一种用于铁路机车传动控制柜的热管理系统的制作方法

1.本实用新型属于电力机车控制技术领域，具体涉及一种用于铁路机车传动控制柜的热管理系统。


背景技术：

2.机车传动控制柜是铁路机车控制电路的重要组成部分，主要功能是通过控制电机的状态实现机车的牵引、制动控制、逻辑保护等。
3.机车控制柜安装于机车的机械间，机械间内空间狭小、封闭。控制柜内机箱密封处理，可以有效的抵御腐蚀性气体腐蚀与真菌霉菌的侵袭，这样也对系统散热提出了更高要求。
4.所以在控制柜内配套给控制机箱散热，需配置强制风冷进行热管理平衡，加强内部pcb表面对流，防止出现局部热点。
5.目前强制风冷系统配置了2个风扇，每个风扇只有一个熔丝作为保护。当风扇损坏后，只能通过面板上的指示灯来查看是否损坏，这样需要经常通过现场巡检才能发现。风扇损坏后，风量减小，导致控制机箱内温度升高，引起局部过热烧伤元件，控制柜机箱内pcb电子插件和元器件随着环境温度升高，就会导致其失效或性能降低，影响整个机车控制柜的性能。
6.同时，机车运行跨越南北，以及四季气候差异很大，造成机车内环境温度差异也很大，特别是在冬天，环境温度低，控制柜的系统温升相对就高，有时不需要强制风冷就能热平衡。
7.我国电力机车控制领域，形成了多种模式的控制装置，不同类型机车(有4轴，6轴，8轴)，控制机箱内的pcb电子插件数量也有差异，总的散热功率存在差异，要求的散热功率和通风量也存在差异。对热管理系统的生产及运用维护均带来了诸多不便。
8.因此，需要设计一种新的用于铁路机车传动控制柜的热管理系统。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的在于提供一种用于铁路机车传动控制柜的热管理系统，以解决背景技术中提出的目前的机车传动控制柜的热管理系统设置不合理的问题。
10.为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于铁路机车传动控制柜的热管理系统，包括固定支架、控制主板、三台以上的风扇、与风扇数量相同的继电器、连接导线、指示灯、电源接口、通信接口、内部温度传感器和柜体温度传感器；
11.所述控制主板、风扇、继电器、指示灯、电源接口、通信接口和内部温度传感器均设置在固定支架上，柜体温度传感器设置在铁路机车传动控制柜的外表面；控制主板通过连接导线与继电器、指示灯、电源接口、通信接口、内部温度传感器和柜体温度传感器相连；继电器通过连接导线还与风扇相连，用于控制风扇的开关；电源接口通过连接导线还与继电器相连。
12.在一种具体的实施方式中，所述固定支架设置在控制柜上，固定支架包括固定底板，固定底板上设置有用于风扇安装的通孔。
13.在一种具体的实施方式中，所述通信接口为rs485接口。
14.在一种具体的实施方式中，所述指示灯包括风扇故障指示灯、温度异常指示灯和柜体温度传感器故障指示灯。
15.在一种具体的实施方式中，所述用于铁路机车传动控制柜的热管理系统设置在铁路机车传动控制柜的正下方。
16.在一种具体的实施方式中，所述用于铁路机车传动控制柜的热管理系统通过螺栓可拆卸设置在铁路机车传动控制柜的正下方。
17.在一种具体的实施方式中，所述控制主板包括控制芯片、电流传感器、ad转换电路和继电器驱动电路。
18.在一种具体的实施方式中，所述用于铁路机车传动控制柜的热管理系统包括3～5台风扇和3～5台继电器。
19.在一种具体的实施方式中，所述风扇通过螺栓可拆卸设置在固定支架上。
20.在一种具体的实施方式中，所述电源接口与通信接口集成在同一位置。
21.相比于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
22.本实用新型能实时监控铁路机车传动控制柜内的温度以及散热情况；还具备通讯功能，以便减小人工巡检的工作量。
23.本实用新型采用至少2用1备的风扇设置方式，当其中一个在使用的风扇损坏后，能启用备用的风扇继续工作，从而保障铁路机车传动控制柜仍具有良好的散热条件，提供了铁路机车传动控制柜内的pcb电子插件的可靠性和相关性能。
24.本实用新型针对不同类型的铁路机车传动控制柜，采用通用的热管理系统，能进一步提高可靠性以及降低成本，又能方便维护。
25.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
26.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
27.图1是本实用新型一种实施例的俯视方向示意图；
28.图2是本实用新型一种实施例的主视方向示意图；
29.图3是本实用新型一种实施例的左视方向示意图；
30.图4是本实用新型一种实施例的控制主板的系统示意图；
31.其中，1、固定支架；2、控制主板；3、风扇；4、继电器；5、指示灯；6、电源接口；7、通信接口；8、内部温度传感器；51、风扇故障指示灯；52、温度异常指示灯；53、柜体温度传感器故障指示灯。
具体实施方式
32.以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
33.实施例1
34.本实用新型提供的一种用于铁路机车传动控制柜的热管理系统，包括固定支架1、控制主板2、三台以上的风扇3、与风扇数量相同的继电器4、连接导线、指示灯5、电源接口6、通信接口7、内部温度传感器8和柜体温度传感器；
35.所述控制主板2、风扇3、继电器4、指示灯5、电源接口6、通信接口7和内部温度传感器8均设置在固定支架1上，柜体温度传感器设置在铁路机车传动控制柜的外表面；控制主板2通过连接导线与继电器4、指示灯5、电源接口6、通信接口7、内部温度传感器8和柜体温度传感器相连；继电器4通过连接导线还与风扇3相连，用于控制风扇3的开关；电源接口6通过连接导线还与继电器4相连。
36.继电器4用于控制风扇的工作启停。电源接口6连接铁路机车传动控制柜内的电源，保障热管理系统的工作。内部温度传感器8用于测量热管理系统的温度。柜体温度传感器用于测量铁路机车传动控制柜表面的环境温度。柜体温度传感器与内部温度传感器之差即为系统温升值，用来计算铁路机车传动控制柜的散热量。判定铁路机车传动控制柜自然散热是否满足要求，如满足要求，则不需启动风扇；如不满足要求，计算整个热管理系统的风扇的风量，根据需要启动风扇。
37.在一种具体的实施方式中，所述固定支架1设置在控制柜上，固定支架1包括固定底板，固定底板上设置有用于风扇安装的通孔。
38.在一种具体的实施方式中，所述通信接口7为rs485接口。通过该通信接口7将各温度传感器采集到的温度、电流传感器采集到的风扇工作电流以及得到的故障信号发送出去，实现风扇工作状态和温度的监测，通过串口通信往外发送信息，热管理系统故障时，不需通过人工巡检，从而减小人工巡检工作量。
39.在一种具体的实施方式中，所述指示灯5包括风扇故障指示灯51、温度异常指示灯52和柜体温度传感器故障指示灯53。指示灯分别用来指示风扇工作状态、温度状态以及温度传感器状态。
40.在一种具体的实施方式中，所述用于铁路机车传动控制柜的热管理系统设置在铁路机车传动控制柜的正下方。将控制柜内pcb电子插件的电源热功率所产生的热量，通过风扇使气体强迫对流压流换热，降低控制机箱内各pcb电子插件的温度。
41.在一种具体的实施方式中，所述用于铁路机车传动控制柜的热管理系统通过螺栓可拆卸设置在铁路机车传动控制柜的正下方。
42.在一种具体的实施方式中，所述控制主板2包括控制芯片、电流传感器、ad转换电路和继电器驱动电路。控制芯片用于核心的处理运算。电流传感器用来检测3路风扇的工作电流情况；继电器驱动电路用来驱动外部继电器以及对风扇进行控制，实现对风扇的启停以及风量控制；ad转换电路负责将电流、温度模拟信号转成数字信号。
43.在一种具体的实施方式中，所述用于铁路机车传动控制柜的热管理系统包括3～5台风扇3和3～5台继电器4。其中至少2台风扇和对应的继电器作为日常使用，至少1台风扇和对应的继电器作为备用，当作为日常使用的风扇发生损坏时，控制主板2启动备用的风扇
和对应的继电器进行工作，从而保障铁路机车传动控制柜仍具有良好的散热条件。
44.在一种具体的实施方式中，所述风扇3通过螺栓可拆卸设置在固定支架上。
45.在一种具体的实施方式中，所述电源接口6与通信接口7集成在同一位置。
46.控制主板采集各路风扇工作电流，监测风扇的工作状态；如监测某路风扇电流大于设定值或者长期为0，则判定该路风扇故障，关闭该路风扇的继电器，停止该路风扇工作，并点亮风扇故障指示灯，通过rs485接口将故障信息发送给铁路机车传动控制柜；同时由启动备用风扇的继电器，启动备用风扇工作。
47.控制主板采集柜体温度传感器信号，监测铁路机车传动控制柜内温度状态；如监测温度异常，点亮温度异常指示灯，通过rs485接口将故障信息发送给铁路机车传动控制柜；同时启动备用风扇降温，如3台以上风扇同时工作后1小时，温度还存在异常，则判定柜体温度传感器故障，并点亮柜体温度传感器故障指示灯，通过rs485接口将故障信息发送给铁路机车传动控制柜。
48.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。