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1、上海铁道科技2 0 1 1 年第1 期C R H 2 型动车组牵引变流器运用故瞪分析张幼庆上海铁路局上海动车客车段摘要动车组牵亏l 变流器作为牵引传动系统的关键部件，其性能质量直接关系到动率缎的安全正点运行。在动车组运用检修时。必须对牵引变流器发生的故障进行全面的故障分析，记录故障现象，找到排除方法，深入分析原因，制订预防措施，从而减少动车组牵引变流器故障率，提高故障判断处理效率，最终达到提高动车组运用质量的目的。关键词动车组；牵辱l 变流器；故障分析；运用质量。lC R H：型动车组c I 系统原理和主要功能C R H 2 型动车组C I 系统主电路简图见图l。图l主电路简图C R H：动车
2、组牵引变流器(C I)是4 台牵引电机电源的控制设备，由脉冲整流器、中间直流电路、逆变器、真空交流接触器等主电路设备和无触点控制装置、控制电源等控制电路设备和风机等冷却装置构成。1 1 脉冲整流器脉冲整流器由单相3 级P W M 脉冲整流器和交流接触器K 构成，以牵引变压器牵引侧输出A C l5 0 0 v、5 0 H z 为输入。通过无触点控制装置的I P M 选通控制，实现输出直流电压26 0 0 一30 0 0V 定电压控制、牵引变压器原边侧电压电流功率因数l 控制。此外，还可通过无触点控制装置实现保护功能。再生制动时功能为逆变换，以滤波电容器输出D C 30 0 0v 为输入，向牵引变
3、压器侧输出A C l5 0 0V、5 0H z。交流接触器K 控制输入侧主电路接通、断开。1 2 逆变器逆变器部以滤波电容器电压为输入，依据无触点控制装置I P M 选通控制信号，输出电压频率可变的3 相交流电压，以控制4 台并联感应电机的速度扭矩。再生制动时功能为顺变换，以感应电机输出的3 相交流为输入，向滤波电容器侧输出直流电压。感应电机控制选用矢量控制方式，扭矩电流和励磁电流独立控制，以提高扭矩控制精度和响应速度、及电流控制性能。电路构成为与脉冲整流器相同的3 级构成。1 3 中间直流电路(滤波电容器)滤波电容器分割搭载，脉冲整流器电源设备2 台，逆变器电源设备3 台，合计容量8 0 0
4、 0 心。滤波电容器与预备充电电路相连，起动时通过内置充电电阻的充电变压器从辅助电路进行初期充电，以防止K 接通时产生过大的冲击电流。1 4 无触点控制电路(D C U)在交流电传动技术中，传动控制是其核心技术之一。交流传动控制系统(或称传动控制单元，简称D C U(D v eC o n 咖1U n i t)的核心任务是，根据司机指令完成对四象限整流器的实时控制、逆变器暨交流异步牵引电动机的实时控制和粘着控制同时具备完整的故障保护功能、模块级的故障自诊断功能和轻微故障的自复位功能。2C R H：型动车组C I 故障处理实例自2 0 0 7 年4 月1 8 日动车组开行以来，动车组牵引变流器故障
5、时有发生，以下是几起典型的故障案例及相关处理过程。2 0 0 r 7 年8 月1 日，2 0 3 2 A 动车组在自动过分相后，司机提手柄加速时，监控系统报0 2 车牵引变流器故障，故障代码：o Q 5、1 4 1，V C B 自动断开。司机按压操纵台复位按钮，但V C B仍旧不能合上。司机操作停车，并通过远程控制分别把0 2、0 3、0 6 车C I 全部切除，再逐一远程恢复0 3、0 6 车C I。恢复后合v C B 成功，继续运行。运行途中，在0 2 车运行配电盘对变流器进行控制电源复位操作，0 2 车c I 恢复正常。动车组入库后，对C I 数据进行了下载。从下载的故障记录分析，在0
6、2 车高速记录中几乎同时上报了V D L V l S 故障和C N VI P M F o 故障。V D L v l s：由中间直流电压传感器(D cP I)检测到中间直万方数据C R H：型动车组牵引变流器运用故障分析流电压欠压。在20 0 0V 3 的状态下报出，在中间直流电压恢复正常l s 后，自动解除故障状态。C N vI P M F D：由I P M 单元检测到半导体元件状态不一致，1 6 雌后上报，此故障不能自动复位，需人工断合1 0 0 V控制电源才能进行复位。从故障曲线上可以看出，V D L l S 故障很快就消失了，而对于C N vI P M F O 故障，系统是不能自动恢复的
7、，需人工断合l o oV 控制电源才能复位，所以故障状态一直没有消除(见图2)。图2故障记录分析根据这一案例，我们可以得出以下两点经验：(1)车辆信息控制显示器已经清楚指出是0 2 车c I 故障，在跳V c B 且不能通过远程控制复位恢复的情况下，应立即切除0 2 车C I 装置，再合V C B，用3 个动车维持运行。0 2 车C I 故障可回库再做处理。但在实际操作中，在停车复位前，司机未对0 2 车做任何处理，导致C N V I P M F 0 故障始终没有消除，所以V C B 始终合不上，造成被迫停车。(2)停车后，应对0 2 车进行断合1 0 0V 控制电方式进行复位，这样才能消除0
8、 2 车C I 故障。但在实际操作中，司乘人员先后对0 6、0 3、0 2 车C I 进行了远程复位(不是断1 0 0v 控制电)，不仅耽误了时间，而且远程切除只能造成0 2 车C 1 的隔离，使V c B 可以闭合，并不能使0 2 车c I 投入运行(未达到停车复位的真正意图)。直到司乘人员在运行过程中对0 2 车C I进行了1 0 0V 控制电源复位处理后，0 2 车C I 装置才得以投入运行。从2 0 0 7 年6 月1 6 日起，2 0 2 6 A 动车组在运行中多次报c r 7 车牵引变流器故障，时速在2 0 0k m 以上时出现得十分频繁(故障持续时间只几秒钟，但每隔几秒至几十秒报
9、一次)，且可以自动恢复；时速2 0 0 k m 以下出现较少。故障代码0 0 4。鉴于故障出现频繁，为保护设备，司机隔离该车牵引变流器运行。库内在动车组检修模式下查出多次牵引变流器R B F 故障(牵引变流器再生制动失效)，故障代码0 2 9；牵引变流器M D F 故障(牵引变流器牵引不动作)，故障代码0 3 0(见图3)。图3C I 故障记录6 月1 6 日，将0 7 车C I 无触点控制装置内I S O 插件、M P U l 插件、M P u 2 插件与0 6 车的对调，动车组上线运行，故障没有转移，仍隔离0 7 车运行；6 月1 8 日，将0 r 7 车的c I 装置故障记录下载下来，经
10、分析在低速记录及故障履历中有v D 0 v l S、v D O D 2 S、V D T D 等故障的记录，对调0 6、c r 7 车的无触点控制装置，动车组上线运行，故障仍发生在0 7 车，切除0 r 7 车牵引变流器运行；6 月2 0 日，对调0 6、0 7 车C I 装置的D cP I l、D C P T 2，动车组上线运行，故障仍未转移；6 月2 6 日，通过现场检查发现G S l 开关未闭合，故障才得以消除。同年，2 0 2 4 A 和2 0 3 4 A 动车组在高速运行时0 r 7 车的C I报中间电压过高或过低故障，经查均为二级检修之后，未将接地开关G S l 闭合。3C R H：
11、型动车组C I 故障原因分析及处理办法根据动车组牵引变流器故障统计分析，牵引变流器故障的原因主要有两个：程序出现紊乱或器件故障。以下是一些常见的故障处理方法。3 1 途中应急故障处理c R H：型动车组具有较完善的故障诊断、报警和应急处理系统。能对牵引变流器发生的大部分故障进行诊断、记录和报警，并采取相应的保护措施。发生故障时会有故障显示、声音报警、断开交流接触器K 以及断主断路器V C B 等现象。对于动车组运行途中牵引变流器故障报警的，一般通过以下步骤予以解决：(1)按下操纵台复位R s 按钮2 3 次，进行系统小复位。观察牵引变流器故障提示画面，确认牵引变流器故障是否恢复正常。(2)若未
12、恢复，在故障车运行配电盘先断开牵引变流器C I C N 断路器，2 3s 后重新投入，再次确认牵引变流器故障是否恢复正常。(3)若采用了上述两个步骤后还没有解决问题，在运行途中则只有切除相应的动力单元维持运行，等动车组停车后进行大复位，即断电降弓后再重新升弓投入主控制器。3 2 入库诊断及处理在途中，若牵引变流器故障无法恢复，一般都是牵引变流器本身的器件或由于本身器件导致其他器件的故障引起的，则只有切除相应的动力单元或牵引变流器维持运行，待回库后检修。库内检修中，可采用以下方法查找和解决故障：(1)对故障车辆进行检查。如检查车下牵引电机各部状态是否良好；检查0 2 车变流器速度传感器插头，无断
13、线及松动；检查变流器各内部插件板、接触器配线，确认各部分状态良好；检查车上控制柜内牵引变流器控制元件及其配线，确认状态良好。(2)直接在车内监控屏打开牵引变流器信息画面，读取故障详情。或是通过I c 卡下载车载信息系统的动车运行故障万方数据C R H：型动车组牵引变流器运用故障分析信息，包括故障信息、变流器故障追踪等相关项目，输入地面微机进行读取和分析。(3)在牵引变流器无触点控制器内，设定S C P 板上开关，通过L E D 故障查看故障代码。根据故障代码可查出引起这类故障的原因，比如器件异常、脉冲发生器异常、充电不良、门极电源异常等，再进行相应的处理。(4)为分析故障原因，可打开车下牵引变
14、流器底板，找到变流器控制单元，通过s c R 板上的插口，通过8 芯线与笔记本电脑相连接，使用随车带的R F R E A D E R 软件下载有关数据进行分析。3 3 日常检修维护为了防止c R H：型动车组由于牵引变流器冷却滤网脏堵，通风不良，造成牵引变流器内部温度高，发生保护动作。在动车组一级检修中制定了如下预防措施：(1)增加牵引变流器吸气口过滤网的清洗更换频次，由原来的每月一次改为每次一级修时更换；(2)一级修时认真检查热交换器状态，对表面脏物进行清除；(3)一级修时对排风口进行检查，彻底清除异物。此外，在动车组专项修时，还应对牵引变流器进行检查和清洁，内容包括：认真确认各部外观状态良
15、好，悬挂部件安装状态良好，固定螺栓防松标记清晰、无松动：认真检查各配线管路无损伤、碰磨、变色，接线紧固；检查过程中注意保护光纤线路和各端子，避免磕碰、损坏。4 结论动车组开行这几年来，经过技术人员及机械师的不断努力，牵引变流器的途中应急故障处理能力和入库后的故障诊断处理能力已经得到了很大提高。通过C I 故障代码找到起保护点，推断可能原因并检查对应部件已成为C I 故障诊断的关键。如果能够继续不断总结经验，全面掌握c R H 2 型动车组牵引变流器故障识别、诊断、处理技术，制订日常检修维护方案，就可以在减少动车组牵引变流器故障率的同时提高故障判断处理的效率，最终达到提高动车组运用质量的目的。参
16、考文献【l J 铁道科学研究院时速2 5 0 公里动车组综合试验总报告【R】北京：铁道科学研究院2 0 0 7【2 1 张崇巍张兴P w M 整流器及其控制f M 埘C 京：机械工业出版社，2 0 0 3 f 3 l 熊健，张凯，陈坚P w M 整流器的控制器工程化设计方法L 玎电工电能新技术，2 0 0 2，2 l(3)：4 4-4 8 6 9【4】南车四方机车车辆股份有限公司时速2 0 0 公里动车组总体技术规划书【Z 1 2 0 0 5【5】西南交通大学时速2 0 0 公里动车组车辆动力学计算报告【R】成都：西南交通大学。2 0 0 6 责任编辑：宋飞来稿时间：2 0 l o-1 2 2
17、 8(上接第8 2 页)平台，收发人员以及检定人员可以在自己的电脑上完成计量器具收、检、发的信息管理工作，并能自动完成对计量器具的报表统计工作。该系统具有以下特点：(1)收发人员可将送检仪器的完整信息登记至系统，让系统数据库保存信息，代替原本纸质台账。(2)各实验室检定人员检定完毕后可将信息录入系统，代替原本e x c e l 检定信息表格。(3)后台管理员可以通过系统了解各实验室检定人员的工作进度，并可以进一步了解计量器具的检定情况，实现了网络跟踪办公。(4)该系统能准确统计出各时段计量器具的送检、完成以及收费情况，并可自动生成e x e c l 表格，并能对送检单位、仪器名称自动分类统计。
18、5 2 应用效果通过使用，该系统在操作方面的新意：送检单位填写时有模糊联想功能以及大幅度减少输入工作；使用中，我们感到该系统不仅解决了以往纸制单据易流失且不易统计数据的问题，而且提高了工作效率。特别是系统在应对突发情况时，软件维护可及时到位。6 结束语计量器具管理系统的投入使用，进一步加强了全局计量工作的管理，实现了计量器具管理工作的网络化和自动化。该系统能够进行各种数据查询、统计，自动生成计量器具检定计划和报表；进行计量器具收发管理、检定与校准等，解决了计量器具文本台账人工更新不及时等问题，降低了计量人员的劳动量，大大提高了工作效率。责任编辑：王华来稿日期：2 0 l l-0 1 埘万方数据
19、CRH2型动车组牵引变流器运用故障分析CRH2型动车组牵引变流器运用故障分析作者：张幼庆作者单位：上海铁路局上海动车客车段刊名：上海铁道科技英文刊名：SHANGHAI RAILWAY SCIENCE&TECHNOLOGY年，卷(期)：2011(1)参考文献(5条)参考文献(5条)1.铁道科学研究院 时速250公里动车组综合试验总报告 20072.张崇巍;张兴 PWM整流器及其控制 20033.熊健;张凯;陈坚 PWM整流器的控制器工程化设计方法期刊论文-电工电能新技术 2002(03)4.南车四方机车车辆股份有限公司 时速200公里动车组总体技术规划书 20055.西南交通大学 时速200公里
20、动车组车辆动力学计算报告 2006 本文读者也读过(10条)本文读者也读过(10条)1.顾耀君 AC02型列车辅助逆变器三相交流输出过压监控故障分析会议论文-20062.周京华.姚兰亚.刘辉臣.李正熙 三电平大功率变频器故障诊断方法研究会议论文-20093.陈文芳.Chen Wenfang CRH2动车组运用故障分析及对策期刊论文-铁道技术监督2007,35(8)4.李辉.滕锦芬.徐丽.喻冲.LI Hui.TENG Jing-fen.XU Li.YU Chong 一种基于UC2875的动车蓄电池软开关充电电源期刊论文-大功率变流技术2011(1)5.王潇芹.梅元贵.许建林.WANG Xiao-
21、qin.MEI Yuan-gui.XU Jian-lin 基于Pro/E的CRH3动车组三维设计期刊论文-兰州交通大学学报2010,29(6)6.姜东杰.王师昂.JIANG Dong-jie.WANG Shi-ang CRH3型高速动车组牵引变压器励磁涌流仿真研究期刊论文-机车电传动2011(1)7.黄志平.赵红卫.朱广超.张顺广.李宇.HUANG Zhi-ping.ZHAO Hong-wei.ZHU Guang-chao.ZHANG Shun-guang.LIYu 高速动车组远程数据传输系统的研究与实现期刊论文-铁道机车车辆2011,31(1)8.孙靖 CRH2型动车组牵引变流器的故障处理期刊论文-铁道机车车辆2009,29(6)9.朱帼蓉 CRH3高速动车组交流传动系统分析期刊论文-上海铁道科技2010(1)10.李玉超.田永洙.高沁翔.LI Yu-chao.TIAN Yong-zhu.GAO Qin-xiang 基于小波分析的牵引变流器故障诊断技术研究期刊论文-电力机车与城轨车辆2007,30(1)本文链接：http:/