3/（R2+R3）倍的最大转速；当轨道交通车辆制动进站时，通过所述控制箱（20）控制所述开关管（21）断开，电流依次流经所述第一电阻R1、所述第二电阻R2至所述EC风机（1）的转速设定端（E1），所述EC风机（1）的转速降低至R3/（R1+R2+R3）倍的最大转速。4.根据权利要求3所述的风机调速系统，其特征在于：所述风机调速系统安装在轨道交通车辆的牵引系统内，当所述轨道交通车辆启动时，所述EC风机（1）为所述牵引系统提供正常风速；当所述轨道交通车辆制动进站时，所述EC风机（1）为所述牵引系统提供低于所述正常风速的设定风速。5.根据权利要求4所述的风机调速系统，其特征在于：所述风机调速系统安装在所述轨道交通车辆牵引系统的牵引逆变器内。6.根据权利要求1、2、4或5中任一权利要求所述的风机调速系统，其特征在于：所述EC风机（1）进一步包括U1接口、V1接口和W1接口；当所述EC风机（1）启动时，所述EC风机（1）的U1接口、V1接口和W1接口输入交流电源，所述接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祥，樊嘉峰，翁星方，邹档兵，黄南，邱伟明，张世忠，郑玄，邱汉清，
申请(专利权)人：株洲南车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43