蹤浩浩 路冬

摘要：想要保障地鐵車輛的正常運行，就要注重地鐵車輛輔助供電系統(tǒng)的維護。為研究地鐵車輛輔助逆變器工作原理及典型故障，有利于保障地鐵車輛的正常運行。本文從分析地鐵輔助逆變器入手，研究了地鐵車輛輔助逆變器常見故障類型，并闡述了常見的故障分析方法，希望對于提高地鐵車輛的維修維護效率，起到促進作用。

關鍵詞：地鐵車輛;逆變器;工作原理;典型故障

一、地鐵輔助逆變器

地鐵車輛的供電系統(tǒng)可以分為牽引逆變器供電和輔助供電系統(tǒng)，通常地鐵車輛牽引交流電動機由牽引逆變器提供，而其他的地鐵車輛運行設備則是由輔助供電系統(tǒng)進行供電，而在整個輔助供電系統(tǒng)當中，地鐵車輛輔助逆變器是重要的組成部件，輔助逆變器通過將1500V的電壓轉變成不同級的電壓，保障地鐵車輛上的設備運行。

現(xiàn)階段地鐵車輛輔助逆變器可以分為分散式供電和集中式供電兩種供電類型，地鐵線路在應用輔助供電系統(tǒng)時，采用集中式供電的方式，需要在相應的地鐵車輛上安裝好SIV，通常集中式供電類型地鐵輔助逆變器包括DC_DC斬波裝置，輔助逆變器和整流裝置，SPWM調(diào)至輔助逆變電源是集中式地鐵輔助逆變器的電源形式。分散式供電地鐵輔助逆變器與集中式供電地鐵輔助最大的區(qū)別就是，分散式供電地鐵輔助逆變器采用的變電源為十二脈沖輔助逆變電源。

SPWM調(diào)至輔助逆變電源在應用時，具有電路簡單，元件少的優(yōu)勢，在應用過程當中，SPWM工作原理是使用橫幅不等寬的脈沖列，將正弦波平分為n等份，每一等份的正弦波中點面積相等等幅矩形脈沖中心線重合，得到的高度不變，列寬按正弦規(guī)律變化的脈沖列就是SPWM調(diào)制，十二階梯波合成逆變電源則與SPWM調(diào)制輔助逆變電源有所不同，十二階梯波合成逆變電源通過DY和DZ型變壓器，t1和t2共同組成。

二、地鐵車輛輔助逆變器故障

想要確保地鐵車輛設備的正常運行，就需要對地鐵車輛輔助逆變器故障進行了解，提高加強檢修維護，提高地鐵車輛運營效率。地鐵車輛輔助逆變器故障原因最常見的是電路損壞，通常逆變器電路損壞是電流和電壓導致的，也有可能由于逆變器內(nèi)部元件老化，造成逆變器故障，在地鐵車輛工作時，地鐵逆變器始終持續(xù)高頻工作，因此，經(jīng)常發(fā)生故障，最常見的是功率開關器的開路故障和直通故障，在運行過程當中也會發(fā)生短路故障，如果列車驅(qū)動系統(tǒng)在運行過程當中發(fā)出錯誤驅(qū)動信號，或者雪崩擊穿，則會造成逆變器短路故障，IJBT電路提供電壓過小則會退出飽和導通區(qū)，運行過程當中線性放大區(qū)電阻增加，導致元件過熱，就會出現(xiàn)IJBT功率管損壞，進而導致開路故障，可以根據(jù)發(fā)射極與集電極的電壓判斷IJBT故障，出現(xiàn)短路故障時，功率管會軟關斷，出現(xiàn)開路時，功率管相電壓減少。

除此之外，地鐵車輛輔助逆變器故障還包括接觸器觸點不一致故障現(xiàn)象，這種故障通常是由于接觸器接點狀態(tài)不穩(wěn)定造成的，一種是主接觸點的接觸不穩(wěn)定，導致輔助接觸點斷開，另一種是主接觸點的狀態(tài)穩(wěn)定，但是輔助接觸點出現(xiàn)故障，當?shù)罔F車輛輔助逆變器出現(xiàn)接觸器觸點不一致故障現(xiàn)象時，應當對故障點進行現(xiàn)場排查，首先確定主接觸點狀態(tài)是否完好、是否有損壞，然后再對故障點輔助逆變器的主接觸點，和非故障輔助逆變器的主接觸點進行互換觀察，排除故障是否有轉移跡象。

三、故障檢測法

（一）基于EEMD與BPNN的故障檢測法

EMD故障檢測法也被稱為經(jīng)驗模式分解法，通過信號分析的方法判斷地鐵車輛輔助逆變器故障具有一定優(yōu)勢，特別是應用于非線性和非平穩(wěn)信號處理的過程當中，但是在看到經(jīng)驗模式分解法的優(yōu)勢時，也應當看到混合模式中EMD存在嚴重缺點，所以為了解決這些缺點，EEMD方法應運而生，EMD也被稱為集成經(jīng)驗模式分解法，通過集成經(jīng)驗模式分解法可以提取故障信號中的特征向量，作為BPNN的輸入數(shù)據(jù)，可以優(yōu)化BPNN的權重和閾值，加強地鐵車輛輔助逆變器故障類型的診斷精確率。

（二）基于主成分分析和小波神經(jīng)網(wǎng)絡的分析

為了加強對地鐵車輛輔助逆變器故障限號診斷的精確度，主成分分析和小波神經(jīng)網(wǎng)絡分析能夠有效的提高故障分析正確率，小波包分解和重構提取故障信號初始特征向量，使用PCD降低維數(shù)，可以有效消除多余數(shù)據(jù)信息，處理后的特征向量可以提高故障診斷的準確率。

結語：

地鐵車輛在城市交通運輸當中起到了十分重要的作用，為了保障地鐵車輛的正常運行，應當不斷提高地鐵供電系統(tǒng)的研究和維護，地鐵車輛輔助逆變器作為地鐵車輛供電系統(tǒng)的重要組成部分，對保障地鐵正常行駛具有十分重要的現(xiàn)實意義，所以應當不斷加強地鐵車輛輔助逆變器工作原理研究，對其典型故障進行分析，采取針對性解決策略，提高地鐵運行效率，保障城市交通的正常運轉。

參考文獻：

[1]牟文博. 地鐵車輛輔助逆變器工作原理及典型故障分析[J]. 軌道交通裝備與技術， 2020， No.279（02）：37-40.

[2]黃昆. 地鐵車輛輔助逆變器故障問題思考與分析[J]. 數(shù)碼設計（上）， 2019， 000（007）：147-147.

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