地鐵車輛輔助逆變器工作原理及典型故障淺述

夏浩

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及社會(huì)的進(jìn)步，地鐵已經(jīng)成為我國(guó)城市軌道交通系統(tǒng)中的一項(xiàng)重要構(gòu)成部分，并且地鐵車輛中所必備的一種電源，也就是地鐵輔助逆變器來(lái)說(shuō)，主要是負(fù)責(zé)空調(diào)、水泵、照明等負(fù)載提供更為穩(wěn)定的交流電。除此之外，地鐵輔助逆變系統(tǒng)也是整個(gè)地鐵車輛上最不可缺少的關(guān)鍵電氣部件，還可以進(jìn)一步負(fù)責(zé)車輛空調(diào)、電熱采暖、照明、空氣壓縮機(jī)、各個(gè)系統(tǒng)之間的電路控制以及對(duì)列車監(jiān)視系統(tǒng)以及車載信號(hào)等提供更為穩(wěn)定的電源。

【關(guān)鍵詞】地鐵車輛輔助逆變器;工作原理以及典型故障分析;整改措施

對(duì)于當(dāng)前地鐵輔助逆變器來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)主要是采取并聯(lián)模式的方式來(lái)為列車具體提供相應(yīng)的電源，并且以此來(lái)確保列車在運(yùn)行過(guò)程中整車空調(diào)、制動(dòng)空壓機(jī)、應(yīng)急電源以及電暖風(fēng)等設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中可以保持正常。除此之外，還可以有效的提高系統(tǒng)的容量，從而增加系統(tǒng)的冗余性。現(xiàn)階段，我國(guó)地鐵列車正在進(jìn)行深入研究，并且采取措施來(lái)不斷提高地鐵的運(yùn)行效率，還需要符合社會(huì)節(jié)能減排的目標(biāo)，從而就會(huì)選擇變頻空調(diào)以及單相整流設(shè)備等進(jìn)行具體應(yīng)用。

一、地鐵輔助逆變器工作原理

當(dāng)前，分散式供電以及集中式供電是當(dāng)前輔助逆變器的兩種主要供電方式。主要是在地鐵線路的輔助供電系統(tǒng)上安裝相應(yīng)的SIV，但是此時(shí)所使用的主要是集中式的供電。在這種情況下，系統(tǒng)裝置還會(huì)包含DC-DC斬波裝置、輔助逆變器兩個(gè)以及整流裝置。而集中式類型還需要采取輔助逆變器電源為SPWM的調(diào)制輔助逆變電源的方式來(lái)進(jìn)行下一步的工作。相反，對(duì)于分散式方式則更多會(huì)采取十二脈沖輔助逆變電源的方式來(lái)確保地鐵運(yùn)行過(guò)程中系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)系統(tǒng)所整體需要的電路較為簡(jiǎn)單、元件較少的情況下時(shí)，就可以進(jìn)一步采取SPWM調(diào)制的輔助逆變電源結(jié)構(gòu)。但是，當(dāng)前系統(tǒng)則主要包括三相逆變橋、LC濾波器以及相應(yīng)處處隔離變壓器幾個(gè)部分。在具體使用過(guò)程中，可以利用APWN調(diào)制，并且相應(yīng)配合LC濾波器所具有的功能，這樣就可以有效的實(shí)現(xiàn)包含較少諧波分量的電壓。而對(duì)于十二階梯波所合成的逆變電源而言，主要是采取DY和DZ形變壓器相對(duì)應(yīng)的T1和T2所組成。而對(duì)于子逆變器所對(duì)應(yīng)的第一二組主要就會(huì)包含PWM脈沖以及滯后相對(duì)30度的同一PWM脈沖調(diào)制。對(duì)于傳統(tǒng)的三相十二階梯波所合成的逆變器則大多會(huì)使用一百八十度的導(dǎo)通方式，并且相對(duì)應(yīng)所輸出的電壓也會(huì)利用移項(xiàng)調(diào)壓技術(shù)的變化來(lái)具體分析所具有的缺陷。對(duì)于單邊脈寬調(diào)制而言，還可以采取更加有效的方式來(lái)解決因使用脈寬調(diào)制而產(chǎn)生的諧波含量較大的問(wèn)題。

二、地鐵車輛輔助逆變器典型故障以及整改措施

2.1逆變器過(guò)電流

當(dāng)逆變器過(guò)電流時(shí)，主要的檢測(cè)條件以及故障發(fā)生的情況可以根據(jù)以下情況進(jìn)行判斷：當(dāng)SIV電源裝置在工作或者是在啟動(dòng)的過(guò)程中，就可以通過(guò)控制單元來(lái)對(duì)電流傳感器形成實(shí)時(shí)檢測(cè)，并且還可以檢測(cè)逆變器的輸出電流值。當(dāng)所檢測(cè)的數(shù)值高于550A時(shí)，就說(shuō)明逆變器過(guò)電流，就需要及時(shí)斷開(kāi)lvLB以及l(fā)vHB，從而更加有效的保護(hù)主電路。造成這一故障有多種原因，還需要進(jìn)行相應(yīng)的整體和歸納，從而明確調(diào)查思路。這一問(wèn)題主要可以通過(guò)以下措施進(jìn)行解決：首先，可以具體結(jié)合HK壽命周期，對(duì)組織進(jìn)行提前更換，并且運(yùn)用單位還需要對(duì)備件的庫(kù)存進(jìn)行統(tǒng)籌;其次，還需要借助HK檢驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)臺(tái)，從而對(duì)影響設(shè)備的使用壽命進(jìn)行逐個(gè)分析，為后續(xù)的采購(gòu)提供依據(jù)。

2.2逆變器溫度過(guò)高

當(dāng)逆變器溫度較高時(shí)，那么相應(yīng)的檢測(cè)條件以及故障發(fā)生時(shí)的判斷標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)發(fā)生變化，也就是說(shuō)SIV內(nèi)IGBT周圍的熱敏電阻檢測(cè)的數(shù)值高于八十五度時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)判斷為動(dòng)力單元溫度出現(xiàn)上升的情況，就會(huì)出現(xiàn)動(dòng)力單元溫度上升異常的問(wèn)題。在之后正線運(yùn)營(yíng)中如果這類型故障出現(xiàn)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)復(fù)位，那么SIV就需要重新啟動(dòng)，過(guò)六十秒后就會(huì)發(fā)生此故障，那么還需要按壓相應(yīng)的復(fù)位開(kāi)關(guān)進(jìn)行復(fù)位操作。THDI故障原因較為復(fù)雜，主要包含以下幾個(gè)方面：首先，可能是因?yàn)榄h(huán)境因素所導(dǎo)致的過(guò)溫情況，并且不能恢復(fù);其次，相關(guān)軟件存在異常，那么故障出現(xiàn)后就很難再次啟動(dòng);再次，微機(jī)出現(xiàn)異常導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行;最后，溫度采樣硬件設(shè)備電路出現(xiàn)異常，從而產(chǎn)生了過(guò)溫的狀態(tài)。對(duì)于這一問(wèn)題來(lái)說(shuō)，也需要采取相應(yīng)的整改措施。如果通過(guò)修改軟件來(lái)解決存在的漏洞，就需要手動(dòng)復(fù)位，并且還需要確保輔助變流器可以正常啟動(dòng)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在時(shí)代不斷發(fā)展的背景下，對(duì)地鐵車輛輔助逆變器的認(rèn)識(shí)在不斷深入，并且對(duì)其中存在的問(wèn)題也在進(jìn)行深入的研究，主要從系統(tǒng)組成的角度來(lái)進(jìn)行分析，從而找到更加具有針對(duì)性的問(wèn)題解決策略。但是，由于這一系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，并且兩群間又存在相互牽制的現(xiàn)狀，因此就會(huì)大大增加出現(xiàn)故障的幾率。因此，就會(huì)要求相關(guān)工作人員在日常運(yùn)營(yíng)以及檢修維護(hù)過(guò)程中多次使用單群控制系統(tǒng)，避免使用多群控制系統(tǒng)，從而確保列車運(yùn)行時(shí)的安全性和平穩(wěn)性。

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