鼓风机辅助电路控制原理_罗茨鼓风机

鼓风机辅助电路控制原理：【原】开关设备辅助风机安装方式及控制电路设计方案

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　　开关设备温升是检验设备性能的重要指标，控制温升是确保设备安全运行的可靠保障，所以合理安装、控制利用风机对开关设备降温是直接有效的重要措施。西电宝鸡电气有限公司的研究人员党丽敏、董立锋、张文忠，在2020年第4期《电气技术》杂志上撰文，在全面分析了设备温升产生原因及部位基础上，合理安装风机，并针对温升产生的每种原因设计控制风机方案，使开关设备风机控制水平合理完善，有效解决了设备温升问题，防止了安全事故的发生，确保了电力设备运行时的可靠性和安全性。

　　目前电力设备运行容量不断增大，开关设备运行电流也随之升高，导致开关设备运行可靠性降低，因此如何有效控制开关设备温升，以提高开关设备安全运行至关重要。目前，行业上现有的设备降温措施繁多，各种方案都不尽完善，大多只考虑一种导致设备温升升高的原因，针对一种采取措施，不能完全合理有效解决设备温升问题。

　　1 设计内容

　　本文目的在于解决上述问题，根据分析所得开关设备温升产生原因及主要部位，提供合理的开关设备辅助风机配置和安装方式，形成通风道，并设计有效控制风机电路，使设备在运行电流大、设备内环境温度高、设备采样部位（抽头、电缆头）温度高和需要及时开起风机预先降温的情况下，都可以实现自动或手动开起风机给设备有效降温。

　　2 设计原理

　　2.1 开关设备温升产生原因及主要部位分析

　　由于开关设备运行时会通过较大电流，电流通过导体产生的电阻损耗，从而使导体发热，特别是导体连接部位，由于接触电阻增大，更易发热；交流电器绝缘件内产生的介质损耗常常会引起开关设备内部绝缘件发热；开关设备要求防护等级为IP4X，导致整台开关设备封闭较严，通风性能较差。

　　2.2 风机配置选型和安装方式

　　根据开关设备结构，在前柜一次手车室设置两组（3只/组）风机，上下各一组实现上下通风，在手车室内上下形成通风道，有效控制降低前柜温度；

　　在后柜一次电缆室（架空母线室）设置两组（3只/组）风机，并在桥墩顶部设置一组风机，上下各一组实现上下通风，在一次电缆室（架空母线室）内上下形成通风道，有效降低后柜温度；

　　由于主母线载流大发热几率高，故在母线室顶盖设置一组（3只/组）风机对主母线进行加强降温，有效控制降低主母线温度。

　　以上风机配置安装方式在开关设备所有一次室内及主要发热部位安装风机，并形成合理通风道，以实现控制降低整个开关设备温升的目的，如图1所示。

　　分析开关设备内部主要发热部件——母排，及母排发热量公式测算开关设备内部发热量，合理选择风机材料和功率。见表1。

　　图1 风机配置安装图

　　表1 开关柜风机参数选配表

　　按照公式及母站母线参数（见表2）计算，主母线单相的散热量约为550W/m，和母线制造商提供的母线散热损耗600W/m基本相近，再按照高压开关柜结构及母线使用量来估算，每面开关柜母线发热量大约为2kW。

　　表2 母线参数

　　2.3 风机控制电路

　　1）风机起动原理

　　风机控制电路如图3所示。

　　开关设备在运行电流升高时起动风机，具体以电流继电器（LJ）通过电流互感器采设备运行电流（见图2）。

　　当电流大于最大整定电流时电流继电器起动，接点起动大容量中间继电器（KA），中间继电器接点起动风机（FJ），此时完成风机起动以达到设备通风降温效果；中间继电器常开点与时间继电器（SS）延时打开点串联形成中间继电器自保持回路，当电流降到最低整定值时，电流继电器接点返回断开中间继电器起动回路，并起动时间继电器延时，时间继电器在被起动30min后，延时闭点打开断开中间继电器自保持回路，中间继电器失电，接点断开风机回路，实现风机延时停止。

　　图2 电流采样回路

　　开关设备内温度升高时起动风机，具体通过温度传感器（WCG）测量设备内环境温度，当被测设备内温度大于设定值时，温度控制器（WSK）输出接点起动大容量中间继电器（KA），之后中间继电器（KA）、时间继电器（SS）和风机（FJ）起动和停止方式同上。

　　开关设备采样部位温度升高时起动风机，具体通过温度传感器（WCG）测量设备内环境温度，开关设备在需要及时手动开起风机预先降温的情况下起动风机，具体通过控制开关（1SA）手动档来直接起动风机，通过控制开关停止档来直接停止风机。

　　2）风机回路故障报警电路

　　开关设备风机运行时，当风机、测温装置出现故障时，风机自带故障输出接点起动风机故障蜂鸣器报警；测温装置故障输出接点起动装置故障蜂鸣器报警，并可通过装置查看故障事件，可通过通信口上传测温及故障信息，风机故障输出点，也可送后台实时监控风机状态，及时处理风机故障，保证风机可靠运行，确保设备安全运行，避免因风机及控制回路故障引发的安全事故。

　　图3 风机控制电路

　　3）风机控制电路元件选型参数

　　风机控制电路元件选型参数见表3。

　　此设计电路对现有风机控制方案进行了创新完善，增加了电流起动、温度起动、延时停止、手动起停，将引起设备温升增大的各方面因素都考虑进去，实现了无死角控制；增加了延时停止功能，更加确保了设备温升的控制；还增加了风机故障接点，加强风机自身问题的排查力度，避免由于风机故障影响设备温升，进一步确保了设备温升的控制。防止了安全事故的发生，确保了电力系统的安全运行。

　　表3 风机控制电路元件选型参数

　　表4 1SA转换开关接点位置表（定位型）

　　3 结论

　　本文通过合理设置风机安装位置、形成上下通风道，确保风机开起能有效降低开关设备温升；通过分析可能引起开关设备温度升高的各种原因，针对每种原因设计全面合理控制风机原理，确保风机及时起动，避免开关设备温度过高，引起安全事故；当引起温升升高原因解除时，为了加速设备降温，增加延时停止风机功能，保证开关设备温升能迅速降到正常范围，更加可靠地确保设备安全运行。

鼓风机辅助电路控制原理：桑塔纳轿车鼓风机的控制原理及故障诊断

　　一、桑塔纳轿车鼓风机电路介绍

　　桑塔纳轿车空调系统鼓风机的工作跟很多车辆（千里马、威驰等轿车）的鼓风机工作情况不同，桑塔纳轿车鼓风机除了受点火开关和鼓风机开关共同控制外，还可以受空调开关（A/C开关）和环境温度开关的控制，两条控制电路都有中间继电器和空调继电器参与。桑塔纳轿车鼓风机控制电路如图1所示。

　　二、桑塔纳轿车鼓风机的控制原理

　　当点火开关处于ON位置时，中间继电器电磁线圈通电，中间继电器触点闭合，中央控制盒“X”线带电。此时两条控制电路分别为：

　　1．带电的中央控制盒“X”线，通过熔断器S14给空调继电器“1”、“3”端子之间的电磁线圈供电（空调继电器的两个线圈共用“1”号端子），空调继电器“6”、“8”端子之间的触点闭合，此时鼓风机开关E9“+”电源端子通过闭合的触点与电源正极相连。若将鼓风机开关置于1挡，电流通过鼓风机开关和调速电阻，流经鼓风机使其低速旋转。当鼓风机开关分别置于2、3、4挡时，因接入电路的调速电阻阻值大小不同而使鼓风机得到不同的转速。

　　2.在外界环境温度高于10℃的条件下，位于新鲜空气入口处的环境温度开关F38处于闭合状态。当闭合空调开关E30时，中央控制盒的“X”线，通过熔断器S14、空调开关E30和闭合的环境温度开关F38给空调继电器的“1”、“2”端子之间的电磁线圈供电，空调继电器“7”、“8”端子之间的触点闭合，鼓风机通过调速电阻和闭合的空调继电器触点与电源相连，鼓风机工作。

　　三、桑塔纳轿车鼓风机的故障诊断

　　1．故障现象

　　闭合点火开关，将鼓风机开关置于不同挡位时，鼓风机都不旋转。

　　2．可能的故障原因

　　熔断器烧毁；鼓风机调速电阻断路；鼓风机有故障；线路中有断路处；鼓风机开关有故障；中间继电器有故障；空调继电器有故障。

　　3．故障诊断方法

　　①检查熔断器S14和S23是否烧毁，若熔断器烧毁应予以更换。

　　②检查鼓风机调速电阻是否断路，若调速电阻断路应予以更换。

　　③检查鼓风机工作是否正常，将蓄电池电压加在鼓风机两端，若鼓风机不能正常旋转应予以检修或者更换。

　　④检查各开关：点火开关闭合，检查其“30”号端子与“X”端子是否导通，如果不能导通，应更换点火开关。闭合鼓风机开关，检查其“＋”电源端子与“1”、“2”、“3”、“4”号端子之间是否导通，若存在不导通现象，应更换鼓风机开关。

　　⑤检查线路：在闭合点火开关的同时用手触摸中间继电器和空调继电器，应能感觉到继电器触点闭合时的振动，并能听到继电器触点在吸合时的撞击声。

　　如果没有感觉到中间继电器的振动，应进行两项检查：一是检查点火开关“X”端子与中间继电器的“4”号端子之间的导线是否有断路现象；二是检查中间继电器电磁线圈是否断路。如果在闭合点火开关时能明显感觉到中间继电器触点的振动，说明点火开关、中间继电器线圈及其控制电路正常。

　　如果中间继电器振动，空调继电器没有触点吸合的声音，应检查中央控制盒熔断器S14的“1”号端子是否带电，熔断器S14的“2”号端子至空调继电器的“3”号端子之间的导线是否断路，空调继电器“1”号端子与“3”号端子之间的电磁线圈是否断路。如果空调继电器触点振动，说明点火开关、中间继电器及其控制电路都正常，空调继电器电磁线圈及其控制电路也正常。

　　检查发电机“+B”接线柱至熔断器S23“1”号端子之间的导线是否断路，检查熔断器S23 “2”号端子至空调继电器的“8”号端子之间的导线是否断路，检查空调继电器“6”号端子至鼓风机开关的“＋”端子之间的导线是否断路，检查鼓风机开关各挡位至调速电阻的导线是否断路，检查调速电阻至鼓风机的导线是否断路，检查鼓风机的搭铁端子是否搭铁良好。

　　⑥检查中间继电器和空调继电器触点闭合时接触情况：闭合点火开关，将刮水器开关转到某一挡位，若电动刮水器正常工作，说明中间继电器触点接触良好，故障在空调继电器；如果电动刮水器不工作，说明中间继电器触点接触不良，应更换中间继电器。

　　四、结束语

　　桑塔纳轿车鼓风机的故障，在熟悉桑塔纳轿车鼓风机两条控制电路的基础上，对于任何情况下鼓风机的故障，都应该能够顺利找到故障部位。对于桑塔纳轿车鼓风机来讲，故障率较高的是熔断器烧坏、调速电阻的断路以及鼓风机自身故障。还有一种常出现的故障是插接器接触不良，有时在检查故障时，若出现所有电器部件及所有导线都正常，但系统仍不能正常工作，这时就应该检查插接器是否接触良好。此外在诊断鼓风机故障的过程中，只要对照电路图分析其控制过程，制定出合理的诊断程序，就能顺利地找到故障部位并排除。

鼓风机辅助电路控制原理：满满干货，空调室内风机电路控制原理

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　　来源：制冷百家

　　归原作者所有

　　小分体机室内风机目前用的是 PG 调速塑封电机，为单向异步电容运转电动机。为了满足空调正常的运转，达到制冷、制热能力的平衡，所以必须保证室内风机的转速满足系统的要求，并保持转速的稳定。

　　为达到以上目的，可采用可控硅调压调速的方法来调节风机的转速。

　　为了保证所调电压满足转速要求，则必须检出电源的零点和测出风机的转速。

　　故在实际电路中：

　　1、使用了过零检测电路来检出电源的零点；

　　2、使用风机转速检测电路来检测转速；

　　再通过调节可控硅导通角来使风机转速达到系统要求。

　　过零检测电路的作用就是为了风机的驱动脉冲提供一个开始的信号。

　　1、过零检测工作原理简介

　　电网交流电源经变压器降压后，先经过整流，在 DC 这个形成脉动直流波形，DC 点波形如下图：

　　当 C 点电压大于 0.7V 时，三极管导通，在三极管集电极形成低电平；

　　当电压再次降到低于 0.7V时，三极管截止，三极管集电极通过上拉电阻，形成高电平。

　　这样通过三极管的反复导通、截止，在芯片的过零引脚上就会形成 100Hz 脉冲波形，芯片通过判断，检测电压的零点。

　　PG 电机的内部内置了一个或者多个位置传感器（PG 电机的型号不一样，它内置了位置传感器个数也不一样我们这里以 3 个为例介绍）；

　　当 PG 电机转动一周时，电机的反馈端就会输出三个脉冲，MCU就通过一定时间内检测到的脉冲数量来计算出电机当前的转速，再用这个转速与目标转速来比较，就可以决定下次驱动脉冲高电平开始的时间，使转速逐渐接近目标转速。

　　电路图如：

　　+5V 电源提供给电机内置风速检测电路使用，风机内置风速检测电路输出波形通过 R33 这个限流电阻后，通过 C33、C23 这个 2 个瓷片电容滤波，芯片通过对输入脉冲方波频率的检测，来判断风机的转速。

　　1、转速低于目标转速，则加大可控硅导通角，提高风机电压的有效值，使风机转速增大；

　　2、转速高于目标转速，则减小可控硅导通角，降低风机电压的有效值，使风机转速变低。

　　1、电路作用：

　　控制室内风机风速，实现风速档调节；

　　2、故障现象：

　　风速不受控制或者风机不转

　　3、元器件名称：

　　1)、滤波稳压电路：

　　电阻R101，限流分压作用；二极管V108，整流作用；极性电容C106，滤波作用；V109稳压二极管起稳压作用。

　　2）、触发电路：

　　电阻R105、R104、R109起限流分压作用；光电耦合器E101起信号传递作用。

　　3)、主电路：

　　双向晶闸关V110，控制开关作用；电机M，带动室内风扇运转；电阻R102与电容C105，构成阻容保护电路，保护双向晶闸管又称双向可控硅，V110不受损坏；电容C104，风机分相启动；电感L101，滤波作用。

　　4、控制原理分析：

　　1）、220V工频电压经过半波整流、滤波及稳压之后，得到12V 直流，供触发电路用

　　2）、单片机将过零信号发送至光电耦合器中，通过光耦合，在18点产生过零触发信号供给双向晶闸管，使之受控导通。

　　3）、一旦双向晶闸管导通，则220V工频电源通过电机，电机运转带动风扇吹风。

　　4）、单片机根据遥控指令发出占空比不同的脉冲信号，就可以控制双向晶闸管导通与关闭的时间比例不同，因而通过电机的电压有效值也不同，从而得到高、中、弱、微四种风速。

鼓风机辅助电路控制原理：鼓风机开关和调速电阻工作原理

　　鼓风机开关和调速电阻控制方式由鼓风机开关和调速电阻两部分组成，调速电阻一般装在空调蒸发器组件上，利用气流进行冷却，鼓风机开关一般装在控制面板内，设置不同档位，供调速用。在设置时，鼓风机开关既可以控制电源正极又可以控制鼓风机搭铁电路。调节鼓风机开关，可改变调速电阻接入方式，即改变鼓风机电路中的电流以调节鼓风机转速。鼓风机的控制档位一般有2、3、4、5速四种，最常用的是4速。

　　鼓风机开关处于1位时，鼓风机电路中串入三个电阻，风机低速运转；鼓风机开关处于2位时，鼓风机电路中串入两个电阻，鼓风机中低速运转；鼓风机开关处于3位时，鼓风机电路中串入一个电阻，鼓风机中高速运转；鼓风机开关处于4位时，鼓风机电路中不串入任何电阻，鼓风机以最高速运转。

　　调速电阻的外形如图所示。

　　鼓风机控制电路

　　调速电阻

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