王會(huì)發(fā),王清永

(天津市地下鐵道運(yùn)營(yíng)有限公司 設(shè)備保障部,天津300222)

天津地鐵1號(hào)線電動(dòng)客車制動(dòng)系統(tǒng)采用的是克諾爾公司提供的KBGM-P空氣制動(dòng)控制裝置。該制動(dòng)系統(tǒng)由空氣供給部分、制動(dòng)控制部分、執(zhí)行部分3個(gè)主要部分組成,具有常用制動(dòng)、緊急制動(dòng)、保持制動(dòng)、停放制動(dòng)及防滑保護(hù)功能。常用制動(dòng)采用電空混合制動(dòng),優(yōu)先電制動(dòng),電制動(dòng)力不足時(shí)空氣制動(dòng)補(bǔ)足。

1 EB02B電路板介紹

KBGM系統(tǒng)中的EB02B是EBCU的內(nèi)部控制電路板,它通過光電耦合器將外部高壓110 V的直流信號(hào),轉(zhuǎn)換成處理器能識(shí)別的低壓二進(jìn)制信號(hào)。電路通過導(dǎo)通斷開光電耦合器的發(fā)光二極管來控制內(nèi)部電路的通斷。

EB02B電路板有16個(gè)與光電耦合器的電流相分離的二進(jìn)制的輸入端,和4個(gè)與光電耦合器的電流相分離的頻率輸入端或二進(jìn)制輸入端。圖1為電路板輸入的部分電路。

2 EB02B電路板故障現(xiàn)象

天津地鐵1號(hào)線在實(shí)際的運(yùn)營(yíng)過程中車輛出現(xiàn)制動(dòng)不緩解現(xiàn)象,通過對(duì)故障現(xiàn)象分析得知,制動(dòng)缸壓力開關(guān)信號(hào)在經(jīng)過EB02B電路板后發(fā)生邏輯錯(cuò)誤,即車輛實(shí)際為緩解狀態(tài),而車輛總線上獲取的信息為制動(dòng)未緩解。通過上述分析,初步判斷為EB02B電路板存在故障,經(jīng)過拆解檢查,發(fā)現(xiàn)EB02B電路板燒毀。

3 EB02B電路板故障及分析

通過對(duì)電路板認(rèn)真分析,發(fā)現(xiàn)故障處為圖1中對(duì)應(yīng)D18、Z18進(jìn)線部分,外部信號(hào)源為兩個(gè)轉(zhuǎn)向架的B09壓力開關(guān)開閉狀態(tài),即車輛的制動(dòng)和緩解狀態(tài)。由于車輛的制動(dòng)和緩解狀態(tài)切換頻繁,可能在B09壓力開關(guān)閉合瞬間外部電路給D18、Z18的110 V電信號(hào)存在瞬時(shí)過壓(直流開關(guān)在閉合時(shí)觸點(diǎn)的瞬間接觸會(huì)產(chǎn)生峰值電壓),對(duì)電路板產(chǎn)生沖擊從而導(dǎo)致電路板故障。

利用示波器對(duì)Z18、D18進(jìn)線(242.1和242.2)進(jìn)行的電壓監(jiān)測(cè)。列車在制動(dòng)時(shí),即壓力開關(guān)閉合的瞬間存在不同的過壓現(xiàn)象,圖2、圖3所示A1車和A2車隨機(jī)兩次施加制動(dòng)時(shí)監(jiān)測(cè)到的Z18、D18進(jìn)線的電壓波形。表1為A1、A2車連續(xù)3次施加制動(dòng)時(shí)測(cè)得Z18、D18進(jìn)線的最高電壓值及時(shí)間長(zhǎng)。

多次的試驗(yàn)分析看出EB02B電路板的Z18、D18進(jìn)線電壓長(zhǎng)期存在時(shí)間長(zhǎng)約1 ms,電壓在170 V左右的瞬間高壓。

圖1 電路板輸入電路

圖2 A1車施加制動(dòng)Z18,D18進(jìn)線電壓波形圖

圖3 A2車施加制動(dòng)Z18,D18進(jìn)線電壓波形圖

表1 A1、A2車連續(xù)3次施加制動(dòng)時(shí)測(cè)得Z18、D18進(jìn)線的最高電壓值及時(shí)間長(zhǎng)

4 解決措施

經(jīng)過多次試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)一種簡(jiǎn)單有效的過壓保護(hù)方法,即采用RC保護(hù)電路,在電路板進(jìn)線前段并聯(lián)一個(gè)電容,同時(shí)串聯(lián)一個(gè)合適的電阻。經(jīng)計(jì)算和試驗(yàn)并聯(lián)104電容、串聯(lián)300 Ω的電阻能有效地起到穩(wěn)壓并且不影響正常使用,具體試驗(yàn)過程如下所述:

(1)試驗(yàn)電路如圖4所示,在EB02B電路板Z18、D18進(jìn)線并聯(lián)一個(gè)104電容,同時(shí)串聯(lián)一個(gè)電阻值300 Ω的電阻,功率為2～3 W。電阻連接方式為一端用冷壓接線方法與242線連接,然后用熱縮管塑封保護(hù),另一端接242線原來所接端子排上。

(2)對(duì)A1車未加保護(hù)電阻時(shí)進(jìn)行電路板Z18、D18進(jìn)線電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè),在制動(dòng)施加時(shí)電壓波形圖如圖5所示,連續(xù)試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

(3)對(duì)A1車EB02B電路板的Z18、D18進(jìn)線串聯(lián)300 Ω的電阻并進(jìn)行行車試驗(yàn),監(jiān)測(cè)到的Z18、D18進(jìn)線電壓波形如圖6所示。通過連續(xù)的制動(dòng)施壓試驗(yàn),運(yùn)行1 h,所檢測(cè)的最高電壓、穩(wěn)定電壓如表3所示。

在采用RC電路保護(hù)后可以避免Z18、D18進(jìn)線電壓沖擊現(xiàn)象,有效的保護(hù)了電路板,這在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過程中也得到了體現(xiàn)。

圖4 試驗(yàn)電路

圖5 未加保護(hù)電阻進(jìn)行監(jiān)測(cè)

圖6 RC電路保護(hù)后進(jìn)行監(jiān)測(cè)

表2 未加保護(hù)電阻進(jìn)行監(jiān)測(cè)

表3 RC電路保護(hù)后進(jìn)行監(jiān)測(cè)

5 結(jié)束語

KBGM系統(tǒng)中的 EB02B電路板經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的短時(shí)高壓沖擊導(dǎo)致燒毀,可能會(huì)影響運(yùn)營(yíng)安全。通過計(jì)算和試驗(yàn),采用RC電路起到穩(wěn)壓和濾波的作用,解決了電壓沖擊的問題,保障了運(yùn)營(yíng)安全。

[1] 長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司.天津地鐵1號(hào)線車輛運(yùn)營(yíng)、維護(hù)和修理手冊(cè)[Z].2005.