青藏客车硬卧车空压机启动存在的问题和对策

王帅

摘 要

青藏客车硬卧车制氧装置设计有两台空压机，本文分析了空压机的启动方式、启动过程，针对两台空压机频繁启动的问题，提出了改进方案，将两台空压机的启动信号分开，每台空压机单独启动和停止，消除了故障，提高了制氧系统的稳定性。

【关键词】青藏硬卧车 空压机启动 逆变器 制氧系统

1 青藏客车运用环境

青藏铁路海拔4000米以上线路长960公里，占全长的84%，最高海拔5072米，大气压力和氧含量只相当于平原地区的60%左右，最高海拔5000米的区段，大气压力和氧含量只相当于平原的53%左右。

2 制氧装置组成

青藏客车采用膜式制氧系统，其制氧过程是一个物理过程，无任何化学反应，无需任何添加剂，无污染废物，属环保制氧。制氧系统主要由空压机、空气罐、制氧机以及制氧管路组成。

外界空气在压缩机单元压缩达到一定压力后，再经预处理系统除去油、尘埃等固体杂质及大部分的气态水，预热后进入膜制氧系统分离出含氧量在35%～45%富氧空气。

富氧空气一路进入空调风道， 随空调新风混合后弥散到客室，称为弥散供氧；另一路沿车厢侧墙或地板输氧管路进入乘客区域，每个铺位上方或每组座椅下方均设有富氧空气快速插头，称为个体分布供氧。

3 空压机的启动方式

空压机为制氧系统提供气源，决定了制氧系统能否稳定运行。整列车（按2个软卧、8个硬卧、1个餐车、4个硬座配置）一共23台空压机，每台空压机为22KW。其中硬卧车配备2台空压机，其他车型各配备1台空压机。

青藏客车每辆车设计有2组50KVA逆变器，分别为车上的制氧机、空调机组等三相电器设备提供电源，2组逆变器互为备用。

由于空压机的启动电流比较大，对供电系统的冲击比较大，为避免此问题，空压机启动采用以下方式：

（1）各个车厢的空压机在接收到启动指令时，根据车厢号的不同，延时不同时间后再启动，不同时启动。

（2）每台空压机要和逆变器同步变频启动，空压机在逆变器启动之前接触器就吸合，使空压机随着逆变器的启动而启动，降低空压机的启动电流。

4 空压机启动过程

空压机启动过程如下：在制氧机准备启动空压机时，必须先向逆变器发出启动请求信号（保持），待逆变器返回允许启动信号后，制氧空压机的接触器立即吸合（保持），并撤消启动请求信号（同时逆变器返回的允许启动信号也会自动撤消），如果DC600V有电，逆变器30秒后启动；如果发电车还没有提供DC600V供电，此时逆变器和制氧机的空压机仍然保持启动的准备，在发电车供电后一起工作。

5 空压机启动存在的问题

由于硬卧车两台空压机共用一组启动请求和启动允许信号，按照现有启动流程，每台空压机启动前都要发出启动请求信号，那么不管两台逆变器现在处于何种状态，只要接收到空压机启动请求信号，两台逆变器都要重新启动，因此必须保证两台空压机的同步启动。当运行过程中一台空压机故障停机恢复后需要重新启动时，必须要先停止另一台空压机，之后两台压缩机再同时启动。在上述情况下，若一台逆变器或空压机发生启动故障时，会造成两台空压机频繁轮换启动和停止，这样不利于整个制氧系统的稳定运行。

6 空压机启动改进措施

为解决硬卧车两台空压机的频繁启动问题，对现有的硬卧车空压机的启动方式进行改进。逆变器与空压机之间增加一对启动请求信号和启动允许信号，这样每台空压机和对应的逆变器单独使用独立的启动请求和允许信号，互不影响，同时，将逆变器的故障信号反馈给对应的空压机，以免逆变器故障时对应的空压机重复启动。

改进后，空压机启动过程如下：空压机启动前，先判定对应逆变器有无故障，若无故障，则发出启动请求信号给对应的逆变器，逆变器接收到启动请求信号后，立即发出启动允许信号给空压机，并重新启动。空压机接收到启动允许信号后，接触器吸合，同时断开启动请求信号，逆变器随之断开启动允许信号，空压机随着逆变器同时启动。若逆变器故障，则对应的空压机不启动，也不发出启动请求信号。在运行过程中，若空压机或逆变器发生故障，则只停止对应的空压机，故障恢复后，只需单独启动该空压机，不需停止另一臺空压机，也不影响另一台空压机的运行，更不需要两台空压机必须同步启动。

按照改进方案，将逆变器的启动控制板更新，增加一个启动请求信号和一个启动允许信号，同时在综合控制柜中取每台逆变器故障继电器的常闭点信号到对应的空压机，并按照上述的逻辑更改空压机控制程序，这样就可以解决了两台空压机频繁启动的问题。

该方案现已在青藏客车硬卧车A5修时进行了验证，效果良好，提高了青藏客车制氧系统的稳定性。

参考文献

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