【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及特種車輛電氣，特別涉及一種特種車輛用自組電網分布式散熱風扇系統及相關的控制管理方法。
技術介紹
1、一直以來，特種車輛的散熱冷卻風扇動力來源主要由發動機通過皮帶、齒輪等機械取力機構或液力機構提供。其中，散熱風扇的轉速通常隨發動機的轉速線性變化，不可自動調節，對于大功率柴油機的散熱需求有著精度低、響應慢、效率低的特點。
2、隨著特種車輛電氣化
的發展，大量新型電子電氣設備運用于特種車輛，在柴油機散熱需求以外，更出現了大功率電子電氣設備的散熱需求。
3、在散熱功率提升的同時，還出現了電子電氣設備布置導致的散熱需求空間分布問題：散熱冷卻風扇從風道設計原理上需要布置在動力艙的邊緣才能達到最佳散熱效果，而需要散熱的柴油機及變速箱必然安裝在動力艙的中部，大功率電子電氣設備則通常安裝在動力艙的邊緣，傳統的散熱冷卻風扇動力傳動的皮帶、齒輪、液壓泵馬達等占據空間大，且為機械形式，無法靈活布置，不能兼顧新型電氣化特種車輛的散熱需求。
技術實現思路
1、為解決新型電氣化特種車輛的分布式散熱需求，并針對動力艙的尺寸約束和動力布置特點，本公開采用基于永磁同步電機的電傳動方案，提供了一種基于高壓直流自組電網的特種車輛用數字式分布式散熱風扇系統，主要由基于永磁同步電機形式的若干臺電傳動風扇與1臺飛輪發電機以及電機控制器組成。其無需電池或超級電容儲能穩壓即可自穩定直流電網組網，各風扇可獨立調速運行，響應快、精度高、控制策略自適應復雜工況，全系統安裝體積緊湊、功率密度大、
2、本公開提供的特種車輛用自組電網分布式散熱風扇系統，包括：
3、基于永磁同步電機形式的若干路電傳動散熱風扇，飛輪發電機，電機控制裝置，以及發電機功率組件和風扇電機功率組件，其中：
4、發電機功率組件的交流端與飛輪發電機交流端連接，風扇電機功率組件的交流端則與對應的風扇電機交流端連接；
5、發電機功率組件的直流端、風扇電機功率組件的直流端，均連接在高壓直流母排上，形成高壓直流自組電網；
6、飛輪發電機隨車輛發動機同軸轉動，產生的交流電輸送至發電機功率組件，發電機功率組件在電機控制裝置的控制下有序通斷，輸出穩定的直流電壓至直流母排；直流母排輸出高壓直流電至各風扇電機功率組件，逆變輸出三相交流電流至各風扇電機三相繞組；各風扇電機功率組件在電機控制裝置的控制下有序通斷，控制各風扇電機獨立調速運行。
7、進一步的，所述直流自組電網采用600v高壓體制。
8、進一步的，所述功率組件采用igbt功率模塊組件。
9、進一步的，該系統還包括：
10、電流傳感器組件，用于采集飛輪發電機和風扇電機交流相電流的工作電流信號；
11、電壓傳感器組件，用于采集直流母排正負線間的電壓信號；
12、所述電流信號和電壓信號用于傳輸給所述電機控制裝置進行控制指令解算。
13、進一步的，該系統還包括：高壓繼電器和泄放電阻，用于發電機停止發電后的高壓電荷泄放，其中：
14、高壓繼電器的常閉觸點連接在直流母排的正線上，常開觸點連接泄放電阻的一端，泄放電阻另一端連接在直流母排的負線上；
15、發電機停止發電后，電機控制裝置控制高壓繼電器吸合，泄放電阻泄放剩余電荷直至安全電壓以下。
16、一種應用于上述系統的發電控制方法，用于輸出穩定直流電壓至直流母排，包括以下步驟：
17、飛輪發電機被發動機帶動，從三相繞組輸出三相交流電至發電機功率組件；
18、電壓傳感器組件采集直流母排實際直流電壓，與設定發電電壓比較，差值經pi調節器調節，輸出給定交、直軸電流量；
19、電流傳感器組件采集三相電流值，經坐標變換，得到實際的交、直軸電流，與給定交、直軸電流量比較，差值經pi調節器調節，輸出交、直軸電壓量；
20、交、直軸電壓量經坐標變換，得到三相交流電壓，再經空間矢量脈寬調制計算，得到三相電壓pwm開關量波形，輸入到發電機功率組件，進而輸出到飛輪發電機三相繞組上，產生三相電流；
21、經上述電流、電壓雙閉環pi控制，所述電機控制裝置控制發電機功率組件有序開通，將輸出電壓穩定在所需發電電壓；
22、其中，坐標變換所需的轉子位置，由電流傳感器組件采集的三相電流值利用無位置傳感器轉子位置檢測解算得到。
23、一種應用于上述系統的風扇電機調速控制方法，包括以下步驟：
24、飛輪發電機被發動機帶動，從三相繞組輸出三相交流電至發電機功率組件后：
25、電流傳感器組件采集三相電流值，利用無位置傳感器轉子位置檢測解算得到轉子位置、轉速，與給定轉速比較，差值經pi調節器調節，輸出給定交、直軸電流量；
26、由電流傳感器組件采集的三相電流值經坐標變換得到實際的交、直軸電流，與給定交、直軸電流量比較后，差值經pi調節器調節輸出交、直軸電壓量；
27、交、直軸電壓量經坐標變換得到三相交流電壓，再經空間矢量脈寬調制計算得到三相電壓pwm開關量波形，輸入到風扇電機功率組件，進而輸出到風扇電機三相繞組上，產生三相電流；
28、經上述電流、轉速雙閉環pi控制，所述電機控制裝置即可控制風扇電機功率組件有序開通，進而將輸出轉速穩定在所需轉速。
29、一種應用于上述系統的自組電網電能管理方法，包括以下步驟：
30、1)起動：
31、發動機起動點火時，主軸帶動所述飛輪發電機轉動，當發動機轉速大于發動機的最低穩定轉速值n1時，軟起動建立自組電網電壓至一定值u1后，開始使能風扇調速運行；
32、2)穩壓運行：
33、發動機起動后，飛輪發電機穩定發電，各風扇電機穩定調速運行，直流電壓如果因負載大幅增加降低至一定值u2以下時，600v>u2>u1，風扇電機降額運行，給定轉速限制為不大于一定值n2；
34、3)停機：
35、發動機停機時，先停止飛輪發電機及發電機功率組件輸出，即停止發電；
36、當發電機轉速低于一定值n3時，即停止發電后，各風扇電機功率組件封鎖輸出。
37、進一步的，該方法還包括以下步驟：
38、停止發電后，所述電機控制電路控制繼電器吸合，利用泄放電阻泄放剩余電荷直至安全電壓以下。
39、與現有技術相比，本公開的有益效果是：(1)將飛輪發電機發出的交流電全控整流輸出端與電傳動風扇的直流輸入端集成設計，共用高壓母排與濾波電容組，減小了體積、重量，提高了功率密度；
40、(2)選用的散熱風扇基于永磁同步電機，采用電傳動，可以按最佳散熱位置進行分布式布置；
41、(3)運用永磁同步電機驅動控制技術，大大提升了散熱風扇的響應速度、調速精度，各路風扇可根據工況獨立調速高效運行；
42、(4)系統具有完善的自組網電能本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種特種車輛用自組電網分布式散熱風扇系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述直流自組電網采用600V高壓體制。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述功率組件采用IGBT功率模塊組件。
4.根據權利要求1-3中任一所述的系統，其特征在于，還包括：
5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，還包括：高壓繼電器和泄放電阻，用于發電機停止發電后的高壓電荷泄放，其中：
6.一種應用于權利要求1-5中任一所述系統的發電控制方法，用于輸出穩定直流電壓至直流母排，包括以下步驟：
7.一種應用于權利要求1-5中任一所述系統的風扇電機調速控制方法，包括以下步驟：
8.一種應用于權利要求1-5中任一所述系統的自組電網電能管理方法，包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的方法，還包括以下步驟：
【技術特征摘要】
1.一種特種車輛用自組電網分布式散熱風扇系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述直流自組電網采用600v高壓體制。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述功率組件采用igbt功率模塊組件。
4.根據權利要求1-3中任一所述的系統，其特征在于，還包括：
5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，還包括：高壓繼電器和泄放電阻...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉華源，王亞慶，田德文，邢彥斌，姜茹，馬亞青，劉振東，
申請(專利權)人：中國北方車輛研究所，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。