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        某型DMU動(dòng)車組欠壓檢測(cè)故障原因分析及優(yōu)化措施

        2020-05-20 09:44:44
        技術(shù)與市場(chǎng) 2020年5期
        關(guān)鍵詞:充電機(jī)蓄電池繼電器

        (中車株洲電力機(jī)車有限公司動(dòng)車組系統(tǒng)研發(fā)部,湖南 株洲 412001)

        1 問(wèn)題概述

        2019年9月26日某型DMU-T04列車在終點(diǎn)站拆返時(shí)突然斷激活,司機(jī)多次償試重新激活車輛未果,列車被迫暫時(shí)下線。售后人員趕至現(xiàn)場(chǎng),經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)MC1車蓄電池箱保險(xiǎn)跳開(kāi)、MC2車蓄電池電壓饋電至38.5 V、車輛各系統(tǒng)電路無(wú)短路情況、MC1車蓄電池電壓為109 V,電壓值在正常范圍。根據(jù)上述情況,復(fù)位MC1車蓄電池箱保險(xiǎn),重新激活車輛運(yùn)行。本文將結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)反饋現(xiàn)象及列車欠壓檢測(cè)原理進(jìn)行原因分析,并針對(duì)問(wèn)題提出有效的解決方案。

        2 原因分析

        某型DMU動(dòng)車上直流供電電路簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1,一列車布置2個(gè)充電機(jī)和2個(gè)蓄電池,分別布置在列車的2個(gè)頭車,在每個(gè)頭車上,蓄電池和充電機(jī)并聯(lián)輸出直流DC110 V,2個(gè)頭車的直流供電也采用并網(wǎng)供電。列車正常運(yùn)行時(shí),車載直流負(fù)載由充電機(jī)供電,當(dāng)充電機(jī)故障時(shí),車載直流負(fù)載由蓄電池供電。

        充電機(jī)工作的控制電和監(jiān)控電壓均來(lái)源于本端蓄電池,充電機(jī)內(nèi)部設(shè)1個(gè)監(jiān)控模塊,該模塊實(shí)現(xiàn)蓄電池欠壓檢測(cè),檢測(cè)原理為:監(jiān)控模塊中的欠壓檢測(cè)的干節(jié)點(diǎn)COM從列車110 V永久負(fù)載母線取電,當(dāng)采樣電路檢測(cè)蓄電池電壓大于77 V時(shí),繼電器K不工作,繼電器K的常閉觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài),77 V欠壓信號(hào)為高電平;當(dāng)采樣電路檢測(cè)蓄電池電壓低于77 V時(shí),繼電器K工作,繼電器K的常閉觸點(diǎn)處于斷開(kāi)狀態(tài),77 V欠壓信號(hào)為低電平。

        結(jié)合充電機(jī)的基本原理,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)象分析如下:MC1車蓄電池?cái)嗦菲鲾嚅_(kāi),MC1車充電機(jī)因缺少控制電而無(wú)法啟動(dòng),監(jiān)控模塊內(nèi)的繼電器K不工作,77 V欠壓信號(hào)仍為高電平;MC2車蓄電池供整車負(fù)載供電,當(dāng)MC2蓄電池電壓低于77 V,MC2充電機(jī)的77 V欠壓信號(hào)變?yōu)榈碗娖剑捎诖藭r(shí)MC1車的77 V欠壓信號(hào)仍為高電平,因此車輛欠壓繼電器仍得電,串聯(lián)在列車激活回路中的車輛欠壓繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)一直閉合,導(dǎo)致列車一直未斷激活,直至MC2車蓄電池電壓低于38.5 V,該電壓低于車輛欠壓繼電器保持工作電壓,車輛欠壓繼電器失電,列車斷激活。

        圖1 列車直流供電電路

        3 優(yōu)化方案

        為解決列車上兩個(gè)蓄電池電壓均低于77 V時(shí),列車能夠斷激活,需對(duì)充電機(jī)內(nèi)欠壓檢測(cè)電路進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化步驟如下。

        1)將充電機(jī)內(nèi)的監(jiān)控模塊內(nèi)部欠壓告警信號(hào)由當(dāng)前的常閉控制改為常開(kāi)控制,目的是在監(jiān)控模塊故障或蓄電池不工作下保證此臺(tái)充電機(jī)對(duì)外告警信號(hào)輸出絕對(duì)低電平,如圖2所示。

        圖2 觸點(diǎn)更改

        2)充電機(jī)從故障干節(jié)點(diǎn)輸入com端串接二級(jí)管接到本端充電機(jī)功率AC/DC模塊和監(jiān)控模塊的輔助控制電源端,即在原有基礎(chǔ)上,充電機(jī)模塊的輔助控制電源增加1個(gè)供電電源即列車110V永久負(fù)載母線電壓,保證車輛在正線運(yùn)行時(shí),本端蓄電池不工作或嚴(yán)重虧電下,外部只要有3AC400V電源,此臺(tái)充電機(jī)能工作,如圖3所示。

        3)為保證本端充電機(jī)仍實(shí)時(shí)采集本端蓄電池的電壓,新增1根S+線(從采樣電路至蓄電池),取消1根線(監(jiān)控模塊的采樣電路電壓與供電電源的連線),實(shí)現(xiàn)監(jiān)控模塊內(nèi)部供電電壓和采樣電壓分開(kāi),如圖4所示。

        綜上,改造后的電氣原理簡(jiǎn)如圖5所示。

        圖3 控制電源線更改

        圖4 采樣及控制電源線更改

        圖5 更改后直流供電電路

        4 方案驗(yàn)證

        針對(duì)優(yōu)化方案,仿照車輛系統(tǒng)原理搭建測(cè)試臺(tái)(如圖6)進(jìn)行功能性測(cè)試驗(yàn)證,其中充電機(jī)模擬MC1車端的蓄電池充電機(jī),DC1和DC2分別用來(lái)模擬MC1車端和MC2車端的蓄電池,S1和S2分別用來(lái)模擬MC1車端和MC2車端的蓄電池保險(xiǎn),110 V負(fù)載箱為車輛永久負(fù)載。

        圖6 模擬試驗(yàn)電路

        試驗(yàn)工況:

        1)模擬MC1車蓄電池正常、MC1車充電機(jī)的監(jiān)控模塊故障不工作時(shí),MC1車充電機(jī)欠壓信號(hào)的輸出狀態(tài)(見(jiàn)表1)。

        表1 工況1試驗(yàn)結(jié)果

        測(cè)試方法:閉合MC1車蓄電池熔斷器模擬開(kāi)關(guān)S1,斷開(kāi)MC1車充電機(jī)監(jiān)控模塊的供電電源線使監(jiān)控模塊不工作(此時(shí)顯示屏應(yīng)不亮),調(diào)節(jié)MC1車蓄電池模擬電源在70~137.5 V電壓范圍內(nèi),MC1車充電機(jī)的84 V、77 V欠壓信號(hào)的輸出電壓,要求2個(gè)欠壓信號(hào)的輸出電壓均為0 V。

        2)模擬MC2車蓄電池正常、MC1車蓄電池保險(xiǎn)跳開(kāi)時(shí),測(cè)試MC1車充電機(jī)84V和77V欠壓信號(hào)的狀態(tài)(見(jiàn)表2)。

        表2 工況2試驗(yàn)結(jié)果

        測(cè)試方法:閉合MC2車蓄電池熔斷器模擬開(kāi)關(guān)S2同時(shí)斷開(kāi)MC1車蓄電池熔斷器模擬開(kāi)關(guān)S1,調(diào)節(jié)MC2車蓄電池模擬電源在70~137.5 V電壓范圍內(nèi),MC1車充電機(jī)的84 V、77 V欠壓信號(hào)的輸出電壓,要求2個(gè)欠壓信號(hào)的輸出電壓均為0 V。

        5 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)分析某型DMU車輛欠壓檢測(cè)故障,同時(shí)為欠壓檢測(cè)故障提供了有效的解決方案,并就優(yōu)化方案,在試驗(yàn)室進(jìn)行了驗(yàn)證,試驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)本端蓄電池故障或充電機(jī)故障時(shí),充電機(jī)上的欠壓檢測(cè)信號(hào)始終保持低壓平,從而保證當(dāng)車上2個(gè)蓄電池均虧電時(shí),列車能夠斷激活。試驗(yàn)驗(yàn)證也為某型車輛上實(shí)物改造提供了可靠保證。

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