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风速继电器

 电气机车的牵引变压器、牵引马达、硅整流机组、平波电抗器、制动电阻等电气设备,在机车运转中会产生大量的热损失。为了保证电气设备的动作,有必要将这些热量迅速地散发到车外。现在,电气机车一般通过强制空冷来冷却上述主回路电气设备,使设备正常动作,因此通风系统是机车不可或缺的部分。

 在内燃机车运转中,如果辅助电动机故障、网压过低,则辅助电动机无法正常启动,如果发生车体侧壁过滤器堵塞、牵引电动机过渡风路破损、倒下、主变压器散热器堵塞等问题,则由于主电路部件的冷却不良导致过热烧损。因此,为了确保冷却效果,需要监视通风器的动作状态,以使各风路的通风量成为设计要求。现在,一般在机车辅助风扇的风筒上附设检测通风量的风速继电器来监测通风效果。风速继电器与机车的控制电路串联连接,是监测鼓风机是否正常地向整流盘供给风、牵引电机是否通风等的保护继电器。通过监测风压,监测通风回路是否正常,如果检测出通风量不足,通过控制回路释放主回路的动力源,以保护电气设备。

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一 .风速的测定方法

 风速的测定有平均风速的测定和乱流成分(风的乱流1~150 khz,与变动不同)的测定。作为测定平均风速的方法,有热式、超声波式、叶轮式、止动管式等,下面对这些风速的测定方法进行说明。

 1 .通过测定处于通电状态的传感器被风冷却时产生的电阻的变化来测定风速的热式风速测定方法。不能得到风向的信息。除了便携容易外,成本性能比高,作为风速计的标准品被广泛采用。热式风速计为白金线、电热偶数、半导体确保长期稳定性、温度补偿的可靠性。 用于风速计的热探针0~5 m/s的精密测量。

 风速计的热式探针根据来自冷冲击气流带的发热元件的热量,通过调节开关将温度保持一定,调节电流和流速成比例关系。在紊流中使用热敏式探头时,来自所有方向的气流同时与热元件碰撞,影响测量结果的正确性。乱流测量时,热式风速计的流速传感器的显示值大多比转子式探头高。以上现象,可以在管道测量过程中进行观察。根据管理管道的乱流设计,即使在低速时也会发生。因此,风速计的测定是在管的直线部分进行的。直线部分的起点必须至少在测量点的10×d ( d =管径,单位为cm )前。终点至少距离测量点4×d后。流体截面不能进行任何遮蔽。(棱角、重悬、物品等)。

 2 .超声波式风速的测定方法:测定发送一定距离的超声波的时间,由于风的影响,通过延迟到达时间来测定风速。超声波式风速计传感器部较大,测试部周围产生乱流,流动可能会变得不规则。用途有限。 普及度低。

 3.叶轮式风速测定方法:该方式应用风车原理,测定叶轮的转速,测定风速。用于气象观测等。原理简单价格低廉,但由于测试精度低,不适合微风速测试和微风速变化测试。普及度低。理想的是风速计的转子式探针测量5~40 m/s的流速效果。

 风速计的叶轮式探头的工作原理是将旋转转换为电信号,首先通过感应的探头附近,将叶轮的旋转“计数”生成脉冲序列,用检测器进行转换处理,得到旋转速度值。风速计的大口径探针( 60 mm、100 mm )在测量中适合于小流量的乱流(例如配管出口)。风速计的小口径探头适合测量管的横截面是探头的横截面的100倍以上的流动。

 4 .皮特管风速测定方法:在流动面的正面具有形成为直角方向的小孔,在内部内置有从各个孔取出压力的细管。 通过测定其压力差(前者为全压,后者为静压),可以知道风速。原理比较简单、价格低廉,但需要设置成与流程面成直角。如果不设置成直角,则无法进行正确的测试。不适合一般使用。风速计不是作为高速区域的风速补偿使用。 利用皮特管可以在高速范围内获得最佳结果。

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 彼特管式风速传感器彼特管是压力计管,结构简单、易于使用、理论研究得到了广泛应用。皮托管根据流体流动引起的差压进行流速检测。标准的皮特管是直角弯曲的金属制细管,由磁性开关头、外管、内管、管柱和全压、静压引出管等构成。在皮特管头部的前端开有与流体的流动方向垂直的小孔。在皮特管头部的下游,开设有包围管壁外侧的多个小孔,流体流动的方向与这些小孔的孔面相接触。上部的小孔和侧面的小孔分别连接在两个管子上。进入皮托管前端的小孔的气流的压力(称为全压)除了流体自身的静压之外,还包括流体停滞而从动能转移的部分的压力,但进入皮托管侧面的小孔的气流的压力仅为流体的静压,通过根据全压和静压求出动压来求出风速。

 虽然在皮特管上只能在某一点上测量流速,但是如果在管上流动流体的话,在同一截面上的各点上流速不同。在变风量末端装置中,由于管路截面较大,因此即使测定某一点的流速也不能反映该截面的平均流速。 实际上,使用变形的皮特管即均速管,测定在末端装置中流动的风速,对被测定断面上各测定点的动压进行平均求出平均流速。

 二、继电器相关概念

 1、配置和定义:

 继电器是根据输入量的变化控制输出量的急剧变化的机器人,控制、保护相关的电气设备。继电器由测定单元、比较单元、执行机构等构成。

 

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 2 .继电器的分类

 1 )根据用途,有控制用继电器和保护用继电器。

 2 )每个输入的物理量都有控制用继电器和保护用继电器。

 3 )根据工作原理,有电磁式、电子式、机械式等。

 4 )根据输入电流特性,有直流继电器和交流继电器。

  5 )触点时,有触点继电器和无触点继电器。

 6 )按压包括电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、压力继电器等。

 机车风速继电器的主要技术参数:接触器额定电压- DC 110 v; 接触器额定电流-3a; 接触件数- 1常开风速整定值-7m/s±10 %。

 1、TJ1-7/ 10型风速继电器

 TJ1-7/ 10型的风速继电器是设置在各通风系统的风路内,反映通风系统的动作状态是否正常,确保通风系统充分的风量,保护发热设备的机械式继电器。

 长处和短处:

 优点:设计简单,使用微动开关,成熟的机床产品、安装简单,维护简单。

 缺点:长时间动作后反作用力弹簧容易变形,风速整定值发生变化; 维护时无法简单地检测风速整定值。安装牵引通风机风筒时的风速继电器全部放置在恶劣环境中,微动开关触头氧化而无法导通。此外,设置高度也会影响检测值。

 2、ty5- 0.3/10,ty5a-0.3/10型风速继电器

 t y5- 0. 3/10型风速继电器设置在变流装置通风系统管道内,ty5a-0. 3/10型风速继电器设置在牵引鼓风机、制动电阻器、变压器鼓风机的通风系统的风路上,是压力式继电器,反映通风系统的动作状态,保护发热设备。

 3、DJY-0.3II、DJY1A-0.3II型风速继电器

 DJY-0.3II型风速继电器设置在变流装置通风系统管道内,DJY1A-0.3II型风速继电器设置在牵引式鼓风机、制动电阻器盘、变压器鼓风机的通风系统的风路上,是压力式继电器,反映通风系统的动作状态,保护发热设备。

 上述2种风速继电器的优点和缺点:

 优点:密闭型设计、静电触点与压力空气隔离。

 缺点:外壳的孔和铜管的孔中堵塞异物,安装时确认方向,风筒部的垂直、安装位置对检测精度有高的影响,长时间动作时反作用力弹簧容易变形,风速整定值容易发生变化。维护时无法简单地检测风速整定值。日常检查中看不到内部状态。

  4 .其他间接风速测定方法

 在风扇电机电源线上安装变压器,检测电源线电流信号,间接检测风扇的动作状态。这虽省去了风速继电器使用中可能存在的问题,但也存在无法对风道通风不畅问题及时发现的情况。

 四、新型传感器的设计或改良方案

 1 .改造成原来的样子

  在铁路机车及其他行业使用的风速继电器的比较分析中,现在机车的风速检测结果简单,只提供风速是否达到规定的信号,同时尽量使用供给机车的DC 110 v控制电源消除不必要的电源变动。

 对于当前使用的4种检测方法,使用了Pete管差压原理,djw-0. 3合1 a-0. 3除ii型风速继电器外,还可实现适合高温、大风速、恶劣环境的风速测量。

 改良方法:为防止已有薄膜板堵塞,在已有检测出的进气孔中加入20 mm长的过渡风路,再次过滤风路中存在的垃圾、垃圾。同时减小模板的尺寸,将检测出的常开动作触点模块化,确保防尘防水的必要性,通过地面试验进行调整,以满足风速检测7 m/s±10 %的动作整定值。

 2 .使用都睿感控压力传感器技术的风速电子继电器

 该电子继电器采用全电子电路,将先进的检测和转换技术、电子技术一体化,克服了以往机械式继电器的缺点和缺点。设计由电源、采样、放大、比较输出控制等构成。

 压力信号由压力传感器取入并辅助,经由桥式测量电路、二级放大电路、比较电路发送控制信号。 为了通过检测风压来检测换气系统是否正常工作,首先决定将风压作为检测对象。

 作为压力传感器,优选利用半导体压电电阻效应选择应变板式压力传感器作为采样装置等采样装置。

 使用时在风路上设置压力传感器。 吹风时,弹性元件的磷铜片受到风的压力而变形,粘贴在磷铜片上的半导体应变片。 由于受到片材弯曲应力而产生的压电电阻效应。电阻发生变化。但是,这种电阻的变化非常小,为了正确测量这些微小的变化,使用了桥式测量电路。

 风路没有风时,电桥处于平衡状态,输出电压△v= 0; 有风的话,电压就会输出到电桥。

 检测结果放大2级后,与比较结合的规定信号进行比较,结果控制继电器的动作。根据实际的检测结果可靠选择适当的检测范围,完成检测。


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