本发明属于电机标定,具体涉及一种恒温恒压恒流水冷系统。
背景技术:
1、在做电机标定的过程中,发现实验室的测试环境无法模拟现场,导致在数据分析时出现偏差,如现场车辆测试时,水流量为20l/min,压力小于1bar,水温30度时的电机温升工况,且在对电机的散热能力进行复测时,需要进行现场跑车,再反馈,此过程存在周期长,见效慢的缺点,从而增加了资金与时间消耗,另外目前现有的水冷机组进行匹配时,发现只能对水流量与水温进行控制,没有办法控制压力,导致不能对电机进行有效、稳定冷却,从而不方便满足测试要求,为此我们提出一种恒温恒压恒流水冷系统。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种恒温恒压恒流水冷系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种恒温恒压恒流水冷系统,包括水冷机组、空压机、出水口压力监测模块、压力水流量设置模块、监视及控制模块、数据反馈模块、微处理器控制模块、优化模块、安全保护模块;
3、所述水冷机组用于负责提供冷却水至整个被测件,并进行输出水温控制、水流量控制、水压力控制;
4、所述空压机与所述水冷机组连接,用于将管路里面的水吹回所述水冷机组的水箱内;
5、所述出水口压力监测模块与所述空压机管路接入四通接口,用于管道水回吹以及正常工作时管道压力监测;
6、所述压力水流量设置模块用于进行水流量的设置与出水压力的设置;
7、所述监视及控制模块与所述水冷机组电性连接,用于进行所述水冷机组的开机关机,水温的设置,同时监视所述水冷机组工作状态;
8、所述数据反馈模块用于在被测件根据现场的要求,设定好工作状态后以及水流量、压力、水温稳定后,记录数据,并传输到所述监视及控制模块进行显示,将数据反馈给现场;
9、所述微处理器控制模块作为系统的大脑,用于收集各模块数据并根据预设程序对执行机构下达指令,协调各模块工作;
10、所述优化模块用于采用大数据分析与机器学习算法,分析历史数据和实时监测数据,预测被测件热负荷,提前调整冷却策略,优化能源消耗,具备故障诊断和报警功能;
11、所述安全保护模块包含压力释放阀和漏水检测器,用于在异常情况下及时作出反应,防止事故发生保证安全。
12、优选的,所述水冷机组包括水冷模块,所述水冷模块包括高导热率冷却液管道和微型换热器,所述高导热率冷却液管道用于输送冷却液,进行热量转换,所述微型换热器用于紧密贴附于被测件的发热元件表面,高效传导并转移热量。
13、优选的,所述水冷机组还包括温控模块,所述温控模块包括温度传感器和加热/制冷装置,所述温度传感器用于监测水的实时温度,所述加热/制冷装置用于调节水温,确保水温恒定在设定范围内。
14、优选的,所述水冷机组还包括流量控制模块,所述流量控制模块包括流量传感器和水泵;所述流量传感器用于实时监测冷却液的流量,所述水泵采用智能变频技术,根据冷却需求动态调整转速,保证冷却液恒定流量。
15、优选的,所述水冷机组还包括压力控制模块,所述压力控制模块包括压力传感器、压力调节阀和压力缓冲罐,所述压力传感器用于监测系统内的水压力,所述压力调节阀用于根据系统内的压力变化自动调整,维持恒定的水压,所述压力缓冲罐用于在调整系统内的压力时,对水压进行缓冲。
16、优选的,所述压力水流量设置模块具体用于流量设置、加载温差设置、出水压力设定值设置、卸载温差设置、最低流量设置、开加热调节时间设置、开经济器温度设置、关经济器温度设置、目标压力选择设置以及压缩机运行数量设置。
17、优选的,所述监视及控制模块包括设置温度单元、压力设定值单元、显示单元、指示灯单元、开机单元、关机单元和用户登录单元;所述显示单元用于显示目标温度、出水流量、出水压力、阀后压力、变频器输入电压、变频器输出电压、变频器输入电流、变频器输出频率;所述指示灯单元用于通过指示灯反应压机1输出、压机1经济器输出、压机2输出、压机2经济器输出、风机输出、水泵启动输出、电加热1输出、压机1喷液阀输出、电加热2输出、压机2喷液阀输出。
18、优选的,所述水冷模块进行热量转换包括以下公式:
19、q=mcpδt;
20、其中,q是热量传递,m是质量流率,cp是水的比热容,δt是温差;
21、为了确保水流状态为湍流以增强热交换效率,使用雷诺数来评估流动状态:
22、re=ρvd/μ;
23、其中,re是雷诺数,ρ是流体密度,v是流速,d是管道直径,μ是流体动力粘度。
24、优选的,所述流量控制模块采用流量控制算法,在恒流控制部分,水泵通过变频技术调整转速,实现恒定冷却液流量,所述流量控制算法包括以下公式:
25、npump=nrated×(1+kf·(qset-qmeasured));
26、其中,npump是当前所需水泵的转速,nrated是水泵的额定转速,kf是流量控制系数,qset是设定的冷却液流量,qmeasured是实际测量到的流量。
27、优选的,所述压力控制模块采用压力补偿算法,通过压力补偿机制,适应环境温度变化和系统压力波动,所述压力补偿算法包括以下压力修正公式:
28、pcompensated=pmeasured+kp·δt+kc·δpsystem;
29、其中,pmeasured是当前测量的压力,δt是环境温度变化,kp是温度相关的压力补偿系数,δpsystem是系统其他因素导致的压力波动,kc是系统压力补偿系数。
30、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
31、(1)本发明中的恒温恒压恒流水冷系统,能够在实验室对电机的散热能力进行复测,不需要现场跑车,再反馈,从而降低了电机散热能力复测时的周期,见效快,节省了资金与时间,且复测不受环境的影响,在实验室可以24小时响应测试要求;
32、(2)本发明中的恒温恒压恒流水冷系统,通过设置的水冷机组,不仅能够进行输出水温控制和水流量控制,而且能够对水压力进行控制,通过精准控制冷却水的温度、压力和流量,实现了对电机的有效、稳定冷却,从而方便满足测试要求。
1.一种恒温恒压恒流水冷系统,其特征在于:包括水冷机组、空压机、出水口压力监测模块、压力水流量设置模块、监视及控制模块、数据反馈模块、微处理器控制模块、优化模块、安全保护模块;
2.根据权利要求1所述的一种恒温恒压恒流水冷系统,其特征在于:所述水冷机组包括水冷模块,所述水冷模块包括高导热率冷却液管道和微型换热器,所述高导热率冷却液管道用于输送冷却液,进行热量转换,所述微型换热器用于紧密贴附于被测件的发热元件表面,高效传导并转移热量。
3.根据权利要求2所述的一种恒温恒压恒流水冷系统,其特征在于:所述水冷机组还包括温控模块,所述温控模块包括温度传感器和加热/制冷装置,所述温度传感器用于监测水的实时温度,所述加热/制冷装置用于调节水温,确保水温恒定在设定范围内。
4.根据权利要求3所述的一种恒温恒压恒流水冷系统,其特征在于:所述水冷机组还包括流量控制模块,所述流量控制模块包括流量传感器和水泵;所述流量传感器用于实时监测冷却液的流量,所述水泵采用智能变频技术,根据冷却需求动态调整转速,保证冷却液恒定流量。
5.根据权利要求4所述的一种恒温恒压恒流水冷系统,其特征在于:所述水冷机组还包括压力控制模块,所述压力控制模块包括压力传感器、压力调节阀和压力缓冲罐,所述压力传感器用于监测系统内的水压力,所述压力调节阀用于根据系统内的压力变化自动调整,维持恒定的水压,所述压力缓冲罐用于在调整系统内的压力时,对水压进行缓冲。
6.根据权利要求1所述的一种恒温恒压恒流水冷系统,其特征在于:所述压力水流量设置模块具体用于流量设置、加载温差设置、出水压力设定值设置、卸载温差设置、最低流量设置、开加热调节时间设置、开经济器温度设置、关经济器温度设置、目标压力选择设置以及压缩机运行数量设置。
7.根据权利要求1所述的一种恒温恒压恒流水冷系统,其特征在于:所述监视及控制模块包括设置温度单元、压力设定值单元、显示单元、指示灯单元、开机单元、关机单元和用户登录单元;所述显示单元用于显示目标温度、出水流量、出水压力、阀后压力、变频器输入电压、变频器输出电压、变频器输入电流、变频器输出频率;所述指示灯单元用于通过指示灯反应压机1输出、压机1经济器输出、压机2输出、压机2经济器输出、风机输出、水泵启动输出、电加热1输出、压机1喷液阀输出、电加热2输出、压机2喷液阀输出。
8.根据权利要求2所述的一种恒温恒压恒流水冷系统,其特征在于:所述水冷模块进行热量转换包括以下公式:
9.根据权利要求4所述的一种恒温恒压恒流水冷系统,其特征在于:所述流量控制模块采用流量控制算法,在恒流控制部分,水泵通过变频技术调整转速,实现恒定冷却液流量,所述流量控制算法包括以下公式:
10.根据权利要求5所述的一种恒温恒压恒流水冷系统,其特征在于:所述压力控制模块采用压力补偿算法,通过压力补偿机制,适应环境温度变化和系统压力波动,所述压力补偿算法包括以下压力修正公式: