地铁车辆空压机组成及控制逻辑

2021-01-16韩籽贞潘浩沈阳地铁集团有限公司运营分公司

环球市场 2021年10期

韩籽贞潘浩沈阳地铁集团有限公司运营分公司

随着我国经济的不断发展，各大城市的轨道交通建设均进入快速发展期，其中地铁车辆的发展最为快速。空压机是地铁车辆制动系统的重要组成部件，对于地铁车辆的运行安全性及舒适性尤为关键，所以空压机的控制逻辑及检修工艺相当重要，一旦空压机出现故障，将会导致不能为制动系统及空气弹簧供风，影响制动系统正常工作，还会导致车辆无法调平，影响乘客舒适度。

一、空压机工作原理介绍

地铁每列车配有2台空压机，根据单双日进行主辅控制，单号日装在单数车号的空压机为主空压机，双号日装在双数车号的空压机为主空压机，正常情况下单台空压机能满足整列车的用风需求，主空压机工作即可，主空压机出现故障无法工作、车辆状态异常导致总风压力降到空压机双启设定值或者人为按压强迫泵风按钮时辅助空压机工作。

二、地铁车辆空压机类型及组成

（一）螺杆式SL22 空压机

SL22 型螺杆空气压缩机组包括空气压缩系统、润滑油系统和冷却系统。螺杆空气压缩机的螺杆组由2 个互相啮合的螺旋形转子（或螺杆）组成，通常把节圆外具有凸齿的转子称为阳转子（或阳螺杆）；把节圆内具有凹齿的转子称为阴转子（或阴螺杆）。阴、阳转子具有非对称的啮合型面，平行安装在一个铸铁壳体内作回转运动。气体经过干式空气滤清器过滤，由阴阳转子相互啮合进行压缩，压缩后的气体进入冷却器进行冷却，最后进行油气分离后进入储压罐，为其他设备供风。

（二）活塞式VV120 空压机

活塞式空压机是一种紧凑型自承式法兰装置，具有模块式结构，压缩机内部由2个低压气缸与1 个高压气缸组成，W 形构造，形成两级压缩，工作时噪声低、震动低。压缩机的排量约为696L/min，工作转速为1450rpm。主要由以下组件组成：带三相交流电机的压缩机组（A01）、软管（A02）、12.0bar 的安全阀（A03）、测试接头（A13）、空气干燥设备（A03）、精细滤油器（A04）等。

三、空压机的日常维护

（一）清洁和清洗工作

定期更换空压机润滑油，注油量要符合标准。润滑系统的维护要认真负责细心严谨，要有容灾备份和应急措施。

（二）定期检查设备组件

定期检查紧固各个螺栓，检查传感器，电脑的接插件，传感器接触是否良好。维护工作是设备正常运转，避免故障的主要手段。

（三）更换保养件

定期对空压机空气过滤器芯、油过滤器等保养件进行更换，保证空压机对于压缩空气、润滑油具有良好的过滤效果。

四、空压机控制逻辑

（一）网络控制

当列车无故障正常运营的情况下，采用网络控制压缩机的启动和停止。一般将空压机根据日期设置为单双日主从控制。当在一个拖车的压缩机作为主压缩机运行时，在另一个拖车的压缩机作为从压缩机备用。总风压力低于7.5bar 时启动主压缩机，总风压力低于7.0bar 时启动从压缩机，在总风压力达到9.0 时停止压缩机。

（二）压力开关控制

在风源系统中设置1 个压力开关，用于检测总风管压力值，并控制空压机的启动和停止。将压力开关的下限值设置为7.0bar，上限值设置为9.0bar，当压力开关检测到总风压力降低至7.0bar 时，硬线信号（压力开关）控制2 台空压机启动，2 台空压机均在总风管压力高于9.0bar 时停止工作。

五、空压机启动逻辑及其优化

（一）空压机的启动逻辑

在当前设置下，奇数天的逻辑单位CAN1 是主空压机，偶数天的逻辑单位can 2 是主空压机。车辆的时间基础由TCMS 主机地址_VCU（车辆控制单元）提供，该主机地址在VCU 启动后执行总线传输，以同步整个电机控制单元的时间指定并定期发送（256MSL）。如果ATC（汽车列车）系统未出现故障且ATC 时间处于活动状态，则VCU 实时时钟将设置为“开”，以同步TCMS 系统中的微机器时钟。当列车激活时，电机已在两个CAN 网络单元中展开，接收到存储器的时间并作为电机的基础，然后下一次更新并根据基本的内部未接地情况进行维护。

（二）空压机的逻辑优化

考虑到制动系统检测到总压力低于主压力和副压力的启动压力值，只有在启动命令通过驱动继电器发出后才会激活，空气处理系统优先于压缩空气的三相供应。

六、空压机控制优化方案

（一）车辆控制单元VCMe 空气污染控制改造

①：提高网络条件，首次网络检查；对于电源压力20 V，空压机的启动命令不输出，因此= 28-KM01 型空气压机的启动触点不通电。注：当压力小于700kPa 时，压力开关仍为压力传感器的起始触点供电=28-km 01/HMI 空压机启动指示灯提高了栅格压力条件，空压机显示只要电源压力20 V，它就不会启动，无论= 28-KM01 型空气压机的启动触点是否通电。注：要接通压力开关（= 28-A09）导致的空压机接触器，必须按下闭合按钮。更改HMI 的I/o 接口显示。“空心压机操作”名称更改为“空心压机常开触点”。注意：更改IO 信号代号以匹配原理图中的实际逻辑。③edrm 记录模式更改。修改edrm 记录。在edrm 中，“中空压机_H 的运行”更改为“中空压机_H 的常开触点”。注意：更改IO 信号代号以匹配原理图中的实际逻辑。

（二）空压机保护触点电路优化

保护辅助触点电路电压（DC110V）较小（＜ 5mA），冲击电流小，条件差，具有行业常用辅助触点，且具有改进的最小端口功能。同时使用两个dc 110 端口可提高最小端口容量，并提高机械运动中的冗馀性。我们选择了一个4 针通用辅助触点CA 4-40E，其中两个电路连接了另外两个不带辅助触点的触点。这可以防止机械和电气2中出现误差，并提高可靠性。