動(dòng)車(chē)組空調(diào)機(jī)組內(nèi)部電加熱控制探討

袁旭景++邵秀海++劉秀平

[摘 要]對(duì)既有動(dòng)車(chē)組空調(diào)機(jī)組內(nèi)部電加熱控制進(jìn)行了分析，并提出了進(jìn)一步優(yōu)化建議。

[關(guān)鍵詞]電加熱 送風(fēng)機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)：U231.92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）07-0287-01

近10年來(lái)，我國(guó)高速動(dòng)車(chē)組得到了快速發(fā)展，列車(chē)的氣密性得到了很大提升，車(chē)廂內(nèi)部形成相對(duì)封閉的空間，車(chē)內(nèi)人體的舒適性主要通過(guò)空調(diào)系統(tǒng)制冷、采暖、通風(fēng)實(shí)現(xiàn)；采暖系統(tǒng)包括空調(diào)機(jī)組內(nèi)部的電加熱（預(yù)熱器）和客室內(nèi)部的輔助電加熱組成，目前線路運(yùn)行動(dòng)車(chē)組內(nèi)電加熱功率普遍較大，而機(jī)組內(nèi)部空間較小，如送風(fēng)機(jī)或電加熱出現(xiàn)故障可導(dǎo)致機(jī)組內(nèi)加熱腔溫度過(guò)高，影響機(jī)組內(nèi)保溫材料和電線電纜的絕緣層壽命，還存在很大的安全隱患。

各車(chē)型動(dòng)車(chē)組空調(diào)機(jī)組內(nèi)最大電加熱功率對(duì)比：

1.電加熱安全考慮

針對(duì)如何消除電加熱安全隱患，需要從以下幾方面考慮：

> 電加熱分組控制；

> 電加熱設(shè)置超溫保護(hù)；

> 電加熱控制邏輯；

1.1 電加熱分組控制分析

針對(duì)中國(guó)南北溫度差異較大，列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中制熱需求也有差異，可采取電加熱分組控制，如40Kw電加熱可以分成：8Kw、12Kw、20Kw三組；制熱需求低時(shí)僅需低功率的電加熱工作；這樣既可實(shí)現(xiàn)客室內(nèi)部溫度波動(dòng)小，又避免一直開(kāi)啟較大功率電加熱安全風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 電加熱超溫保護(hù)分析

機(jī)組內(nèi)電加熱屬于強(qiáng)制通風(fēng)式，、強(qiáng)制通風(fēng)電加熱一般設(shè)有兩級(jí)超溫保護(hù)器：第一級(jí)為可自動(dòng)恢復(fù)式，第二級(jí)為熔斷式超溫保護(hù)；一級(jí)超溫保護(hù)器工作正常的情況下，二級(jí)熔斷式超溫保護(hù)器不應(yīng)動(dòng)作。

> 一級(jí)超溫保護(hù)存在兩種控制邏輯：

控制邏輯1：一級(jí)超溫保護(hù)元件直接串聯(lián)在電加熱的主電路中，當(dāng)一級(jí)超溫保護(hù)動(dòng)作后，主電路電源斷開(kāi)，即使控制器發(fā)出電加熱工作指令，電加熱也不工作。如圖1所示。

控制邏輯2：一級(jí)超溫保護(hù)元件對(duì)立構(gòu)成回路，控制器實(shí)時(shí)監(jiān)控一級(jí)超溫保護(hù)器，當(dāng)一級(jí)超溫保護(hù)器動(dòng)作后，控制器發(fā)出電加熱停止工作指令。如圖2所示。

對(duì)比以上兩種控制邏輯，均是電加熱一級(jí)超溫保護(hù)動(dòng)作后，直接切斷電加熱電源控制，只不過(guò)控制邏輯1是由超溫保護(hù)器直接切斷的主電源，而控制邏輯2經(jīng)過(guò)控制器切斷的主電源；顯然硬線控制邏輯1好于軟件控制邏輯2。

> 二級(jí)超溫保護(hù)直接串聯(lián)在主電電路中，如果二級(jí)保護(hù)動(dòng)作那么直接切斷主電源；二級(jí)保護(hù)是熔斷式保護(hù)不可以自動(dòng)復(fù)位。

1.3 電加熱控制邏輯分析

如送風(fēng)機(jī)不工作，而電加熱工作很容易發(fā)生安全風(fēng)險(xiǎn)，所以電加熱控制中應(yīng)設(shè)置送風(fēng)機(jī)和電加熱互鎖保護(hù)。

控制邏輯1：當(dāng)控制器發(fā)出電加熱工作指令前，首先通過(guò)送風(fēng)機(jī)接觸器反饋來(lái)判斷送風(fēng)機(jī)是否工作，如判斷送風(fēng)機(jī)正常，才發(fā)出電加熱工作指令。如圖3。

控制邏輯2：當(dāng)控制器發(fā)出電加熱工作指令前，首先判斷風(fēng)壓開(kāi)關(guān)反饋，如判斷送風(fēng)機(jī)正常工作，才發(fā)出電加熱工作指令。如圖4。

對(duì)比以上兩種控制邏輯，在控制邏輯1中如果送風(fēng)機(jī)接觸器發(fā)生粘連故障，而送風(fēng)機(jī)故障時(shí)，控制器也判斷送風(fēng)機(jī)正常工作，這時(shí)啟動(dòng)電加熱會(huì)存在安全隱患；而控制邏輯2通過(guò)風(fēng)壓開(kāi)關(guān)來(lái)判斷送風(fēng)機(jī)工作與否是比較科學(xué)的控制方式。所以送風(fēng)機(jī)與電加熱互鎖保護(hù)邏輯應(yīng)采用上述兩種控制邏輯的結(jié)合：控制器對(duì)比接觸器和風(fēng)壓開(kāi)關(guān)反饋，其中有一個(gè)收不到反饋信號(hào)則判斷送風(fēng)機(jī)不工作，從而禁止電加熱工作。

2.結(jié)論及建議

通過(guò)對(duì)動(dòng)車(chē)組空調(diào)機(jī)組內(nèi)部電加熱控制分析得到如下結(jié)論及建議：

空調(diào)機(jī)組內(nèi)的電加熱器應(yīng)設(shè)置分組控制、一級(jí)可復(fù)位的超溫保護(hù)、二級(jí)熔斷式超溫保護(hù)、送風(fēng)機(jī)和電加熱互鎖保護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張曙光.CRH1型動(dòng)車(chē)組 北京：中國(guó)鐵道出版社.

[2] 張曙光.CRH2型動(dòng)車(chē)組 北京：中國(guó)鐵道出版社.

[3] 張曙光.CRH5型動(dòng)車(chē)組 北京：中國(guó)鐵道出版社.

[4] TB/T2704-2005.鐵道客車(chē)電取暖器.

[5] TB/T1804-2009.鐵道客車(chē)空調(diào)機(jī)組.