【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车环境风洞安全运行，具体涉及一种汽车环境风洞主风机电机及变频器温湿度调节系统。
技术介绍
1、汽车环境风洞是汽车研发中十分重要的试验室，风洞内部可模拟外界真实的气候环境，其温度可模拟-40—60℃，湿度可模拟相对湿度5—95％，风速可模拟0—200km/h，并进行下雨、下雪模拟，进行阳光模拟等，以对风洞内的汽车进行极端环境试验，如高温热平衡/热害试验、空调降温/采暖试验、低温冷启动试验、雨雪试验等。同时，风洞地面设置的转鼓能使汽车于风洞内进行道路行驶状态模拟，并确保汽车在转鼓上行驶时所受阻力与行驶在真实道路上所受阻力一致。
2、主风机是汽车环境风洞试验至关重要的重大设备，其提供的循环风速的准确性、调节的快速性等直接反应汽车环境试验的精确性；试验状态下主风机最大功率高达1000kw，转速最大600转/分钟，叶片材质多选用铝合金。一套汽车环境风洞主风机的造价高达上千万，一旦主风机损坏，其维修成本较高、维修周期也较长，比如主风机的电机损坏时维修周期长达半年，这期间带来的经济损失是巨大的。然而，由于主风机工作环境较差，风洞内部温度在-40—60℃交变，湿度在5—95％交变，同时还伴随雨雪试验，均增加了主风机损坏的可能性。
3、主风机主要的子系统包括电机和变频器，由于主风机运行时最大功率可达1000kw，因此电机及变频轮君会产生大量热量。虽然目前对主风机的电机及变频器都配有冷却系统，但仍然有诸多问题。比如，变频器冷却系统虽对变频器发热单元设有水冷支路，但变频器冷却系统的控温精度较差，使用过程中变频器
技术实现思路
1、本专利技术意在提供一种汽车环境风洞主风机电机及变频器温湿度调节系统，以解决现有风洞内主风机的电机和变频器易发生故障的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种汽车环境风洞主风机电机及变频器温湿度调节系统，包括设于风洞内部的主风机和与主风机连接的电机和变频器，主风机套设有壳体，电机连接有变频控制柜，且电机设于壳体内，变频器设于变频控制柜内；风洞连接有新风控湿系统，新风控湿系统内设有干燥新风管，还包括电机温湿度调节系统和变频器温湿度调节系统，干燥新风管上设有干燥新风阀门，电机温湿度调节系统包括通过管道依次连接的电机控湿新风加湿器、电机控湿新风换热器和电机控湿新风阀门，电机控湿新风加湿器与干燥新风阀门连接，电机控湿新风阀门与壳体的内部连接；变频器温湿度调节系统包括通过管道依次连接的变频器蒸汽加湿器和变频器新风控湿换热器，变频器蒸汽加湿器与干燥新风阀门连接，变频器新风控湿换热器与变频控制柜内部连接。
3、本方案的有益效果为：创新的从风洞内部现有的新风控湿系统中引出处理好的干燥低温新风，并将新风分成两路，其中一路干燥新风经控温控湿处理后送入主风机壳体内部，对电机工作环境进行控温控湿，使电机能在最佳温度、湿度环境下工作，在防止凝水破坏电路的同时进一步确保电机运行的安全性，降低电机损坏的可能。另一路干燥新风经控温控湿处理后送入变频控制柜内部，对变频器中的各发热单元和元器件的运行环境进行温度和湿度的控制，在确保确保变频器处于最佳工作环境、防止内部出现凝水的同时，还能进一步对部分为连接有冷却系统的元器件进行散热，以更好的降低变频器损坏的可能性。
4、并且，现有的新风控湿系统300中的干燥新风在低温下了除湿处理，温度为10℃、露点温度低至-45℃，因此直接引用现有新风控湿系统中的干燥新风不仅能减少本系统结构的复杂程度，同时该能更好地对极度干燥的低温新风进行精准的湿度控制。
5、优选的，电机上连接电机线圈加热装置，且电机线圈加热装置在电机的运行过程以及电机关闭后的10min内均保持运行状态。
6、优选的，还包括水冷系统，水冷系统包括相互连接的变频器水冷换热器和水泵，且水泵连接有水去离子交换设备；水去离子交换设备将冷冻水作去离子净化处理后，通过设于变频控制柜内部的去离子水管对变频器进行冷却，且去离子水管上设有变频器水冷温度传感器。
7、优选的，还包括风冷系统，风冷系统包括相互连接的电机风冷换热器和冷却风机，冷却风机连接有冷却风管，冷却风管的另一端与主风机壳体内部连通。
8、优选的，冷却风管上还有连接有电机风冷压力传感器、抽吸风机和电机风冷释压阀，电机风冷释压阀在主风机运行时处于打开状态，抽吸风机为变频风机。
9、优选的，干燥新风阀门与新风控湿系统之间还设有燥新风风机、干燥新风风量调节阀和干燥新风风量传感器。
10、优选的，主风机壳体的内部安装有电机风冷湿度传感器，电机绕组上安装有电机线圈温度传感器，壳体的内壁上安装有壳体内壁温度传感器；当风洞试验环境温度低于第一阈值时，控制壳体内部温度始终高于外内内部环境湿度对应的露点温度
11、优选的，变频控制柜内部包括afe单元igbt堆栈换热模块、mc单元igbt堆栈换热模块和dv/dt滤波器换热模块，且afe单元igbt堆栈换热模块连接有afe单元igbt堆栈换热模块温度传感器，mc单元igbt堆栈换热模块连接有mc单元igbt堆栈换热模块温度传感器，dv/dt滤波器换热模块连接有dv/dt滤波器换热模块温度传感器
12、优选的，还包括电机控湿新风湿度传感器，电机控湿新风湿度传感器设置在电机控湿新风加湿器与电机控湿新风换热器之间。
13、本方案的有效果为：
14、基于电机控湿汽流调节阀的开度到电机所处区域湿度实际值之间的控制过程存在大惯性，大迟延的特点，在电机控湿新风加湿器与电机控湿新风换热器之间连接一个电机风冷湿度传感器，通过电机风冷湿度传感器及时获取电机控湿新风湿度实际值，即获取即将进入电机所处区域的控湿新风湿度的实际值，利用电机控湿新风湿度实际值与电机控湿汽流调节阀开度值之间的快速响应控制特点，基于试验获取的电机控湿新风湿度实际值与电机所处区域湿度实际值之间的传递函数，实现对电机控湿汽流调节阀开度值的快速响应控制。同时，基于闭环反馈控制的复杂程度，进一步地提出对电机控湿新风湿度实际值到电机所处区域湿度实际值之间高阶惯性传递函数作降阶处理，将高阶惯性带增益环节等效为单纯的增益环节，从而使得整个被控对象变成带增益的一阶惯性迟延环节，针对等效后的带增益的一阶惯性迟延环节，采用pid控制即可实现精准控制，进而解决电机所处区域环境空气湿度控制难度大，影响对电机放凝水控制操作的问题。
15、优选的，还包括变频器控湿新风湿度传感器，变频器控湿新风湿度传感器设置在变频器控湿新风加湿器与变频器控本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种汽车环境风洞主风机电机及变频器温湿度调节系统，包括设于风洞内部的主风机和与主风机连接的电机和变频器，主风机套设有壳体，电机连接有变频控制柜，且电机设于壳体内，变频器设于变频控制柜内；风洞连接有新风控湿系统，新风控湿系统内设有干燥新风管，其特征在于：还包括电机温湿度调节系统和变频器温湿度调节系统，干燥新风管上设有干燥新风阀门，电机温湿度调节系统包括通过管道依次连接的电机控湿新风加湿器、电机控湿新风换热器和电机控湿新风阀门，电机控湿新风加湿器与干燥新风阀门连接，电机控湿新风阀门与壳体的内部连接；变频器温湿度调节系统包括通过管道依次连接的变频器蒸汽加湿器和变频器新风控湿换热器，变频器蒸汽加湿器与干燥新风阀门连接，变频器新风控湿换热器与变频控制柜内部连接。
2.根据权利要求1所述的一种汽车环境风洞主风机电机及变频器温湿度调节系统，其特征在于：电机上连接电机线圈加热装置，且电机线圈加热装置在电机的运行过程以及电机关闭后的10min内均保持运行状态。
3.根据权利要求2所述的一种汽车环境风洞主风机电机及变频器温湿度调节系统，其特征在于：还包括水冷系统，水冷系统
4.根据权利要求3所述的一种汽车环境风洞主风机电机及变频器温湿度调节系统，其特征在于：还包括风冷系统，风冷系统包括相互连接的电机风冷换热器和冷却风机，冷却风机连接有冷却风管，冷却风管的另一端与主风机壳体内部连通。
5.根据权利要求4所述的一种汽车环境风洞主风机电机及变频器温湿度调节系统，其特征在于：冷却风管上还有连接有电机风冷压力传感器、抽吸风机和电机风冷释压阀，电机风冷释压阀在主风机运行时处于打开状态，抽吸风机为变频风机。
6.根据权利要求5所述的一种汽车环境风洞主风机电机及变频器温湿度调节系统，其特征在于：干燥新风阀门与新风控湿系统之间还设有燥新风风机、干燥新风风量调节阀和干燥新风风量传感器。
7.根据权利要求6所述的一种汽车环境风洞主风机电机及变频器温湿度调节系统，其特征在于：主风机壳体的内部安装有电机风冷湿度传感器，电机绕组上安装有电机线圈温度传感器，壳体的内壁上安装有壳体内壁温度传感器；当风洞试验环境温度低于第一阈值时，控制壳体内部温度始终高于外内内部环境湿度对应的露点温度。
8.根据权利要求7所述的一种汽车环境风洞主风机电机及变频器温湿度调节系统，其特征在于：变频控制柜内部包括AFE单元IGBT堆栈换热模块、MC单元IGBT堆栈换热模块和dv/dt滤波器换热模块，且AFE单元IGBT堆栈换热模块连接有AFE单元IGBT堆栈换热模块温度传感器，MC单元IGBT堆栈换热模块连接有MC单元IGBT堆栈换热模块温度传感器，dv/dt滤波器换热模块连接有dv/dt滤波器换热模块温度传感器。
9.根据权利要求8所述的一种汽车环境风洞主风机电机及变频器温湿度调节系统，其特征在于：还包括电机控湿新风湿度传感器，电机控湿新风湿度传感器设置在电机控湿新风加湿器与电机控湿新风换热器之间。
10.根据权利要求8所述的一种汽车环境风洞主风机电机及变频器温湿度调节系统，其特征在于：还包括变频器控湿新风湿度传感器，变频器控湿新风湿度传感器设置在变频器控湿新风加湿器与变频器控湿新风换热器之间。
...【技术特征摘要】
1.一种汽车环境风洞主风机电机及变频器温湿度调节系统，包括设于风洞内部的主风机和与主风机连接的电机和变频器，主风机套设有壳体，电机连接有变频控制柜，且电机设于壳体内，变频器设于变频控制柜内；风洞连接有新风控湿系统，新风控湿系统内设有干燥新风管，其特征在于：还包括电机温湿度调节系统和变频器温湿度调节系统，干燥新风管上设有干燥新风阀门，电机温湿度调节系统包括通过管道依次连接的电机控湿新风加湿器、电机控湿新风换热器和电机控湿新风阀门，电机控湿新风加湿器与干燥新风阀门连接，电机控湿新风阀门与壳体的内部连接；变频器温湿度调节系统包括通过管道依次连接的变频器蒸汽加湿器和变频器新风控湿换热器，变频器蒸汽加湿器与干燥新风阀门连接，变频器新风控湿换热器与变频控制柜内部连接。
2.根据权利要求1所述的一种汽车环境风洞主风机电机及变频器温湿度调节系统，其特征在于：电机上连接电机线圈加热装置，且电机线圈加热装置在电机的运行过程以及电机关闭后的10min内均保持运行状态。
3.根据权利要求2所述的一种汽车环境风洞主风机电机及变频器温湿度调节系统，其特征在于：还包括水冷系统，水冷系统包括相互连接的变频器水冷换热器和水泵，且水泵连接有水去离子交换设备；水去离子交换设备将冷冻水作去离子净化处理后，通过设于变频控制柜内部的去离子水管对变频器进行冷却，且去离子水管上设有变频器水冷温度传感器。
4.根据权利要求3所述的一种汽车环境风洞主风机电机及变频器温湿度调节系统，其特征在于：还包括风冷系统，风冷系统包括相互连接的电机风冷换热器和冷却风机，冷却风机连接有冷却风管，冷却风管的另一端与主风机壳体内部连通。
5.根据权利要求4所述的一种汽车环境风洞主风机电机及变频...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭文林，徐磊，王庆洋，龙海生，席椿富，赵东鹏，段孟华，张皓崎，魏向阳，彭超，
申请(专利权)人：中国汽车工程研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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