地鐵車輛逆變器預充電回路故障處理

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充電回路的影響，預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行。本文分析了預充電回路的作用、工作原理，闡述了地鐵車輛牽引系統(tǒng)預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)預充電回路的故障處理提供幫助。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛；預充電回路；常見故障；處理措施；工作原理

1預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。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。串入預充電電阻這一限流方案切實有效，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回路設(shè)備。圖1是某地鐵公司車輛逆變器預充電回路的示意圖。

2地鐵車輛逆變器預充電回路常見故障

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?？梢灾苯佑^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，提醒工作人員進行檢查維修。刀熔開關(guān)控制器故障是預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行后推擠灰塵，造成通信中斷。刀熔開關(guān)合閘輔助觸點合閘后應(yīng)閉合，若合閘觸點在刀熔開關(guān)工作過程中出現(xiàn)過損壞，則采用備用輔助觸點。目前都采用的是輔助觸點合并使用的方式，這種方式能降低輔助觸點的故障率。

2.3內(nèi)部電源板塊故障

地鐵車輛逆變器預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。當指示燈為綠色時，表示逆變器內(nèi)部電源正常，當指示燈變?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，會對其進行放電處理，之后預充電回路應(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行預充電，長此以往，容易導致充電電阻發(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。以免花費數(shù)小時的時間更換備件對車間生產(chǎn)造成嚴重影響。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。手動合閘是權(quán)宜之計，在逆變器停機后應(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)驗可以制定科學合理的故障排查順序，從而節(jié)約維修時間。在逆變器預充電回路出現(xiàn)故障時，可根據(jù)下文的順序進行故障排查：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、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)的觸點磨損，降低停機幾率，降低維修成本。制定、優(yōu)化逆變器預充電回路檢修順序可以在最短時間內(nèi)明確故障，滿足開機條件，使生產(chǎn)連續(xù)進行，在大停機時再維修。

參考文獻：

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