(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 20212320 6586.1 (22)申请日 2021.12.20 (73)专利权人 大秦铁路股份有限公司科 学技术 研究所 地址 030013 山西省太原市杏 花岭区建 设 北路328号院内办公楼5层 (72)发明人 吴建华　张涛　于永生　王虎威　 陈启敬　王树森　李国梁　巨芳文　 于天剑　高峰　余飞　陈先柱　 陈良　 (74)专利代理 机构 太原高欣科创专利代理事务 所(普通合伙) 14109 专利代理师 崔浩　冷锦超 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) (54)实用新型名称 一种机车通 风冷却设备的监测系统 (57)摘要 本实用新型一种机车通风冷却设备的监测 系统， 属于机车通风冷却设备监测技术领域； 所 要解决的技术问题为： 提供一种机车通风冷却设 备的监测系统硬件结构的改进； 解决上述技术问 题采用的技术方案为： 包括安装在机车的低压柜 内部的监测主机和多个分别安装在牵引风机、 冷 却塔风机、 辅助变压器柜风机的进风道和/或出 风道外壁上的风机信号采集终端， 风机信号采集 终端连接有传感器模块， 传感器模块包括风速传 感器、 振动加速度传感器、 温度传感器， 风速传感 器设置在风机的进风道和/或出风道内部， 振动 加速度传感器 设置在风机的驱动电机上， 温度传 感器设置在风机的驱动电机的前后轴承及机车 外； 本实用新型应用于 HXD1型动力机车。 权利要求书1页 说明书7页 附图4页 CN 216645439 U 2022.05.31 CN 216645439 U 1.一种机车通风冷却设备的监测系统， 其特征在于： 包括监测主机、 风机信号采集终 端， 所述监测主机通过导线与风机信号采集终端相连； 所述监测主机安装在机车的低压柜内部， 所述风机信号采集终端设置有多个， 分别安 装在牵引风机、 冷却塔风机、 辅助变压器柜风机的进风道和/或出风道外壁上， 每个所述风 机信号采集终端均连接有传感器模块， 所述传感器模块包括风速传感器、 振动加速度传感 器、 温度传感器， 其中风速传感器设置在风机的进风道和/或出风道内部， 采集风机进风口 和/或出风口的风速， 振动加速度传感器设置在风机的驱动电机上， 采集电机三轴振动速 度， 温度传感器设置在风机的驱动电机的前后轴承及机车外， 采集风机的驱动电机前后轴 承的温度及车外的环境温度。 2.根据权利要求1所述的一种机车通风冷却设备的监测系统， 其特征在于： 所述监测主 机通过以太网与机车控制主机双向通信。 3.根据权利要求2所述的一种机车通风冷却设备的监测系统， 其特征在于： 所述监测主 机内部设置有处理器， 所述处理器通过导线分别与USB接口、 CA N总线收发器、 存储模块、 DC/ DC模块、 SPI接口、 I2C接口、 USART接口、 模拟/数字转换器相连， 所述处理器通过TRDP网卡与 以太网通信。 4.根据权利要求1所述的一种机车通风冷却设备的监测系统， 其特征在于： 所述风机信 号采集终端内部设置有微处理器， 所述微处理器通过导线分别与风速传感器、 振动加速度 传感器、 温度传感器相连， 所述微处理器通过还导线分别与DC/DC模块、 CAN总线收发器、 RS485收发器、 存 储模块相连。 5.根据权利要求3或4所述的一种机车通风冷却设备的监测系统， 其特征在于： 所述DC/ DC模块的输入端均连接有E MC滤波电路。 6.根据权利要求3所述的一种机车通风冷却设备的监测系统， 其特征在于： 所述处理器 具体采用型号为STM32F407， 所述TRDP网卡采用NETMODFast模块， 所述存储模块具体采用型 号为CAT25080VI‑GT3。 7.根据权利要求4所述的一种机车通风冷却设备的监测系统， 其特征在于： 所述微处理 器具体采用型号为STM32F103， 所述RS485收发器采用型号为RSM3485ECHT， 所述风速传感器 具体采用超声波风速仪型号为KSW ‑U， 所述振动加速度传感器具体采用型号为TPS08U， 所述 温度传感器具体采用型号 为TPS02R。 8.根据权利要求3或4所述的一种机车通风冷却设备的监测系统， 其特征在于： 所述存 储模块采用型号 为CAT25080VI‑GT3， 所述CAN总线收发器采用型号 为CTM8251KAT。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 216645439 U 2一种机车通风冷却设 备的监测系统 技术领域 [0001]本实用新型一种机车通风冷却设备的监测系统， 属于机车通风冷却设备的监测系 统技术领域。 背景技术 [0002]HXD1型电力机车的通风冷却设备采用集中式布局设计， 针对机车通风冷却设备的 风循环冷却的结构特点分析， 风循环冷却是通过通风机从车顶吸入冷却空气， 再通过风道 与过滤网后进入风机， 然后经出风道冷却下层的牵引电机、 辅助变压器、 主变压器、 主变流 器等， 最后的热空气从机车车底排出， 这样形成风循环冷却回路， 达到冷却的目的。 由于风 循环冷却需要定量的空气进入， 风循环冷却时空气从车顶吸入会带入大量粉尘及其它空气 中的杂物， 经过长期应用堵塞过滤网造成风量减小， 机车通风冷却设备无法提供足够的冷 却空气， 最后导致牵引电机、 主变压器、 主变流器等内部温度升高造成机车应用故障， 最终 导致机车没有动力输出， 机车在运行途中发生事故。 由于机车复合通风冷却设备是密闭结 构， 对其风道内风速监测、 温度临 时检测极为不便， 维护人员不能实时准确的掌握通风冷却 设备风道内的工作状态， 也无法精准判断运行过程的故障原因， 为通风冷却设备 的及时维 护造成很多不便 。 [0003]因此， 针对上述问题提出了机车通风冷却 设备的监测系统， 本系统可选择对通风 冷却设备进风口或者出风口的风量进行监测的方式， 能及时准确发现机车冷却 风量不足、 电机工作异常及因过滤网、 散热芯体堵塞造成的牵引发电机、 主变压器及变流器等装置散 热不足造成的应用事故有了提前的预警， 为机车安全运用提高了效率。 实用新型内容 [0004]本实用新型为了克服现有技术中存在的不足， 所要解决的技术问题为： 提供一种 机车通风冷却设备的监测系统硬件结构的改进。 [0005]为了解决上述技术问题， 本实用新型采用的技术方案为： 一种机车通风冷却 设备 的监测系统， 包括监测主机、 风机信号采集 终端， 所述监测主机通过导线与风机信号采集 终 端相连； [0006]所述监测主机安装在机车的低压柜内部， 所述风机信号采集终端设置有多个， 分 别安装在牵引风机、 冷却塔风机、 辅助变压器柜风机的进风道和/或出风道外壁上， 每个所 述风机信号采集终端均连接有传感器模块， 所述传感器模块包括风速传感器、 振动加速度 传感器、 温度传感器， 其中风速传感器设置在风机的进风道和/或出风道内部， 采集风机进 风口和/或出风口的风速， 振动加速度传感器设置在风机的驱动电机上， 采集电机三轴振动 速度， 温度传感器设置在风机的驱动电机的前后轴承及机车外， 采集风机的驱动电机前后 轴承的温度及车外的环境温度。 [0007]所述监测主机通过以太网与机车控制主机双向通信。 [0008]所述监测主机内部设置有处理器， 所述处理器通过导线分别与USB接口、 CAN总线说　明　书 1/7 页 3 CN 216645439 U 3