[发明专利]一种砂尘风洞驱动电机正压风冷系统的复合控制装置

说明书

技术领域

本发明属于大型设备驱动电机的防尘散热技术领域，特别涉及一种砂尘风洞电机的防尘与散热控制装置，适用于处于砂尘环境下的各种大型设备电机的防尘和散热控制应用。

背景技术

随着各种高科技设备的不断开发和研制，环境问题日益突出，对于暴露在飞散干砂和充满尘埃的大气中的军用、民用设备，砂尘对其质量及使用可靠性有严重影响，对试件进行砂尘环境试验，用以确定设备对飞散砂尘环境中砂尘颗粒渗透磨蚀的防御适用能力是十分必要的。

砂尘环境对地面各种民用设备有着十分严重的影响，尤其表现在以柴油机为动力的机械、打桩机、载重汽车、装载机等设备方面。在砂尘环境下，渗漏进气缸的砂尘不仅使设备的空气滤清器容易堵塞，而且加速了发动机运动部件的磨损。此外砂尘对电机轴承、低压电器触头、开关等也均有不同程度影响。再有，近年来频繁发生的沙尘暴，特别是强沙尘暴，不仅会造成空气的介电常数增大、电阻率减小、产生强烈的电场活动过程，从而改变输电铁塔塔头电场分布，而且国外研究人员通过实验研究发现，沙尘暴会使空气间隙的放电电压降低.因而沙尘暴有可能是造成中相导线工频电压下空气间隙闪络放电的原因。因此通过砂尘模拟实验研究沙尘暴对输电线路的影响也是急切需要解决的问题。

对于军用设备，砂尘环境对飞机的影响就更为突出，砂尘环境下的装备适应性及可靠性是军用飞机功能的重要性能指标。砂砾不仅会破坏飞机的外表，如果进入部件内部，还会造成各种故障，其后果将更为严重。其主要损坏类型有表面的磨蚀和磨损、密封渗漏、电路性能降级、开口和过滤装置的阻塞/堵塞、对配合件的物理影响、活动部件卡死/阻碍、热传导性降低、干扰光学特征、由于通风或冷却受阻引起过热和着火危害等。为此，对砂尘磨损腐蚀军用装备机制的分析研究，可以为军用装备的设计、生产、使用和维护提供重要依据。

通过砂尘环境模拟实验研究砂尘对各种暴露在其中的设备的影响，可以提高设备对环境的适应能力。在砂尘环境模拟实验中，风洞是主要的模拟设备，目前风洞的驱动电机通常置于整流罩内部，虽然受整流罩保护，但当气流高速流过整流罩时，驱动电机会间接暴露在砂尘环境中，受到危害。砂尘环境对风洞驱动电机的影响主要有三个方面：气流所携带的砂尘对驱动电机的活动部件或固定表面造成磨损；被高速气流携带的砂尘颗粒对驱动电机固定表面造成冲蚀，冲蚀通过反复磨动或扰动设备的保护层来加速对金属表面的破坏；由于砂尘颗粒组成的不同矿物质，在潮湿的环境下它们会发生酸性或碱性的反应，造成驱动电机设备的腐蚀等等。

发明内容

为了减少砂尘环境对风洞驱动电机的危害，本发明提出的一种砂尘风洞驱动电机正压风冷系统的复合控制装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种砂尘风洞的驱动电机正压风冷系统的复合控制装置，其特征在于包括控制器、阀门驱动器、电动调节阀、出风导流管、变频器、离心风机、进风导流管。

本发明的一种砂尘风洞驱动电机正压风冷系统的复合控制装置的优点包括：

(1)砂尘风洞整流罩内外正压控制子系统包括出风导流管、阀门驱动器、电动调节阀、整流罩内外压差传感器及控制器共同，控制器根据整流罩内外压差传感器的反馈信号，产生电动阀调节控制律，控制律作用于阀门驱动器，驱动电动调节阀工作，从而实现整流罩内外正压控制，有效防止了砂尘的进入，减小了砂尘对风洞驱动电机的危害；

(2)砂尘风洞驱动电机的温度控制子系统包括进风导流管、变频器、离心风机、温度传感器、风速传感器及控制器，控制器根据驱动电机温度反馈信号，产生离心风机反馈调速控制律，反馈控制律施加于变频器，驱动离心风机调速运行，从而实现风洞驱动电机的温度控制；

(3)为了提高砂尘风洞驱动电机的温度控制子系统的抗干扰能力，引入风洞风速信号作为前馈信号，经控制器匹配换算后产生离心风机前馈控制律，由于该系统的扰动信号主要是风洞内的风速扰动，扰动量单一，便与测量，所以引入按扰动补偿的前馈控制，使得温度控制系统的响应速度加快，控制精度提高。

附图说明

图1为砂尘风洞驱动电机正压风冷系统的复合控制装置工作原理图

图2为砂尘风洞驱动电机正压风冷系统结构图

图3为驱动电机温度控制子系统工作原理图

图4为整流罩正压控制子系统工作原理图

附图标号：

1.控制器  2.数据处理单元  3.D/A信号转换单元

4.阀门驱动器  5.电动调节阀  6.风洞系统  7.离心风机

8.变频器  9.通信单元  10.数据采集单元  11.整流罩

12.壳体  13.风扇系统