空压机启动电流控制及失效分析

科技信息试范线上中低速磁悬浮列车采用三节车（两头车Mc车、中间车M车）编组，设有两套风源设备，分别在头车上安装一台空气压缩机组（简称空压机组）。列车调试运行以来，空压机组运行性能稳定、可靠，故障率低。近段时间，Mc车多次发生空压机启动时辅助逆变器起保护、停止工作的故障，影响了列车正常考核运营。本文通过原理分析和实际测试数据，对故障原因进行深入研究，找出根本原因，提出改进建议，并采取了切实可行的措施。1.空压机组控制原理空压机组的启停由制动电子控制单元BECU或气动控制单元PCU压力开关根据主风管压力来控制，且BECU优先控制两台空压机隔日轮流工作。为减小启动瞬时电流，空压机采用了星-三角（Y-△）启动。外部控制流程如图1所示。启动中继压缩机接触器=34-K101触点1-6压缩机空开=34-F101压缩机制动电子控制单元气动控制单元PCU压力开关压缩机接触器=34-K101触点43-44图1空压机组外部控制流程图正常运行时，空气压缩机空开=34-F101旋转在闭合位置，当BECU检测到主风管的压力下降至低位时，由一节头车的BECU控制中继阀使本车压缩机=34-K101接触器闭合，AC380V和DC110V将同时供应。空气压缩机电机以Y形方式空载启动，开始运行。机组运转一定时间后，进行Y/Δ切换，机组以△方式全压运转，启动过程结束。当主风管压力上升至高位时，BECU控制压缩机控制继电器断开，压缩机停止工作。当BECU控制失效时，PCU压力开关将控制空压机工作。2.空压机采用星-三角启动磁浮列车Mc车三相AC380V电源负载主要有空调、空压机、辅助逆变器风机和单相AC220V电源方便插座等，空气压缩机组原启动形式为三角形启动，在列车调试过程中，空压机启动时辅助逆变器会经常起保护而停止工作。对此经现场实测，空气压缩机启动正常后的电流约为15A，空调再启动未发现辅逆保护现象；而空气压缩机单独启动，出现辅逆保护现象的概率约为30%左右，空压机启动最大瞬时电流约为140A，波形如图2所示。加上辅逆其它负载电流，超过了辅逆的最大保护电流120A，故而辅逆会发生跳闸，停止工作。图2空压机三角形启动电流波形基于既有辅逆容量小问题，我们对空压机启动电流进行限流控制，以解决辅逆起保护而停止工作问题。故将空压机由原三角形连接改为空压机启动电流控制及失效分析南车株洲电力机车有限公司宋丽伟毛莉高锋王明华曹芬[摘要]针对中低速磁浮车辆用空气压缩机组启动失效的故障现象，本文对故障原因进行了详细分析，针对性地找出解决措施，并成功通过了装车验证。[关键词]中低速磁浮车辆空气压缩机启动电流星-三角转换失效分析星-三角形连接，电机仍由三相AC380V供电，内部星-三角转换电路由DC110V控制。空压机启动时，先以星形形式空载启动，延时后再以三角形形式加载运行，空压机的最大启动电流降至68A左右，波形如图3所示。改造完成并装车试验后，辅助逆变器能正常工作。图3空压机星-三角启动电流波形3.星-三角启动失效分析在列车调试运行时，有时会在空压机运行时人工停止空压机工作，故操作时会直接将空开=34-F101人工断开，然后再合上，如此再次启动空压机时，辅助逆变器又发生停止工作的现象，检测确定相关各部件的工作性能正常。在经过一段时期的跟踪分析及测试后，确定空压机启动电流控制失效原因为人工操作方式不当所致，其故障原因分析如下。空气压缩机星-三角启动控制电气原理简图如图4所示，列车上电，空开=34-F101旋转在闭合位置；接触器=34-K101触点1-6控制空压机电机启动的通断（即AC380V），为常开位；触点43-44控制空压机内部星-三角转换电路的通断（即DC110V），为常开位。图4空压机星-三角启动控制电气原理简图当主风管的压力降至低位时，接触器=34-K101得电，其常开触点1-6、43-44同时闭合，压缩机星-三角转换控制电路110V接通（即=34-K101的43-44触点），星-三角开始进行转换，空压机将在很短时间内完成星-三角电路转换；待主风管压力升至高位时，接触器=34-K101失电，其触点1-6、43-44同时断开。当因现场需要，在空压机工作、触点1-6、43-44闭合时人工将空开=――101科技信息34-F101旋转在断开位置，空压机因失去AC380V电源而停止工作，触点1-6、43-44因接触器=34-K101得电而仍处于闭合状态，由于星-三角转换控制电路内部触点在极短时间内即可完成动作，内部电路处于三角形连接状态，因此当再次闭合空开=34-F101时，空压机电机即以三角形方式直接启动。三角形直接启动会产生过大的启动电流，空载启动电流可达额定电流的4～7倍，负载启动时可达8～10倍或更大，在启动过程中产生冲击，影响其他用电设备，使辅助逆变器过载而停止工作。根据