蘇先文

摘要：蘇州3號(hào)線電客車0304車在正線運(yùn)營期間，發(fā)生多次MP1車一位端常用制動(dòng)顯黃后恢復(fù)的故障，查看TCMS系統(tǒng)DDU屏故障記錄報(bào)“2車轉(zhuǎn)向架1制動(dòng)閥小故障”，“2車轉(zhuǎn)向架1速度傳感器故障”，查看制動(dòng)軟件報(bào)“速度傳感器1干擾故障”。針對(duì)此故障分別從受干擾部件、干擾源及干擾路徑三個(gè)方面對(duì)該車進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，找出干擾產(chǎn)生的原因并提出處理措施。

關(guān)鍵詞：速度傳感器;信號(hào)干擾;接地;牽引逆變器

1 概述

蘇州3號(hào)線電客車制動(dòng)系統(tǒng)控制系統(tǒng)采用的是德國克諾爾研發(fā)生產(chǎn)的EP2002制動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)為的核心部件為EP2002閥，負(fù)責(zé)空氣制動(dòng)系統(tǒng)的控制、監(jiān)控及車輛控制系統(tǒng)的通信。EP2002制動(dòng)控制系統(tǒng)采用架控式即一個(gè)EP2002閥控制1個(gè)轉(zhuǎn)向架，當(dāng)一個(gè)EP2002閥故障時(shí)，只有1個(gè)轉(zhuǎn)向架的制動(dòng)失效，會(huì)減少對(duì)車輛產(chǎn)生的影響。3號(hào)線電客車EP2002閥控制系統(tǒng)主要有網(wǎng)關(guān)閥、智能閥、輔助氣路控制面板及其他輔助部件組成。

制動(dòng)系統(tǒng)速度傳感器是制動(dòng)控制系統(tǒng)的重要組成部件。3號(hào)線電客車每根車軸一側(cè)軸箱內(nèi)安裝有一根速度傳感器。每個(gè)車軸的速度傳感器通過連接電纜將速度脈沖信號(hào)傳輸?shù)皆撧D(zhuǎn)向架的EP2002閥中，EP閥對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理并根據(jù)制動(dòng)控制邏輯進(jìn)行相應(yīng)的列車制動(dòng)控制。

本文主要闡述單個(gè)轉(zhuǎn)向架制動(dòng)速度傳感器收到干擾的的情況進(jìn)行分析，尋找干擾源及干擾路徑并提出消除干擾的措施，同時(shí)探討單個(gè)轉(zhuǎn)向架速度傳感器受干擾對(duì)制動(dòng)控制系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。

2 制動(dòng)速度傳感器工作原理

脈沖發(fā)送器FS01A是用于無接觸測(cè)量永磁性齒輪（凸極轉(zhuǎn)子）轉(zhuǎn)數(shù)的傳感器，并以此測(cè)量軌道車輛中軸的轉(zhuǎn)數(shù)（車輛速度）。該制動(dòng)速度傳感器為霍爾傳感器，霍爾傳感器其原理是檢測(cè)霍爾元件的電磁場(chǎng)強(qiáng)度，在齒輪不同位置，通過霍爾元件的磁場(chǎng)強(qiáng)度不同，觸發(fā)產(chǎn)生方波信號(hào)。EP閥直接采集制動(dòng)速度傳感器信息，當(dāng)EP閥采集方波異常將報(bào)出故障信息上傳TCMS。

2.1傳感器技術(shù)特征

傳感器FS01A特征：

（1）通過永磁性凸極轉(zhuǎn)子和差動(dòng)霍耳傳感器無接觸地測(cè)量輪對(duì)轉(zhuǎn)數(shù);（2）通過法蘭固定在軸的軸承箱上，方便、穩(wěn)定;（3）電子裝置抗極性反接、抗短路。

2.2傳感器結(jié)構(gòu)

FS01A傳感器主要由一個(gè)磁性預(yù)加電壓磁阻元件和一個(gè)接在后面的電子放大器（密封地安裝在一個(gè)鋁制外殼內(nèi)）組成。特制電纜可很好地避免機(jī)械損傷，且敷設(shè)簡便、安全。

2.3傳感器工作方式

在已安裝狀態(tài)下，F(xiàn)S01A傳感器掃描一個(gè)旋轉(zhuǎn)的永磁性凸極轉(zhuǎn)子，該凸極轉(zhuǎn)子的齒形和齒槽具有預(yù)定的幾何形狀。磁流改變時(shí)，差動(dòng)霍耳傳感器中的電壓會(huì)改變。傳感器集成電路將磁場(chǎng)的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。傳感器集成電路的輸出端將電源接通或關(guān)斷。（1）電源“接通”表示高平;（2）電源“關(guān)斷”表示低平;由單位時(shí)間中的脈沖數(shù)可獲得軸的轉(zhuǎn)數(shù)（車輛速度）。在靜止?fàn)顟B(tài)下輸出端為“高平”或“低平”。

3速度傳感器受干擾情況描述

蘇州地鐵3號(hào)線0304車，在運(yùn)營中多次發(fā)生MP1車第一個(gè)常用制動(dòng)顯黃故障。回庫查看故障消失，查看制動(dòng)系統(tǒng)故障報(bào)：速度傳感器1干擾故障，查看速度傳感器連接器無明顯縮針，測(cè)量速傳對(duì)地阻值無異常，檢查EP閥采集速度信號(hào)的針子的屏蔽層的通斷無異常;后將故障位置速度傳感器與其它列車同位置傳感器對(duì)換，上試車線測(cè)試故障復(fù)現(xiàn)?？紤]到該處EP閥采集速度傳感器信號(hào)，更換該速度傳感器連接EP閥，上試車線測(cè)試故障依舊發(fā)生。從線纜受干擾方面考慮將該速度傳感器到EP閥的連接線進(jìn)行重新布線，故障仍然發(fā)生，排除速度傳感器連接線纜干擾。

在試車線嘗試切除MP1車牽引逆變器后測(cè)試，多次測(cè)試故障未再復(fù)現(xiàn)，采集MP1車一位端轉(zhuǎn)向架速度傳感器信號(hào)未發(fā)現(xiàn)異常，證明在切除MP1車牽引逆變器后該速度傳感器信號(hào)未受到干擾。

4制動(dòng)速度傳感器試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

針對(duì)0304車MP1速度傳感器受干擾情況在試車線測(cè)試采集速度傳感器數(shù)據(jù)。采集MP1車轉(zhuǎn)向架1、軸1速度傳感器信號(hào)數(shù)據(jù)如下：

（1）緊急制動(dòng)軸速（15km/h）

當(dāng)列車15km/h初速度施加緊急制動(dòng)時(shí)，停車后2～3s軸速無突變，軸1速度傳感器無干擾信號(hào)，如圖1所示;

（2）常用制動(dòng)軸速（15km/）

當(dāng)列車15km/h初速度施加常用制動(dòng)時(shí)，停車后2～3s后，軸1速度傳感器有干擾信號(hào)發(fā)生，如圖2所示;

（3）快速制動(dòng)軸速（15km/）

當(dāng)列車15km/h初速度施加快速制動(dòng)時(shí)，停車后2～3s后，軸1速度傳感器有干擾信號(hào)發(fā)生，如圖3所示;

（4）切除MP1車牽引逆變器（15km/h）快速制動(dòng)

當(dāng)列車切除MP1車牽引逆變器后以15km/h初速度施加快速制動(dòng)時(shí)，停車后2～3s后，軸1速度傳感器無干擾信號(hào)發(fā)生，如圖4所示;

（5）1軸/2軸速傳軸端均接地下克諾爾速傳信號(hào)，以15km/h初速度快速制動(dòng)

通過上述分析，轉(zhuǎn)向架1軸1速度傳感器干擾信號(hào)發(fā)生在電制動(dòng)工況下：在初速15km/h的緊急制動(dòng)工況下，該速傳信號(hào)未受到干擾，但在常用制動(dòng)與快速制動(dòng)工況下，該速度傳感器信號(hào)都受到了干擾，在切除牽引電制動(dòng)后，該干擾信號(hào)也未發(fā)生。通過以上數(shù)據(jù)分析對(duì)比，推測(cè)為牽引逆變器或電機(jī)存在接地不良情況。

（6）測(cè)量牽引電機(jī)動(dòng)力線纜屏蔽層接地情況

斷開MP1車連接至牽引逆變器的電纜，測(cè)量MP1車轉(zhuǎn)向架1電機(jī)電纜屏蔽層對(duì)地阻值，測(cè)量結(jié)果該阻值為4.2KΩ，同樣方法測(cè)量M1車轉(zhuǎn)向架1電機(jī)電纜屏蔽層對(duì)地阻值，測(cè)量結(jié)果該阻值為0.1Ω，從測(cè)量結(jié)果可知MP1車電機(jī)電纜屏蔽層對(duì)地阻值存在異常。

檢查發(fā)現(xiàn)U相電機(jī)線纜屏蔽層壓接不符合工藝要求，重新安裝格蘭頭后測(cè)量阻值約為0.1Ω，在正常范圍。

在試車線進(jìn)行15km/h常用制動(dòng)、快速制動(dòng)動(dòng)態(tài)測(cè)試，干擾信號(hào)消失，因此，確定此速傳干擾信號(hào)是由于電機(jī)屏蔽層制作不符合工藝要求導(dǎo)致，測(cè)試結(jié)果如圖5、圖6所示。

5 結(jié)語

通過對(duì)15km/h初速度下，緊急制動(dòng)、常用制動(dòng)、快速制動(dòng)以及切除MP1車電制動(dòng)快速制動(dòng)等工況下軸1速度傳感器信號(hào)數(shù)據(jù)的采集與分析，我們發(fā)現(xiàn)，在緊急制動(dòng)工況下軸1無干擾信號(hào)、常用制動(dòng)和快速制動(dòng)工況下軸1都存在干擾信號(hào)、切除MP1車電制動(dòng)后軸1也無干擾信號(hào)。通過以上分析發(fā)現(xiàn)在15km/h初速度的工況，只要有電制動(dòng)參與都會(huì)有速度傳感器干擾信號(hào)發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張國芹 高國強(qiáng).車體過電壓對(duì)動(dòng)車組軸端速度傳感器的影響機(jī)理 [J].城市軌道交通研究，2019（2）.

（作者單位：蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營一分公司）