通风冷却系统振动温升监控装置、方法、终端及电力机车与流程

技术特征：
1.通风冷却系统振动温升监控装置，其特征在于，包括：通风冷却系统，包括电力机车冷却塔、牵引风机和辅变风机；信号采集终端，包括信号调理电路，12位高速a/d采样及转换，dsp和can模块，dsp将采集到的数据进行数字滤波和频谱分析，将特征频率的幅值打包输出到can总线，周期500ms；信号处理单元，包括比较单元、统计单元、控制单元和存储单元，将收到的终端数据和列控数据根据故障诊断模型进行判断，将判断结果和实时状态数据发送至列控，同时每6秒将实时数据转存至存储器，比较单元将获得所述通风冷却系统的预设区域的振动与温升特征与预设数值对比，获得比较结果，统计单元用于统计所述通风冷却系统的预设区域的振动与温升特征超过与预设数值的时间，控制单元将获取比较结果，反馈至调速变频器或智能加油装置，控制通风冷却系统的激励载荷或智能加油。2.根据权利要求1所述的通风冷却系统振动温升监控装置，其特征在于，所述信号采集终端包括信号采集终端1和信号采集终端2，信号采集终端1用于采集电力机车的冷却塔和牵引风机的振动和温升数据信息，信号采集终端2用于采集电力机车的辅变风机的振动和温升数据信息。3.根据权利要求1所述的通风冷却系统振动温升监控装置，其特征在于，还包括调速变频器，增加在通风冷却系统的驱动电机的供电电路上，通过调速变频器反馈监测通风冷却系统的驱动电机电流实现电机缺相，短路和欠压等故障保护，信号处理单元反馈控制调速变频器的输出，根据回路温度和振动调节通风冷却系统的风机转速，调速变频器自带旁路输出，可通过旁路自动切换到工频供电模式。4.根据权利要求1所述的通风冷却系统振动温升监控装置，其特征在于，还包括智慧加油装置，包括数值处理单元、温度传感器、智能注油器和加油油管总成，温度传感器监测通风冷却系统的驱动电机轴承温升情况，控制数值处理单元算法程序根据温度传感器采集到的温升信息自动判断轴承是否需要加油，并输出信号给智能注油器，为轴承实施加油动作。5.根据权利要求1所述的通风冷却系统振动温升监控装置，其特征在于，还包括振动加速度传感器、前轴承温度传感器、后轴承温度传感器、环境温度传感器以及屏蔽线缆和油管总成；振动加速度传感器安装于通风冷却系统的驱动电机后端盖处，采集驱动电机后端盖处的振动加速度和速度，实现振动信号频谱分析；前轴承温度传感器安装于通风冷却系统的驱动电机前端盖部位，与前轴承的外圈接触，采集电机前端盖处的前轴承温度；后轴承温度传感器安装于通风冷却系统的驱动电机后端盖部位，与后轴承的外圈接触，采集电机后端盖处的后轴承温度；环境温度传感器安装于通风冷却系统的风机出口处，与通风冷却系统的风机出口空气接触，采集通风冷却系统的风机出口空气中的环境温度；屏蔽线缆和油管总成用于连接信号采集终端、信号处理单元、调速变频器、智能加油装置和传感器，组成通风冷却系统振动与温升监测控制装置。6.通风冷却系统振动温升监控方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤h01：获得通风冷却系统的预设区域的振动与温升特征，振动与温升特征包括振动速度有效值、加速度频谱响应、环境温度值、轴承温度值以及轴承温升值；
步骤h02：将振动与温升特征与预设数值对比，并统计持续时间,获得比较结果；步骤h03：依据所述的对比结果，控制通风冷却系统的激励载荷或智能加油。7.根据权利要求6所述的通风冷却系统振动温升监控方法，其特征在于，步骤h01包括：通风冷却系统的预设区域加速度传感器获得的振动加速度值和振动速度有效值，获得所述通风冷却系统预设区域在所述通风冷却系统在时域内的加速度响应，并通过傅里叶变换绘制加速度频谱响应；通风冷却系统的预设区域环境温度传感器获得的环境温度值t1，通过所述通风冷却系统的预设前后轴承区域轴承温度传感器获得所述的通风冷却系统的预设前后轴承区域轴承温度值t；通风冷却系统所设区域的环境温度值和轴承温度值计算获取轴承温升值，轴承温升值δt是轴承温度值与环境温度值的差值，即δt＝t-t1。8.根据权利要求6所述的通风冷却系统振动温升监控方法，其特征在于，步骤h02中预设数值为第一许可振动值和所述预设时间为第一许可持续时间，在所述的振动速度有效值超过所述的第一许可振动值，且统计的持续振动时间超过所述的第一许可持续时间，得到第一对比结果；依据所述的第一对比结果，降低或者升高所述通风冷却系统激励载荷的频率；或者，依据所述的第一对比结果，获得所述通风冷却系统激励载荷的当前频率f，通过调速变频器控制所述通风冷却系统激励载荷执行升频和降频的控制，其中，所述升频控制的频率为f δf，所述的降频控制的频率为f-δf，δf是频率变量，可选为2hz-6hz。9.根据权利要求6所述的通风冷却系统振动温升监控方法，其特征在于，步骤h02包括：所述预设数值为第二许可振动值和所述预设时间为第二许可持续时间，在所述的振动速度有效值超过所述的第二许可振动值且持续振动时间超过所述的第二许可持续时间，得到第二对比结果；步骤h03包括：依据所述的第二对比结果，降低或者升高所述通风冷却系统激励载荷的频率；或者，依据所述的第二对比结果，获得所述通风冷却系统激励载荷的当前频率f，并控制所述通风冷却系统激励载荷执行升频和降频的控制，其中，所述升频控制的频率为f δf，所述的降频控制的频率为f-δf，δf是频率变量，可选为2hz-6hz，具体可根据实际运行情况调整，均在权利保护范围内；当通过控制所述通风冷却系统激励载荷，在所述通风冷却系统的振动速度有效值依然超过所述的第二许可振动值，且统计的持续振动时间超过所述的第二许可持续时间，则控制盒主机面板上红灯闪烁，并发出报警信息传递到司机室，提醒工作人员所述的通风冷却系统需要检修。10.根据权利要求6所述的通风冷却系统振动温升监控方法，其特征在于，步骤h02包括：预设数值为第三许可温升值和所述预设时间为第三许可持续时间；所述的通风冷却系统所设区域的温升值δt超过所述的第三许可温升值，且统计的持续时间超过所述的第三许可持续时间，得到第三对比结果；步骤h03包括：依据所述的第三对比结果，输出信号给智能注油器，发送命令给注油器为轴承加油，每次加油量为0.6-1.2g，如此反复监测反复动作，直至温升稳定为止。11.根据权利要求6所述的通风冷却系统振动温升监控方法，其特征在于，步骤h02包
括：预设数值为第四许可温升值和所述预设时间为第四许可持续时间，在所述的通风冷却系统所设区域的温升值超过所述的第四许可温升值，且统计的持续时间超过所述的第四许可持续时间，得到第四对比结果；步骤h03包括：依据所述的第四对比结果，输出信号给智能注油器，发送命令给注油器为轴承加油，每次加油量为1.2g-1.5g，如此反复监测反复动作，直至温升稳定为止；通过给注油器为轴承加油，所述的通风冷却系统所设区域的温升值依然超过所述的第四许可温升值，且统计的持续时间超过所述的第四许可持续时间，则控制盒主机面板上红灯闪烁，并发出报警信息传递到司机室，提醒工作人员所述的通风冷却系统需要检修。12.根据权利要求11所述的通风冷却系统振动温升监控方法，其特征在于，第一许可振动值和第一许可持续时间选取振动较好的通风冷却系统的平均值，所述的第一许可振动值可选取7.1mm/s≤v1≤10.1mm/s，所述的第一许可持续时间可选取120s；第二许振动值v2>10.1mm/s，所述的第二许可持续时间可选取300s；第三许可温升值选取55k≤δt≤85k，所述的第三许可持续时间可选取1800s；第四许可温升值选取δt＞85k，所述的第四许可持续时间可选取1200s。13.通风冷却系统振动温升监控终端，其特征在于，包括：振动加速度传感器，设置在所述通风冷却系统的预设区域，用于检测所述通风冷却系统的预设区域的振动特征；通风冷却系统振动控制系统，包括信号采集终端、信号处理单元和调速变频器，信号采集终端用于获取所述振动加速度传感器检测的所述通风冷却系统的预设区域的振动特征；信号处理单元将所述振动特征与预设数值对比，得到对比结果；而且根据所述对比结果，控制激励载荷。14.根据权利要求13所述的通风冷却系统振动温升监控终端，其特征在于，还包括前轴承温度传感器、后轴承温度传感器和环境温度传感器，设置在通风冷却系统的预设区域，用于检测通风冷却系统的预设区域的温升特征；还包括信号采集终端、信号处理单元和智能加油装置，信号采集终端用于获取所述前轴承温度传感器、后轴承温度传感器和环境温度传感器检测的所述通风冷却系统的预设区域的温升特征；信号处理单元将所述温升特征与预设数值对比，得到对比结果；而且根据所述对比结果，智能加油控制温升。15.电力机车，包括通风冷却系统，其特征在于，还包括权利要求13或14所述的通风冷却系统振动温升监控终端。

技术总结
本发明提供了通风冷却系统振动温升监控装置、方法、终端及电力机车，通风冷却系统振动与温升检测控制装置通过传感器所采集的振动和温度数据由信号处理单元进行集中分析处理，实现通风冷却系统的振动和温升一体化监测和控制。控制方法包括：步骤H01：获得所述通风冷却系统的预设区域的振动与温升特征；步骤H02：将所述的振动与温升特征与预设数值对比，并统计持续时间，获得比较结果；步骤H03：依据所述的对比结果，控制通风冷却系统的激励载荷或智能加油。本发明不但可以有效的监测通风冷却系统振动和温升，也可以实现智能自动调节激励载荷来控制振动，智能自动加油来控制温升，实现智能化控制。智能化控制。智能化控制。


技术研发人员：屈小章 刘梦安 翟方志 谭发程
受保护的技术使用者：湖南联诚轨道装备有限公司
技术研发日：2021.12.27
技术公布日：2022/6/7