动车组空调系统的运行控制讲义.ppt
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1、动车组空调系统的运行控制动车组空调系统的运行控制一、自动控制原理一、自动控制原理(一)自动控制系统的基本组成(一)自动控制系统的基本组成 自动控制组成及工作系统示意图自动控制组成及工作系统示意图动车组空调系统的运行控制一、自动控制原理一、自动控制原理(一)自动控制系统的基本组成(一)自动控制系统的基本组成 自自动动控控制制系系统统一一般般分分为为传传感感器器、变变送送器器、控控制制器器、执执行行器、控制对象器、控制对象五个部分。五个部分。1 1、传感器、传感器 传感器又称测量元件或敏感元件。它的作用是将温度、湿传感器又称测量元件或敏感元件。它的作用是将温度、湿度、压力、风速等度、压力、风速等物
2、理量转化为电信号物理量转化为电信号,诸如温度传感器、湿,诸如温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。度传感器、压力传感器等。2 2、变送器、变送器 变送器的作用是接收传感器来的变送器的作用是接收传感器来的电信号电信号,并转化为输出的,并转化为输出的机械信号或电动信号机械信号或电动信号,输送给控制器,例如传压毛细管等。,输送给控制器,例如传压毛细管等。动车组空调系统的运行控制一、自动控制原理一、自动控制原理 3 3、控制器、控制器 控制器或称为控制器或称为调节器调节器,它的作用是将变送器出来的讯,它的作用是将变送器出来的讯号与设定值比较后得到号与设定值比较后得到偏差偏差,进行综合放大并按一定的规,
3、进行综合放大并按一定的规律发出控制信号,如电动、液压动、气压动及机械动的信律发出控制信号,如电动、液压动、气压动及机械动的信号,去操作执行器。号,去操作执行器。4 4、执行器、执行器 执行器接收控制器的信号后执行器接收控制器的信号后,自动控制如阀门的开或关自动控制如阀门的开或关以及开启度大小等。如电磁阀、电动阀、蒸汽阀等。以及开启度大小等。如电磁阀、电动阀、蒸汽阀等。5 5、控制对象、控制对象 包括被控制的设备和被控制的参数,如风量、阀门、包括被控制的设备和被控制的参数,如风量、阀门、电热器及温度、湿度、压力等。电热器及温度、湿度、压力等。动车组空调系统的运行控制一、自动控制原理一、自动控制原
4、理(二)自动控制的基本类型(二)自动控制的基本类型 双位控制原理双位控制原理双位控制双位控制即在控制机构即在控制机构中有两个固定位置中有两个固定位置开启或关闭开启或关闭的控制。的控制。动车组空调系统的运行控制一、自动控制原理一、自动控制原理 双位调节的特点是双位调节的特点是:室:室温在给定值上下波动呈温在给定值上下波动呈等幅振荡过程。一般情等幅振荡过程。一般情况下,若波幅不超空调况下,若波幅不超空调室内允许波动值,其调室内允许波动值,其调节是合理的。节是合理的。温度双位调节过程温度双位调节过程动车组空调系统的运行控制二、客车空调系统的基本电气控制原则二、客车空调系统的基本电气控制原则 电电气气
5、控控制制系系统统的的作作用用是是控控制制各各系系统统的的电电器器设设备备,按按给给定定的的方方案案协协调调地地工工作作,使使车车内内空空气气参参数数满满足足设设计计的的要要求求,同同时时对对各各系系统统进进行行自自动动保保护和故障显示。护和故障显示。动车组空调系统的运行控制二、客车空调系统的基本电气控制原则二、客车空调系统的基本电气控制原则(一)运行控制原则(一)运行控制原则 1.通风与制冷及制暖通风与制冷及制暖正联锁正联锁;2.冷凝风机与压缩机冷凝风机与压缩机正联锁正联锁;3.制冷与制暖制冷与制暖反联锁反联锁;4.控制通风机低速与高速运行的电路控制通风机低速与高速运行的电路反联锁反联锁;5.
6、为为防防止止压压缩缩机机频频繁繁起起动动及及多多台台压压缩缩机机同同时时起起动动,在在每每台台压压缩缩机机的的控控制制电电路路中中均均设设有有时时间间继继电电器器,控控制制每每台台压压缩缩机机在在冷冷凝风机起动后延时起动,并使多台压缩机凝风机起动后延时起动,并使多台压缩机间隔顺序起动间隔顺序起动。动车组空调系统的运行控制二、客车空调系统的基本电气控制原则二、客车空调系统的基本电气控制原则(一)运行控制原则(一)运行控制原则 6.6.为为使使同同一一机机组组中中的的两两台台压压缩缩机机运运行行时时间间尽尽量量一一致致,在在控控制制电电路路中中设设有有转转换换断断电电器器,使使两两台台压压缩缩机机
7、在在单单机机工工作作时时轮轮流工作流工作。7.7.不不同同的的车车型型应应安安装装不不同同数数量量、不不同同制制冷冷量量的的空空调调机机组组,同样也应配有不同型式的电气控制系统。同样也应配有不同型式的电气控制系统。动车组空调系统的运行控制二、客车空调系统的基本电气控制原则二、客车空调系统的基本电气控制原则(二)常见保护功能(二)常见保护功能 1 1、主电路过、欠压保护、主电路过、欠压保护 为为防防止止供供电电干干线线电电压压波波动动对对机机组组造造成成损损坏坏,设设置置过过、欠欠压保护电路。压保护电路。2 2、压缩机低温、低吸气压、高排气压、过流保护、压缩机低温、低吸气压、高排气压、过流保护
8、压压缩缩机机控控制制电电路路中中串串有有压压缩缩机机低低温温运运行行保保护护继继电电器器,以以防防止止压压缩缩机机在在蒸蒸发发器器前前进进风风温温度度低低于于2020时时运运转转,产产生生液液击击现现象象;采采用用低低压压继继电电器器以以防防止止制制冷冷系系统统泄泄漏漏、吸吸气气压压力力低低于于190KPa190KPa时时压压缩缩机机运运转转产产生生过过热热现现象象;采采用用高高压压继继电电器器以以防防止止排排气气压压力力高高于于2.65MPa2.65MPa时时压压缩缩机机运运行行,产产生生阀阀片片损损坏坏、高高压压部部分分管管路路破破裂裂等等现现象象;采采用用过过流流继继电电器器以以防防止止
9、压压缩缩机机工工作作电电流超过额定电流时流超过额定电流时烧坏压缩机烧坏压缩机的现象出现。的现象出现。动车组空调系统的运行控制二、客车空调系统的基本电气控制原则二、客车空调系统的基本电气控制原则(二)常见保护功能(二)常见保护功能 (3 3)电加热器过热保护)电加热器过热保护 为为防防止止通通风风机机停停转转或或转转速速达达不不到到规规定定值值,风风道道有有堵堵塞塞现现象象,机机组组内内电电加加热热器器上上部部的的温温度度过过高高而而引引起起火火灾灾事事故故,电电加加热热器器控控制制电电路路中中设设有有温温度度继继电电器器及及熔熔丝丝式式温温度度保保护护熔熔断断器器。当当风风道道温温度度超超过过
10、7070时时,温温度度继继电电器器动动作作,切切断断电电加加热热器器接接触触器器的的控控制制电电源源。若若温温度度继继电电器器失失灵灵,电电加加热热器器上上的的温温度度超超过过139139,这这些些串串在在电电加加热热器器主主电电路路中中的的温温度度熔熔断断器器将将会会熔熔断断,直接切断电热器的主电路,起到保护作用。直接切断电热器的主电路,起到保护作用。(4 4)故障显示)故障显示 为为便便于于了了解解机机组组的的工工作作状状态态,控控制制系系统统一一般般设设置置了了各各种种故障显示。故障显示。动车组空调系统的运行控制(一)热力膨胀阀及毛细管(一)热力膨胀阀及毛细管 1 1热力膨胀阀(见后图)
11、热力膨胀阀(见后图)热力膨胀阀是一种能自动调节供液量的节流降压机构。热力膨胀阀是一种能自动调节供液量的节流降压机构。它是利用蒸发器出口处制冷剂蒸气的它是利用蒸发器出口处制冷剂蒸气的过热度过热度来调节制冷来调节制冷剂流量的。剂流量的。三、制冷自动控制元件三、制冷自动控制元件由结构可知:针阀的开度取决于感温膜片的力平衡,感由结构可知:针阀的开度取决于感温膜片的力平衡,感温膜片上作用有三个力:温膜片上作用有三个力:由感温包温度控制的工质压力由感温包温度控制的工质压力P1;由节流阀孔节流后的蒸发压力由节流阀孔节流后的蒸发压力P0(经传动杆周围间隙进经传动杆周围间隙进入感应膜片下方入感应膜片下方);由顶
12、杆传递上来调整弹簧的预紧力由顶杆传递上来调整弹簧的预紧力P2。动车组空调系统的运行控制热力膨胀阀结构及原理图热力膨胀阀结构及原理图 (a a)结构图;()结构图;(b b)工作图;()工作图;(c c)受力图。)受力图。1-1-毛细管;毛细管;2-2-阀体;阀体;3-3-阀座;阀座;4-4-阀芯;阀芯;5-5-弹簧;弹簧;6-6-调整杆;调整杆;7-7-感温包;感温包;8-8-膜片;膜片;9-9-推杆。推杆。动车组空调系统的运行控制 在这三个力作用下,当在这三个力作用下,当P1=P0+P2时,针阀保持不动,时,针阀保持不动,阀口有一定的开度,即有一定的流量。阀口有一定的开度,即有一定的流量。当
13、制冷机负荷减小,则全部液态制冷剂气化完毕时,当制冷机负荷减小,则全部液态制冷剂气化完毕时,B点将前移,使点将前移,使t01减小,因而减小,因而P1减小,减小,P1-P0减小,在减小,在弹簧作用下,针阀将上移,关小阀门开度,减小制冷剂流量。弹簧作用下,针阀将上移,关小阀门开度,减小制冷剂流量。反之,如果制冷剂负荷增大,则反之,如果制冷剂负荷增大,则B点将右移,出口处过点将右移,出口处过热度将加大,热度将加大,t01将变大,将变大,P1-P0变大,使针阀开度增大,变大,使针阀开度增大,流量也随之增大。流量也随之增大。三、制冷自动控制元件三、制冷自动控制元件动车组空调系统的运行控制 2 2毛细管毛细
14、管 当流体沿管内流动时,由于管道摩擦阻力而产生当流体沿管内流动时,由于管道摩擦阻力而产生压降,压降,管径越小、管子越长则流动阻力就越大,产生管径越小、管子越长则流动阻力就越大,产生的压降也越大。的压降也越大。采用毛细管采用毛细管小内径(小内径(0.6-2.0mm0.6-2.0mm)并有一定长)并有一定长度的紫铜管,代替膨胀阀作为度的紫铜管,代替膨胀阀作为节流降压节流降压元件,这就是元件,这就是毛细管节流装置。毛细管节流装置。三、制冷自动控制元件三、制冷自动控制元件动车组空调系统的运行控制 (二)电磁阀(二)电磁阀 电磁阀是一种开关式的常闭自控阀门。阀门电磁阀是一种开关式的常闭自控阀门。阀门的的
15、打开是依靠线圈在通电以后所产生的电磁力,打开是依靠线圈在通电以后所产生的电磁力,而阀门的关闭是依靠复位弹簧及阀芯的重量。而阀门的关闭是依靠复位弹簧及阀芯的重量。电磁阀串联在制冷系统的管路中,用以控制电磁阀串联在制冷系统的管路中,用以控制系统管路中流体的通或断。系统管路中流体的通或断。三、制冷自动控制元件三、制冷自动控制元件动车组空调系统的运行控制直接开启式电磁阀直接开启式电磁阀1-1-连接螺母;连接螺母;2-2-接头;接头;3-3-阀体;阀体;4-4-垫片;垫片;5-5-铁心;铁心;6-6-线圈组;线圈组;7-7-复位弹簧。复位弹簧。动车组空调系统的运行控制(三)温度控制器(三)温度控制器 温
16、温度度控控制制器器主主要要是是温温度度继继电电器器,有有用用电电接接点点水水银银温温度度计计、感感温温包包、热热电电阻阻等等做做感感温温元元件件,通通过过继继电电器器控控制制压压缩缩机机的的起起动和停止。动和停止。1、WT-1226型温度控制器型温度控制器如图如图:感温包与波纹管构成顶力,与主弹簧力平衡。当温度:感温包与波纹管构成顶力,与主弹簧力平衡。当温度上升时,波纹管顶力增大,使杠杆转动,触头上升时,波纹管顶力增大,使杠杆转动,触头b b、c c相连,相连,使压缩机运转;使压缩机运转;反之,当温度下降时,主弹簧力大于波纹管顶力,使杠杆反反之,当温度下降时,主弹簧力大于波纹管顶力,使杠杆反转
17、,触头转,触头a a、c c相连,使压缩机停止运转;相连,使压缩机停止运转;为了防止电机频繁起动,设置差动力弹簧。为了防止电机频繁起动,设置差动力弹簧。动车组空调系统的运行控制感温包波纹管主弹簧差动弹簧触头杠杆返回动车组空调系统的运行控制2、RT型温度控制器型温度控制器RT型温度控制器型温度控制器为丹麦为丹麦产品产品它由波纹管通过顶杆与调它由波纹管通过顶杆与调节弹簧平衡,实现触头的节弹簧平衡,实现触头的通、断控制通、断控制用差动调节螺母用差动调节螺母,调节,调节温度的动差数值温度的动差数值感温包波纹管触头调节弹簧顶杆差动螺母动车组空调系统的运行控制(四)压力保护器件(四)压力保护器件 制制冷冷
18、机机的的压压力力保保护护包包括括:高高压压保保护护、低低压压保保护护和和油油压压保保护护等。等。高高压压保保护护是是保保护护高高压压系系统统压压力力不不要要超超限限,如如当当毛毛细细管管堵堵死死、冷凝风机不转等情况出现时,高压系统压力会超高。冷凝风机不转等情况出现时,高压系统压力会超高。高高压压过过高高,其其后后果果是是:压压缩缩机机负负荷荷变变大大,排排气气温温度度过过高高甚甚至至高高压压系系统统爆爆破破,这这是是很很危危险险的的。所所以以高高压压保保护护器器是是用用来来当高压压力超高时使压缩机停止工作。当高压压力超高时使压缩机停止工作。三、制冷自动控制元件三、制冷自动控制元件动车组空调系统
19、的运行控制低低压压保保护护是是保保护护压压缩缩机机吸吸气气压压力力不不要要过过低低。吸吸气气压压力力过过低低会会导导致致半半封封闭闭或或全全封封闭闭压压缩缩机机不不能能得得到到良良好好的的冷冷却却(吸吸气气压压力力过过低低,吸吸气气比比容容过过大大,实实际际吸吸入入压压缩缩机机的的气气体体质质量量就就减少)造成压缩机温度过高而烧坏。减少)造成压缩机温度过高而烧坏。故故低压保护是当吸气压力低于限度时,切断压缩机电源。低压保护是当吸气压力低于限度时,切断压缩机电源。油压保护是当压缩机润滑油路系统出现故障(油泵损坏、油压保护是当压缩机润滑油路系统出现故障(油泵损坏、油路堵死、严重缺油等),会使油泵输
20、出压力降低,当输油路堵死、严重缺油等),会使油泵输出压力降低,当输出压力低于一定限度时(如要求油压比曲轴箱压力高出压力低于一定限度时(如要求油压比曲轴箱压力高75150KPa),意味着润滑系统不能正常供油。),意味着润滑系统不能正常供油。所以油压保护是当压缩机润滑油路出现故障时也切断压缩所以油压保护是当压缩机润滑油路出现故障时也切断压缩机电源。机电源。动车组空调系统的运行控制1 1、KDKD型压力控制器型压力控制器KD型压力控制器分型压力控制器分低压、高压和接线低压、高压和接线三个部分。三个部分。下图为电路图:正常状态,接点下图为电路图:正常状态,接点1与与3接通;当高压过高接通;当高压过高或
21、低压过低时,微动开关动作,断开接点或低压过低时,微动开关动作,断开接点1与与3。动车组空调系统的运行控制2 2、JC3.5JC3.5型油压差控制器型油压差控制器 压差控制器又称压差控制器又称油压继电器油压继电器,用于有油泵润滑装置的压,用于有油泵润滑装置的压缩机的润滑油系统的保护缩机的润滑油系统的保护 该润滑系统以油泵的该润滑系统以油泵的排油压力和曲轴箱压力之差排油压力和曲轴箱压力之差作为作为动动力力,迫使润滑油流至各运动部件的摩擦面,达到润滑目的。,迫使润滑油流至各运动部件的摩擦面,达到润滑目的。若油泵压力小于曲轴箱压力,则压差控制器切断主电机若油泵压力小于曲轴箱压力,则压差控制器切断主电机
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