高速動車組技術(shù)423空調(diào)裝置的自動控制25課件

《高速動車組技術(shù)》課程武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院王靜4-2-3空調(diào)裝置的自動控制目錄CONTENTS01空調(diào)變頻裝置概述02空調(diào)裝置的運行控制03制熱運行控制空調(diào)變頻裝置概述CRH2型動車組空調(diào)裝置控制采用變頻控制。變頻裝置安裝于空調(diào)裝置內(nèi)，通過對來自顯示設(shè)定器的溫度設(shè)定值和溫度傳感器檢測值的比較，控制壓縮機和室內(nèi)、室外送風(fēng)機的運行。變頻裝置由變頻器、電容器、交流電抗器、直流電抗器、限流電阻（CHR1、2）、接觸器（

IVK、CHK）構(gòu)成。變頻器包括空調(diào)裝置用的1個斬波器電路和2個變頻器電路。主要組成單元的基本功能為:①進行AC/DC轉(zhuǎn)換及DCIAC轉(zhuǎn)換。②由斬波器電路對不穩(wěn)定電源進行恒壓控制，獲得穩(wěn)定電壓。③根據(jù)空調(diào)顯示設(shè)定器的溫度設(shè)定值與溫度傳感器的檢測值、控制變頻器的輸出電壓和輸出頻率。（一）變頻裝置的組成與原理空調(diào)變頻裝置概述④向空調(diào)顯示設(shè)定器發(fā)出運行狀態(tài)信號和故障信號電容器D抑制外來浪涌電流。⑤限制沖擊電流。⑥使整流后的直流電壓及斬波器輸出電壓平穩(wěn)。交流電抗器（

ACL）抑制變頻裝置輸人電流和事故發(fā)生時的電流、浪涌電流。⑦直流電抗器（

DCL

）抑制斬波器輸出電流及事故發(fā)生時的電流。

線斷路時的動作：變頻裝置停止工作（變頻裝置的所有功能停止）?？照{(diào)變頻裝置概述（一）變頻裝置的組成與原理變頻裝置主要部件如表6.2所示?？照{(diào)變頻裝置概述（一）變頻裝置的組成與原理變頻器單元具有用于空調(diào)機的一個斬波電路和兩個倒相電路。其中，將驅(qū)動壓縮機的倒相電路稱為VVVF;將驅(qū)動室內(nèi)、外送風(fēng)機的倒相電路稱為CVCF。由空調(diào)顯示設(shè)定器傳送空調(diào)控制信號至各個空調(diào)裝置，空調(diào)裝置傳送空調(diào)的狀態(tài)信號、故障信號至空調(diào)顯示設(shè)定器?？照{(diào)變頻裝置概述（一）變頻裝置的組成與原理電氣配線由4芯的配線用連接器（

CN1）向主電路供給單相、400V電源，由27芯的配線用連接器（CN2

）提供控制電路電源。單相、400V電源經(jīng)逆變器裝置變換為三相40

Hz/125

V~

70

Hz/200

V的電源提供給壓縮機（

CPI/CP2）。車內(nèi)送風(fēng)機（EF）、室外送風(fēng)機（CFI/CF2）

同樣使用逆變器裝置上變換過來的三相、60

Hz/200V~

65

Hz/217V電源。電加熱器（

H1/H2/H3）不通過逆變器，使用單相、400V電源加熱。空調(diào)變頻裝置概述（一）變頻裝置的組成與原理來自主變壓器輔助（3次）繞組的電力先供給設(shè)在各個車輛上的輔助電路配電盤，經(jīng)由用于配線的斷路器（

UN1、UN2

）分別連接到No.1空調(diào)裝置、No.2空調(diào)裝置的接觸器盤1內(nèi)的電磁接觸器IVK（用于變頻裝置）、HK1~

HK3

（用于供暖氣）。空調(diào)變頻裝置概述（一）變頻裝置的組成與原理空調(diào)裝置的運行控制當(dāng)制冷運行指令從空調(diào)顯示設(shè)定器發(fā)出后，電磁接觸器IVK關(guān)閉，通過交流電抗器（ACL）、電電阻（CHR）,開始對二極管整流器輸出端的電容器進行充電。通過電容器的充電確認，充電電阻的短路用接觸器（CHK）被關(guān)閉，來自主變壓器輔助（3次）繞組的單相交流電將直接加壓在變頻裝置?？照{(diào)裝置的運行控制將2個溫度傳感器測定的車內(nèi)溫度和制冷設(shè)定溫度比較，通過由接觸器盤2內(nèi)的電磁接觸器CPK1、CPK2對壓縮機進行ON/OFF控制，并由變頻器VVVF對壓縮機運行頻率的控制，從而控制制冷運行?？照{(diào)裝置的運行控制（1）涼感控制在高于制冷溫度以上的狀態(tài)下，同-運行模式持續(xù)3min以上時，運行模式將提高-級。在提高一級的運行模式下，將持續(xù)到車內(nèi)溫度低于制冷設(shè)定溫度為止。在該控制過程中，當(dāng)車內(nèi)溫度上升，需要運行模式升級時，將變更至上一-級模式?？照{(diào)裝置的運行控制（2）負載減低控制根據(jù)電壓變動，進行3種制冷運行動作。①電壓變動-28%范圍以內(nèi)時。a.斬波器輸人電壓（直流電壓）為DC310V以下時，輸出電壓下降至255V、運行模式上限為P5。b.斬波器輸人電壓變?yōu)镈C367V以上時恢復(fù)正常動作。②電壓變動為-37%~28%范圍以內(nèi)時以下動作狀態(tài)時（到恢復(fù)正常運行為止）,斬波器輸出電壓為255V?？照{(diào)裝置的運行控制a.斬波器輸人電壓（直流電壓）DC285V以下時，壓縮機停止動作，送風(fēng)風(fēng)機運行。b.只有室內(nèi)送風(fēng)機運行時，斬波器輸人電壓升至DC367V以上，如果達到壓縮機必須動作的車內(nèi)溫度，以運行模式P4為上限，室外送風(fēng)機、壓縮機運行開始。e在運行模式P4為上限狀態(tài)下，即使是在運行中，斬波器輸人電壓（直流電壓）如果為DC367V以上也恢復(fù)正常運行。③負荷減低控制中忽略運行模式保持30s，壓縮機繼續(xù)運行時間為3min。空調(diào)裝置的運行控制④負荷減低控制在室外送風(fēng)機和壓縮機運行狀態(tài)下，如果斬波器輸人電壓為DC367V以上持續(xù)30s就解除。空調(diào)裝置的運行控制（3）減半運行時的運行模式接受減半指令時的動作分為自動制冷時和強制制冷時兩種情況。①自動制冷時。在自動制冷運行中接到減半指令時，以運行模式P3為上限，進行運行模式P1~P3的自動運行。若在運行模式P4-P6運行中接到減半指令，壓縮機減速至運行模式P3的運行頻率，進行單機CPI運行。空調(diào)裝置的運行控制②強制制冷時。正在強制制冷運行中，接到減半指令時，進行運行模式P3的固定運行。網(wǎng)若在運行模式P4-P6運行中接到減半指令，壓縮機減速至運行模式P3的運行頻率后進行CP1單機運行。若為運行模式P3以下的設(shè)定，則繼續(xù)按照設(shè)定的運行狀態(tài)運行?？照{(diào)裝置的運行控制（4）壓縮機交替動作運行模式P2及P3的狀態(tài)下，A壓縮機（CPI或CP2）在運行中停止時，下一次啟動時如果運行模式是P2及P3,則B壓縮機（CP2或CP1）進入運行。（5）傳輸異常時的動作如果2min以上沒有接收到空調(diào)顯示設(shè)定器發(fā)出的信號，就判斷為傳輸異常。如果異常前的狀態(tài)是自動運行，則在運行模式P1~P3下自動運行;如果異常前的狀態(tài)是強制運行,運行模式是P4~P6,則進行運行模式P3的固定運行，運行模式P3以下則繼續(xù)保持異常前的運行狀態(tài)?？照{(diào)裝置的運行控制（6）運行模式切換上的限制①提高運行模式時，向相應(yīng)的運行模式切換。M版微可t②降低運行模式時,向相應(yīng)的運行模式切換。際沒人UIBN2③在運行模式P2~P6的運行中，同一形式最短保持30s。④-頻率的增減速度為5Hz/sec。空調(diào)裝置的運行控制（7）室外送風(fēng)機啟動時的限制①室外送風(fēng)機啟動時，CVCF運行頻率減速為30Hz,減速開始2s后（啟動時如果有壓縮機啟動要求時，室內(nèi)送風(fēng)機啟動4s后）、室外送風(fēng)機啟動。室外送風(fēng)機1啟動2s后，室外送風(fēng)機2啟動。②室外送風(fēng)機在運行中一旦關(guān)閉（接觸器OFF），再度開啟（接觸器ON）時，接觸器從OFF到ON的5s間禁止接觸器投入。空調(diào)裝置的運行控制（8）壓縮機運行的限制①控制電源復(fù)位后壓縮機的最初啟動及壓縮機停機5min以上進行啟動時，須以運行模式P4狀態(tài)下運行3min。此外，在該運行期間發(fā)生瞬?；蛞蚱渌虻耐C，下一次啟動也應(yīng)在運行模式P4狀態(tài)下運行3min。但在減半運行時，上述動作按運行模式P2進行。②壓縮機運行時間最短要持續(xù)3min。運行期間如果有壓縮機停機指令或進行運行狀態(tài)切換，須持續(xù)運行3min后才進行壓縮機停機或運行模式切換。"發(fā)生故障時，壓縮機將立刻停止運行?？照{(diào)裝置的運行控制③除上述（1）項以外,啟動時切換到相應(yīng)的運行狀態(tài)。④壓縮機停止時,6s內(nèi)禁止再啟動。通過分相區(qū)時，從空調(diào)全部停止到空調(diào)再啟動的7s（其中斬波器啟動完成必須有1s,如圖6.38所示）時間后再啟動?？刂齐娫磸?fù)位后6s內(nèi)壓縮機不啟動?？照{(diào)裝置的運行控制室內(nèi)送風(fēng)機及室外送風(fēng)機正在停止或已經(jīng)停止時，壓縮機不可運行。室內(nèi)送風(fēng)機在何種運行模式下均正常運行。2臺室外送風(fēng)機與壓縮機同步運行。但在自動制冷運行中，漂浮開關(guān)1和2持續(xù)1min以上為ON時，無論運行模式如何，均使室外送風(fēng)機（排水泵）運行?？照{(diào)裝置的運行控制（9）制冷運行時的保護動作空調(diào)裝置的運行控制加保護裝置動作后，相應(yīng)的設(shè)備及相關(guān)設(shè)備停止工作，相應(yīng)設(shè)備在2min之內(nèi)禁止再啟動。2min后，如果保護裝置復(fù)位才能再啟動。再啟動后2min以內(nèi)再發(fā)生保護裝置動作，則視為重故障，并使相應(yīng)設(shè)備及相關(guān)設(shè)備停止工作。此外，持續(xù)4min內(nèi)不能復(fù)位也定性為重故障。在2~4min以內(nèi)復(fù)位時，在復(fù)位后可再啟動?？照{(diào)裝置的運行控制①運行模式6時。壓縮機高壓開關(guān)HPS*動作、運行模式為6時，將VVVF降至65

Hz。自發(fā)生開始15s后HPS*如果復(fù)位，VVVF以65

Hz保持運行30s后，切換到目標(biāo)運行模式，運行動作如圖6.40所示?？照{(diào)裝置的運行控制自發(fā)生開始15s后HPS*若未復(fù)位，則運行模式下降至5。自發(fā)生開始30s后HPS*若復(fù)位，60s后運行模式切換到目標(biāo)運行模式，運行動作如圖6.41所示（本動作是運行模式6的動作）。空調(diào)裝置的運行控制自發(fā)生開始30s后HPS若未復(fù)位，則運行模式下降至4。自發(fā)生開始60s后HPS*若復(fù)位，60s后運行模式切換到目標(biāo)運行模式，運行動作如圖6.42所示（本動作是運行模式6的動作）。空調(diào)裝置的運行控制自發(fā)生開始60s后HPS*若未復(fù)位，則停止VVVF。自停止6s后HPS*若復(fù)位，則可再啟動。再啟動后2min內(nèi)再發(fā)生，則計數(shù)為第1次，計數(shù)到第3次就為重故障，此時停止相應(yīng)壓縮機運行。此外，再啟動后正常運行2min以上時，則清除此前的計數(shù)。自發(fā)生開始后持續(xù)2min內(nèi)未能恢復(fù)就作為重故障，該壓縮機不能啟動。正常的壓縮機可啟動。運行動作如圖6.43所示（本動作是運行模式6的動作）?？照{(diào)裝置的運行控制②運行模式為6以外時。壓縮機高壓開關(guān)HPS*動作、運行模式為5（或3）時，則向運行模式4（或2）切換。自發(fā)生開始15s后HPS*復(fù)位，在自發(fā)生開始45s后切換到目標(biāo)運行模式，運行動作如圖6.44所示（本動作是運行模式5或3的動作）。空調(diào)裝置的運行控制自發(fā)生開始45s后，HPS*若未復(fù)位，停止VVVF。自停止開始6s后HPS*復(fù)位，則可再啟動。再啟動后2min以內(nèi)再發(fā)生，計數(shù)為第1次，計數(shù)累計滿3次即為重故障，此時停止相應(yīng)的壓縮機運行。此外，再啟動后能正常運行2min以上時，故障累計數(shù)將被清除。自發(fā)生開始持續(xù)2min內(nèi)未能恢復(fù)，作為重故障，相應(yīng)的壓縮機不啟動。正常的壓縮機可以啟動，運行動作如圖6.45所示（本動作為運行模式5或3的動作）?？照{(diào)裝置的運行控制HPS*動作時，運行模式為4（或2），則停止VVVF。自停止開始6s后HPS*復(fù)位，可再啟動。再啟動后2

min以內(nèi)再發(fā)生，計數(shù)為第1次，累計滿3次作為重故障，停用相應(yīng)壓縮機的運行。此外，再啟動后正常運行2

min以上時，故障累計數(shù)將被清除。自發(fā)生開始持續(xù)2

min內(nèi)不能恢復(fù)時，作為重故障，相應(yīng)的壓縮機不再啟動。正常的壓縮機可以啟動，運行動作如圖6.46所示?？照{(diào)裝置的運行控制自動制冷運行過程中，浮子開關(guān)1和2同時持續(xù)1分鐘以上為ON時，無論運行模式如何，室外送風(fēng)機都運轉(zhuǎn)（排水泵運行）。若持續(xù)時間為30min，則為重故障，壓縮機停止運行。但將故障復(fù)位、控制電源復(fù)位及制冷運行切換為制熱運行時，故障計數(shù)器被清零。此外，在強制制冷時，即使發(fā)生本故障，也不停止壓縮機運行。運行動作如圖6.47所示制熱運行控制用于控制制熱的電磁接觸器HK1-HK3和電磁接觸器IVK,根據(jù)從空調(diào)顯示設(shè)定器發(fā)來的制熱運行指令和溫度控制指令，按照被選擇的各種模式，空調(diào)裝置內(nèi)的加熱器H1~H3和室內(nèi)送鳳機開始工作。加熱器的電源直接使用從主變壓器輔助（3次）繞組來的電源。制熱運行控制把2個溫度傳感器檢測到的車內(nèi)溫度與空調(diào)顯示設(shè)定器的設(shè)定溫度進行比較，按表6.8和圖6.48所示的運行模式，進行制熱運行控制。制熱運行控制（1）自動制熱時在自動制熱運行中接到減半運行指令時，以運行模式P4為上限，進行運行模式P1~P4的自動運行。若正在以運行模式P5、P6運行時，接受到減半運行指令后，向運行模式P4切換。（2）強制制熱時在強制制熱運行中接到減半運行指令時，進行上限運行模式P4的固定運行。若正以運行模式P5、P6運行時，接收到減半運行指令后，向運行模式P4切換。若以運行模式P4以下的設(shè)定模式運行時，切換到設(shè)定模式運行。（一）減半運行模式制熱運行控制（3）加熱器切換動作運行模式P4及P5時，連續(xù)10min置于ON,進行切換。運行模式P2及P3時，每次置于OFF就進行切換。（4）傳輸信號異常時的動作持續(xù)2min接收不到從空調(diào)顯示設(shè)定器發(fā)出的信號時，判定為傳輸不良。傳輸不良以前的狀態(tài)若為自動運行時，在運行模式P1~P4下自動運行;傳輸不良以前的狀態(tài)若是強制運行時，運行模式是P5、P6則進行運行模式P4的固定運行，運行模式在P4以下則繼續(xù)以前運行狀態(tài)。（一）減半運行模式制熱運行控制車內(nèi)平均溫度超過15°C以上時，模式6的運行被禁止（只適用于自動制熱時）。最短ON/OFF時間為30S。室內(nèi)送風(fēng)機正在停止或已經(jīng)停止時,使加熱器置于OFF。進行制熱運行向制冷運行切換時，須在送風(fēng)運行3min后進行。加熱器置于OFF后,室內(nèi)送風(fēng)機繼續(xù)運行3min。（二）加熱器運行的限制制熱運行控制加熱器溫度發(fā)生異常時，設(shè)定運行模式的上限。該設(shè)定會隨著故障復(fù)位或控制電源復(fù)位而被清零。控制電源復(fù)位后,最初啟動時的10min內(nèi),加熱器用溫控器（HTH）無檢測信號輸出（不作為故障）。上述10min內(nèi)檢