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[摘 要]对既有动车组空调机组内部电加热控制进行了分析,并提出了进一步优化建议。
[关键词]电加热 送风机
中图分类号:U231.92 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)07-0287-01
近10年来,我国高速动车组得到了快速发展,列车的气密性得到了很大提升,车厢内部形成相对封闭的空间,车内人体的舒适性主要通过空调系统制冷、采暖、通风实现;采暖系统包括空调机组内部的电加热(预热器)和客室内部的辅助电加热组成,目前线路运行动车组内电加热功率普遍较大,而机组内部空间较小,如送风机或电加热出现故障可导致机组内加热腔温度过高,影响机组内保温材料和电线电缆的绝缘层寿命,还存在很大的安全隐患。
各车型动车组空调机组内最大电加热功率对比:
1.电加热安全考虑
针对如何消除电加热安全隐患,需要从以下几方面考虑:
> 电加热分组控制;
> 电加热设置超温保护;
> 电加热控制逻辑;
1.1 电加热分组控制分析
针对中国南北温度差异较大,列车在运行过程中制热需求也有差异,可采取电加热分组控制,如40Kw电加热可以分成:8Kw、12Kw、20Kw三组;制热需求低时仅需低功率的电加热工作;这样既可实现客室内部温度波动小,又避免一直开启较大功率电加热安全风险。
1.2 电加热超温保护分析
机组内电加热属于强制通风式,、强制通风电加热一般设有两级超温保护器:第一级为可自动恢复式,第二级为熔断式超温保护;一级超温保护器工作正常的情况下,二级熔断式超温保护器不应动作。
> 一级超温保护存在两种控制逻辑:
控制逻辑1:一级超温保护元件直接串联在电加热的主电路中,当一级超温保护动作后,主电路电源断开,即使控制器发出电加热工作指令,电加热也不工作。如图1所示。
控制逻辑2:一级超温保护元件对立构成回路,控制器实时监控一级超温保护器,当一级超温保护器动作后,控制器发出电加热停止工作指令。如图2所示。
对比以上两种控制逻辑,均是电加热一级超温保护动作后,直接切断电加热电源控制,只不过控制逻辑1是由超温保护器直接切断的主电源,而控制逻辑2经过控制器切断的主电源;显然硬线控制逻辑1好于软件控制逻辑2。
> 二级超温保护直接串联在主电电路中,如果二级保护动作那么直接切断主电源;二级保护是熔断式保护不可以自动复位。
1.3 电加热控制逻辑分析
如送风机不工作,而电加热工作很容易发生安全风险,所以电加热控制中应设置送风机和电加热互锁保护。
控制逻辑1:当控制器发出电加热工作指令前,首先通过送风机接触器反馈来判断送风机是否工作,如判断送风机正常,才发出电加热工作指令。如图3。
控制逻辑2:当控制器发出电加热工作指令前,首先判断风压开关反馈,如判断送风机正常工作,才发出电加热工作指令。如图4。
对比以上两种控制逻辑,在控制逻辑1中如果送风机接触器发生粘连故障,而送风机故障时,控制器也判断送风机正常工作,这时启动电加热会存在安全隐患;而控制逻辑2通过风压开关来判断送风机工作与否是比较科学的控制方式。所以送风机与电加热互锁保护逻辑应采用上述两种控制逻辑的结合:控制器对比接触器和风压开关反馈,其中有一个收不到反馈信号则判断送风机不工作,从而禁止电加热工作。
2.结论及建议
通过对动车组空调机组内部电加热控制分析得到如下结论及建议:
空调机组内的电加热器应设置分组控制、一级可复位的超温保护、二级熔断式超温保护、送风机和电加热互锁保护。
参考文献:
[1] 张曙光.CRH1型动车组 北京:中国铁道出版社.
[2] 张曙光.CRH2型动车组 北京:中国铁道出版社.
[3] 张曙光.CRH5型动车组 北京:中国铁道出版社.
[4] TB/T2704-2005.铁道客车电取暖器.
[5] TB/T1804-2009.铁道客车空调机组.
[关键词]电加热 送风机
中图分类号:U231.92 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)07-0287-01
近10年来,我国高速动车组得到了快速发展,列车的气密性得到了很大提升,车厢内部形成相对封闭的空间,车内人体的舒适性主要通过空调系统制冷、采暖、通风实现;采暖系统包括空调机组内部的电加热(预热器)和客室内部的辅助电加热组成,目前线路运行动车组内电加热功率普遍较大,而机组内部空间较小,如送风机或电加热出现故障可导致机组内加热腔温度过高,影响机组内保温材料和电线电缆的绝缘层寿命,还存在很大的安全隐患。
各车型动车组空调机组内最大电加热功率对比:
1.电加热安全考虑
针对如何消除电加热安全隐患,需要从以下几方面考虑:
> 电加热分组控制;
> 电加热设置超温保护;
> 电加热控制逻辑;
1.1 电加热分组控制分析
针对中国南北温度差异较大,列车在运行过程中制热需求也有差异,可采取电加热分组控制,如40Kw电加热可以分成:8Kw、12Kw、20Kw三组;制热需求低时仅需低功率的电加热工作;这样既可实现客室内部温度波动小,又避免一直开启较大功率电加热安全风险。
1.2 电加热超温保护分析
机组内电加热属于强制通风式,、强制通风电加热一般设有两级超温保护器:第一级为可自动恢复式,第二级为熔断式超温保护;一级超温保护器工作正常的情况下,二级熔断式超温保护器不应动作。
> 一级超温保护存在两种控制逻辑:
控制逻辑1:一级超温保护元件直接串联在电加热的主电路中,当一级超温保护动作后,主电路电源断开,即使控制器发出电加热工作指令,电加热也不工作。如图1所示。
控制逻辑2:一级超温保护元件对立构成回路,控制器实时监控一级超温保护器,当一级超温保护器动作后,控制器发出电加热停止工作指令。如图2所示。
对比以上两种控制逻辑,均是电加热一级超温保护动作后,直接切断电加热电源控制,只不过控制逻辑1是由超温保护器直接切断的主电源,而控制逻辑2经过控制器切断的主电源;显然硬线控制逻辑1好于软件控制逻辑2。
> 二级超温保护直接串联在主电电路中,如果二级保护动作那么直接切断主电源;二级保护是熔断式保护不可以自动复位。
1.3 电加热控制逻辑分析
如送风机不工作,而电加热工作很容易发生安全风险,所以电加热控制中应设置送风机和电加热互锁保护。
控制逻辑1:当控制器发出电加热工作指令前,首先通过送风机接触器反馈来判断送风机是否工作,如判断送风机正常,才发出电加热工作指令。如图3。
控制逻辑2:当控制器发出电加热工作指令前,首先判断风压开关反馈,如判断送风机正常工作,才发出电加热工作指令。如图4。
对比以上两种控制逻辑,在控制逻辑1中如果送风机接触器发生粘连故障,而送风机故障时,控制器也判断送风机正常工作,这时启动电加热会存在安全隐患;而控制逻辑2通过风压开关来判断送风机工作与否是比较科学的控制方式。所以送风机与电加热互锁保护逻辑应采用上述两种控制逻辑的结合:控制器对比接触器和风压开关反馈,其中有一个收不到反馈信号则判断送风机不工作,从而禁止电加热工作。
2.结论及建议
通过对动车组空调机组内部电加热控制分析得到如下结论及建议:
空调机组内的电加热器应设置分组控制、一级可复位的超温保护、二级熔断式超温保护、送风机和电加热互锁保护。
参考文献:
[1] 张曙光.CRH1型动车组 北京:中国铁道出版社.
[2] 张曙光.CRH2型动车组 北京:中国铁道出版社.
[3] 张曙光.CRH5型动车组 北京:中国铁道出版社.
[4] TB/T2704-2005.铁道客车电取暖器.
[5] TB/T1804-2009.铁道客车空调机组.