何虹麗

摘要：地鐵車輛牽引系統(tǒng)的正常工作在很大程度上受到預(yù)充電回路的影響，預(yù)充電回路在工作過程中不可避免的會出現(xiàn)故障，其故障會阻礙地鐵車輛的正常運(yùn)行。本文分析了預(yù)充電回路的作用、工作原理，闡述了地鐵車輛牽引系統(tǒng)預(yù)充電回路的常見故障，并提出了相應(yīng)的解決措施，以期為地鐵車輛牽引系統(tǒng)預(yù)充電回路的故障處理提供幫助。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛；預(yù)充電回路；常見故障；處理措施；工作原理

1預(yù)充電回路的工作原理

車輛直-交主回路是地鐵車輛牽引傳動系統(tǒng)常用的回路，列車受電弓從接觸網(wǎng)受流，通過高速斷路器之后，將1500V直流電送入VVVF牽引逆變器。VVVF牽引逆變器采用PWM脈寬調(diào)制模式，將1500V直流電逆變成頻率、電壓可調(diào)（VVVF）的三相交流電。牽引箱內(nèi)部存在部分電解電容，這些電解電容在剛通電時需要充電一段時間，其通電瞬間的狀態(tài)與直流母線短路的狀態(tài)相當(dāng)。因此，為了避免電解電容通電瞬間對整流橋、直流母線及電解電容本身造成傷害，必須采取限流措施。目前得到廣泛應(yīng)用的限流措施是在充電之初，在充電電路中串入預(yù)充電電阻，減小電解電容充電電流，避免電解電容充電瞬間產(chǎn)生大量熱量對主回路設(shè)備造成損害。串入預(yù)充電電阻這一限流方案切實(shí)有效，因此在全國各地的地鐵車輛主回路中得到了廣泛的應(yīng)用。例如，廣州地鐵的二號線、三號線、五號線車輛都采用這一方案保護(hù)回路設(shè)備。圖1是某地鐵公司車輛逆變器預(yù)充電回路的示意圖。

2地鐵車輛逆變器預(yù)充電回路常見故障

2.1電阻燒壞

電阻燒壞是地鐵車輛逆變器預(yù)充電回路的一個常見故障，電阻燒壞的主要直觀表現(xiàn)就是電阻表面出現(xiàn)脫落情況，且電阻絲被燒斷。萬用表可以用來測量電阻的電阻值，一般情況下，利用萬用表的歐姆檔測量預(yù)充電電阻時得到電阻值在三十三歐姆左右。但在電阻損壞的情況下，萬用表歐姆檔的測量得到的電阻值是無窮大。為此，可以用萬用表檢測電阻是否被損壞。此外，預(yù)充電電阻的表面都會涂上綠色的絕緣材料，在長時間發(fā)熱的情況下絕緣絕緣層會開裂，出現(xiàn)很多裂紋，甚至直接脫落。此現(xiàn)象也可以作為電阻是否被損壞的判斷依據(jù)。如果預(yù)充電電阻的燒壞頻率較高，則可以增大電阻阻值或者瓦數(shù)。圖2是正常的預(yù)充電電阻與燒壞的電阻的對比圖，左邊為正常電阻，右邊為被燒壞的電阻。可以直接觀察到，燒壞的電阻表面出現(xiàn)了絕緣層脫落現(xiàn)象，存在許多裂紋，且電阻絲已經(jīng)被燒斷。

2.2刀熔開關(guān)控制器故障

在正常情況下，光纖指示燈是綠色的，但當(dāng)光纖處于故障狀態(tài)時，指示燈會變成橘黃色，提醒工作人員進(jìn)行檢查維修。刀熔開關(guān)控制器故障是預(yù)充電回路的常見故障之一，此類故障的主要原因是控制器光纖沒有插好，以及控制器在長期運(yùn)行后推擠灰塵，造成通信中斷。刀熔開關(guān)合閘輔助觸點(diǎn)合閘后應(yīng)閉合，若合閘觸點(diǎn)在刀熔開關(guān)工作過程中出現(xiàn)過損壞，則采用備用輔助觸點(diǎn)。目前都采用的是輔助觸點(diǎn)合并使用的方式，這種方式能降低輔助觸點(diǎn)的故障率。

2.3內(nèi)部電源板塊故障

地鐵車輛逆變器預(yù)充電回路的常見故障除了電阻燒壞、刀熔開關(guān)控制器故障外，還包括逆變模塊內(nèi)部電源板故障。在逆變器前面有一個電源指示燈，這個指示燈可以反映逆變模塊內(nèi)部電源的工作狀態(tài)，工作人員可以根據(jù)指示燈了解逆變器內(nèi)部是否出現(xiàn)故障。當(dāng)指示燈為綠色時，表示逆變器內(nèi)部電源正常，當(dāng)指示燈變?yōu)殚冱S色時，則表示逆變器內(nèi)部電源出現(xiàn)故障，若指示燈不亮，則表示充電過程尚未完成，或是電源板損壞。當(dāng)逆變器出現(xiàn)故障時，工作人員應(yīng)首先采用觀察法排除故障，若未觀察到明顯的炸痕，再測量逆變器電源板上的保險絲，確定保險絲是否熔斷。

3地鐵車輛逆變器預(yù)充電回路故障處理措施

3.1用DSU整流單元充電

在逆變器的檢修及保養(yǎng)過程中，為了保證工作人員的安全，會對其進(jìn)行放電處理，之后預(yù)充電回路應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)完成充電。若需要更換逆變器或者進(jìn)行停電作業(yè)，則應(yīng)先斷開逆變器的刀熔開關(guān)。這使得刀熔開關(guān)在下一次的送電工作需靠自身與回路充電進(jìn)行預(yù)充電，長此以往，容易導(dǎo)致充電電阻發(fā)熱老化，需要經(jīng)常更換。利用DSU整流單元對逆變器進(jìn)行充電可以很好的解決這一問題。

3.2刀熔開關(guān)手動合閘

當(dāng)確定故障為刀熔開關(guān)合閘線圈壞了，或是充電電阻壞了，可以采用手動合閘的方法。以免花費(fèi)數(shù)小時的時間更換備件對車間生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。刀熔開關(guān)的手動合閘過程如下：用螺絲刀將合閘連桿向上頂，給傳動柜送電開機(jī)。手動合閘是權(quán)宜之計，在逆變器停機(jī)后應(yīng)拆開維修，徹底解決故障。

3.3改變故障排查順序

總結(jié)故障處理經(jīng)驗可以制定科學(xué)合理的故障排查順序，從而節(jié)約維修時間。在逆變器預(yù)充電回路出現(xiàn)故障時，可根據(jù)下文的順序進(jìn)行故障排查：一，充電回路保險，逆變器直流母線輸入保險：二，充電電阻；三，光纖插頭；四，刀熔開關(guān)控制器；五，刀熔開關(guān)輔助觸點(diǎn)、合閘線圈；六，內(nèi)部電源板。

4小結(jié)

改變傳統(tǒng)的停送電作業(yè)可以避免逆變器充電回路頻繁工作，從而延長充電電阻的使用壽命，減少刀熔開關(guān)的觸點(diǎn)磨損，降低停機(jī)幾率，降低維修成本。制定、優(yōu)化逆變器預(yù)充電回路檢修順序可以在最短時間內(nèi)明確故障，滿足開機(jī)條件，使生產(chǎn)連續(xù)進(jìn)行，在大停機(jī)時再維修。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜保軍，安群濤，路梅等.三相電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)逆變器故障補(bǔ)救與容錯策略[J].電氣傳動，2015，45（5）：3-10.

[2]謝海丹.地鐵車輛輔助逆變器故障問題的分析及討論[J].科學(xué)與信息化，2017，（22）：143-144.