鼓風(fēng)機輔助電路控制原理：【原】開關(guān)設(shè)備輔助風(fēng)機安裝方式及控制電路設(shè)計方案

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　　開關(guān)設(shè)備溫升是檢驗設(shè)備性能的重要指標(biāo)，控制溫升是確保設(shè)備安全運行的可靠保障，所以合理安裝、控制利用風(fēng)機對開關(guān)設(shè)備降溫是直接有效的重要措施。西電寶雞電氣有限公司的研究人員黨麗敏、董立鋒、張文忠，在2020年第4期《電氣技術(shù)》雜志上撰文，在全面分析了設(shè)備溫升產(chǎn)生原因及部位基礎(chǔ)上，合理安裝風(fēng)機，并針對溫升產(chǎn)生的每種原因設(shè)計控制風(fēng)機方案，使開關(guān)設(shè)備風(fēng)機控制水平合理完善，有效解決了設(shè)備溫升問題，防止了安全事故的發(fā)生，確保了電力設(shè)備運行時的可靠性和安全性。

　　目前電力設(shè)備運行容量不斷增大，開關(guān)設(shè)備運行電流也隨之升高，導(dǎo)致開關(guān)設(shè)備運行可靠性降低，因此如何有效控制開關(guān)設(shè)備溫升，以提高開關(guān)設(shè)備安全運行至關(guān)重要。目前，行業(yè)上現(xiàn)有的設(shè)備降溫措施繁多，各種方案都不盡完善，大多只考慮一種導(dǎo)致設(shè)備溫升升高的原因，針對一種采取措施，不能完全合理有效解決設(shè)備溫升問題。

　　1 設(shè)計內(nèi)容

　　本文目的在于解決上述問題，根據(jù)分析所得開關(guān)設(shè)備溫升產(chǎn)生原因及主要部位，提供合理的開關(guān)設(shè)備輔助風(fēng)機配置和安裝方式，形成通風(fēng)道，并設(shè)計有效控制風(fēng)機電路，使設(shè)備在運行電流大、設(shè)備內(nèi)環(huán)境溫度高、設(shè)備采樣部位（抽頭、電纜頭）溫度高和需要及時開起風(fēng)機預(yù)先降溫的情況下，都可以實現(xiàn)自動或手動開起風(fēng)機給設(shè)備有效降溫。

　　2 設(shè)計原理

　　2.1 開關(guān)設(shè)備溫升產(chǎn)生原因及主要部位分析

　　由于開關(guān)設(shè)備運行時會通過較大電流，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的電阻損耗，從而使導(dǎo)體發(fā)熱，特別是導(dǎo)體連接部位，由于接觸電阻增大，更易發(fā)熱；交流電器絕緣件內(nèi)產(chǎn)生的介質(zhì)損耗常常會引起開關(guān)設(shè)備內(nèi)部絕緣件發(fā)熱；開關(guān)設(shè)備要求防護等級為IP4X，導(dǎo)致整臺開關(guān)設(shè)備封閉較嚴(yán)，通風(fēng)性能較差。

　　2.2 風(fēng)機配置選型和安裝方式

　　根據(jù)開關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)，在前柜一次手車室設(shè)置兩組（3只/組）風(fēng)機，上下各一組實現(xiàn)上下通風(fēng)，在手車室內(nèi)上下形成通風(fēng)道，有效控制降低前柜溫度；

　　在后柜一次電纜室（架空母線室）設(shè)置兩組（3只/組）風(fēng)機，并在橋墩頂部設(shè)置一組風(fēng)機，上下各一組實現(xiàn)上下通風(fēng)，在一次電纜室（架空母線室）內(nèi)上下形成通風(fēng)道，有效降低后柜溫度；

　　由于主母線載流大發(fā)熱幾率高，故在母線室頂蓋設(shè)置一組（3只/組）風(fēng)機對主母線進行加強降溫，有效控制降低主母線溫度。

　　以上風(fēng)機配置安裝方式在開關(guān)設(shè)備所有一次室內(nèi)及主要發(fā)熱部位安裝風(fēng)機，并形成合理通風(fēng)道，以實現(xiàn)控制降低整個開關(guān)設(shè)備溫升的目的，如圖1所示。

　　分析開關(guān)設(shè)備內(nèi)部主要發(fā)熱部件——母排，及母排發(fā)熱量公式測算開關(guān)設(shè)備內(nèi)部發(fā)熱量，合理選擇風(fēng)機材料和功率。見表1。

　　圖1 風(fēng)機配置安裝圖

　　表1 開關(guān)柜風(fēng)機參數(shù)選配表

　　按照公式及母站母線參數(shù)（見表2）計算，主母線單相的散熱量約為550W/m，和母線制造商提供的母線散熱損耗600W/m基本相近，再按照高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及母線使用量來估算，每面開關(guān)柜母線發(fā)熱量大約為2kW。

　　表2 母線參數(shù)

　　2.3 風(fēng)機控制電路

　　1）風(fēng)機起動原理

　　風(fēng)機控制電路如圖3所示。

　　開關(guān)設(shè)備在運行電流升高時起動風(fēng)機，具體以電流繼電器（LJ）通過電流互感器采設(shè)備運行電流（見圖2）。

　　當(dāng)電流大于最大整定電流時電流繼電器起動，接點起動大容量中間繼電器（KA），中間繼電器接點起動風(fēng)機（FJ），此時完成風(fēng)機起動以達到設(shè)備通風(fēng)降溫效果；中間繼電器常開點與時間繼電器（SS）延時打開點串聯(lián)形成中間繼電器自保持回路，當(dāng)電流降到最低整定值時，電流繼電器接點返回斷開中間繼電器起動回路，并起動時間繼電器延時，時間繼電器在被起動30min后，延時閉點打開斷開中間繼電器自保持回路，中間繼電器失電，接點斷開風(fēng)機回路，實現(xiàn)風(fēng)機延時停止。

　　圖2 電流采樣回路

　　開關(guān)設(shè)備內(nèi)溫度升高時起動風(fēng)機，具體通過溫度傳感器（WCG）測量設(shè)備內(nèi)環(huán)境溫度，當(dāng)被測設(shè)備內(nèi)溫度大于設(shè)定值時，溫度控制器（WSK）輸出接點起動大容量中間繼電器（KA），之后中間繼電器（KA）、時間繼電器（SS）和風(fēng)機（FJ）起動和停止方式同上。

　　開關(guān)設(shè)備采樣部位溫度升高時起動風(fēng)機，具體通過溫度傳感器（WCG）測量設(shè)備內(nèi)環(huán)境溫度，開關(guān)設(shè)備在需要及時手動開起風(fēng)機預(yù)先降溫的情況下起動風(fēng)機，具體通過控制開關(guān)（1SA）手動檔來直接起動風(fēng)機，通過控制開關(guān)停止檔來直接停止風(fēng)機。

　　2）風(fēng)機回路故障報警電路

　　開關(guān)設(shè)備風(fēng)機運行時，當(dāng)風(fēng)機、測溫裝置出現(xiàn)故障時，風(fēng)機自帶故障輸出接點起動風(fēng)機故障蜂鳴器報警；測溫裝置故障輸出接點起動裝置故障蜂鳴器報警，并可通過裝置查看故障事件，可通過通信口上傳測溫及故障信息，風(fēng)機故障輸出點，也可送后臺實時監(jiān)控風(fēng)機狀態(tài)，及時處理風(fēng)機故障，保證風(fēng)機可靠運行，確保設(shè)備安全運行，避免因風(fēng)機及控制回路故障引發(fā)的安全事故。

　　圖3 風(fēng)機控制電路

　　3）風(fēng)機控制電路元件選型參數(shù)

　　風(fēng)機控制電路元件選型參數(shù)見表3。

　　此設(shè)計電路對現(xiàn)有風(fēng)機控制方案進行了創(chuàng)新完善，增加了電流起動、溫度起動、延時停止、手動起停，將引起設(shè)備溫升增大的各方面因素都考慮進去，實現(xiàn)了無死角控制；增加了延時停止功能，更加確保了設(shè)備溫升的控制；還增加了風(fēng)機故障接點，加強風(fēng)機自身問題的排查力度，避免由于風(fēng)機故障影響設(shè)備溫升，進一步確保了設(shè)備溫升的控制。防止了安全事故的發(fā)生，確保了電力系統(tǒng)的安全運行。

　　表3 風(fēng)機控制電路元件選型參數(shù)

　　表4 1SA轉(zhuǎn)換開關(guān)接點位置表（定位型）

　　3 結(jié)論

　　本文通過合理設(shè)置風(fēng)機安裝位置、形成上下通風(fēng)道，確保風(fēng)機開起能有效降低開關(guān)設(shè)備溫升；通過分析可能引起開關(guān)設(shè)備溫度升高的各種原因，針對每種原因設(shè)計全面合理控制風(fēng)機原理，確保風(fēng)機及時起動，避免開關(guān)設(shè)備溫度過高，引起安全事故；當(dāng)引起溫升升高原因解除時，為了加速設(shè)備降溫，增加延時停止風(fēng)機功能，保證開關(guān)設(shè)備溫升能迅速降到正常范圍，更加可靠地確保設(shè)備安全運行。

鼓風(fēng)機輔助電路控制原理：桑塔納轎車鼓風(fēng)機的控制原理及故障診斷

　　一、桑塔納轎車鼓風(fēng)機電路介紹

　　桑塔納轎車空調(diào)系統(tǒng)鼓風(fēng)機的工作跟很多車輛（千里馬、威馳等轎車）的鼓風(fēng)機工作情況不同，桑塔納轎車鼓風(fēng)機除了受點火開關(guān)和鼓風(fēng)機開關(guān)共同控制外，還可以受空調(diào)開關(guān)（A/C開關(guān)）和環(huán)境溫度開關(guān)的控制，兩條控制電路都有中間繼電器和空調(diào)繼電器參與。桑塔納轎車鼓風(fēng)機控制電路如圖1所示。

　　二、桑塔納轎車鼓風(fēng)機的控制原理

　　當(dāng)點火開關(guān)處于ON位置時，中間繼電器電磁線圈通電，中間繼電器觸點閉合，中央控制盒“X”線帶電。此時兩條控制電路分別為：

　　1．帶電的中央控制盒“X”線，通過熔斷器S14給空調(diào)繼電器“1”、“3”端子之間的電磁線圈供電（空調(diào)繼電器的兩個線圈共用“1”號端子），空調(diào)繼電器“6”、“8”端子之間的觸點閉合，此時鼓風(fēng)機開關(guān)E9“+”電源端子通過閉合的觸點與電源正極相連。若將鼓風(fēng)機開關(guān)置于1擋，電流通過鼓風(fēng)機開關(guān)和調(diào)速電阻，流經(jīng)鼓風(fēng)機使其低速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)鼓風(fēng)機開關(guān)分別置于2、3、4擋時，因接入電路的調(diào)速電阻阻值大小不同而使鼓風(fēng)機得到不同的轉(zhuǎn)速。

　　2.在外界環(huán)境溫度高于10℃的條件下，位于新鮮空氣入口處的環(huán)境溫度開關(guān)F38處于閉合狀態(tài)。當(dāng)閉合空調(diào)開關(guān)E30時，中央控制盒的“X”線，通過熔斷器S14、空調(diào)開關(guān)E30和閉合的環(huán)境溫度開關(guān)F38給空調(diào)繼電器的“1”、“2”端子之間的電磁線圈供電，空調(diào)繼電器“7”、“8”端子之間的觸點閉合，鼓風(fēng)機通過調(diào)速電阻和閉合的空調(diào)繼電器觸點與電源相連，鼓風(fēng)機工作。

　　三、桑塔納轎車鼓風(fēng)機的故障診斷

　　1．故障現(xiàn)象

　　閉合點火開關(guān)，將鼓風(fēng)機開關(guān)置于不同擋位時，鼓風(fēng)機都不旋轉(zhuǎn)。

　　2．可能的故障原因

　　熔斷器燒毀；鼓風(fēng)機調(diào)速電阻斷路；鼓風(fēng)機有故障；線路中有斷路處；鼓風(fēng)機開關(guān)有故障；中間繼電器有故障；空調(diào)繼電器有故障。

　　3．故障診斷方法

　　①檢查熔斷器S14和S23是否燒毀，若熔斷器燒毀應(yīng)予以更換。

　　②檢查鼓風(fēng)機調(diào)速電阻是否斷路，若調(diào)速電阻斷路應(yīng)予以更換。

　　③檢查鼓風(fēng)機工作是否正常，將蓄電池電壓加在鼓風(fēng)機兩端，若鼓風(fēng)機不能正常旋轉(zhuǎn)應(yīng)予以檢修或者更換。

　　④檢查各開關(guān)：點火開關(guān)閉合，檢查其“30”號端子與“X”端子是否導(dǎo)通，如果不能導(dǎo)通，應(yīng)更換點火開關(guān)。閉合鼓風(fēng)機開關(guān)，檢查其“＋”電源端子與“1”、“2”、“3”、“4”號端子之間是否導(dǎo)通，若存在不導(dǎo)通現(xiàn)象，應(yīng)更換鼓風(fēng)機開關(guān)。

　　⑤檢查線路：在閉合點火開關(guān)的同時用手觸摸中間繼電器和空調(diào)繼電器，應(yīng)能感覺到繼電器觸點閉合時的振動，并能聽到繼電器觸點在吸合時的撞擊聲。

　　如果沒有感覺到中間繼電器的振動，應(yīng)進行兩項檢查：一是檢查點火開關(guān)“X”端子與中間繼電器的“4”號端子之間的導(dǎo)線是否有斷路現(xiàn)象；二是檢查中間繼電器電磁線圈是否斷路。如果在閉合點火開關(guān)時能明顯感覺到中間繼電器觸點的振動，說明點火開關(guān)、中間繼電器線圈及其控制電路正常。

　　如果中間繼電器振動，空調(diào)繼電器沒有觸點吸合的聲音，應(yīng)檢查中央控制盒熔斷器S14的“1”號端子是否帶電，熔斷器S14的“2”號端子至空調(diào)繼電器的“3”號端子之間的導(dǎo)線是否斷路，空調(diào)繼電器“1”號端子與“3”號端子之間的電磁線圈是否斷路。如果空調(diào)繼電器觸點振動，說明點火開關(guān)、中間繼電器及其控制電路都正常，空調(diào)繼電器電磁線圈及其控制電路也正常。

　　檢查發(fā)電機“+B”接線柱至熔斷器S23“1”號端子之間的導(dǎo)線是否斷路，檢查熔斷器S23 “2”號端子至空調(diào)繼電器的“8”號端子之間的導(dǎo)線是否斷路，檢查空調(diào)繼電器“6”號端子至鼓風(fēng)機開關(guān)的“＋”端子之間的導(dǎo)線是否斷路，檢查鼓風(fēng)機開關(guān)各擋位至調(diào)速電阻的導(dǎo)線是否斷路，檢查調(diào)速電阻至鼓風(fēng)機的導(dǎo)線是否斷路，檢查鼓風(fēng)機的搭鐵端子是否搭鐵良好。

　　⑥檢查中間繼電器和空調(diào)繼電器觸點閉合時接觸情況：閉合點火開關(guān)，將刮水器開關(guān)轉(zhuǎn)到某一擋位，若電動刮水器正常工作，說明中間繼電器觸點接觸良好，故障在空調(diào)繼電器；如果電動刮水器不工作，說明中間繼電器觸點接觸不良，應(yīng)更換中間繼電器。

　　四、結(jié)束語

　　桑塔納轎車鼓風(fēng)機的故障，在熟悉桑塔納轎車鼓風(fēng)機兩條控制電路的基礎(chǔ)上，對于任何情況下鼓風(fēng)機的故障，都應(yīng)該能夠順利找到故障部位。對于桑塔納轎車鼓風(fēng)機來講，故障率較高的是熔斷器燒壞、調(diào)速電阻的斷路以及鼓風(fēng)機自身故障。還有一種常出現(xiàn)的故障是插接器接觸不良，有時在檢查故障時，若出現(xiàn)所有電器部件及所有導(dǎo)線都正常，但系統(tǒng)仍不能正常工作，這時就應(yīng)該檢查插接器是否接觸良好。此外在診斷鼓風(fēng)機故障的過程中，只要對照電路圖分析其控制過程，制定出合理的診斷程序，就能順利地找到故障部位并排除。

鼓風(fēng)機輔助電路控制原理：滿滿干貨，空調(diào)室內(nèi)風(fēng)機電路控制原理

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　　來源：制冷百家

　　歸原作者所有

　　小分體機室內(nèi)風(fēng)機目前用的是 PG 調(diào)速塑封電機，為單向異步電容運轉(zhuǎn)電動機。為了滿足空調(diào)正常的運轉(zhuǎn)，達到制冷、制熱能力的平衡，所以必須保證室內(nèi)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速滿足系統(tǒng)的要求，并保持轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。

　　為達到以上目的，可采用可控硅調(diào)壓調(diào)速的方法來調(diào)節(jié)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。

　　為了保證所調(diào)電壓滿足轉(zhuǎn)速要求，則必須檢出電源的零點和測出風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。

　　故在實際電路中：

　　1、使用了過零檢測電路來檢出電源的零點；

　　2、使用風(fēng)機轉(zhuǎn)速檢測電路來檢測轉(zhuǎn)速；

　　再通過調(diào)節(jié)可控硅導(dǎo)通角來使風(fēng)機轉(zhuǎn)速達到系統(tǒng)要求。

　　過零檢測電路的作用就是為了風(fēng)機的驅(qū)動脈沖提供一個開始的信號。

　　1、過零檢測工作原理簡介

　　電網(wǎng)交流電源經(jīng)變壓器降壓后，先經(jīng)過整流，在 DC 這個形成脈動直流波形，DC 點波形如下圖：

　　當(dāng) C 點電壓大于 0.7V 時，三極管導(dǎo)通，在三極管集電極形成低電平；

　　當(dāng)電壓再次降到低于 0.7V時，三極管截止，三極管集電極通過上拉電阻，形成高電平。

　　這樣通過三極管的反復(fù)導(dǎo)通、截止，在芯片的過零引腳上就會形成 100Hz 脈沖波形，芯片通過判斷，檢測電壓的零點。

　　PG 電機的內(nèi)部內(nèi)置了一個或者多個位置傳感器（PG 電機的型號不一樣，它內(nèi)置了位置傳感器個數(shù)也不一樣我們這里以 3 個為例介紹）；

　　當(dāng) PG 電機轉(zhuǎn)動一周時，電機的反饋端就會輸出三個脈沖，MCU就通過一定時間內(nèi)檢測到的脈沖數(shù)量來計算出電機當(dāng)前的轉(zhuǎn)速，再用這個轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速來比較，就可以決定下次驅(qū)動脈沖高電平開始的時間，使轉(zhuǎn)速逐漸接近目標(biāo)轉(zhuǎn)速。

　　電路圖如：

　　+5V 電源提供給電機內(nèi)置風(fēng)速檢測電路使用，風(fēng)機內(nèi)置風(fēng)速檢測電路輸出波形通過 R33 這個限流電阻后，通過 C33、C23 這個 2 個瓷片電容濾波，芯片通過對輸入脈沖方波頻率的檢測，來判斷風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。

　　1、轉(zhuǎn)速低于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，則加大可控硅導(dǎo)通角，提高風(fēng)機電壓的有效值，使風(fēng)機轉(zhuǎn)速增大；

　　2、轉(zhuǎn)速高于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，則減小可控硅導(dǎo)通角，降低風(fēng)機電壓的有效值，使風(fēng)機轉(zhuǎn)速變低。

　　1、電路作用：

　　控制室內(nèi)風(fēng)機風(fēng)速，實現(xiàn)風(fēng)速檔調(diào)節(jié)；

　　2、故障現(xiàn)象：

　　風(fēng)速不受控制或者風(fēng)機不轉(zhuǎn)

　　3、元器件名稱：

　　1)、濾波穩(wěn)壓電路：

　　電阻R101，限流分壓作用；二極管V108，整流作用；極性電容C106，濾波作用；V109穩(wěn)壓二極管起穩(wěn)壓作用。

　　2）、觸發(fā)電路：

　　電阻R105、R104、R109起限流分壓作用；光電耦合器E101起信號傳遞作用。

　　3)、主電路：

　　雙向晶閘關(guān)V110，控制開關(guān)作用；電機M，帶動室內(nèi)風(fēng)扇運轉(zhuǎn)；電阻R102與電容C105，構(gòu)成阻容保護電路，保護雙向晶閘管又稱雙向可控硅，V110不受損壞；電容C104，風(fēng)機分相啟動；電感L101，濾波作用。

　　4、控制原理分析：

　　1）、220V工頻電壓經(jīng)過半波整流、濾波及穩(wěn)壓之后，得到12V 直流，供觸發(fā)電路用

　　2）、單片機將過零信號發(fā)送至光電耦合器中，通過光耦合，在18點產(chǎn)生過零觸發(fā)信號供給雙向晶閘管，使之受控導(dǎo)通。

　　3）、一旦雙向晶閘管導(dǎo)通，則220V工頻電源通過電機，電機運轉(zhuǎn)帶動風(fēng)扇吹風(fēng)。

　　4）、單片機根據(jù)遙控指令發(fā)出占空比不同的脈沖信號，就可以控制雙向晶閘管導(dǎo)通與關(guān)閉的時間比例不同，因而通過電機的電壓有效值也不同，從而得到高、中、弱、微四種風(fēng)速。

鼓風(fēng)機輔助電路控制原理：鼓風(fēng)機開關(guān)和調(diào)速電阻工作原理

　　鼓風(fēng)機開關(guān)和調(diào)速電阻控制方式由鼓風(fēng)機開關(guān)和調(diào)速電阻兩部分組成，調(diào)速電阻一般裝在空調(diào)蒸發(fā)器組件上，利用氣流進行冷卻，鼓風(fēng)機開關(guān)一般裝在控制面板內(nèi)，設(shè)置不同檔位，供調(diào)速用。在設(shè)置時，鼓風(fēng)機開關(guān)既可以控制電源正極又可以控制鼓風(fēng)機搭鐵電路。調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機開關(guān)，可改變調(diào)速電阻接入方式，即改變鼓風(fēng)機電路中的電流以調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速。鼓風(fēng)機的控制檔位一般有2、3、4、5速四種，最常用的是4速。

　　鼓風(fēng)機開關(guān)處于1位時，鼓風(fēng)機電路中串入三個電阻，風(fēng)機低速運轉(zhuǎn)；鼓風(fēng)機開關(guān)處于2位時，鼓風(fēng)機電路中串入兩個電阻，鼓風(fēng)機中低速運轉(zhuǎn)；鼓風(fēng)機開關(guān)處于3位時，鼓風(fēng)機電路中串入一個電阻，鼓風(fēng)機中高速運轉(zhuǎn)；鼓風(fēng)機開關(guān)處于4位時，鼓風(fēng)機電路中不串入任何電阻，鼓風(fēng)機以最高速運轉(zhuǎn)。

　　調(diào)速電阻的外形如圖所示。

　　鼓風(fēng)機控制電路

　　調(diào)速電阻

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