CRH3型动车组空调控制系统的研究与改进

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CRH3型动车组空调控制系统的研究与改进

杨超

肖淑梅

何石磊

（中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司产品研发中心，河北唐山

摘

063035）

要：本文介绍了CRH3型动车组空调控制系统，并在此基础上加以改进，增加了手动控制功能。通过试验验证了该功能

的可行性，从而提高了CRH3型动车组空调系统的实用性。

关键词：空调控制系统；手动控制功能；CRH3动车组中图分类号：文献标识码：U664.5+1A1概述

CRH3型动车组是在中国铁路装备“技术引进、联合设计和生产”的形势下，由德国西门子和中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司联合设计和生产的。CRH3型动车组空调系统是按照国际铁路联盟标准UIC553和UIC651的要求和中国铁路的特殊运用要求进行设计的。CRH3型动车组空调系统设置目的是为动车组获得适宜的温度、微风速、车内压力

含氧量、洁净度等环境因素，以满足波动、

动车组上乘客、司机和乘务人员的正常生理需求，同时为车内工作的电气设备提供适宜的工作环境。

空调控制系统作为空调系统的核心

风量、压力等因素调部分，在对车内温度、

节时起到至关重要的作用。

2空调控制系统简介

CRH3型动车组空调控制系统主要由以下几部分组成：

●空调控制器●温度传感器、压力传感器●看门狗模块●断路器

2.1空调控制器

CRH3型动车组为8辆编组，如图1所示：

整列车可以分为两个单元，前4个车

后4个车为单元2。每辆车安装为单元1，

一台空调机组，并且每台空调机组配备一

EC01车和EC08车个空调控制器，其中，

的空调控制器为主控制器，其余各车的控制器为从控制器。

主控制器的作用为：1.通过MVB总线与CCU(动车组中央控制单元)和HMI（人机接口）进行通讯;2.向本单元的从控制器发送命令；3.控制本车的空调机组运行；4.通过WTB总线实现两个主控制器之间的通讯。

从控制器的作用为：1.向主控制器反馈本车的空调机组状态;2.控制本车的空

自调机组运行;3.在主控制器发生故障时，

动转换成主控制器(只有相邻的控制器可以转换)。

CRH3型动车组空调控制系统拓扑图如图2所示：

2.2传感器

空调系统的传感器主要有温度传感了一次装夹可完成高速动车组司机室前端墙所有的加工任务，保证了前端墙的加工精度；设计了上表面组装面与边缘斜角轮廓一次成型加工工艺，减少了走刀次数，缩短了加工时间，降低了刀具使用成本；通过焊接变形分析和误差补偿技术的应用，解决了由于焊接变形导致焊接坡口难以加工的难题，避免了手工打磨，提高了作业效率。

参考文献

图1CRH3型动车组编组图

图2空调控制系统拓扑图

性来计算，通过将此区段的总变形量平均N35Z0分配到每个数控加工点处，即可计算出每N40r161=(R22-R21)/80个计算机编程点处的焊接变形量。例如：N45G41G64X-79.964Y1016.848图4中C1和C2两点间的距离为200mm，Z0M8F2000通过机床测量，将这两个点的Z值分别存N50X2.966Y1017.954z0储到变量R21、R22中，而C1和C2两点N55atransZ=R161间共计80个加工点，由于此区段的焊接N80X11.864Y1018.696z0变形为线性的，因此，每两个加工点的高…………………………………………度方向变化为△Z=（R22-R21）/80，就是说N830X241.53Y1028.132z0

Z值在这个区段不用再探点，从C1开始，N835atransZ=R161

（高度值）为R21，下一个Z值为R21+N840X244.968Y1028.137z0△Z，第N个点的Z值为R21+N△Z。经过…………………………………………大量的手工处理，将计算机生成的程序进注：以上为西门子840D数控程序，行了修改，在第二个前墙加工中进行了验“atrans”表示坐标系在上次的坐标系上进证，程序运行正常，反坡口加工质量良好，行偏移，“atransZ=R161”表示坐标系在高尺寸完全符合图纸要求。度方向较上次偏移了R161，R161为变量，

改进后的部分程序如下（C1-C2区在此处表示高度方向的变化量，即△Z。[3][4]

：段）5结论N30transz=r21-3本文通过设计、使用专用工装，实现

[1]王先逵.机械加工工艺手册[M].北京:机

械工业出版社.2007.

[2]徐宏海.数控机床刀具及其应用[M].北京：化学工业出版社.2005.

[3]SINUMERIK840D/840Di/810D高级编程手册，2004.

[4]荣瑞芳.数控加工工艺与编程[M].西安:西安电子科技大学出版社.2005.

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图3空调启动控制逻辑

图4改进后的控制逻辑

馈值为4~20mA。

2.3看门狗模块

看门狗模块用于监视空调控制器的运行状态。控制器正常工作时，以3秒的间隔时间向看门狗输出幅值为10V的电压交变信号。如果看门狗没有接收到该信号，则会判断控制器故障。

2.4断路器

断路器在空调控制系统中起保护作用，避免因短路等原因对电子器件造成损

Á坏。

3空调启动逻辑分析与改进

CRH3型动车组空调启动的控制逻辑如图3所示：RNTC=NTC电阻值，A=1.471388*其中，

B=2.376138*10-4，C=1.051058*10-7影响空调启动的10-3，从图3中可以看出，

CCU允许命令、HMI开直接因素有三个：2.2.2压力传感器

压力传感器为电流反馈型传感器，反启命令和空调控制器正常工作。只有当这

表1

/

ON ON ON ON ON ON

ON ON

ON ON

3.85 3.85 2.64 2.64 16.06 16.06 27.5 27.5 2.75

1 ON 2 ON

1 ON 2 ON 1 2 1 2

ON OFF

三个条件都成立的前提下，空调才可以启动。而在列车实际运营中，空调控制器有时工作不稳定，这直接影响了空调系统的正常启动，尤其是在夏天，空调停止工作将严重影响乘车的舒适度。基于以上原因，我们对原有系统进行了改进，加入了应急手动控制功能。其逻辑控制如图4所示：

4改进系统的功能测试

此次系统改进增加了一个5级档位

5级档位分别设置为半冷、的选择开关S，

全冷、自动、半热、全热。调节开关S，并检测空调各部件的运行状态，具体如表1所示。

经过现场调试，手动控制的各选择模式运行正常，测试结果也符合要求，可以在应急情况下替代空调控制器完成相应工作。

结语

CRH3型动车组主要在武广线运营，夏季炎热的气候条件对动车组空调系统是一个严峻的考验，为了给旅客提供一个舒适轻松的乘车环境，空调系统的不断优

增化是必要的。通过测试结果可以发现，

加的手动控制功能可以有效的替代空调自动控制系统来完成相应的工作，这将最大限度的缓解因空调控制器故障而带来的负面影响，不仅提高了空调系统的可靠性和实用性，更重要的是为良好的乘车秩序奠定了坚实的基础。

参考文献

器和压力传感器两种。温度传感器均匀布置在车厢各处，主要用于实时反馈车厢各处的温度，便于控制器进行整车的温度调节。压力传感器布置在EC01车和EC08车，主要用于过隧道时检测动车内外的压差，以便于及时关闭风门，防止车内产生较大的正压或负压，影响旅客的舒适度。

2.2.1温度传感器

温度传感器采用NTC型热敏电阻，其阻值与温度的关系可由下述公式计算：

[1]UIC553:2003-07-01Heating，ventila－tionandair-conditioningincoaches

[2]UIC651:2002-07-01Layoutofdriv－er'scabsinlocomotives，railcars，multi－pleunittrainsanddrivingtrailers[3]爱平．空气调节工程．北京：科学出版社，2002.

OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON

ON ON ON

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ON

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/vnf1.html