CN109236659B - 一种轨道交通风源系统用无油涡旋压缩机控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轨道交通风源系统用无油涡旋压缩机的控制方法，步骤包括：采用两个不同风量轴流风扇分别对散热器及压缩机进行冷却；总风压力传感器监测总风压力，自动控制压缩机启动及停止；压缩机温度传感器监测压缩机温度，通过压缩机冷却风扇及时对压缩机进行散热；散热器出口高压气体温度传感器监测散热器出口高压气体温度，根据散热器出口高压气体温度控制散热器冷却风扇运行，在低温工况下冷却风扇不运行；在散热器散热不良时，压缩机驱动电机停止工作。本发明除保证无油涡旋压缩机在轨道交通风源系统中可靠运行外，还具使用温度范围广、能耗低等优势。

Description

一种轨道交通风源系统用无油涡旋压缩机控制方法
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，特别是一种轨道交通风源系统用无油涡旋压缩机控制方法。
背景技术
近年来，随着用户对轨道交通风源系统高用风品质及低维护成本的需求越来越高，无油涡旋压缩机以其无油、维护部件少、噪音低、振动小等优势，逐渐成为轨道交通风源系统的发展趋势。
目前，轨道交通用无油涡旋风源系统采用一个风扇同时对压缩空气及压缩机散热，此风扇安装于压缩机驱动电机轴上，与压缩机同启同停。压缩机运行过程中，风扇持续对压缩空气进行散热，在低温工况下压缩空气析出的冷凝水存在结冰堵塞管路的风险；在高温工况下，压缩机停机后风扇无法继续对压缩机进行散热，压缩机内部热量无法及时散出，增加高温停机的风险。当进行风扇维护时，需将电机与压缩机拆分，耗时长。
现有轨道交通风源系统用压缩机的控制方法，多数监控总风压力及压缩机温度，对压缩空气的温度不进行监控，存在压缩空气温度过高超出压缩空气处理设备使用温度的风险；存在压缩空气温度过低散热器及管路结冰堵塞的风险。
因轨道交通特殊的应用环境及无油涡旋压缩机散热需求，现有的轨道交通风源系统压缩机的布置及控制方法均无法满足无油涡旋压缩机的使用。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种保证无油涡旋压缩机在轨道交通风源系统中可靠运行外，还使用温度范围广、能耗低的轨道交通风源系统用无油涡旋压缩机控制方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种轨道交通风源系统用无油涡旋压缩机的控制方法，步骤包括：
采用两个不同风量轴流风扇分别对散热器及压缩机进行冷却；
总风压力传感器监测总风压力，自动控制压缩机启动及停止；
压缩机温度传感器监测压缩机温度，通过压缩机冷却风扇及时对压缩机进行散热，包括压缩机停机散热及压缩机运行散热，保证压缩机在允许工作温度下进行运行；
散热器出口高压气体温度传感器监测散热器出口高压气体温度，根据散热器出口高压气体温度控制散热器冷却风扇运行，在低温工况下冷却风扇不运行；在散热器散热不良时，压缩机驱动电机停止工作；
控制单元接受强制启动信号，急需用气或总风压力传感器失效时，手动控制压缩机驱动电机启动及停止；
环境温度传感器监测设备内环境温度，确保低温工况下加热器及时工作；设备内环境温度高于设定温度后，加热器停止工作。
定时将压缩空气在温度变化过程中形成的冷凝水排出管路。
设置报警信号及时提醒维护人员对压缩机进行针对性维护。
所述的轴流风扇为压缩机冷却风扇及散热器出口冷却风扇，所述压缩机冷却风扇及散热器冷却风扇，用于对压缩机及散热器进行冷却。
所述压缩机为无油涡旋压缩机用于产生压缩空气，所述驱动电机用于驱动无油涡旋压缩机运行。
所述压缩机温度传感器实时测量压缩机温度。
所述散热器用于吸收压缩空气中的热量，所述散热器冷却风扇对散热器进行强制风冷。
所述的冷凝水为压缩空气在温度变化过程中形成的液态水。
所述加热器对管路及气动阀在特点工况下进行加热，所述管路为压缩空气流通用管道，所述气动阀用于控制压缩空气流通。
相比于现有技术，本发明的优点在于：除保证无油涡旋压缩机在轨道交通风源系统中可靠运行外，还具使用温度范围广、能耗低等优势。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为本发明的控制装置简图
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
一种轨道交通风源系统用无油涡旋压缩机的控制方法，步骤包括：
采用两个不同风量轴流风扇分别对散热器及压缩机进行冷却，维护时仅需拆卸轴流风扇固定紧固件；
监测总风压力，自动控制压缩机启动及停止；
接受强制启动信号，急需用气或总风压力传感器失效时，可手动控制压缩机驱动电机启动及停止；
监测压缩机温度，通过压缩机冷却风扇及时对压缩机进行散热(压缩机停机散热及压缩机运行散热)，保证压缩机在允许工作温度下进行运行；
监测散热器出口高压气体温度，根据散热器出口高压气体温度控制散热器冷却风扇运行，在低温工况下冷却风扇不运行，可节约能耗，同时避免冷凝水低温结冰堵塞散热器；在散热器散热不良时，压缩机驱动电机必须停止工作，避免散热器后端的压缩空气处理设备在超出允许使用温度的工况下工作；
监测设备内环境温度，确保低温工况下加热器及时工作，避免管路及气动阀内部结冰；设备内环境温度高于设定温度后，加热器停止工作，可节约能耗；
统计压缩机总运行时长，便于维护人员根据总运行时长对设备进行针对性的维护保养。
定时将压缩空气在温度变化过程中形成的冷凝水排出管路；
设置报警信号及时提醒维护人员对压缩机进行针对性维护。
所述的轴流风扇为压缩机冷却风扇及散热器出口冷却风扇；所述压缩机冷却风扇及散热器冷却风扇，用于对压缩机及散热器进行冷却；所述电机用于驱动无油涡旋压缩机运行；所述压缩机为无油涡旋压缩机用于产生压缩空气；所述压缩机温度传感器为实时测量压缩机温度；所述散热器为吸收压缩空气中的热量；所述散热器冷却风扇对散热器进行强制风冷；所述的冷凝水为压缩空气在温度变化过程中形成的液态水；所述总风压力传感器用于监测风源系统总风压力；所述加热器对管路及气动阀在特点工况下进行加热；所述管路为压缩空气流通用管道；所述气动阀用于控制压缩空气流通。
如图1所示，列车通电(S1000)开始测量总风压力(S1100)及环境温度(S1300)，同时监控是否强制启动信号(S1200)。总风压力传感器测量总风压力，环境温度传感器测量环境温度，控制单元监控是否强制启动信号。
控制单元将获取的总风压力值与设定值P1(本例为700kPa)进行比较(S1110)。如果上述总风压力值大于设定值P1，则控制单元获取压缩机温度传感器的温度与设定值TS1(本例为40℃)进行比较，确定是否启动压缩机冷却风扇(S1120)，然后再次测量总风压力(S1100)；如果上述总风压力小于等于设定值P1，执行压缩机高温报警判断(S1130)。
上述压缩机高温报警判断(S1130)是通过控制单元获取压缩机温度与设定值TS2(本例为105℃)进行比较。如果上述压缩机温度大于设定值TS2，则压缩机驱动电机停止运行并启动压缩机冷却风扇(S1132)，压缩机冷却风扇对压缩机进行散热，直至压缩机温度小于等于TS3(本例为95℃)才可进行散热器出口温度判断(S1140)。如果上述压缩机温度小于等于设定值TS2，进行散热器出口温度判断(S1140)。
上述散热器出口温度判断(S1140)通过控制单元获取散热器出口温度与设定值TC1(本例为10℃)进行比较，如果散热器出口温度小于等于设定值TC1，执行启动压缩机冷却风扇(S1150)；如果散热器出口温度大于设定值TC1，则启动散热器冷却风扇(S1142)，确保散热器出口温度小于等于设定值TC2(本例为65℃)，并执行启动压缩机冷却风扇(S1150)。
执行启动压缩机冷却风扇(S1150)后，执行启动压缩机驱动电机(S1160)。
执行启动压缩机驱动电机(S1160)后，进行总风压力判断(S1170)，同时执行计时器计时。
上述总风压力判断(S1170)是通过控制单元获取总风压力与设定阈值P2(本例为900kPa)进行比较，如果总风压力小于等于设定阈值P2(本例为900kPa)，执行压缩机高温报警判断(S1130)；如果总风压力大于设定阈值P2，执行测量总风压力(S1100)。
执行计时器计时后，根据计时器计时确定是否开启电磁阀(S1190)。
控制单元获得强制启动信号后(S1200)，进行总风压力判断(S1170)。
控制单元获取环境温度(S1300)，根据环境温度判断是否启动加热器(S1310)。
如图2所示，控制单元获取总风压力传感器、压缩机温度传感器、散热器出口高压气体温度传感器及环境温度传感器传递值和强制启动信号。控制单元根据接受的传递值及信号执行相关判断控制执行部件工作，执行部件包括：压缩机冷却风扇、散热器冷却风扇、压缩机驱动电机、电磁阀、加热器及计时器。当执行部件中压缩机冷却风扇、散热器冷却风扇、压缩机驱动电机、电磁阀及加热器无法动作时，各执行部件输出高电平至故障反馈单元，故障反馈单元根据各执行部件输入对应输出压缩机冷却风扇故障、散热器冷却风扇故障、压缩机驱动电机故障、电磁阀故障、加热器故障。
控制单元根据压缩机温度传感器的传递值进行高温报警判断(S1130)，如果压缩机温度大于TS2，控制单元输出高电平至故障反馈单元，故障反馈单元输出压缩机温度高。
控制单元根据散热器出口高压气体温度传感器进行散热器出口温度判断(S1140)，如果散热器出口温度大于TC2，控制单元输出高电平至故障反馈单元，故障反馈单元输出散热器出口温度高。
如上所述，根据本发明实施例，使轨道交通无油涡旋风源系统具有更广的使用温度范围，更低的能耗，同时还可可以实现以下功能：
1)可根据总风压力自动控制压缩机运行，确保压缩机在规定的压力下运行；
2)可手动控制压缩机启动，但总风压力不允许超过设定上限P2；
3)未进行强制启动操作且总风压力未下降至设定值P1时，压缩机驱动电机未启动，当压缩机温度超过设定上限TS1时，压缩机冷却风扇运行，对压缩机进行散热，可降低压缩机高温风险，提高压缩机工作效率。
4)压缩机温度超过设定上限TS2时，压缩机停止运行，保证压缩机在允许工作温度下运行；同时压缩机冷却风扇运行，对压缩机散热，保证压缩机温度在较短的时间内恢复至压缩机再次启动温度TS3；
5)散热器出口温度小于等于设定限值TC1时，散热器冷却风扇不运行，避免高压气体析出的冷凝水结冰堵塞散热器及管路，同时降低能耗；
6)散热器出口温度高于设定限值TC2时，压缩机停止运行，保证散热器后端压缩空气处理设备在允许工作温度下工作；
7)在设备内环境温度小于等于T1时，加热器对管路及气动阀进行加热，避免管路及气动阀结冰堵塞；
8)定时将压缩空气在温度变化过程中形成的冷凝水排出管路；
9)统计压缩机总运行时长；
10)设置报警信号及时提醒维护人员对压缩机进行针对性维护。

Claims (8)

1.一种轨道交通风源系统用无油涡旋压缩机的控制方法，其特征在于步骤包括：
采用两个不同风量轴流风扇分别对散热器及压缩机进行冷却；
总风压力传感器监测总风压力，自动控制压缩机启动及停止；
压缩机温度传感器监测压缩机温度，通过压缩机冷却风扇及时对压缩机进行散热，包括压缩机停机散热及压缩机运行散热，保证压缩机在允许工作温度下进行运行；
散热器出口高压气体温度传感器监测散热器出口高压气体温度，根据散热器出口高压气体温度控制散热器冷却风扇运行，在低温工况下冷却风扇不运行；在散热器散热不良时，压缩机驱动电机停止工作；
控制单元接受强制启动信号，急需用气或总风压力传感器失效时，手动控制压缩机驱动电机启动及停止；
环境温度传感器监测设备内环境温度，确保低温工况下加热器及时工作；设备内环境温度高于设定温度后，加热器停止工作。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通风源系统用无油涡旋压缩机的控制方法，其特征在于：所述步骤还包括定时将压缩空气在温度变化过程中形成的冷凝水排出管路。
3.根据权利要求1所述的一种轨道交通风源系统用无油涡旋压缩机的控制方法，其特征在于：所述步骤还包括设置报警信号及时提醒维护人员对压缩机进行针对性维护。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通风源系统用无油涡旋压缩机的控制方法，其特征在于所述的轴流风扇为压缩机冷却风扇及散热器出口冷却风扇，所述压缩机冷却风扇及散热器出口冷却风扇，用于对压缩机及散热器进行冷却。
5.根据权利要求1所述的一种轨道交通风源系统用无油涡旋压缩机的控制方法，其特征在于所述无油涡旋压缩机用于产生压缩空气，所述驱动电机用于驱动无油涡旋压缩机运行。
6.根据权利要求1所述的一种轨道交通风源系统用无油涡旋压缩机的控制方法，其特征在于所述压缩机温度传感器实时测量压缩机温度。
7.根据权利要求1所述的一种轨道交通风源系统用无油涡旋压缩机的控制方法，其特征在于所述散热器用于吸收压缩空气中的热量，所述散热器的冷却风扇对散热器进行强制风冷。
8.根据权利要求2所述的一种轨道交通风源系统用无油涡旋压缩机的控制方法，其特征在于所述的冷凝水为压缩空气在温度变化过程中形成的液态水。
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