在地铁供风空调系统中应用施耐德ATV61/ATS48 变频器/软启动，可以在一年四季实现良好的通风调节，并对紧急情况能够迅速做出反应。

伴随国家经济的高速发展，大中型城市的居民数成倍增加，这给城市交通带来了巨大压力。如何增加公共交通的运输能力，成为摆在城市决策者面前的问题。显然，发展城市大型有轨交通，是解决这个问题的关键。

大型有轨交通分地面轻轨与地下铁路。因为轻轨的运行会产生比较大的噪声等问题，所以，目前国内有轨交通以地铁为主。既然机车在地下运行，就必须解决地铁系统供风的问题。地铁都是伴随着大密度的客流量，在地下10多米深的隧道内运行。如果在运行期间出现火灾事故而没有良好的排烟系统，后果是不可想象的。一年四季以及客流的高低峰，人们对隧道内湿度、温度、风量等的要求都不一样，这也是地铁供风空调系统需要考虑的。

变频器/ 软启动的应用

从技术角度上说，地铁行业对变频器/ 软启动的要求不会很高。因为地铁行业的驱动负载基本上是风机（供水系统中有一些泵类），这就决定了其技术门槛比较低；供风空调系统中，大系统对变频器/ 软启动的要求相对较高。

1. 车站通风系统风机

车站的两端均设置通风道，通风道中并联两台相同技术参数的车站通风风机，并且都是可逆风机。正常工况下，它们起到通风作用；在火灾等紧急情况下，作为排烟风机运行。

根据不同车站的容积大小，该系统的风机功率为55～90kW。在传统的系统中，风机都是采用星三角启动，也有一些20世纪90年代中后期的线路采用软启动。

而现在，在通风系统中采用变频器是一种发展趋势：地铁运行有高低峰，一年四季温度也有区别，如果让风机在任何条件下都处于工频运行，会浪费大量的能源；并且，从舒适性的角度说，对车站内的乘客也是不合理的。变频器在不需要对驱动系统进行任何大的改造前提下，就能根据环境的差别调节风机的速度，有效地解决了上述的问题。所以，目前在车站风机系统中采用变频器的概率越来越大；并且一些老的地铁线路都在把旧方案改造成变频驱动。

具体到技术细节，可以将变频器控制柜作为整体来描述，简称控制柜。一般来说，控制柜需要实现三方控制：BAS（地铁中央控制系统），FAS（火灾紧急控制系统）以及本地盘柜。其中，BAS，FAS作为远程控制，只要FAS启动，BAS就需要自动屏蔽。在控制柜上应该有本地/远程切换开关。

需要注意的是，在此系统中，很多地铁线要求在变频器边安装旁路，当变频器出现故障或火灾，风机能立即从旁路启动，直接工频运行。此情况下，控制柜上需要变频/工频转换开关，保证在本地控制时，也能选择变频/工频两种启动方式。

在变频器柜内，不能只有变频器，还需要安装小型PLC系统。一些地铁线路中，控制柜内没有小型PLC，因为在每个车站都有一套大型PLC系统，来处理整座车站中所有任务。

如果选择在控制柜中安装小型PLC，也有一个需要选择的命题：柜内PLC与车站PLC系统之间是采用通讯方式，还是采用数字/模拟量方式。这两种方案都是可行的，只是到目前为止，大众还是更加认可后者的可靠性与可维护性。通讯是发展的趋势，同时也是安全可行的方案，应该大力推广。

PLC与车站系统PLC采用的是数字/模拟量方式，在柜门上安装有“本地/远程”，“变频/工频”选择开关。柜内PLC采用施耐德小型PLC和施耐德风机/泵专用变频器ATV61。

柜内PLC采用数字/模拟量来控制ATV61，需要特别指出的是：因为ATV61内置MODBUS/CANOPEN 两种通讯方式，采用施耐德小型PLC，可以直接用通讯的方式来控制变频器ATV61的运行，不会额外增加任何成本，并且已经有地铁线路采纳这种方式。

正常工况下，车站PLC根据站内温度、湿度，判断需要多大流量的供风，然后通过模拟量的形式，控制ATV61的速度，达到控制的目的。

如果某时刻ATV61出现硬件故障而无法启动，由选择开关选择为“工频”，直接在工频下启动风机。出现火灾，车站需要排烟，这两台风机必须作为排烟风机，在50Hz反向运行，高速排烟。如果此时控制系统出现问题，则通过柜门按钮启动排烟。

2. 区间隧道通风系统

地铁隧道在几个车站之间都设有一个区间风道，每座区间风道内设有两台可逆转耐高温轴流风机。根据地铁线路的长短，区间风道的数量在4～6座。地铁运营正常时，风机每天连续运行8h，单风机运行或双风机并联运行。

当区间夜间通风时，通过风阀转换实现对区间的通风换气。同时该风机兼容车站及区间阻塞、火灾工况下事故通风。通常情况下，这些风机不需要控制其流量，只需要平稳启停，不能对电网产生冲击。

施耐德通用型软启动器ATS48可以有效解决这个问题，从技术角度上讲，软启动的应用更加简单，其核心在于软启动的控制回路的设计。软启动控制柜作为一个整体来定义，在柜门上有本地/远程控制选择开关，远程控制包括BAS与FAS系统。软启动控制回路的设计灵活，可以根据要求来设计。

对变频器的特殊要求

地铁行业对变频器/软启动的技术难度要求不高，许多厂商的产品都能达到，但是地铁行业也有一些特殊的要求，特别是变频器：

①谐波的要求：

地铁系统内除了变频器，还有大量其他重要设备，如果变频器不治理谐波，就有损坏其他设备的可能。地铁行业要求解决这个问题，要求变频器内置电抗器。

②EMC电磁兼容性的问题：

变频器的抗干扰性都比较强，但是其电磁发射性非常强，一方面干扰周围的仪器仪表；其二，地铁线路在市区穿行，可能经过医院、商业大厦、电信基地等对电磁干扰比较敏感的地方，必须抑制EMC干扰，需要变频器内置EMC滤波器。

③变频器内部电路板：

地铁隧道内环境比较恶劣，要求变频器内部电路板能够配置防腐涂层，降低设备硬件故障。

④变频器的操作界面：

简单的操作面板，方便维护人员检修，需要变频器的操作界面是中文；同时，该中文面板能够安装在控制柜门上。

⑤操作面板能够同时监视多个重要变量：

速度、电流、运行时间和消耗能量。

⑥频率跳变点：

因为风机是旋转负载，经常出现机械共振，不处理会出现大的机械故障，所以变频器必须提供多个（至少3个）频率跳变点，避开可能的共振点。

⑦故障报警：

当模拟量或通讯出现故障时，要求变频器能够不报故障，而是保持一个固定速度运行。

⑧电压输入范围：

地铁线路很长，加上国内电网电压波动比较大，要求变频器能够有较大的电压输入范围。在不影响风量的情况下，电压范围达到380V，-15%～10%。

⑨有关输入电压降的问题：

在可以设定的时间内，电压降到50%电网电压，变频器不能报故障，并且能够驱动风机运转；电压回复后，速度回到正常状态。

⑩兼容性高，可以采用多种通讯协议：

MODBUS，EtherNet，DeviceNet及Profibus等。很高的制动力矩，即使不带制动电阻，也能够保证风机从＋50Hz切换到-50Hz时，切换时间＜60s。