鼓風機輔助電路控制原理：【原】開關設備輔助風機安裝方式及控制電路設計方案

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　　開關設備溫升是檢驗設備性能的重要指標，控制溫升是確保設備安全運行的可靠保障，所以合理安裝、控制利用風機對開關設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》雜志上撰文，在全面分析了設備溫升產生原因及部位基礎上，合理安裝風機，并針對溫升產生的每種原因設計控制風機方案，使開關設備風機控制水平合理完善，有效解決了設備溫升問題，防止了安全事故的發生，確保了電力設備運行時的可靠性和安全性。

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

　　1 設計內容

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

　　2 設計原理

　　2.1 開關設備溫升產生原因及主要部位分析

　　由于開關設備運行時會通過較大電流，電流通過導體產生的電阻損耗，從而使導體發熱，特別是導體連接部位，由于接觸電阻增大，更易發熱；交流電器絕緣件內產生的介質損耗常常會引起開關設備內部絕緣件發熱；開關設備要求防護等級為IP4X，導致整臺開關設備封閉較嚴，通風性能較差。

　　2.2 風機配置選型和安裝方式

　　根據開關設備結構，在前柜一次手車室設置兩組（3只/組）風機，上下各一組實現上下通風，在手車室內上下形成通風道，有效控制降低前柜溫度；

　　在后柜一次電纜室（架空母線室）設置兩組（3只/組）風機，并在橋墩頂部設置一組風機，上下各一組實現上下通風，在一次電纜室（架空母線室）內上下形成通風道，有效降低后柜溫度；

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

　　以上風機配置安裝方式在開關設備所有一次室內及主要發熱部位安裝風機，并形成合理通風道，以實現控制降低整個開關設備溫升的目的，如圖1所示。

　　分析開關設備內部主要發熱部件——母排，及母排發熱量公式測算開關設備內部發熱量，合理選擇風機材料和功率。見表1。

　　圖1 風機配置安裝圖

　　表1 開關柜風機參數選配表

　　按照公式及母站母線參數（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，再按照高壓開關柜結構及母線使用量來估算，每面開關柜母線發熱量大約為2kW。

　　表2 母線參數

　　2.3 風機控制電路

　　1）風機起動原理

　　風機控制電路如圖3所示。

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

　　當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機（FJ），此時完成風機起動以達到設備通風降溫效果；中間繼電器常開點與時間繼電器（SS）延時打開點串聯形成中間繼電器自保持回路，當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，接點斷開風機回路，實現風機延時停止。

　　圖2 電流采樣回路

　　開關設備內溫度升高時起動風機，具體通過溫度傳感器（WCG）測量設備內環境溫度，當被測設備內溫度大于設定值時，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）和風機（FJ）起動和停止方式同上。

　　開關設備采樣部位溫度升高時起動風機，具體通過溫度傳感器（WCG）測量設備內環境溫度，開關設備在需要及時手動開起風機預先降溫的情況下起動風機，具體通過控制開關（1SA）手動檔來直接起動風機，通過控制開關停止檔來直接停止風機。

　　2）風機回路故障報警電路

　　開關設備風機運行時，當風機、測溫裝置出現故障時，風機自帶故障輸出接點起動風機故障蜂鳴器報警；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，風機故障輸出點，也可送后臺實時監控風機狀態，及時處理風機故障，保證風機可靠運行，確保設備安全運行，避免因風機及控制回路故障引發的安全事故。

　　圖3 風機控制電路

　　3）風機控制電路元件選型參數

　　風機控制電路元件選型參數見表3。

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

　　表3 風機控制電路元件選型參數

　　表4 1SA轉換開關接點位置表（定位型）

　　3 結論

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

鼓風機輔助電路控制原理：桑塔納轎車鼓風機的控制原理及故障診斷

　　一、桑塔納轎車鼓風機電路介紹

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

　　二、桑塔納轎車鼓風機的控制原理

　　當點火開關處于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給空調繼電器“1”、“3”端子之間的電磁線圈供電（空調繼電器的兩個線圈共用“1”號端子），空調繼電器“6”、“8”端子之間的觸點閉合，此時鼓風機開關E9“+”電源端子通過閉合的觸點與電源正極相連。若將鼓風機開關置于1擋，電流通過鼓風機開關和調速電阻，流經鼓風機使其低速旋轉。當鼓風機開關分別置于2、3、4擋時，因接入電路的調速電阻阻值大小不同而使鼓風機得到不同的轉速。

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

　　三、桑塔納轎車鼓風機的故障診斷

　　1．故障現象

　　閉合點火開關，將鼓風機開關置于不同擋位時，鼓風機都不旋轉。

　　2．可能的故障原因

　　熔斷器燒毀；鼓風機調速電阻斷路；鼓風機有故障；線路中有斷路處；鼓風機開關有故障；中間繼電器有故障；空調繼電器有故障。

　　3．故障診斷方法

　　①檢查熔斷器S14和S23是否燒毀，若熔斷器燒毀應予以更換。

　　②檢查鼓風機調速電阻是否斷路，若調速電阻斷路應予以更換。

　　③檢查鼓風機工作是否正常，將蓄電池電壓加在鼓風機兩端，若鼓風機不能正常旋轉應予以檢修或者更換。

　　④檢查各開關：點火開關閉合，檢查其“30”號端子與“X”端子是否導通，如果不能導通，應更換點火開關。閉合鼓風機開關，檢查其“＋”電源端子與“1”、“2”、“3”、“4”號端子之間是否導通，若存在不導通現象，應更換鼓風機開關。

　　⑤檢查線路：在閉合點火開關的同時用手觸摸中間繼電器和空調繼電器，應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，應進行兩項檢查：一是檢查點火開關“X”端子與中間繼電器的“4”號端子之間的導線是否有斷路現象；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時能明顯感覺到中間繼電器觸點的振動，說明點火開關、中間繼電器線圈及其控制電路正常。

　　如果中間繼電器振動，空調繼電器沒有觸點吸合的聲音，應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”號端子至空調繼電器的“3”號端子之間的導線是否斷路，空調繼電器“1”號端子與“3”號端子之間的電磁線圈是否斷路。如果空調繼電器觸點振動，說明點火開關、中間繼電器及其控制電路都正常，空調繼電器電磁線圈及其控制電路也正常。

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

　　⑥檢查中間繼電器和空調繼電器觸點閉合時接觸情況：閉合點火開關，將刮水器開關轉到某一擋位，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，應更換中間繼電器。

　　四、結束語

　　桑塔納轎車鼓風機的故障，在熟悉桑塔納轎車鼓風機兩條控制電路的基礎上，對于任何情況下鼓風機的故障，都應該能夠順利找到故障部位。對于桑塔納轎車鼓風機來講，故障率較高的是熔斷器燒壞、調速電阻的斷路以及鼓風機自身故障。還有一種常出現的故障是插接器接觸不良，有時在檢查故障時，若出現所有電器部件及所有導線都正常，但系統仍不能正常工作，這時就應該檢查插接器是否接觸良好。此外在診斷鼓風機故障的過程中，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。

鼓風機輔助電路控制原理：滿滿干貨，空調室內風機電路控制原理

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　　來源：制冷百家

　　歸原作者所有

　　小分體機室內風機目前用的是 PG 調速塑封電機，為單向異步電容運轉電動機。為了滿足空調正常的運轉，達到制冷、制熱能力的平衡，所以必須保證室內風機的轉速滿足系統的要求，并保持轉速的穩定。

　　為達到以上目的，可采用可控硅調壓調速的方法來調節風機的轉速。

　　為了保證所調電壓滿足轉速要求，則必須檢出電源的零點和測出風機的轉速。

　　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、使用風機轉速檢測電路來檢測轉速；

　　再通過調節可控硅導通角來使風機轉速達到系統要求。

　　過零檢測電路的作用就是為了風機的驅動脈沖提供一個開始的信號。

　　1、過零檢測工作原理簡介

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

　　當 C 點電壓大于 0.7V 時，三極管導通，在三極管集電極形成低電平；

　　當電壓再次降到低于 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導通、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 電機的內部內置了一個或者多個位置傳感器（PG 電機的型號不一樣，它內置了位置傳感器個數也不一樣我們這里以 3 個為例介紹）；

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

　　電路圖如：

　　+5V 電源提供給電機內置風速檢測電路使用，風機內置風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，來判斷風機的轉速。

　　1、轉速低于目標轉速，則加大可控硅導通角，提高風機電壓的有效值，使風機轉速增大；

　　2、轉速高于目標轉速，則減小可控硅導通角，降低風機電壓的有效值，使風機轉速變低。

　　1、電路作用：

　　控制室內風機風速，實現風速檔調節；

　　2、故障現象：

　　風速不受控制或者風機不轉

　　3、元器件名稱：

　　1)、濾波穩壓電路：

　　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穩壓二極管起穩壓作用。

　　2）、觸發電路：

　　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V110，控制開關作用；電機M，帶動室內風扇運轉；電阻R102與電容C105，構成阻容保護電路，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工頻電壓經過半波整流、濾波及穩壓之后，得到12V 直流，供觸發電路用

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

　　3）、一旦雙向晶閘管導通，則220V工頻電源通過電機，電機運轉帶動風扇吹風。

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

鼓風機輔助電路控制原理：鼓風機開關和調速電阻工作原理

　　鼓風機開關和調速電阻控制方式由鼓風機開關和調速電阻兩部分組成，調速電阻一般裝在空調蒸發器組件上，利用氣流進行冷卻，鼓風機開關一般裝在控制面板內，設置不同檔位，供調速用。在設置時，鼓風機開關既可以控制電源正極又可以控制鼓風機搭鐵電路。調節鼓風機開關，可改變調速電阻接入方式，即改變鼓風機電路中的電流以調節鼓風機轉速。鼓風機的控制檔位一般有2、3、4、5速四種，最常用的是4速。

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

　　調速電阻的外形如圖所示。

　　鼓風機控制電路

　　調速電阻

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