地鐵車輛逆變器預充電回路故障處理

江 偉 張薇琳 楊 展

(1.廣東交通職業技術學院,510650,廣州; 2.廣州地鐵集團有限公司,510310, 廣州∥第一作者,講師)

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地鐵車輛逆變器預充電回路故障處理

江 偉1張薇琳1楊 展2

(1.廣東交通職業技術學院,510650,廣州; 2.廣州地鐵集團有限公司,510310, 廣州∥第一作者,講師)

預充電回路工作是否正常對地鐵車輛交-直-交傳動系統來說至關重要。介紹了預充電回路常見的幾種故障以及處理方法,并結合實際情況,對預充電回路檢修作業提出了預防和改進措施,降低了預充電回路故障率,提高了工作效率。

地鐵車輛; 逆變器; 預充電

First-author′s address Guangdong Communication Polytechnic Institute,510650 Guangzhou,China

1 預充電回路的作用及原理

地鐵車輛牽引傳動系統采用交-直-交主回路,牽引逆變器采用變頻變壓控制方法(VVVF)[1-2]。逆變器內部有很多電解電容,當電解電容剛通電時,電解電容需要充電,電解電容充電瞬間相當于直流母線短路。如果不采取限流措施,可能損害整流橋、直流母線和電解電容。因此預充電回路工作是否正常對整個傳動系統來說至關重要[3]。

通常采用串入預充電電阻的方式來降低充電電流,以防止電解電容瞬間產生的大量熱量散發不出而損壞主回路設備[4]。該方案應用成熟,在地鐵車輛主回路中廣泛應用。廣州地鐵2號線、3號線和5號線均采用此方案,使用的是ABB公司的傳動柜,如圖1所示。

圖1 ABB公司的傳動柜逆變器預充電回路

2 常見的故障及處理

2.1 電阻燒壞

正常情況下,用萬用表歐姆檔測量預充電電阻兩端的電阻值,應該是33 Ω左右。如果該電阻損壞,測量出來的阻值是無窮大。預充電電阻表面涂有綠色絕緣材料,由于長時間發熱,電阻表面會有很多裂紋,并伴隨著脫落。如果總是燒壞,則可以考慮增加電阻的阻值或瓦數。如圖2所示,左邊的電阻是好的,右邊的電阻表面已經脫落,并且電阻絲已燒斷。

圖2 預充電電阻

2.2 刀熔開關控制器故障

正常情況下光纖指示燈為綠色,故障狀態下指示燈為橘黃色。故障原因一般是逆變模塊的刀熔開關控制器光纖沒有插好,或者運行時間長了有灰塵導致通信中斷。另外，刀熔開關的合閘輔助觸點合閘后應閉合,工作中出現過損壞的情況，其有備用輔助觸點,現在都是把輔助觸點并起來用,以減少故障率(如圖3所示)。

圖3 刀熔開關控制器

2.3 逆變模塊內部電源板故障

通過逆變器前面的電源指示燈就可以看出逆變器內部有無故障。指示燈綠色為正常,橘黃色為故障，燈不亮說明未完成充電過程,或者電源板APOW-01C板損壞。如無明顯炸痕,可以通過測量上面的保險絲,看看保險絲是否熔斷,如圖4所示。

圖4 逆變模塊內部電源板

3 預防及改進措施

3.1 用DSU整流單元對逆變器進行充電

在逆變器的定檢、維修和保養中,為了操作人員

的人身安全,會通過主回路前端的濾波電路進行放電,之后預充電電路需在規定時間內完成充電。當逆變器需要更換或對設備進行停電作業時,需要把逆變器柜的刀熔開關斷開。這樣一來刀熔開關在下次送電時又得靠自身預充電回路預充電,時間一長,充電電阻發熱老化,很快就得更換。后來經過改進,采用DSU整流單元對逆變器進行充電。送電時整流模塊通過控制可控硅的導通角對整個傳動柜預充電。

3.2 刀熔開關的手動合閘

如果確認刀熔開關只是合閘線圈壞了,或者充電電阻壞了,由于更換這兩個備件需要花上數小時時間而對車間生產影響很大，故可以采取手動合閘的方法,先用螺絲刀往上頂合閘連桿,然后給傳動柜送電開機,等待有停機機會時再拆開維修。

3.3 改進排查預充電回路故障順序

根據往常出現的預充電回路的問題,按照一定的順序查找能節約很多時間。因為ABB公司的傳動柜設計十分緊湊,拆卸起來浪費時間。

檢查順序如下:①充電回路保險和逆變器直流母線輸入保險;②充電電阻;③光纖插頭;④刀熔控制器;⑤刀熔開關輔助觸點及合閘線圈;⑥逆變器內部電源板 APOW-01C。

4 結語

經改變以往的停送電作業后,逆變器的充電回路不再頻繁地工作,充電電阻壽命增加,刀熔開關觸點磨損較少,減小了停機幾率,降低了維修費用。通過優化檢修步驟,可以在最短的時間內達到開機條件,保證生產的連續進行，等到有大停機會時再維修,尤其是在用電量大的時候,保證開機時間至關重要。

[1] 孫大南.地鐵車輛牽引電傳動系統控制關鍵技術研究[D].北京:北京交通大學,2012.

[2] 唐曄.地鐵機車主回路控制系統綜合測試技術的研究[D].上海:上海交通大學,2007.

[3] 邢震.上海地鐵一號線直流機車主回路控制系統綜合測試技術研究[D].上海:上海交通大學,2006.

[4] 劉瑩,程善美,孫得金.逆變器系統預充電控制策略的研究[J].電氣動,2014,44(11):21.

Fault Handling in the Precharge Circuit of Metro Vehicle Inverter

JIANNG Wei, ZHANG Weilin, YANG Zhan

The work of precharge circuit is very important to subway vehicle delivery system depending on the normal operation. In this paper, several common faults and treatment methods of the precharge circuit are introduced combined with the actual situations, the preventive and improvement measures for the precharge circuit maintenance operation are put forward, aiming to reduce the failure rate of the precharge circuit and improve the working efficiency.

subway vehicle; inverter; precharge

TM 464

10.16037/j.1007-869x.2016.08.027

2015-11-17)