[發明專利]一種水冷系統及其水溫控制方法、三通閥及其控制方法

有效

• 申請號: 201811250229.5
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109458311B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 周澤平;張仲程
• 申請（專利權）人: 深圳市禾望電氣股份有限公司
• 主分類號: F03D80/60
• 分類號: F03D80/60;H05K7/20
• 代理公司: 深圳市深軟翰琪知識產權代理有限公司 44380
• 代理人: 吳雅麗

本發明提供一種水冷系統及其水溫控制方法，所述水冷系統包括換熱器、電機水泵、第一三通閥和空散器，所述電機水泵連通于所述換熱器出水口和所述第一三通閥的進水口之間，所述第一三通閥的固定出水口與所述換熱器的入水口相連通，所述空散器連通于所述第一三通閥的可調出水口的所述換熱器的入水口之間，當所述換熱器的水溫高于所述第一三通閥的開啟溫度閾值時，所述第一三通閥的可調出水口開啟總行程的1/M，當換熱器的水溫低于所述第一三通閥的關閉溫度閾值時，所述第一三通閥的可調出水口關閉總行程的1/N，其中，M、N為正整數，且MN。本發明還提供一種三通閥及其控制方法。

技術領域

本發明涉及電氣設備領域，具體涉及一種水冷系統及其水溫控制方法和一種三通閥及其控制方法。

背景技術

MW級變流器屬于大功率電力電子設備，在運行的過程中會產生大量的熱量，以2MW全功率變流器為例，其在運行過程中產生的熱量一般在60kW左右。風電變流器通常安裝在風力發電機的塔筒內，由于塔筒內的體積有限，要求風電變流器具有非常高的功率密度，所以水冷成為MW級風電變流器的首選。其冷卻原理為：冷卻水在供水裝置的驅使下進入變流器，冷卻水被變流器加熱后經過管道流入放置在塔筒外的空氣換熱器，冷卻水被空氣換熱器冷卻后，重新流入變流器進行定向換熱，形成一個閉式的循環系統。電氣設備冷卻系統有內循環和外循環兩個支路，冷卻液走內循環不進行冷卻直接回到電氣設備，冷卻液走外循環經過空散冷卻回到電氣設備。為了平衡元器件發熱量與空散換熱量，內外循環需要分配合理的冷卻液流量維持冷卻液溫度穩定。三通閥是控制電氣設備冷卻系統中冷卻液內、外循環流量分配的關鍵器件。

三通閥由三通閥執行器和三通閥閥體組成，三通閥執行器內的電機驅動三通閥閥體動作調節內外支路冷卻液流量。三通閥執行器的動作次數是影響三通閥壽命的關鍵因素。電氣設備在低溫環境下小功率工作時，發熱量小，空散換熱量大，現有三通閥控制方法中，需要不斷動作三通閥來控制冷卻液溫度。

如常見的一種方式是通過檢測電氣設備冷卻系統的入口水溫值，設定固定溫度閾值作為控制三通閥開啟、關閉的條件，三通閥只能全部開啟或全部關閉。當電氣設備入口水溫高于一定值時，三通閥執行開啟命令，直到三通閥全開或入口水溫低于設定閾值溫度時，三通閥停止動作。當電氣設備入口水溫低于閾值溫度時，三通閥執行關閉命令，直到三通閥關閉或入口水溫高于閾值溫度，三通閥停止動作。

上述控制方法中，使用繼電器驅動三通閥，只存在開、關兩種驅動；當維持水溫穩定只需要部分流量走外循環時，全開全關的驅動方式勢必不能維持水溫穩定；而分檔調節的驅動方式，能夠適應較低溫的工況(如果分檔合適，水溫波動不大，繼電器所需動作次數較少)；但如果溫度極低，為維持三通閥位置穩定，分檔數勢必增多，這在實現上比較困難。

全開全關的方式能夠適用于多數工況，但對低溫工況不適用。主要原因包含兩個：1.三通閥剛開啟時，空散內的冷水進入系統，中和系統內的熱水，引起系統內水溫急劇變化；2.在低溫工況下，外部散熱太好，冷卻液只能全部走內循環或者外循環，較難實現發熱量與散熱量達到平衡。因此冷卻液溫度在閾值上限溫度和閾值下限溫度間不斷變化，三通閥也在開啟和關閉過程中不斷動作，水溫維持困難，三通閥動作次數多，使用壽命短，可靠性差。

發明內容

本發明的目的是提供一種水冷系統及其水溫控制方法和一種三通閥及其控制方法，以解決現有技術的三通閥動作次數多而導致的使用壽命短和可靠性差的技術問題。

本發明為了解決其技術問題所采用的技術方案是：