外冷风机组冷却容量的自动控制方法技术领域
本发明涉及一种外冷风机组冷却容量的自动控制方法，属于风冷技术领域。
背景技术
电力行业目前有诸多大功率电力电子半导体元件组成的电气设备，如晶闸管换流
阀、IGBT换流阀等广泛应用于直流输电等工程领域。需要配套密闭式循环水冷却系统对半
导体元件进行冷却，其中密闭式水冷系统通常为水（内）-水（外）换热或水（内）-风（外）换
热。在水-风换热过程中，由于所需换热量较大，所以通常配置多组外冷风机对内水进行冷
却。同时由于被冷却的半导体元件发热量、环境温度的不断变化，外冷风机的冷却容量需要
不断调节，以匹配当前系统的发热量。目前通常采用多组非变频风机散热技术，通过调节多
组非变频风机的启停以控制水冷系统的冷却容量，由于多组非变频风机冷却容量调节步长
较大，难以精确调节外冷整体冷却容量，不利于平滑控制被冷却介质温度，且频繁启停非变
频风机易降低风机使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种外冷风机组冷却
容量的自动控制方法，从而平滑均匀的调节外冷风机组的冷却容量。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种外冷风机组冷却容量的自动
控制方法，所述外冷风机组包括M个变频风机和N个工频风机，变频风机和工频风机分别通
过逻辑电路控制其启停；所述自动控制方法包括启动步骤和停止步骤；
所述启动步骤：将进阀水温与进阀期望温度对比，当进阀水温高于进阀期望温度时，通
过逻辑电路启动变频风机和工频风机；
所述停止步骤：将进阀水温与进阀期望温度对比，当进阀水温低于进阀期望温度时，通
过逻辑电路停止变频风机和工频风机。
进一步，启动步骤中，进阀水温与进阀期望温度对比的步骤包括步骤T1，如下：
所述进阀期望温度包括风机启动温度，当进阀水温≥风机启动温度时，首先启动1组变
频风机，然后根据PID原理控制变频器的输出频率。
进一步，启动步骤中，进阀水温与进阀期望温度对比的步骤包括步骤T2，如下：
在进阀期望温度中引入温度控制变化区间定值，当进阀水温≥进阀期望温度+温度控
制变化区间定值，且已运行变频风机工频运行，则延时一可调时间段后启动第二组变频风
机；按照该控制逻辑，依次启动剩余变频风机。
进一步，启动步骤中，进阀水温与进阀期望温度对比的步骤包括步骤T3，如下：
当进阀水温≥进阀期望温度+温度控制变化区间定值，且全部变频风机均已工频运行，
则延时一可调时间段后启动1组工频风机；按照该控制逻辑，依次启动剩余工频风机。
进一步，停止步骤中，当进阀水温＜进阀期望温度-温度控制变化区间定值，且已
运行变频风机以最低频率运行，由延时一可调时间段后停止1组工频风机；按照该控制逻
辑，依次停止剩余工频风机。
进一步，停止步骤中，所述进阀期望温度包括风机停止温度，当仅有一台变频风机
运行时，进阀温度＜风机停止温度且该变频风机运行频率为最低频率，延时另一可调时间
段后，所有风机停止。
进一步，当进阀温度大于一设定值或进阀温度仪表全故障时，风机全部工频运行。
采用了上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：
1）本发明通过采用对M组变频风机和N组工频风机的启停控制，通过实时水温与进阀期
望温度对比，对外冷换热容量进行调节，对比常规普通多组工频风机，不但降低了电能消
耗，同时保证了外冷换热容量的平滑调节，外冷容量的调节幅度得到优化；
2）本发明增加了温度控制变化区间定值，控制逻辑上增加防抖，使得风机在启停时充
分考虑水温的短时变化和时效性，避免风机频繁启停，从而延长冷却风机使用寿命，并且有
利于保持水温的稳定；
3）本发明针对不同的进阀水温情况，风机启动的间隔时间通过调整延时的可调时间段
进行调整，保证了水温快速升高时，被冷却元件的安全性；
4）对于水温采样传感器故障、进阀水温激增到一定值的情况，采取风机全部启动的措
施，保证被冷却元件的安全性。
附图说明
图1是本发明的变频风机的启动逻辑控制图；
图2是本发明的工频风机的启动逻辑控制图；
图3是本发明的风机停止的逻辑控制图；
图4是本发明风机电机电源电气回路；
图5是本发明风机电机控制电气回路。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对
本发明作进一步详细的说明。
如图1至图5所示，一种外冷风机组冷却容量的自动控制方法，所述外冷风机组包
括M个变频风机和N个工频风机，变频风机和工频风机分别通过逻辑电路控制其启停；所述
自动控制方法包括启动步骤和停止步骤；
所述启动步骤：将进阀水温与进阀期望温度对比，当进阀水温高于进阀期望温度时，通
过逻辑电路启动变频风机和工频风机；
所述停止步骤：将进阀水温与进阀期望温度对比，当进阀水温低于进阀期望温度时，通
过逻辑电路停止变频风机和工频风机。
如图1所示，启动步骤中，进阀水温与进阀期望温度对比的步骤包括步骤T1，如下：
所述进阀期望温度包括风机启动温度，当进阀水温≥风机启动温度时，且无风机运行，
进阀温度传感器有效，延时一可调进间段后，此处以延时1min为例，首先启动1组变频风机，
然后根据PID原理控制变频器的输出频率。
优选地，如图1所示，启动步骤中，进阀水温与进阀期望温度对比的步骤包括步骤
T2，如下：
在进阀期望温度中引入温度控制变化区间定值，此处的温度控制变化区间定值为1℃，
即当进阀水温≥进阀期望温度+1℃，且已运行变频风机工频运行，则延时一可调时间段后，
此处以延时1min为例，启动第二组变频风机；按照该控制逻辑，依次启动剩余变频风机。
优选地，如图2所示，启动步骤中，进阀水温与进阀期望温度对比的步骤包括步骤
T3，如下：
当进阀水温≥进阀期望温度+温度控制变化区间定值，此处的温度控制变化区间定值
为1℃，即进阀水温≥进阀期望温度+1℃，且全部变频风机均已工频运行，则延时一可调时
间段后，此处以延时1min为例，启动1组工频风机；按照该控制逻辑，依次启动剩余工频风
机。
优选地，如图3所示，停止步骤中，当进阀水温＜进阀期望温度-温度控制变化区间
定值，此处的温度控制变化区间定值为1℃，即进阀水温＜进阀期望温度-1℃，且已运行变
频风机以最低频率运行，由延时一可调时间段后，此处以延时1min为例，停止1组工频风机；
按照该控制逻辑，依次停止剩余工频风机。
优选地，如图3所示示，停止步骤中，所述进阀期望温度包括风机停止温度，当仅有
一台变频风机运行时，进阀温度＜风机停止温度且该变频风机运行频率为最低频率，延时
另一可调时间段后，此处以延时1min为例，所有风机停止。
优选地，如图1所示，当进阀温度大于一设定值或进阀温度仪表全故障时，风机全
部工频运行。
通过图4搭建风机电机电源电气回路，图5风机电机控制电气回路对各风机投切用
接触器进行控制，其中控制装置控制继电器程序出口遵循图1、图2、图3的控制逻辑。
对于以上多组风机：
1）风机启动为先启先停，单台风机连续工作7天（定值可调）切至空闲风机，若有风机发
生故障则切至备用风机。
2）风机启动时间间隔分为两档：
当进阀温度>进阀期望温度定值+温度控制变化区间定值+2℃，风机启动时间间隔为风
机快速切换定值（定值可调）；
当进阀温度<进阀期望温度定值+温度控制变化区间定值+2℃,风机启动时间间隔为风
机慢速切换定值（定值可调）。
3）温度采样传感器故障时、进阀水温度过高＞定值（可调）时，风机全部启动。
本发明通过采用对M组变频风机和N组工频风机的启停控制，通过实时水温与进阀
期望温度对比，对外冷换热容量进行调节，对比常规普通多组工频风机，不但降低了电能消
耗，同时保证了外冷换热容量的平滑调节，外冷容量的调节幅度得到优化。
本发明增加了温度控制变化区间定值，控制逻辑上增加防抖，使得风机在启停时
充分考虑水温的短时变化和时效性，避免风机频繁启停，从而延长冷却风机使用寿命，并且
有利于保持水温的稳定。
本发明针对不同的进阀水温情况，风机启动的间隔时间通过调整延时的可调时间
段进行调整，保证了水温快速升高时，被冷却元件的安全性。
对于水温采样传感器故障、进阀水温激增到一定值的情况，采取风机全部启动的
措施，保证被冷却元件的安全性。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了
进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本
发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发
明的保护范围之内。