高速客车中压负载电气控制的设计高速动车组空调电气控制 电气毕业论文Word格式.docx

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3．空调的紧急关闭…………………………………………………………24

4．稳定的待机状态…………………………………………………………25

5．过隧道时空调系统的动作………………………………………………25

6．清洗运行时空调系统的动作……………………………………………25

7．电源低于AC440V时空调系统的动作…………………………………26

2.5制冷系统…………………………………………………………………26

2.6制冷流程…………………………………………………………………26

2.7制暖系统…………………………………………………………………29

2.8空调系统的运行…………………………………………………………29

2.9常见故障…………………………………………………………………30

总结…………………………………………………………………………………33

参考文献……………………………………………………………………………33

致谢…………………………………………………………………………………33

高速客车中压负载电气控制的设计

——高速动车组空调电气控制

摘要

空调系统采用单元式空调机组，安装在每辆车的车顶。

每辆车都装有一套废排单元。

在通过台处，循环通风加热器集成在门罩板后或端墙柜子盖上。

在司机室装有一套相对独立于客室的空调系统，可对司机室空调进行单独调节。

空调系统通过各种送风模式实现对车内环境的控制调节。

关键词

单元式空调机组、空调系统、单独调节、车内环境的控制调节、车载变压器供电、产生热量。

第一章绪论

1.1课题背景与研究意义

随着铁路的跨越式发展，我国旅客列车正向着高速化方向迈进，人们对其安全性、舒适性、便捷性提出了更高的要求。

旅客列车中安装了各种控制，都是为了提高旅客的安全性、舒适性、便捷性以及客车的自动控制功能，例如高速客车安装空调电气控制的目的是为旅客提供既卫生又舒适的旅行环境，以保证旅客的身体健康，减少旅途中的疲劳，其性能将直接关系到旅客乘坐客车的舒适度。

目前实践表明，我国高速列车是以电为动力的列车，其空调应能承受夏、冬两季的环境变化和频繁的使用，为旅客能够实现比较舒适的乘车环境打下良好的基础。

但是，由于行车时间过长，并且用电量过大，设备的频繁启用，致使供电的电源电路和空调设备频繁出现故障，这是当今急待解决的问题。

1.2车体受电概况

16辆编组列车的车载电源分为两部分。

在每8辆车上有一个完整的车载电源系统。

两部分车的电源没有相互连接。

每节动车上都配备一台牵引变流器，电能输入模块连接在牵引变流器的中间电路。

在供电失效的情况下可以通过牵引变流器中间电路将牵引电机发出的电继续供给车载电源系统。

在25kV供电的分相区，如果最小速度达到50km/h时可以实现上述功能。

在（15、10、07和02）变压器车上配备有一个单辅助变流器单元。

他们与头车16/01以及中间车09/08的牵引变流器中间电路相连，在中间车13、12、05和04分别配备了一个双辅助变流器。

他们分别与中间车14、11、06和03内牵引变流器的中间电路相连，在双辅助变流器和单辅助变流器的输入端都与一根电缆相连接，这样可以实现在从一个继续有效的牵引变流器同时给辅助变流器供电。

（这种情况是考虑两个牵引变流器中一个失效时）。

所有的辅助变流器都通过供电总线排向8辆车（16到09和08到01）同时输出440V60Hz3AC电源。

在正常情况下，列车供电总线排贯通整列车。

如果供电总线排出现故障，可以通过打开辅助变流器中的连接开关来隔离8辆车部分的单个区间的供电。

在单个车内总线排能提供最大的载荷，辅助变流器单元通过440V60Hz3AC总线排实现同步，不需要单独的同步电缆。

在中间车13、12、05和04分别配备了一个蓄电池和一个充电机，电池充电机通过440V60Hz总线获得供电，充电机给蓄电池，110VDC系统以及与之连接各种负载供电。

110VDC系统贯穿整个8辆车（16到09和08到01）。

在每节车里各有一个逆变器从110VDC系统中获取电能，输出230V50Hz1AC给旅客插座等供电。

230V50Hz1AC供电车与车之间不相互连接。

一个230V60Hz1AC供电网络给列车一些低功率的加热设备供电，这个供电由440V60Hz3AC供电的变压器产生。

即概况图如下：

第二章空调

2.1空调的组成

一、主要原件

----1台单元式空调机组

----1个控制面板

----1个废排

----1套地板加热器

----1套连接器插头/插座

----1套顶部风道

----1个紧急逆变器

----1套压力波动监测系统（仅用于末节车厢）

----1套温度传感器

二、组件

1、客室空调机组

空调壳体是铝制的，压缩单元通过解耦装置与设备构架相连。

这种连接可以使运行中的振动和结构噪音降低到最小。

冷却管路采取冗余和密封措施，尽可能采用最少数量的结构连接。

为避免泄漏，管路选择铜焊接。

冷凝空气由空调机组两侧进入，通过冷凝器垂直向上进入冷凝风机。

蒸发区域包含两个供风风机，每个带有一个电机、蒸发器、安全阀、电加热器和冷凝水排放管。

客室空调机组需要在车顶的外边安装一个导流罩，导流罩的形状应该依据空气动力学载荷和设计要求进行最优化设计，要在CRH3的基础上尽可能减小阻力，并应不影响制冷能力和新风的供给。

2、压力保护

当列车通过隧道和会车的时候，车外会发生压力波动，为了避免客室内的压力波动，空调系统的新风口和排风口设有压力保护系统，可以阻止外部的压力波通过管道系统渗透到列车内。

当压力波动时，空气的作用可以激活压力保护系统阀。

在新鲜空气的进风口和废排风口安装有阀门。

在压力保护模式下，可以同时激活两个阀门（关闭）。

端车上的压力波传感器可以检测压力波，并与端车上的通讯计算机连接，由列车线与其他车连接，通过检测信号控制阀门开与关。

3、废排单元

每辆车都有一套位于地板下的废排单元。

这个单元包括一个排风机和一个位于出风口的压力保护阀。

排风是通过车体内的地板上的两个开口，进入位于地板下的车下废排风道。

然后通过废排单元将其排出到大气中。

端车上有一套带有两个排风机的废排单元，分别排除客室和司机室的废气。

如果司机室的排风机损坏，可以通过旁通控制阀由客室排风机进行排风。

4、空调控制面板

空调控制系统安装在车内的控制柜内，包括空调控制单元，相关的单元接口以及控制继电器。

所有交流接触器和断路器等相关的电子设备都集成在位于车下的一个配电箱内。

5、车门处和通过台区域的加热器

在车门处和通过台区域安装有通风加热器，安装位置在端墙上或门通过区（在端车门口的三分之一处）。

当外部温度较低时可以保证加热器在通过台处进行充分的温度调节。

上图为左侧－端车车门处加热器，右侧－端墙通风加热器

2.2功能

HVAC系统设有两个压力波保护系统，分别安装于MC1和MC2车车体的墙上。

每列车共安装四个传感器。

当列车进入隧道或两列高速行驶的列车汇车时，这些传感器能够激活信号来打开/关闭新风进口的风门，以保护司机免受压力波的伤害。

2.3设计条件

空调系统设计计算参数表

UIC553，气候区域II

制冷

采暖

外温

+35℃

（45℃空调能启动）

-20℃

相对湿度

50%

--

太阳辐射功率

800W/m²

新风量

15m3/（h·

人）

乘载量

满定员

空车

受控的平均室温

+25℃

+22℃

最大定员

80

－

空调设计容量

约44kW

约42kW+4kW（辅助采暖）

列车速度

≤12km/h

350km/h

每个乘客的热负荷假定为115W/人。

除了上述所提及的参数外，还需要考虑6kW的照明，电控柜，电开水炉等附加的热负荷。

以上只是本项目空调系统容量和参数的最初数值，在项目的进行中如有必要，可以提供其详细数值。

在外温40℃和相对湿度46%的条件时，不考虑空调机组制冷能力的增加。

2.4操作模式

Ø

空调开（标准模式）

空调关闭

空调紧急模式关闭

应急通风

稳定的待机状态

清洗运行

隧道

1．开启空调（标准模式）

通过司机的人机界面（MMI）或列车员的人机界面（MMI）可以打开“开启空调”模式。

通过MMI，可以打开一辆车或所有车的空调系统。

空调系统可以对每辆车的内部温度进行自动调节，以达到受控的温度设定点。

当室外温度高时，该受控的温度认定点将自动升高（UIC标准规定的控制温升）。

可以通过司机的MMI或列车员的MMI对每节车的温度设定值进行控制，每次升高或下降的设定温度值是2K，偏差为0.7K。

只有在“开启空调”的模式下才能实施供风，实现新回风混合模式。

2．关闭空调

空调系统通过司机的MMI或列车员的MMI转换成“关闭空调”模式。

通过MMI，可以关闭一辆车或所有车的空调系统。

整个通风、采暖和空调系统都被关闭。

电动车组内的温度依据外部条件能够升高或降低。

当有足够的电源电压时，空调系统可以继续监控电动车组外部和内部的温度。

如果外界温度低于5°

C时，空调系统将采取冻结保护。

通过台加热器和卫生设施加热器将打开，目的是防止在这些区域冻结而发生危险。

当外界温度高于7°

C时，空调冻结保护将被解除。

如果室内温度高于40°

C，空调控制系统将转化为过热保护。

打开冷却开关以阻止由于高温而造成的危险。

当室内温度低于35°

C时，空调的过热保护将被解除。

当处于“关闭空调”模式下，为了保存能量，外部的新风阀门和排风阀门将被关闭。

如果只有DC110V电源，那么循环通风模式将会打开，来替换空调的冻结保护和过热保护。

3．空调的紧急关闭

空调系统通过司机的MMI或列车员的MMI转换成“空调紧急关闭”模式。

通过MMI，将会关闭所有车的空调系统。

相对于“空调关闭”模式，没有空调冻结保护和过热保护。

除了司机MMI，每节车的空调系统都可以