基于基于P87C591的机车通风机节能控制系统的机车通风机节能控制系统
该系统设计采用P87C59l单片机作为控制核心,利用三相交流调压模块作为通风机的电动机控制模块,并根据直
流牵引电动机在持续运行中的温升变化,控制通风机电动机的转速,调节通风量,从而实现调节温升和节能的
目的,并具有良好的实用价值。
1 引言
由于机车牵引电动机在持续运行中存在的损耗会使电动机各部分的温度升高。过高的温度既影响电动机的运行寿命.也影响电
动机的效率。牵引电动机大多采用强迫通风方式冷却。然而处于工作状态的牵引电动机的通风机均保持恒定的通风量,不能根
据绕组温升变化进行调节,造成电能浪费。因此,提出一种机车通风机节能控制系统。该系统设计采用P87C59l单片机作为控
制核心,利用三相交流调压模块作为通风机的电动机控制模块,并根据直流牵引电动机在持续运行中的温升变化,控制通风机
电动机的转速,调节通风量,从而实现调节温升和节能的目的,并具有良好的实用价值。
2 系统组成及工作原理
图1给出基于P87C591的机车通风机节能控制系统结构框图。其中,温度信号和速度反馈信号作为输入信号,经过P87C591计
算处理产生电压信号,控制三相调压模块,实现通风机电动机的调压调速和牵引电动机的温升调节。
2.1 P87C591控制电路
Philips公司的P87C591内置模数转换器,是由80C5l微控制器派生而来的。它采用强大的80C51指令集,并实现了
SJAl000CAN控制器的PiliCAN功能Ⅲ。其主要特性:①全静态80C51中央处理单元。可提供OTP,ROM和无ROM型。②16 K
字节内部程序存储器。外部可扩展到64 K字节,512字节片内数据RAM。③3个16位定时,计数器T0,Tl(标准80C51)和附加
的T2(捕获&比较)。④6路模拟输入的A/D转换器。包括10位和8位两种模式的精度可供选择;模拟输入电路包括一个6路输入
模拟多路复用器和一个10位标准二进制逐次逼近式A/D转换器。⑤2个8位分辨率的脉宽调制(PWM)输出。⑥标准80C5l引脚
有32个I/0口。⑦片内看门狗定时器T3。⑧CAN的扩展特性,其中含增强型验收滤波器。支持系统维护、诊断、优化及接收。
P87C591是连接牵引电动机和通风机电动机的桥梁。温度信号包括牵引电动机绕组温度信号和环境温度信号。温度信号和速
度反馈信号一起通过P87C59l的I/O口进入单片机,单片机据此产生调压模块控制信号,并且按温升的变化调节通风量。
2.2 三相交流调压模块
在此选用集三相电位检测、移相触发电路和三组增强调相P型于一体的光电隔离三相交流调压模块,该模块的应用简单,只需
结合配套的三相同步变压器,便可按O~5V直流、4—20 mA或电位器3种控制模式实现调压,以及三相负载电压从0 V到电网
全电压的无级可调。该模块内置RC吸收保护电路,同时具有抗干扰能力强,调压线性好等优点。图2给出其应用电路。三相调
压模块与三相同步变压器模块LTB3的R,S,T端对应连接,组成的电路可用于260~420 V、50 Hz的电网。在机车通风机节
能控制系统中选用0~5 V作为输入控制信号,三相负载处连通风机电机。