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        地鐵車輛逆變器預(yù)充電回路故障處理

        2018-10-21 09:35:40何虹麗
        科技信息·中旬刊 2018年9期
        關(guān)鍵詞:電解電容預(yù)充電指示燈

        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。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(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??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(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(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(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(yù)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(yù)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(yù)充電回路檢修順序可以在最短時間內(nèi)明確故障,滿足開機條件,使生產(chǎn)連續(xù)進行,在大停機時再維修。

        參考文獻:

        [1]姜保軍,安群濤,路梅等.三相電機驅(qū)動系統(tǒng)逆變器故障補救與容錯策略[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].科學與信息化,2017,(22):143-144.

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