地鐵車輛輔助逆變器故障相關思考分析

熊磊 楊婷婷

摘要：本文主要分析地鐵在運行的過程中，車輛輔助逆變器存在的主要故障，在明確故障的基礎上提出相應的優(yōu)化策略，以此來提高故障處理的效率和質(zhì)量，從而保證地鐵運行的安全性和穩(wěn)定性，降低故障發(fā)生的可能性，保證地鐵能更好發(fā)揮在城市交通中的功能和作用。

關鍵詞：地鐵車輛;輔助逆變器;故障

輔助逆變器是城市軌道列車供電系統(tǒng)中的關鍵部件，輔助逆變器能夠安全穩(wěn)定運行影響著整個列車的運行，同時直接影響著軌道交通線路運營的效率和質(zhì)量，因此必須要保證地鐵車輛輔助逆變器運行的穩(wěn)定性，其中關鍵在于做好針對地鐵車輛輔助逆變器故障的分析和處理工作。

1 地鐵車輛輔助逆變器的故障

1.1地鐵車輛輔助逆變器概述

地鐵車輛輔助逆變器主要包含七部分內(nèi)容，即充電電路、濾波電抗器、濾波電容器、輔助逆變器模塊、變壓器、三相濾波器和EMI電容等等。其中濾波電抗器和電容器組成了高壓輸入部分的濾波器，其主要功能在于通過抑制輸入電路的諧波來降低輸入電路暫態(tài)過程的影響。輔助逆變系統(tǒng)是地鐵或輕軌車輛上的一個必不可少的關鍵的電氣部分，它可為空調(diào)、通風機、空壓機、蓄電池充電器及照明等輔助設備提供供電電源，其核心部件就是輔助逆變器。本文主要介紹地鐵車輛輔助逆變系統(tǒng)的逆變特性、參數(shù)和逆變電路等。并對PWM信號線路優(yōu)化，實現(xiàn)控制信號和電力線路的光電隔離。然后詳細的分析了六列編組地鐵車輛的配變電系統(tǒng)，主要配電設備，配電線路以及配電原理等。目前世界上在地鐵與輕軌輔助逆變系統(tǒng)中大都采用絕緣柵雙極型晶體管IGBT（或IPM）模塊來構(gòu)成。

1.2地鐵車輛輔助逆變器故障概述

地鐵車輛輔助逆變器如果出現(xiàn)故障，主控器和模塊控制單元會對故障進行識別，在此基礎上做出相應的反應，如果確定了故障需要針對影響部件進行切斷，以此來實現(xiàn)對地鐵車輛輔助逆變系統(tǒng)的保護。根據(jù)故障的類型可以將故障處理方式進行分類：如果地鐵車輛輔助逆變器中出現(xiàn)較小的故障，可以在排除故障所在部件錯誤之后自動啟動，以此來保證地鐵運行的安全性和穩(wěn)定性。而如果地鐵車輛輔助逆變器出現(xiàn)了嚴重的故障，模塊控制系統(tǒng)會切換自身的模式為鎖定模式，在此基礎上開展針對故障的排查和處理工作，在這個過程中需要維修人員進行檢測工作。

2 如何開展地鐵車輛輔助逆變器故障檢測工作

分析地鐵車輛輔助逆變器故障類型可知，造成輔助逆變器故障的原因有三大類型，即逆變器過電流、逆變器溫度過高以及相電流不平衡。針對上述故障開展處理工作之前需要明確故障檢測的原理。首先是針對逆變器過電流造成的故障，地鐵車輛逆變器電源裝置在運行的過程中，控制單元會通過電流傳感器實現(xiàn)對逆變器輸出電流值的檢測工作，如果經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)瞬時值大于550A，系統(tǒng)會判斷其為逆變器過電流，之后會斷開IvLB，以此來實現(xiàn)對主電路的保護。針對這一問題進行改進優(yōu)化之前需要明確HK的壽命周期，在此基礎上開展相應的更換工作，同時還需要據(jù)此來展統(tǒng)籌工作。此外，在處理故障的過程中還會運用到HK檢驗測試臺，在此基礎上分析影響HK本體壽命的故障情況，同時針對壽命周期開展研究工作。

其次是針對逆變器溫度過高引起故障的檢測原理：開展檢測工作之前需要明確檢測的具體條件以及對故障的判定便準，如果地鐵輔助逆變器周圍的熱敏電阻溫度超過85℃，系統(tǒng)會在檢測之后判斷為動力單元溫度上升，之后會被判斷為溫度上升異常故障。如果地鐵車輛輔助逆變器在運行的過程中發(fā)生過溫故障且無法重新啟動之后，可以通過斷開SIV控制開關的方式進行復位，以此來保證地鐵車輛輔助逆變器運行的安全性和穩(wěn)定性。此外，在地鐵日常運行的過程中還要做好針對地鐵車輛輔助逆變系統(tǒng)的性能分析工作，以此來保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

最后是地鐵車輛輔助逆變器在運行的過程中導致故障發(fā)生的相電流不平衡原因，相電流不平衡即PUD，控制單元在運行的過程中會對逆變器的輸出電流值進行檢測，經(jīng)過檢測相間電流差超過50A之后則會被判斷為相電流不平衡，之后會斷開IvLB，以此來實現(xiàn)對主電路的保護。針對這一故障進行處理首先需要更換故障車ACC電容，在此基礎上開展空級試驗工作。此外，在開展故障處理工作的過程中還要注重明確故障發(fā)生的特點，在此基礎上結(jié)合各類修程開展處理工作，以此來提高故障處理的效率和質(zhì)量，此外還要注重不斷提高地鐵車輛輔助逆變器的性能，從而有效降低故障發(fā)生的可能性。

3 小結(jié)

本文主要分析地鐵車輛在運行的過程中地鐵車輛輔助逆變器存在的故障，在此基礎上分析如何開展地鐵車輛輔助逆變器的故障檢測和處理工作，以此來提高故障處理的效率和質(zhì)量，在這個過程中需要明確故障檢測的具體原理，在此基礎上提出具體的優(yōu)化策略，以此來保證地鐵車輛輔助逆變器運行的穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]蔡鵬飛，鄭樹彬，彭樂樂. 基于EEMD和GA-BP的列車輔助逆變器開路故障診斷研究[J]. 計算機測量與控制，2019，27（7）

[2]雒智奇，張興寶. 西安地鐵2號線車輛牽引及輔助逆變器同時發(fā)生架線低電壓故障的調(diào)查分析[J]. 鐵道機車車輛，2017，37（5）

[3]曾光. 廣州地鐵A7型車輔助逆變器并網(wǎng)異常故障分析與處理[J]. 機電工程技術，2021，50（1）