一种城轨制动能量回馈装置散热异常预警系统制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种城轨制动能量回馈装置散热异常预警系统，涉及制动能馈装置散热异常预警的技术领域，实时对制动能量回馈装置所在的进风口处的温度、进风口处的风速、风机电路中的电流、风机上的叶片转速、制动能量回馈装置散热基板的温度、出风口处的温度及出风口处的风速数据进行监测并汇集，从进风口、风道、风机本身、散热基板本身以及出风口的角度，进行全方位的监控分析，汇集的数据传输至预警显示平台，利用预警显示平台分析城轨制动能量回馈装置散热异常情况，对散热异常情况进行预警显示，保证运维人员能对制动能馈装置的散热情况进行实时掌控，避免制动能馈装置工作时，因散热异常导致的炸机现象发生，保证设备运行的安全与稳定性。全与稳定性。全与稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种城轨制动能量回馈装置散热异常预警系统


[0001]本专利技术涉及制动能馈装置散热异常的
，更具体地，涉及一种城轨制动能馈装置散热异常预警系统。

技术介绍

[0002]在日益繁忙的城市交通中，城轨凭借其载客量大、效率高、绿色节能等优势，逐渐成为了解决交通拥堵的首要解决方案。在城轨运行中，城轨列车为保持其高速、高效等特点，需要在短距离的城轨站之间频繁的加速、减速，其中在减速制动中会产生不少的能量，而制动能量回馈装置则可以将这部分能量回收再利用，是建设绿色节能城轨的有力助手。
[0003]制动能量回馈装置是一种当城轨车辆再生电制动且制动能量不能被其他车辆或设备消耗时，能够将这部分能量进行吸收并逆变为与电网电压同频、同相的交流电送回电网，可以说是能处理再生能量又稳定直流牵引网压的装置。制动能量回馈装置的核心是大功率开关器件IGBT。IGBT因其工作特性，会产生极大的热量，而短时间内热量的集聚会对IGBT本身造成诸多损害，甚至于发生器件爆炸，故散热是能馈装置研究中很重视的研究点。
[0004]现有的IGBT主流散热方法主要是将IGBT安装在散热基板上，再辅以风机来进行降温散热，如现有技术中针对地铁制动能馈装置功率模块提出了一种散热系统，包括IGBT功率模块、测量IGBT功率模块温度的NTC热敏电阻、安装在IGBT功率模块的散热风道中的风速测量装置、安装在散热风道中的散热风机、散热风机电路中安装测量风机电路电流的电流测量装置，基于上述组成，该方案可以快速检测到功率模块散热风机系统各种异常情况并在毫秒级时间内及时上传至控制系统，控制系统下发IGBT脉冲封锁指令，关断IGBT，从而避免IGBT功率模块存在爆炸的风险。而能馈装置的工作周期和线路上车辆的运营直接相关，其一般在城轨车辆进站前刹车，即接触网电压升高到一定阈值的时候才会开始工作，等接触网电压下降后就停止工作，是一种间歇式周期性工作。这种工况会造成IGBT在很短的时间内达到兆瓦级的功率，换而言之，IGBT的温度会在极短的时间内迅速升高。正因为是间歇式工作制，考虑到能馈装置绿色节能的设计出发点，散热风机往往会设置为当IGBT工作时，才会大功率运行，而工作人员对散热工况温度信息的变化存在监控盲区，若是散热异常，则可能造成IGBT功率模块爆炸的风险，不利于保障设备的安全与稳定。
[0005]同时，因为变电所内往往存在PM10灰尘等，故会在风机风道的进风口安装防尘网，用以防止灰尘进入设备内部。可以说，能馈装置散热系统的好坏直接关系到IGBT模块的工况，因此，对散热工况的监控分析能够有效地减少炸机的风险。

技术实现思路

[0006]为解决当前对能馈装置的散热工况缺乏实时在线监测及分析手段的问题，本专利技术提出了一种城轨制动能量回馈装置散热异常预警系统，根据温度信息分析出城轨制动能量回馈装置散热中可能存在的异常，提醒运维人员及时对设备进行检查与更换，避免散热异常造成的制动能量回馈装置IGBT功率模块爆炸的风险，保证设备运行的安全与稳定性。
[0007]为了达到上述技术效果，本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种城轨制动能量回馈装置散热异常预警系统，包括：进风口测量处理单元、风机测量处理单元、设于制动能量回馈装置散热基板上的温度测量处理单元、出风口测量处理单元、数据汇集单元及预警显示平台；
[0009]进风口测量处理单元用于测量处理进风口处的温度、进风口处的风速；风机测量处理单元用于测量处理风机电路中的电流、风机上的叶片转速；温度测量处理单元用于测量处理制动能量回馈装置散热基板的温度；出风口测量处理单元用于测量处理出风口处的温度、出风口处的风速；数据汇集单元将进风口处的温度、进风口处的风速、风机电路中的电流、风机上的叶片转速、制动能量回馈装置散热基板的温度、出风口处的温度及出风口处的风速数据信息汇集，并传输至预警显示平台，预警显示平台根据接收的信息，分析城轨制动能量回馈装置散热异常情况，对散热异常情况进行预警显示。
[0010]本技术方案针对配备了风机以及散热基板的制动能量回馈装置，可以在线实时对制动能量回馈装置所在的进风口处的温度、进风口处的风速、风机电路中的电流、风机上的叶片转速、制动能量回馈装置散热基板的温度、出风口处的温度及出风口处的风速数据进行监测并汇集，从进风口、风道、风机本身、散热基板本身以及出风口的角度，进行全方位的监控分析，汇集的数据传输至预警显示平台，利用预警显示平台分析城轨制动能量回馈装置散热异常情况，对散热异常情况进行预警显示，预警包括进风口环境温度异常、滤网堵塞预警、散热风机异常老化预警、出风口异常预警、散热基板预警、制动能量回馈装置异常温升预警，从而保证运维人员能对制动能馈装置的散热情况进行实时掌控，避免制动能馈装置工作时，因散热异常导致的炸机现象发生，保证设备运行的安全与稳定性。提升了运维管理效率。
[0011]优选地，所述系统还包括通讯单元，所述通讯单元接收数据汇集单元传输的进风口处的温度、进风口处的风速、风机电路中的电流、风机上的叶片转速、制动能量回馈装置散热基板的温度、出风口处的温度及出风口处的风速信息数据，然后将信息传输至预警显示平台。
[0012]优选地，所述预警显示平台上设有分析处理服务器及显示单元，所述分析处理服务器分析处理接收到的进风口处的温度、进风口处的风速、风机电路中的电流、风机上的叶片转速、制动能量回馈装置散热基板的温度、出风口处的温度及出风口处的风速数据信息，得出城轨制动能量回馈装置散热异常情况，并对散热异常情况预警，传输至显示单元。
[0013]优选地，所述进风口测量处理单元包括：
[0014]安装于进风口处的第一温度测量处理装置，第一温度测量处理装置测量得到进风口处不同温度下的电流，并将电流处理为相应的进风口温度数据；
[0015]安装于进风口处的第一风速测量处理装置，第一风速测量处理装置测量得到进风口处的风压，并将风压处理为相应的进风口风速数据。
[0016]在此，第一温度测量处理装置中实质上包括温度测量装置及温度处理装置，温度测量装置与温度处理装置是配合使用的，温度测量装置在测量温度时，得到进风口处不同温度下的电流，然后将电流通过温度处理装置转换为对应的进风口温度数据；第一风速测量处理装置中实质包括风速测量装置及风速处理装置，风速测量装置与风速处理装置配合使用，风速测量装置在测量温度时，得到进风口处的风压，风速处理装置将风压处理为相应
的进风口风速数据。
[0017]优选地，所述风机测量处理单元包括：
[0018]电流测量装置，用于测量安装于进风口处风机的风机电路中的电流数据；
[0019]叶片转速测量装置，用于测量安装于进风口处风机的叶片转速数据。
[0020]优选地，设城轨线路中有N个变电所配备制动能量回馈装置，预警显示平台的分析处理服务器接收到N个变电所不同制动能量回馈装置的进风口温度数据表示为{T
in1
,T
in2
，
…
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城轨制动能量回馈装置散热异常预警系统，其特征在于，包括：进风口测量处理单元、风机测量处理单元、设于制动能量回馈装置散热基板上的温度测量处理单元、出风口测量处理单元、数据汇集单元及预警显示平台；进风口测量处理单元用于测量处理进风口处的温度、进风口处的风速；风机测量处理单元用于测量处理风机电路中的电流、风机上的叶片转速；温度测量处理单元用于测量处理制动能量回馈装置散热基板的温度；出风口测量处理单元用于测量处理出风口处的温度、出风口处的风速；数据汇集单元将进风口处的温度、进风口处的风速、风机电路中的电流、风机上的叶片转速、制动能量回馈装置散热基板的温度、出风口处的温度及出风口处的风速数据信息汇集，并传输至预警显示平台，预警显示平台根据接收的信息，分析城轨制动能量回馈装置散热异常情况，对散热异常情况进行预警显示。2.根据权利要求1所述的城轨制动能量回馈装置散热异常预警系统，其特征在于，所述系统还包括通讯单元，所述通讯单元接收数据汇集单元传输的进风口处的温度、进风口处的风速、风机电路中的电流、风机上的叶片转速、制动能量回馈装置散热基板的温度、出风口处的温度及出风口处的风速信息数据，然后将信息传输至预警显示平台。3.根据权利要求1所述的城轨制动能量回馈装置散热异常预警系统，其特征在于，所述预警显示平台上设有分析处理服务器及显示单元，所述分析处理服务器分析处理接收到的进风口处的温度、进风口处的风速、风机电路中的电流、风机上的叶片转速、制动能量回馈装置散热基板的温度、出风口处的温度及出风口处的风速数据信息，得出城轨制动能量回馈装置散热异常情况，并对散热异常情况预警，传输至显示单元。4.根据权利要求3所述的城轨制动能量回馈装置散热异常预警系统，其特征在于，所述进风口测量处理单元包括：安装于进风口处的第一温度测量处理装置，第一温度测量处理装置测量得到进风口处不同温度下的电流，并将电流处理为相应的进风口温度数据；安装于进风口处的第一风速测量处理装置，第一风速测量处理装置测量得到进风口处的风压，并将风压处理为相应的进风口风速数据。5.根据权利要求4所述的城轨制动能量回馈装置散热异常预警系统，其特征在于，所述风机测量处理单元包括：电流测量装置，用于测量安装于进风口处风机的风机电路中的电流数据；叶片转速测量装置，用于测量安装于进风口处风机的叶片转速数据。6.根据权利要求4所述的城轨制动能量回馈装置散热异常预警系统，其特征在于，设城轨线路中有N个变电所配备制动能量回馈装置，预警显示平台的分析处理服务器接收到N个变电所不同制动能量回馈装置的进风口温度数据表示为{T
in1
,T
in2
，
…
，T
inN
}，执行以下操作：S101.设进风口温度差异阈值为T
in_max
，设N个变电所中第i个制动能量回馈装置的进风口温度表示为T
ini
，i＝1,2,
…
,N，进风口温度均值为T
in_avg
；S102.将第i个制动能量回馈装置的进风口温度T
ini
与进风口温度均值T
in_avg
进行比较；S103.若T
ini
‑
T
in_avg
﹥T
in_max
，则第i个制动能量回馈装置的进风口环境温度异常，分析处理服务器将第i个制动能量回馈装置所处的进风口环境温度异常情况传输至显示单元进行预警；若T
ini
‑
T
in_avg
≤T
in_max
，返回S102。
7.根据权利要求5所述的城轨制动能量回馈装置散热异常预警系统，其特征在于，设预警显示平台的分析处理服务器接收到的由第一风速测量处理装置测量处理得到的进风口风速数据为WS1、由电流测量装置测量得到的风机电路中的电流数据为I
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【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，谢云璟，陈广赞，易韵岚，王俊峰，孙茂，郑平泉，江福洲，魏小杰，
申请(专利权)人：重庆中车时代电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：