动车组空调机组内部电加热控制探讨

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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] 光.CRH1型动车组 北京：中国铁道出版社.

[2] 光.CRH2型动车组 北京：中国铁道出版社.

[3] 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.