СИСТЕМА ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА НА СТОЯНКЕ

Полезная модель относится к области теплотехники и может быть использована в качестве системы терморегулирования радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) подвижного объекта на стоянке и в пункте постоянной дислокации.
Известна система терморегулирования РЭА подвижного объекта, содержащая входное устройство, воздуховод, вентилятор с асинхронным двигателем, устройство подключения двигателя к сети и измеритель температуры [1]. Данная система нашла применение на подвижных объектах с РЭА вспомогательного назначения.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является система терморегулирования РЭА подвижного объекта, содержащая входное устройство, воздуховод, воздухоохладитель, электронагреватель, вентилятор с трехфазным асинхронным двигателем, устройство для подключения двигателя вентилятора и термодатчики [2]. Данная система может работать по замкнутому контуру кратковременно и разомкнутому контуру длительно. При замкнутом цикле нагретый или охлажденный воздух из объекта засасывается вентилятором через теплообменные аппараты, охлаждается или нагревается в них, частично осушается и по коротким воздуховодам подается в канал прокачки воздуха, выполненной по периметру РЭА, чем и достигается температурный режим в кузове объекта. Данная система нашла применение на подвижных объектах на стоянках, причем время включения РЭА намного меньше, чем длительность паузы, однако при длительной работе РЭА рассматриваемая система не обеспечит температурный режим в кузове и ее использование на объектах с перегруженной РЭА нецелесообразно.
Технический результат полезной модели заключается в повышении эффективности системы терморегулирования РЭА подвижного объекта на стоянке.
Требуемый технический результат достигается тем, что в системе терморегулирования РЭА подвижного объекта на стоянке, содержащей термодатчики, последовательно соединенные: воздухозаборник, воздуховод, воздухоохладитель, электронагреватель, вентилятор с трехфазным асинхронным двигателем, канал прокачки воздуха и выходное устройство, кроме того устройство подключения двигателя к сети, термодатчики выполнены с разными значениями температур срабатывания и разделены на две группы: группа термодатчиков с пониженной относительно заданной температурой срабатывания и группа термодатчиков с повышенной относительно заданной температурой срабатывания, и распределены по периметру РЭА равномерно, причем за каждым предыдущим термодатчиком с пониженной температурой срабатывания установлен термодатчик с повышенной температурой срабатывания, трехфазный асинхронный двигатель вентилятора выполнен двухскоростным, а устройство подключения двигателя к сети снабжено переключателем скоростей, который обеспечивает перевод трехфазного асинхронного двигателя на удвоенную частоту вращения вала по сигналу термодатчиков группы с повышенной температурой срабатывания и перевод на расчетную частоту вращения по сигналу термодатчиков группы с пониженной температурой срабатывания.
В прототипе термодатчики размещались на РЭА произвольно и настроены только на заданную температуру срабатывания, поэтому отвод тепла от РЭА производился также равномерно. Однако при сложной РЭА, отдельные узлы которой работают в перегруженном режиме, равномерный отвод тепла удлиняется по времени, РЭА перегревается, интенсивности отказов элементов, особенно полупроводниковых, возрастают и надежность РЭА снижается. В данном устройстве при любом перегреве РЭА термодатчики группы с повышенной относительно заданной температурой срабатывания включают
двигатель вентилятора на повышенную частоту вращения, напор и производительность вентилятора резко возрастает и участки РЭА с повышенной температурой быстро охлаждаются.
На фиг.1 представлена структурная схема системы терморегулирования. На фиг.2 изображены схемы обмотки статора трехфазного асинхронного двигателя вентилятора при разных скоростях двигателя. На фиг.3 показаны цепи переключения скоростей устройства подключения двигателя к сети.
Система терморегулирования содержит (фиг.1) воздухозаборник (ВЗ) 1, воздуховод 2, воздухоохладитель (ВО) 3, электронагреватель (ЭН) 4, вентилятор (В) 5 с трехфазным асинхронным двигателем (не показан), радиоэлектронную аппаратуру 6 с термодатчиками с пониженной температурой срабатывания 7-1, 7-2, 7-3 и 7-4 и термодатчиками с повышенной температурой срабатывания 8-1, 8-2, 8-3 и 8-4, каналом прокачки воздуха 9, устройством подключения двигателя к сети 10 с переключателем скоростей (не показан) и выходное устройство 11, при этом РЭА 6 с термодатчиками 7-1...7-4 и 8-1...8-4, а также воздухозаборник 1, воздуховоды 2, воздухоохладитель 3, электронагреватель 4, вентилятор 5 с трехфазным асинхронным двигателем, канал прокачки воздуха 9, устройство подключения двигателя к сети 10 с переключателем скоростей и выходное устройство 11 размещены в кузове подвижного объекта (не показан). Воздухозаборник 1, воздуховоды 2, воздухоохладитель 3, электронагреватель 4, вентилятор 5, канал прокачки воздуха 9 и выходное устройство 11 соединены последовательно. Обмотка 12 статора (фиг.2) трехфазного асинхронного двигателя вентилятора 5 содержит первую 12-1 и вторую 12-2 части, причем если обе половины обтекаются током одинакового направления, то обмотка создает магнитное поле с большим числом полюсов 2р=4, а если в одной из частей обмотки направление тока изменяется на обратное, то обмотка создает магнитное поле с меньшим числом полюсов 2р=2. Вариант соединения частей обмотки для числа полюсов 2р=4 показан на фиг.2, а, а для числа полюсов 2р=2 на фиг.2, в. Смена скоростей двигателя вентилятора 5 осуществляется переключателем скоростей, входящим
в устройство подключения двигателя к сети 10 и содержащим два реле (не показаны): поляризованное реле с контактами 10-1 и реле с парой контактов 10-2 (фиг.3). Контакты 10-1 в первом положении соединяют выводы фаз сети АВС с крайними фазными выводами соединенных последовательно частей 12-1 и 12-2 обмоток, а во втором положении соединяют выводы фаз АВС сети с общими выводами соединенных последовательно частей 12-1 и 12-2 обмотки 12, при этом обмотка 12 соединена в звезду. Каждый из пары контактов 10-2 включен между соответствующей парой крайних фазных выводов обмотки 12. Если контакты 10-1 находятся в первом положении, а контакты 10-2 разомкнуты, то двигатель вентилятора 5 имеет удвоенную скорость прокачки воздуха. Все элементы системы терморегулирования серийно выпускаются отечественной промышленностью. По периметру РЭА объекта расположен канал 9 прокачки воздуха и равномерно распределены термодатчики 7-1...7-4 и 8-1...8-4, причем термодатчики 7-1...7-4 управляют работой двигателя вентилятора 5 в случае если температура РЭА понизится, т.е. будет меньше расчетной, а термодатчики 8-1...8-4 управляют работой указанного двигателя в случае если температура РЭА будет выше расчетной. Ввиду того, что повышение температуры для РЭА более нежелательно, чем ее понижение, то по сигналу датчиков 8-1...8-4 двигатель работает с увеличенной в 2 раза частотой вращения.
Система терморегулирования РЭА подвижного объекта на стоянке работает следующим образом. Атмосферный воздух через воздухозаборник 1 воздуховод 2 поступает в воздухоохладитель 3, где он охлаждается в случае необходимости, а затем поступает в электронагреватель 4, где может подогреваться до заданной температуры. Обработанный воздух поступает в вентилятор 5, который с помощью двигателя нагнетает воздух в канал прокачки воздуха 9, с помощью которого РЭА 6 объекта обдувается по всему периметру. Термодатчики 7-1...7-4, 8-1...8-4 контролируют тепловое состояние РЭА 6. Нагретый воздух под давлением вентилятора 5 проходит по всему каналу прокачки воздуха 9 через выходное устройство 9 попадает в атмосферу.
Двигатель вентилятора 5 при этом работает на номинальной частоте вращения, его обмотка статора 12-1 и 12-2 включена на 2р=2 полюсов (фиг.2, а), а непосредственное подключение к сети осуществлено устройством 10, переключатель скоростей которого сработал, поэтому поляризованное реле переключателя перебросило свои контакты 10-1 из первого положения (фиг.3) во второе, а реле с парой контактов переключателя замкнуло свои контакты 10-2. Если температура РЭА 6 находится в заданном режиме, то система может работать без переключении все время стоянки, так как только на стоянке электроэнергия переменного тока для работы вентилятора 5 используется от источника обслуживающей подвижный объект машины. Как только температура РЭА 6 повысится, то сработают термодатчики 8-1...8-4 по сигналу которых переключатель скоростей переводит двигатель вентилятора 5 на удвоенную частоту вращения вала, скорость прокачки воздуха возрастает в два раза, так как поляризованное реле с контактами 10-1 и реле с парой контактов 10-2 вернутся в исходное положение, показанное на фиг.3, а по частям обмотки статора 12-1 и 12-2 будут протекать токи в одном направлении. В случае если температура РЭА 6 по каким-либо причинам понизится, то сработают термодатчики 7-1...7-4, в результате чего воздух в канале прокачки воздуха 9 будет прокачиваться с расчетной скоростью.
Таким образом, температурное состояние РЭА будет поддерживаться на заданном уровне в течение всего периода стоянки, чем и достигается технический результат.
Источники, принятые во внимание
[1] Дульнев Г.Н., Тарновский Н.Н. Тепловые режимы электронной аппаратуры. Л., Энергия, 1971, стр.18, рис.1-6г.
[2] Хлыбов В.Ф. Системы термостатирования. М., МО, 2005, стр.92, рис.1.29а.