淺談南京地鐵列車牽引電氣系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)與故障分析

谷文君

摘要：近些年來(lái)隨著交通系統(tǒng)的不斷發(fā)展，為了滿足城市軌道的基本要求，對(duì)地鐵車輛的基本性能的要求也越來(lái)越高，其中牽引電氣系統(tǒng)是地鐵列車的重要組成部分，也是日常檢修工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文將以南京地鐵列車牽引系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)為研究點(diǎn)，對(duì)故障進(jìn)行系統(tǒng)的分析。

關(guān)鍵詞：地鐵列車；牽引電氣系統(tǒng)；技術(shù)特點(diǎn)

牽引系統(tǒng)集成是列車集成創(chuàng)新的核心所在，需要在前期技術(shù)基礎(chǔ)上，明確牽引系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)。根據(jù)技術(shù)體系的不斷變化的趨勢(shì)來(lái)看，要充分利用外來(lái)資源的優(yōu)勢(shì)，和國(guó)外公司進(jìn)行交流合作、將技術(shù)體系應(yīng)用到實(shí)踐中，在消化、吸收的基礎(chǔ)上進(jìn)行自主創(chuàng)新，改變?cè)械能囕v設(shè)計(jì)存在的問題，采用多種設(shè)計(jì)體系，將牽引電氣系統(tǒng)技術(shù)落實(shí)到實(shí)處。

一、南京地鐵列車牽引系統(tǒng)技術(shù)特征分析

1.列車的牽引性的設(shè)計(jì)

列車的牽引性是列車設(shè)計(jì)中的比較關(guān)鍵的部分，主要包括牽引力的速度特性設(shè)計(jì)和電制動(dòng)力速度特性的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要保證設(shè)計(jì)的成果滿足牽引性能和電制動(dòng)力的需求，確保加速和減速的程度都和技術(shù)規(guī)范相符合。在列車的設(shè)計(jì)的過程中，由于進(jìn)行牽引的逆變器與電機(jī)及應(yīng)用方向所用的轉(zhuǎn)向架是密切相關(guān)的，因此在進(jìn)行牽引設(shè)計(jì)的過程中必須充分的考慮到上述的三項(xiàng)特征對(duì)接口的要求，針對(duì)設(shè)計(jì)中的諸多因素的影響，選擇合適的齒輪箱，最大程度上保證牽引性能與電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)的最大電流等方面相匹配。

2.牽引性能的仿真

在進(jìn)行列車的牽引性的設(shè)計(jì)過程中，牽引性能的仿真是最為基礎(chǔ)的一部分，能統(tǒng)籌的計(jì)算牽引的特性和電制動(dòng)特性，從而制定傳動(dòng)的條件和線路等，甚至能把高度、坡度及應(yīng)該限制的速度等等都進(jìn)行仿真的效果處理。將列車運(yùn)行過程中的牽引力、制動(dòng)力、加速減速電流、運(yùn)行條件等都進(jìn)行仿真的效果處理，并能真正的在一定程度上對(duì)電壓、載重、牽引等方面進(jìn)行組合計(jì)算對(duì)電機(jī)電流、功率、電阻功率等方面計(jì)算出定額的數(shù)據(jù)，得到可靠的數(shù)據(jù)，強(qiáng)化牽引性能的設(shè)計(jì)建設(shè)。

3.牽引性能中的主要的功能上的設(shè)計(jì)

在列車的牽引性功能的設(shè)計(jì)的過程中，最主要的功能上的設(shè)計(jì)主要包括如下的幾個(gè)方面，如駕駛模式上的管理、牽引與制動(dòng)指令的產(chǎn)生。傳送、執(zhí)行、和牽引允許、牽引的安全、電壓的控制、氣電混合的控制、設(shè)備的全面監(jiān)控以及在發(fā)生故障處理等方面的功能。

4.牽引系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)接口管理

列車牽引性設(shè)計(jì)中，牽引系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)接口管理，是最為重要的一部分，確保牽引性能接口設(shè)計(jì)與諸多的元素相匹配，只有對(duì)接口進(jìn)行管理，才能更好的對(duì)牽引機(jī)軌道電磁等方面進(jìn)行控制和協(xié)調(diào)，確保牽引性能達(dá)到優(yōu)良的水準(zhǔn)，更好的對(duì)列車牽引性能進(jìn)行完善，提升牽引技術(shù)的應(yīng)用效果。

5.牽引系統(tǒng)和性能的實(shí)驗(yàn)

在牽引設(shè)備正事進(jìn)行裝車之前，必須要對(duì)各項(xiàng)組合進(jìn)行試驗(yàn)，確保各個(gè)元素能更好的對(duì)牽引系統(tǒng)進(jìn)行執(zhí)行，保證牽引電機(jī)等各個(gè)方面都能滿足規(guī)定的要求，同時(shí)也是在測(cè)驗(yàn)牽引性能是否能達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，保證車輛在達(dá)到規(guī)定的車輛行駛速度時(shí)，列車的加速及減速的性能也能達(dá)到技術(shù)的要求，確保列車的兼容性能滿足要求，全面促進(jìn)列車更好的投入使用。

二、牽引系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)控制與管理

牽引鏈的匹配性在設(shè)計(jì)中占據(jù)重要的作用，仿真系統(tǒng)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了原有運(yùn)行路線存在的問題，需要結(jié)合牽引電機(jī)的特征，合理設(shè)計(jì)變流器牽引系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的目的。

1.電機(jī)基頻等效電路分析

根據(jù)電機(jī)供應(yīng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，需要明確電路圖和電機(jī)參數(shù)，對(duì)其進(jìn)行深入的整合分析，保證其能達(dá)到規(guī)定的電機(jī)牽引特性和電制特性。開關(guān)頻率和調(diào)控策略具體情況如表一：

其次需要根據(jù)典型的開關(guān)輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)電機(jī)供應(yīng)系統(tǒng)合理分析電機(jī)性能對(duì)電壓和電流的變化，需要針對(duì)附加功率額變化控制好開關(guān)頻率。在南京地鐵列車行車過程中，存在低速行駛過程中噪音變化明顯的情況，尤其是在運(yùn)行速度在為20km/h左右，會(huì)出現(xiàn)測(cè)量列車噪音，列車啟動(dòng)后，需要掌握脈沖頻率，根據(jù)電機(jī)的操作程序，對(duì)應(yīng)用結(jié)果進(jìn)行合理的判定。

2.牽引電機(jī)檢驗(yàn)

電機(jī)在投入應(yīng)用時(shí)，需要提前進(jìn)行檢驗(yàn)，根據(jù)機(jī)械應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行特性、超速、振動(dòng)及噪聲監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)。定子繞組線電阻的檢驗(yàn)結(jié)果如表二：

3.牽引性能分析

地鐵列車在測(cè)定過程中，需要考慮到車速的基本性能，包括牽引力性能監(jiān)測(cè)，額定電網(wǎng)載荷測(cè)定等，需要通過實(shí)際測(cè)量和記錄掌握車輛行駛時(shí)間和速度比例。在控制過程中需要平穩(wěn)進(jìn)行，速度需要控制在合理范圍內(nèi)，列車沖擊不得超過既定的指標(biāo)，符合合同管理規(guī)定。牽引力功能的基本要求如表三：

三、案例分析——南京地鐵二號(hào)線T6緊急制動(dòng)故障

故障現(xiàn)象：2012年11月26日7：43分，行調(diào)來(lái)電，2602（011+012）次列車馬群站換端后，發(fā)生緊急制動(dòng)不能緩解故障，切除ATP無(wú)法緩解，使用BBS動(dòng)車至學(xué)則路下線。

處理經(jīng)過：輪值、浦廠及ALSTOM質(zhì)保人員趕至學(xué)則路存車線處理。登車檢查故障依然存在。在檢查和測(cè)量緊制相關(guān)線路時(shí)，發(fā)現(xiàn)012A端COR2（鑰匙繼電器）一組觸點(diǎn)不導(dǎo)通，對(duì)調(diào)同型號(hào)繼電器后故障消失，多次測(cè)試均正常。

原因分析：該故障是由COR2繼電器的偶發(fā)電氣故障造成的。由于該觸點(diǎn)未導(dǎo)通，致使緊制環(huán)線失電，因此無(wú)法緩解緊制。德馳COR2、DOR、KSR繼電器性能不良，浦廠計(jì)劃更換為立奇繼電器。目前，浦廠正在采購(gòu)中，后續(xù)將全部更換。

采取措施：

（1）日常車輛檢修過程中，加強(qiáng)對(duì)緊急制動(dòng)等相關(guān)功能的檢查，防范此類故障的再次發(fā)生。

（2）督促浦廠加快采購(gòu)，盡快完成整改，消除故障隱患。

四、結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)地鐵列車牽引電氣系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，為了發(fā)揮地鐵列車的基本運(yùn)行職能，要重視牽引特性設(shè)計(jì)和仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)。從集成設(shè)計(jì)接口管理到設(shè)備管理，需要保證系統(tǒng)應(yīng)有的性能，經(jīng)過多次磨合，重視列車駕駛模式設(shè)置及牽引動(dòng)力的指令傳遞，從制動(dòng)混合到各個(gè)判斷系統(tǒng)入手，保證系統(tǒng)功能的有效性。