一种轨道车辆用空调排气系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及轨道车辆空调技术领域，尤其是一种轨道车辆用空调排气系统。


背景技术：

[0002]
现有为保证地铁车厢内部通风卫生的流通性，车厢内部必须通过客室空调新风口进入一定量的新风，轨道车辆排气装置通过装置内部的排气风机的运转，将车厢内进入的废气已同等量的方式排出车外，保证车内空气的洁净度以及合理的流动速度和气流组织。
[0003]
高速轨道车辆在高速穿越隧道或会车时，不可避免地要产生压力波动，而传入车内的压力波对旅客的乘坐舒适感有重大的影响。由于轨道车辆排气装置风口与外界空气相连，因此排气装置内会设置压力保护阀，通过控制压力保护阀的开启和关闭来避免空气压力波动对车厢内造成影响。
[0004]
如图1所示，现有的排气装置内部的排气风机供电电源使用为列车辅助逆变器提供的ac380v电源，正常通风时风机只能维持固定转速运转，为满足整车风道出风量的匹配，需在排气装置内部单独设置排气风阀，通过调节风阀叶片的开启角度来控制整车排风风量，风阀控制调节周期较长响应速度慢。
[0005]
紧急通风时由于列车上只能提供直流电源输入，因此需要在机组内部增加紧急通风逆变器，满足车辆空调ac380v电源失效的情况下，将列车供电系统提供的直流电压逆变成废排风机需要的三相交流电压排气风机电源的供给。
[0006]
由于直流电源经过逆变器逆变后的电源容量有限，只能满足风机负载的使用要求，因此需增加接触器k1和k2进行互锁控制。交流电源故障后，通过逆变器工作后，k1接触器吸合，k2接触器断开，避免将逆变后的电源反向送至母线，造成容量超标。在车辆空调ac380v电源失效的情况下，排气装置风机为满足紧急通风要求，需在机组内部设置紧急通风逆变器，将列车供电系统提供的直流电源电压逆变成废排风机需要的三相交流电压，排气装置风机才能运转，而紧急通风逆变器的设计将侵占空间及增加整车重量。
[0007]
此外，由于目前检测风机是否运转判断方式为当下发启动命令后，主回路的k1 和k2接触器吸合，供电电源送至风机本体，空调控制器接收到对应控制接触器吸合的反馈命令后，即判断风机状态正常，但风机本体实际是否正常运转无法做出判断界定。
[0008]
有鉴于此，特提出本实用新型。


技术实现要素：

[0009]
本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可通过电源模块直接供电的直流ec风机且兼具压力保护功能的轨道车辆用空调排气系统。
[0010]
为了实现该目的，根据本实用新型的一个方面，本实用新型采用如下技术方案：
[0011]
一种轨道车辆用空调排气系统，包括：
[0012]
空调控制器；
[0013]
排气装置，安装在所述轨道车辆内；
[0014]
所述排气装置包括ec风机，所述空调控制器可向ec风机发送调速控制信号，来调整ec风机风量的大小。
[0015]
进一步地，所述空调控制器具有风速调节输出端口，所述ec风机具有与所述风速调节输出端口通过信号输入线电连接的风速调节输入端口，所述调速控制信号为空调控制器通过所述信号输入线向ec风机发送的驱动电压信号；
[0016]
优选地，所述驱动电压信号为0～mv的可调节式直流驱动电压信号，其中m≥3。
[0017]
进一步地，所述空调控制器还具有风速调节反馈接收端口，所述ec风机具有与所述风速调节反馈接收端口通过信号反馈线电连接的风速调节反馈输出端口；
[0018]
所述ec风机包括电压转换模块，所述电压转换模块可将ec风机的实际转速转换为电压信号并反馈至空调控制器。
[0019]
进一步地，还包括电源模块，所述ec风机包括与电源模块电连接的供电输入端口，所述电源模块可通过所述供电输入端口向ec风机提供直流电源。
[0020]
进一步地，还包括安装在排气装置腔体内的压力波保护装置、以及安装在车厢内外的压力波传感器，所述空调控制器可根据压力波传感器检测到的车厢内外的压力波信号来控制所述压力波保护装置的开闭情况。
[0021]
进一步地，所述压力波保护装置包括与空调控制器的第一压力调节输出端口电连接的第一压力保护阀、以及与空调控制器的第二压力调节输出端口电连接的第二压力保护阀；
[0022]
优选地，所述第一压力保护阀内部具有第一压力腔，所述第一压力腔设有第一风口，所述第一风口上可开闭的设置有第一阀板；
[0023]
所述第二压力保护阀内部具有第二压力腔，所述第二压力腔设有第二风口，所述第二风口上可开闭的设置有第二阀板；
[0024]
所述第一风口大于所述第二风口，所述第一阀板的面积大于第二阀板的面积。
[0025]
进一步地，还包括用于检测ec风机工作状态的气流检测装置，所述气流检测装置安装在排气装置腔体内，所述气流检测装置与所述空调控制器的气流检测端口电连接；
[0026]
优选地，所述气流检测装置包括连接在空调控制器的气流检测端口和电源模块之间的风压开关，所述排气装置腔体内部的气体产生的风压可触动风压开关的开/ 关。
[0027]
所述的轨道车辆用空调排气系统的控制方法，ec风机的控制器可根据接收到的空调控制器向ec风机发送的调速控制信号来调节ec风机风量的大小。
[0028]
进一步地，所述空调控制器的风速调节输出端口向ec风机输入不同值的目标驱动电压信号，所述ec风机根据接收到的目标驱动电压信号值，来线性调节ec风机的转速，进而实现风量的控制；
[0029]
优选地，所述ec风机的电压转换模块将ec风机的实际转速转换为实际电压信号并反馈至空调控制器，空调控制器根据实际电压信号与目标驱动电压信号的差值，控制向ec风机输入相应值的补偿电压。
[0030]
进一步地，所述空调控制器根据压力波传感器检测到的车厢内的压力波信号的大小，来控制所述压力波保护装置的开闭；
[0031]
优选地，所述空调控制器可通过控制压力波保护装置的第一阀板和第二阀板分时动作，来实现新风风量的多档风量调节控制。
[0032]
采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
[0033]
1、本实用新型提供的轨道车辆用空调排气系统，排气装置采用ec风机的设计，空调控制器可直接向ec风机发送0～mv的可调节式直流驱动电压信号，其中，m≥3，所述ec风机可根据接收到的目标驱动电压信号值，来线性调节ec风机的转速，进而实现风量的全范围调节，满足复杂工况下风量可调的需求，正常通风和紧急通风都由ec风机通过转速控制实现，节省风阀、紧急通风逆变器的等其它部件的设计，节省排气装置内部布局空间及成本。
[0034]
2、本实用新型提供的轨道车辆用空调排气系统，ec风机内设置有电压转换模块，所述电压转换模块可将ec风机的实际转速转换为实际的电压信号，并通过所述信号反馈线反馈至空调控制器，所述空调控制器根据实际电压信号与目标驱动电压信号的差值，控制向ec风机输入相应值的补偿电压，有效地避免了ec风机的实际转速与预设的转速存在一定差值，而工作人员无法发现该弊端，导致风机实际的风量不能满足实际的需求量。
[0035]
3、本实用新型提供的轨道车辆用空调排气系统，排气装置内部集成被动式第一压力保护阀和第二压力保护阀，既能实现压力波动紧急关闭阻碍空气压力波动对车厢内造成影响的功能，又可通过分别控制大小不同的第一阀板和第二阀板分时动作，满足新风风量三挡风量调节控制的需求。
[0036]
4、本实用新型提供的轨道车辆用空调排气系统，通过安装在排气装置腔体内设的气流检测装置对风机的工作状态是否正常进行判断，ec风机工作运转后，会产生气流，并触发气流检测装置的风压开关产生闭合动作，会给空调控制器发送连接触点闭合信号，空调控制器收到此信号后会认为气流检测装置已启动工作，并以此来认定ec风机已正常运行。若空调控制器下发调速控制信号后，但风压开关未动作，连接触点为断开状态，空调控制器未收到对应的反馈的闭合信号，则推断ec风机可能出现故障，并上传报警信号。
[0037]
5、本实用新型提供的轨道车辆用空调排气系统，排气装置内部设置的电源模块向ec风机提供直流电源，列车正常供电和紧急供电时，都可以维持提供给ec风机直流电源的输入，节省了早期紧急通风供电时，排气装置内部需加设紧急通风逆变器的设计，起到减重和节省空间的效果。
附图说明
[0038]
图1是背景技术中排气装置的控制连接示意图；
[0039]
图2是本实施例中排气装置的控制连接示意图；
[0040]
图3是本实施例中第一阀板和第二阀板的俯视示意图；
[0041]
其中：1、空调控制器；2、电源模块；3、信号输入线；4、信号反馈线；5、ec 风机；6、第一压力保护阀；61、第一阀板；7、第二压力保护阀；71、第二阀板；8、气流检测装置；9、排气装置。
具体实施方式
[0042]
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0043]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0044]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0045]
下面结合实施例对本实用新型进行进一步地详细的说明。
[0046]
如图2所示，本实施例提供了一种轨道车辆用空调排气系统，包括：空调控制器1；排气装置9，安装在所述轨道车辆内；所述排气装置9包括ec风机5，所述空调控制器1可向ec风机5发送调速控制信号，来调整ec风机5风量的大小。本实用新型中排气装置9通过采用ec风机5的设计，实现风量的全范围调节，满足复杂工况下风量可调的需求，节省风阀等其它部件的设计工作。
[0047]
进一步地，所述空调控制器1具有风速调节输出端口，所述ec风机5具有与所述风速调节输出端口通过信号输入线3电连接的风速调节输入端口，所述调速控制信号为空调控制器1通过所述信号输入线3向ec风机5发送的驱动电压信号，所述调速控制信号不限为电压信号也可以为电流信号等驱动信号。
[0048]
优选地，所述驱动电压信号为宽范围的可调节式直流驱动电压信号，列车tcms 网络下发对应的模式，空调控制器1收到下发的执行指令后，自身的硬件回路中的风速调节端口可以输出0～mv的电压，其中m≥3，通过所述信号输入线3传输至ec 风机5的风速调节输入端口，当ec风机5收到空调控制器1下发的0～mv的驱动电压信号后，可以相应地调节ec风机5的转速，电压信号值越高，相应地控制ec风机5的转速越快。
[0049]
本实施例提供的轨道车辆用空调排气系统，排气装置9采用ec风机5的设计，空调控制器1可直接向ec风机5发送0～mv的宽范围的可调节式驱动电压信号，其中m≥3，所述ec风机5可根据接收到的目标驱动电压信号值，来线性调节ec风机 5的转速，进而实现风量的全范围调节，满足复杂工况下风量可调的需求，正常通风和紧急通风都由ec风机5通过转速控制实现，节省风阀、紧急通风逆变器的等其它部件的设计，节省排气装置9内部布局空间及成本。
[0050]
进一步地，所述空调控制器1还具有风速调节反馈接收端口，所述ec风机5具有与所述风速调节反馈接收端口通过信号反馈线4电连接的风速调节反馈输出端口；所述ec风机5包括电压转换模块，所述电压转换模块可将ec风机5的实际转速转换为电压信号，并通过所述信号反馈线4反馈至空调控制器1。
[0051]
本实施例提供的轨道车辆用空调排气系统，ec风机5内设置有电压转换模块，所述电压转换模块可将ec风机5的实际转速转换为实际的电压信号，并通过所述信号反馈线4将ec风机5的实际电压信号反馈至空调控制器1，所述空调控制器1可根据实际电压信号与目标驱动电压信号的差值，控制向ec风机5输入相应值的补偿电压，有效地避免了ec风机5的实际转速与预设的转速存在一定差值，而工作人员无法发现该弊端，导致风机实际的风量
不能满足实际的需求量。
[0052]
进一步地，还包括电源模块2，所述电源模块2为由列车供电系统电源，所述 ec风机5包括与电源模块2电连接的供电输入端口，所述电源模块2可通过所述供电输入端口向ec风机5提供直流电源。
[0053]
本实施例提供的轨道车辆用空调排气系统，排气装置9内部设置的电源模块2 向ec风机5提供直流电源，列车正常供电和紧急供电时，都可以维持提供给ec风机5直流电源的输入，节省了早期紧急通风供电时，排气装置9内部需加设紧急通风逆变器的设计，起到减重和节省空间的效果。
[0054]
进一步地，为避免空气压力波动对车厢内造成影响，提高客室的舒适性，在头车车厢内安装压力波保护装置。具体的，所述压力波保护装置安装在排气装置9腔体内，对应的在车厢内外安装有压力波传感器，所述压力波传感器可将检测到的车厢内外压力波的大小反馈至空调控制器1。所述空调控制器1可根据压力波传感器检测到的车厢内外空气的压力波信号来控制所述压力波保护装置的开闭情况。本实施例提供的排气装置9在正常状态下保证车厢内的正常换气，压力波突变时又能够通过所述压力波保护装置阻止压力波进入车厢内，为乘客提供了更加舒适的乘车体验。
[0055]
进一步地，所述压力波保护装置包括与空调控制器1的第一压力调节输出端口电连接的第一压力保护阀6、以及与空调控制器1的第二压力调节输出端口电连接的第二压力保护阀7，当列车行驶过程中车厢内压力波动异常时，空调控制器1下发第一压力保护阀6和第二压力保护阀7关闭命令，避免空气压力波动对车厢内造成影响。
[0056]
优选地，结合图1和图2所示，所述第一压力保护阀6内部具有第一压力腔，所述第一压力腔设有第一风口，所述第一风口上可开闭的设置有第一阀板61；所述第二压力保护阀7内部具有第二压力腔，所述第二压力腔设有第二风口，所述第二风口上可开闭的设置有第二阀板71；所述第一风口大于所述第二风口，所述第一阀板61的面积大于第二阀板71的面积。
[0057]
本实施例中，所述第一压力保护阀6/第二压力保护阀7包括底板，所述底板上设置有第一风口/第二风口，所述第一风口/第二风口四周的边缘处设置有密封条，所述底板上对称的两侧均设置有立柱，所述底板的上方设置有第一阀板61/第二阀板 71，所述第一阀板61/第二阀板71上下滑动设置在所述立柱上，所述第一阀板61/ 第二阀板71与驱动其上下移动的气缸和电磁阀电连接，所述第一阀板61/第二阀板 71向下移动后落在所述密封胶条上且挡住所述第一风口/第二风口。
[0058]
本实施例提供的轨道车辆用空调排气系统，排气装置9内部集成被动式第一压力保护阀6和第二压力保护阀7，既能实现压力波动紧急关闭阻碍空气压力波动对车厢内造成影响的功能，又可通过分别控制大小不同的第一阀板61和第二阀板71分时动作，满足新风风量三挡风量调节控制的需求。
[0059]
进一步地，还包括用于检测ec风机5工作状态的气流检测装置8，所述气流检测装置8安装在排气装置9腔体内，所述气流检测装置8与所述空调控制器1的气流检测端口电连接，在ec风机5运行转动后，会产生一定的气流，利用排气装置9 腔体内部气流的静压来推动气流检测装置8动作，当排气装置9内部风压值达到气流检测装置8设定风压值时，气流检测装置8闭合，空调控制器1根据接收到的气流检测装置8的闭合信号来判断ec风机5的工作
状态。
[0060]
优选地，所述气流检测装置8包括连接在空调控制器1的气流检测端口和电源模块2之间的风压开关，所述排气装置9腔体内部的气体产生的风压可触动风压开关的开/关。如图1所示，在不使用排气装置9时风压开关处于打开状态，连接触点 1和连接触点2为断开状态，在ec风机5运行转动后，利用排气装置9腔体内部气体的静压来推动风压开关动作，实现连接触点1和连接触点2的导通闭合，进而推断ec风机5已正常工作。
[0061]
本实施例提供的轨道车辆用空调排气系统，通过安装在排气装置9腔体内设的气流检测装置8对ec风机5的工作状态是否正常进行判断，ec风机5工作运转后，会产生气流，并触发气流检测装置8的风压开关产生闭合动作，并会向空调控制器1 反馈连接触点已闭合信号，空调控制器1收到此信号后会认定气流检测装置8已启动工作，并以此来认定ec风机5已正常运行。
[0062]
若空调控制器1下发调速控制信号后，但风压开关未动作，连接触点1和连接触点2仍为断开状态，空调控制器1此未收到对应的反馈的闭合信号，则推断ec风机5可能出现故障，并上传报警信号。
[0063]
本实施例还提供了一种具有上述轨道车辆用空调排气系统的控制方法，ec风机 5的控制器可根据接收到的空调控制器1向ec风机5发送的调速控制信号来调节ec 风机5风量的大小。
[0064]
进一步地，所述空调控制器1的风速调节输出端口向ec风机5输入不同值的目标驱动电压信号，所述ec风机5根据接收到的目标驱动电压信号值，来线性调节ec 风机5的转速，进而实现风量的控制。
[0065]
优选地，所述目标驱动电压的信号值为0～mv的宽范围的可调节式直流驱动电压信号，当ec风机5收到空调控制器1下发的驱动电压信号后，可以相应地调节ec 风机5的转速，电压信号值越高，相应控制ec风机5的转速越快。
[0066]
进一步地，所述ec风机5的电压转换模块将ec风机5的实际转速转换为实际电压信号并通过信号反馈线4反馈至空调控制器1，空调控制器1根据实际电压信号与目标驱动电压信号的差值，控制向ec风机5输入相应值的补偿电压，有效地避免了ec风机5的实际转速与预设的转速存在一定差值，而工作人员无法发现该弊端，导致风机实际的风量不能满足实际的需求量。
[0067]
进一步地，所述空调控制器1根据压力波传感器检测到的车厢内外压力波信号的大小，来控制所述压力波保护装置的开闭，有效地避免了列车交汇或者进出隧道时，车辆之间或者车辆和隧道之间的气体瞬间产生的剧烈压缩或者膨胀的压力波动，对车厢内造成影响，提高客室的舒适性，在头车安装压力波保护控制装置，通过检测车厢内外空气压力变化，由空调控制器1控制第一压力保护阀6和/或第二压力保护阀7开启或关闭来避免空气压力波动对车厢内造成影响。
[0068]
优选地，所述空调控制器1可通过控制压力波保护装置的第一阀板61和第二阀板71分时动作，来实现新风风量的多档风量调节控制。具体的，空调控制器1可以控制第一阀板61闭合、第二阀板71打开，或者控制第一阀板61打开、第二阀板71 闭合或者第一阀板61和第二阀板71均打开，实现新风风量低、中、高三挡风量的调节控制，以满足对外部新鲜空气流通率的不同需求。
[0069]
上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本实用新型的优选实施例进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变化和改进，均属于本实用新型的保护范围。