25T型客车电气原理培训

唐山轨道客车有限责任公司产品研发中心2012年12月25T型客车电气原理简介25T型铁路客车主要DC600V供电系统采用集中供电、分散变流的方式,即机车集中提供DC600V电源,客车进行分散变流的方式；系统主要由电气综合控制柜、空调逆变电源（以下简称逆变器）、DC600V/DC110V电源装置（以下简称充电机）、蓄电池组等设备组成。还设有电视系统有、烟火报警系统、客车运行安装监控系统等。系统组成通过车端DL4DC750/670（KC20D）型电力连接器接受机车直流电源装置输出的两路DC600V直流电源，空调客车通过电气综合控制柜供电选择开关将其中一路送入逆变器及充电机，逆变器将DC600V逆变成三相50HzAC380V供给空调机组等三相负载;充电机将DC600V变换成DC110V供蓄电池充电、照明和供电控制等负载供电，电加热采用DC600V直接供电。工作原理DC600V供电系统工作原理框图工作原理DC600V供电系统有以下优点：1.机车采用单相相控整流方式提供DC600V电源，采用两路供电，具有一定的冗余，一路电源故障时，另一路仍可向客车供电。2.各车厢逆变器放在车下，不占有客车空间。不挂发电车可以多挂一辆客车，增加客运收入。主要特点DC600V供电系统有以下优点：3.各车厢独立性强，列车编组灵活。4.DC110V全列贯通，各车厢DC110V供电系统互补性强，可靠性高。5.供电系统可以实现集中控制，操作简单。主要特点25T铁路客车电气综合控制柜，是集电源转换控制、空调机组控制、蓄电池欠压保护、照明控制等功能单元于一体的智能型综合控制柜。综合控制柜的控制核心采用可编程控制器（以下简称PLC），PLC通过微型可编程序终端（以下简称显示触摸屏）接受各种指令并自动执行相应的操作步骤，对电气系统运行中出现的各种故障及时进行诊断、指示并保护。电气综合控制柜电气综合控制柜是25T空调客车的主要控制设备，具有检测、控制、诊断保护、信息提示、联网通讯功能，实现供电及控制系统的综合控制，可进行车对车通信，并逐步实现车对地、地对车的计算机联网通讯。电气综合控制柜电气综合控制柜主要具备六大部分功能：电源转换控制功能空调机组控制功能蓄电池欠压保护功能照明控制功能主要电气设备状态监视功能联网通讯功能。电气综合控制柜主要功能电气综合控制柜具有以下特点：1．综合控制柜实现了客车电气控制系统的小型化、智能化、集成化和系统化。2．综合控制柜根据预设参数实现自动控制，减轻了操作人员的工作强度，避免由于人为误操作引起的事故，便于操作和维护。电气综合控制柜特点3．综合控制柜对整车电气系统参数进行实时监测，出现故障时及时进行保护动作，避免了由于保护不及时而引起的严重后果。4．综合控制柜可对轴温、防滑器、充电机、逆变器的状态进行监视和显示。5．综合控制柜充分考虑了整车各个电气功能部件的协调工作，整个电气系统工作更加安全可靠。电气综合控制柜特点6．根据电气系统布线的有关规范和实际存在的问题，不同系统、不同电压等级、不同电流类别的导线尽量相互隔离，结构设计上尽量减少相互间的电磁干扰。7．综合控制柜的控制方案以自动为主，同时考虑控制系统故障的应急措施，包括极端情况下的手动应急措施。电气综合控制柜特点电气综合控制柜核心控制单元由PLC主机单元（CPM2A-CPU61）、12/8点的I/O扩展模块（CPM1A-20EDR1）、信息显示触摸屏（NT31-ST121-EV2）组成。电气综合控制柜核心控制单元1.PLC是可编程逻辑控制器的缩写，对整个电气系统进行自动控制，实时监测电气系统运行过程中的参数并进行分析，对出现的故障自动处理，并通过显示触摸屏实现人机对话，响应显示触摸屏输入的命令、参数，将故障信息、运行记录通过显示触摸屏显示等。电气综合控制柜核心控制单元PLC主要技术参数：模拟量输入点：17点（0～10V）温度输入点：1点（PT100）开关量输入点：24点(直流24V，8mA)，开关量输出点：24点(继电器输出)输出端最大开关能力：2A，250VAC（cosφ=1）；2A，24V输出端最小开关能力：10mA，5VDC电气综合控制柜核心控制单元2.显示触摸屏是一种微型可编程终端，采用全中文液晶显示触摸屏（带背光），具有字符类型和图象类型显示，由通讯接口和PLC的外设接口进行通讯。主要功能是现场参数设定，电源转换、空调机组等功能单元运行工况的人为控制，运行工况参数的显示，实时显示各功能单元的运行状态及实时报告故障现象。电气综合控制柜核心控制单元显示触摸屏的主要技术参数：字符、图象类型显示：20×15个汉字液晶显示器规格：320×240点有效显示面积：122×92mm225T型空调客车核心控制单元主电路中接有电流传感器、电压传感器，并设在线绝缘检测装置，显示触摸屏上可显示主电路的电压、电流、DC110V母线电压、本车蓄电池电压、电源状态、逆变器输出电压等信息，当某路电源出现过压、绝缘等故障时，显示触摸屏显示故障提示，相应电源故障灯亮。正常供电时，DC600V电源给车下电源箱、客室电热供电，逆变器为空调机组、伴热等负载供电。DC600V供电主电路DC110V电源全列贯通，各车厢蓄电池及充电器通过逆流二极管与DC110V干线并联。蓄电池在充电机停止或故障时，向本车照明、逆变器控制、开水炉控制等控制系统供电。电池欠压保护动作值：DC91V±1V恢复值：DC97±1VDC110V供电电路综合控制柜的电源有两路供电，通过转换开关SA1分“自动”和“试验Ⅰ路”、“试验Ⅱ路”。1.正常情况下，转换开关SA1置于“自动”位①Ⅰ路、Ⅱ路均有电，设定车厢号后，PLC按照均衡供电原则，奇数号车厢选择Ⅰ路供电、偶数号车厢选择Ⅱ路供电，Ⅰ路和Ⅱ路互锁，显示屏显示相应信息，电源指示灯亮。一、电源供电转换功能②如果Ⅰ路有电、Ⅱ路无电，所有车厢PLC通过检测可自动选择Ⅰ路供电，空调（客室电热）减载运行。此时如果Ⅱ路重新供电，则偶数车厢PLC通过检测可重新选择Ⅱ路供电。③如果Ⅱ路有电、Ⅰ路无电，所有车厢PLC通过检测可自动选择Ⅱ路供电，空调（客室电热）减载运行。此时如果Ⅰ路重新供电，则奇数车厢PLC通过检测可重新选择Ⅰ路供电。一、电源供电转换功能④可以通过触摸屏的电源控制菜单和提示选择或转换供电回路。⑤在Ⅰ路、Ⅱ路都有电，奇数号车厢Ⅰ路供电、偶数号车厢Ⅱ路供电的情况下，如果Ⅰ路（Ⅱ路）电源出现过压故障，PLC自动转换到另一路电源供电，同时空调（客室电热）减载运行。当电源电压值恢复正常，通过触摸屏操作解除故障保护或电源重新供电，PLC自动转换回原供电回路，负载恢复到原工况运行。两路供电回路重新供电时，PLC将自动解除保护，转换到原供电回路。一、电源供电转换功能⑥在一路有电，另一路无电，所有车厢都是同一路供电的情况下，如果供电回路出现故障，则PLC停止供电，不进行转换。⑦在一路正常，另一路存在故障未消除，车厢供电已经进行了一次转换的情况下，如果供电回路再出现故障，则PLC停止供电，不进行转换。一、电源供电转换功能⑧故障排除后，可以通过触摸屏上的“电源控制”菜单，按下“停止供电”或“自动供电”触摸开关解除故障保护。通过PLC检测后，PLC自动转换回原供电回路，负载恢复原工况运行。⑨故障排除后也可以通过转换开关由“停止”位转换到“自动”位，PLC自动解除保护，转换回原供电回路，通过PLC检测后，负载恢复原工况运行。一、电源供电转换功能⑩出现过压故障，恢复正常后，两路供电回路重新供电时，PLC将自动解除保护转换到原供电回路，恢复原工况运行。2．转换开关SA1置于“试验”位时可将转换开关置于“试验Ⅰ路”或“试验Ⅱ路”，人为选择Ⅰ路供电或Ⅱ路供电，此时PLC只进行检测报警，不能进行电源回路的转换。一、电源供电转换功能空调机组控制功能通过转换开关SA2分为“自动”、“试验暖”、“试验冷”。1.正常情况下，转换开关SA2置于“自动”位①电源供电开始后，PLC控制空调机组自动进入“自动”运行，PLC根据当前车厢里温度传感器检出值与预先设定的“制冷”、“制暖”温度设定值进行比较后，进行空调机组的“自动”运转，空调机组有六种工况“弱风”、“强风”、“半冷”、“半暖”、“全冷”、“全暖”。二、空调机组控制功能“制冷”温度设定值为空调机组根据车内温度从“半冷”工况转入“强风”工况时的临界温度（暂设为24℃）；“制暖”温度设定值为空调机组根据车内温度从“弱风”工况转入“制暖”工况时的临界温度（暂设为18℃）。“半暖”为空气预热器根据外气温度启动弱风半暖的温度（暂设为15℃），“全暖”为空气预热器根据外气温度启动弱风全暖的温度（暂设为5℃）。二、空调机组控制功能②可以根据显示触摸屏上的菜单和提示，选择“强风”、“半冷”、“全冷”、“弱风”、“半暖”、“全暖”等运行方式，此时空调机组不受温度控制，按下“全自动”触摸开关可以返回受温度控制“自动”状态，按下“停止”触摸开关，空调停止运行。③制冷时，强风机发生故障，对应冷凝风机、压缩机停止工作；冷凝风机发生故障时，对应压缩机停止工作；制暖时，弱风机发生故障，对应空气预热器停止工作。二、空调机组控制功能④在“半冷”工况下，压缩机运行时发生故障，有故障的压缩机将停止运行，并自动切换到另一组压缩机启动运行；在“全冷”工况下，运行发生故障，有故障的压缩机停止运行，保持无故障压缩机继续运行。在“半暖”工况下，预热器运行时发生故障，有故障的预热器将停止运行，并自动切换到另一组预热器启动运行；在“全暖”工况下，有故障的预热器停止运行，保持无故障预热器继续运行。二、空调机组控制功能⑤空调机组有故障时，通过按下显示触摸屏上的“停空调”停止空调运行，故障排除后，再按下“启空调”空调机组重新运行后，PLC通过检测可以重新启动空调机组。⑥故障排除后也可以通过转换开关由“停止”位转换到“自动”位，空调机组自动转换到“自动”运行状态，通过PLC检测后，空调机组恢复运行。二、空调机组控制功能2．当空调在“自动”位运行时，PLC根据逆变器输出电压和逆变器自身给出的信号判断其工作状态。如果PLC根据输出电压判断逆变器发生故障，相应风机、压缩机或预热器停止工作，相应故障指示灯亮，触摸屏显示相应信息。二、空调机组控制功能3．试验时，可将转换开关置于“试验冷”或“试验暖”，人为选择制冷工况，启动强风、冷凝风机或制暖工况启动弱风。此时PLC只能对空调机组进行监测，不进行保护动作。二、空调机组控制功能4．机组主回路中接有电流传感器，显示触摸屏上可以显示空调机组的运行工况、压缩机或空气预热器运行状况、累计运行时间及电流值，可以显示“制冷”、“制暖”设定温度值。当机组出现过载、过流故障时，显示触摸屏显示故障提示状态，空调故障灯亮，可以按下“回主画面”触摸开关返回主画面。二、空调机组控制功能5．空调机组的压缩机及空气预热器按照累计时间运行，半冷或半暖时累计时间少的机组启动运行，运行2小时后自动转换到另一机组交替运行。二、空调机组控制功能为保护蓄电池，综合控制柜设蓄电池欠压提示功能，当PLC检测到本车蓄电池电压低于欠压保护设定值时，触摸屏应显示相应故障信息，提示用户。蓄电池欠压保护功能判断信号由车下电源给出，当蓄电池欠压时，车下电源给出信号切断相应负载。（三）蓄电池欠压保护功能照明控制功能通过转换开关SA4分为“半灯”、“全灯”、“停止”。将SA4置于“半灯”使得终夜灯和应急灯工作；将SA4置于“全灯”使得终夜灯、半夜灯和应急灯工作。转换开关SA4放置于乘务员室（餐车置于控制柜面板）。（四）照明控制功能通过WG型网关能够将轴温、防滑器、烟火报警器、车门、车下电源箱的状态信息送给PLC，并在触摸屏上显示。通过主画面上的“本车网络”触摸开关可以查询本车轴温报警器、防滑器、烟火报警器、车门、车下电源箱的详细信息。（五）主要电气设备监视功能25T型空调客车网关主要包括PLC网关、轴报网关、防滑器网关、烟火网关、塞拉门网关、车下电源箱网关。两个塞拉门网关安装在客车两端的塞拉门控制箱内，车下电源箱网关安装在充电机内，其余均安装在电器综合控