浅析轨道交通电气系统

浅析轨道交通电气系统

发表时间：2019-03-07T11:01:21.110Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第33期作者：石峰[导读] 随着轨道交通车辆技术的迅猛发展，也给现时代人们增添许多出行方式，更进一步地改善了城市交通的堵塞现象。方大智创科技有限公司广东深圳 518000 摘要：随着轨道交通车辆技术的迅猛发展，也给现时代人们增添许多出行方式，更进一步地改善了城市交通的堵塞现象。这也是在运用传统的轨道电气控制方式，展开对现代城市轨道交通的发展。更先进的电气系统技术有效地控制轨道交通在空调领域内的突破，并且其稳定运行的性能有了显著的提升。在保证轨道交通车辆空调系统正常工作是前提，而后对乘车的舒适性有了一定的保障。在推动轨道交通

变频空调技术节能方面，发现和解决在实际操作与正常运行中科学理性的摸索与探究。

关键词：轨道交通；电气系统；分析

1现代轨道交通电气牵引系统牵引系统作为现代轨道交通电气牵引技术发展的根本，两者需要在一定程度上的互相配合，才能获得快速发展。根据电气牵引技术的要求，轨道交通车辆在电气牵引系统方面做出了一定的规范。（1）规范了电气牵引技术的恒定牵引力，控制在一个固定的变化范围之中，以保持电气牵引技术的稳定性。（2）设定了牵引的系列条件，为使轨道交通不同的状况下都能够达到额定速度，于是依据车辆的荷载自动调节对电气系统的牵引力做出了规范性的调节。（3）实行电制动特性，为了使得轨道交通的运行能够保持平衡，制定相应的电制动力来保障其稳定速度。由此可见，电气牵引技术与轨道交通电气牵引系统的配合是非常密切的。随着现代轨道交通车辆的发展，越来越需要通过电气牵引技术与电气牵引系统这两者的高度来促进电气牵引技术的飞速发展。 2轨道车辆空调系统及节能技术的运用对于轨道交通作为人们现时代的重要交通工具，它在一定的程度中承担着节能环保、安全舒适的重要性能，因此在轨道交通中轨道车辆均设有空调系统。单从轨道车辆空调设施来讲，它是目前城市轨道车辆中不可忽视的重要部分。对于一些能源不能充分的利用以及大幅度的浪费，逐渐人们已经意识到绿色节能环保的重要性。

2.1控制方式

目前，轨道车辆空调控制方式上大体可分为继电器控制、PLC控制两种控制方式。

2.2控制盘

控制盘是空调系统的控制中心，按照空调控制器中的设定程序准确控制系统的正常工作，完成通风、半冷、全冷、半暖、全暖及停机等各项操作。

2.2.1主要元器件

a.接触器。可频繁地接通和分断交直流主电路及大容量的控制电路；它由触点系统、电磁机构和灭弧装置等部分组成。

b.继电器。主要用于控制和保护电路中做信号转换使用。由输入电路和输出电路两部分组成。

c.低压断路器。低压断路器又称自动空气开关。分为框架式和塑壳式两大类。主要在电路正常工作条件下作为线路的不频繁接通和分断用，并在电路发生过载、短路及失压时能自动分断回路。

2.2.2机组主要电气元件。①电加热温度保护开关动作原理：一级温度保护开关为无源触点形式，电加热器温度正常时，触点自动闭合；电加热器温度超过设定值时，触点自动打开。②高、低压压力开关动作原理：无源触点形式，压力正常时，触点自动闭合；压力故障时，触点自动打开。

2.3核心控制器

目前空调控制系统所用的核心控制器（CPU）主要是PLC和KPC两种。即可以通过对CPU编程，实现与控制盘中其他低压电器元件一起控制空调系统的正常工作、设定空调的工作模式、以及对空调主要部件的电气保护等功能。

2.4节能技术

对于轨道车辆空调中降低压缩机的能耗才是关键。通过选择不同形式的压缩机和不同的控制方式，既可以达到节能的效果。从压缩机的型号和控制的方式来看，可以适当的选择变频压缩机。然而，在制冷空调中采用变频器来实现变速控制已成为制冷压缩机技术的发展趋势。变频空调通过压缩机转速的适时调节来改变制冷量的供给。为降低能耗，实现长远意义上的节能，需要采取高效运行的控制法，可以实施“无级”变速。能使压缩机始终处在最好的工作状态，不仅提高了舒适程度，而且大幅度提高节能效率。 3轨道交通电气控制及空调控制系统在现代轨道交通的发展中，各个环节的相互配合是至关重要的，电气控制技术是整体快速发展的重要环节。在电气牵引中，牵引逆变器作为整个系统的重要组成部分之一，IGBT作为牵引逆变器中主要开关元器件，随着其技术的不断发展和进步，牵引逆变器的容量和性能得到了很大的改善。前面介绍的控制盘就是客室空调系统的控制中心，按照空调控制器中的设定程序准确控制着空调系统的正常工作，完成通风、半冷、全冷、半暖、全暖及停机等各项操作。空调装置设有四种工况：自动、测试、通风和停止，在自动工况时，可通过司机室内的显示器TMS进行统一控制和温度设定。在测试工况时，空调机组根据各自的温度控制器所设定的温度进行客室内温度控制。

3.1控制说明

空调系统均设置温度传感器分别检测回风温度和新风温度，由控制器接收每节车厢的温度值，取其适当的客室内外温度值。将客室温度与控制器内部设定的温度比较后，自动进行工况模式转换。

3.2扩展供电

当一台辅助交流电源故障时，由另一台辅助交流电源为整车的空调机组供电。此时空调机组执行扩展供电模式。如果原来整个系统为全冷全暖状态，则一台压缩机停机，另一台压缩机运行，此时整个系统进入半冷半暖状态。在扩展供电模式下，扩展供电信号应持续有效。一旦TMS撤消扩展供电信号，则机组自动恢复正常状态。控制器顺序启动本车剩余的应该启动的压缩机，而原来正在运行的压缩机不停机。

3.3紧急通风

当两台辅助交流电源均故障时，系统进入紧急通风状态，机组停止运行。当紧急通风运行中，主电源恢复正常，系统自动转入正常工作状态。

3.4风阀状态

当处于“通风、制冷、制暖”模式时，新风阀和回风阀处于全开状态；当处于“紧急通风”时，则新风阀全开、回风阀全关；或者处于“预冷预暖”时，新风阀全关、回风阀全开。

4空调控制保护要求

4.1电机联锁保护

电机均顺序联锁，前级设备未启动，后级设备不允许启动。

4.2压缩机保护

外温低于10度或内温低于22度禁止开启压缩机；压缩机从停止到下一次启动至少间隔2分钟。

4.3过载、短路、缺相保护

空调控制系统中应对通风机、冷凝风机和压缩机设过载、短路、缺相保护。

4.4电机过载保护处理

通风机过载保护，断开机组通风机、冷凝风机和压缩机，机组停机。冷凝风机过载保护，断开机组冷凝风机和压缩机，机组仅通风机运行。

4.5高、低压力保护处理

当制冷系统高低压力超过设定值时向控制系统发出信号，使压缩机停止运转。

5通讯系统

5.1车辆网络通讯

CPU提供RS485接口，可使整个空调控制系统纳入列车总线网络中。通过列车总线控制系统，将相关接口信息传递给空调控制单元，保证机组的正常运行状态、停机和可靠的运行保护。通过车辆总线，可在列车中央控制单元中读取空调控制系统的有关信息和记录。

5.2手提式测试装置（PTU）通讯

CPU提供串行通讯接口，可与PTU通讯。通过可实时监测并控制空调机组的运行状态、查询温度和历史故障信息、读取并存储所有有关控制参数的数据。

结束语

随着科技发展迅猛的浪潮，我国轨道交通业也是发展迅速。然而，人们对自己出行的方式逐渐发生改变，轨道车辆整体设计水准不断提高。对于现时代轨道交通来讲，其电气系统的内部要求在发生变化，为使轨道车辆的运行提供一个稳定的环境，对其电力驱动控制技术要求也越来越高，空调技术的节能方面也是越来越被重视，其舒适度、安全性也会直接影响到轨道交通车辆能源的利用性，空调控制保护及网络通信其中的意义也是不言而喻。

参考文献

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