地铁车辆逆变器预充电回路故障处理

江 伟 张薇琳 杨 展

(1.广东交通职业技术学院,510650,广州; 2.广州地铁集团有限公司,510310, 广州∥第一作者,讲师)



地铁车辆逆变器预充电回路故障处理

江 伟1张薇琳1杨 展2

(1.广东交通职业技术学院,510650,广州; 2.广州地铁集团有限公司,510310, 广州∥第一作者,讲师)

预充电回路工作是否正常对地铁车辆交-直-交传动系统来说至关重要。介绍了预充电回路常见的几种故障以及处理方法,并结合实际情况,对预充电回路检修作业提出了预防和改进措施,降低了预充电回路故障率,提高了工作效率。

地铁车辆; 逆变器; 预充电

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

1 预充电回路的作用及原理

地铁车辆牵引传动系统采用交-直-交主回路,牵引逆变器采用变频变压控制方法(VVVF)[1-2]。逆变器内部有很多电解电容,当电解电容刚通电时,电解电容需要充电,电解电容充电瞬间相当于直流母线短路。如果不采取限流措施,可能损害整流桥、直流母线和电解电容。因此预充电回路工作是否正常对整个传动系统来说至关重要[3]。

通常采用串入预充电电阻的方式来降低充电电流,以防止电解电容瞬间产生的大量热量散发不出而损坏主回路设备[4]。该方案应用成熟,在地铁车辆主回路中广泛应用。广州地铁2号线、3号线和5号线均采用此方案,使用的是ABB公司的传动柜,如图1所示。

图1 ABB公司的传动柜逆变器预充电回路

2 常见的故障及处理

2.1 电阻烧坏

正常情况下,用万用表欧姆档测量预充电电阻两端的电阻值,应该是33 Ω左右。如果该电阻损坏,测量出来的阻值是无穷大。预充电电阻表面涂有绿色绝缘材料,由于长时间发热,电阻表面会有很多裂纹,并伴随着脱落。如果总是烧坏,则可以考虑增加电阻的阻值或瓦数。如图2所示,左边的电阻是好的,右边的电阻表面已经脱落,并且电阻丝已烧断。

图2 预充电电阻

2.2 刀熔开关控制器故障

正常情况下光纤指示灯为绿色,故障状态下指示灯为橘黄色。故障原因一般是逆变模块的刀熔开关控制器光纤没有插好,或者运行时间长了有灰尘导致通信中断。另外，刀熔开关的合闸辅助触点合闸后应闭合,工作中出现过损坏的情况，其有备用辅助触点,现在都是把辅助触点并起来用,以减少故障率(如图3所示)。

图3 刀熔开关控制器

2.3 逆变模块内部电源板故障

通过逆变器前面的电源指示灯就可以看出逆变器内部有无故障。指示灯绿色为正常,橘黄色为故障，灯不亮说明未完成充电过程,或者电源板APOW-01C板损坏。如无明显炸痕,可以通过测量上面的保险丝,看看保险丝是否熔断,如图4所示。

图4 逆变模块内部电源板

3 预防及改进措施

3.1 用DSU整流单元对逆变器进行充电

在逆变器的定检、维修和保养中,为了操作人员

的人身安全,会通过主回路前端的滤波电路进行放电,之后预充电电路需在规定时间内完成充电。当逆变器需要更换或对设备进行停电作业时,需要把逆变器柜的刀熔开关断开。这样一来刀熔开关在下次送电时又得靠自身预充电回路预充电,时间一长,充电电阻发热老化,很快就得更换。后来经过改进,采用DSU整流单元对逆变器进行充电。送电时整流模块通过控制可控硅的导通角对整个传动柜预充电。

3.2 刀熔开关的手动合闸

如果确认刀熔开关只是合闸线圈坏了,或者充电电阻坏了,由于更换这两个备件需要花上数小时时间而对车间生产影响很大，故可以采取手动合闸的方法,先用螺丝刀往上顶合闸连杆,然后给传动柜送电开机,等待有停机机会时再拆开维修。

3.3 改进排查预充电回路故障顺序

根据往常出现的预充电回路的问题,按照一定的顺序查找能节约很多时间。因为ABB公司的传动柜设计十分紧凑,拆卸起来浪费时间。

检查顺序如下:①充电回路保险和逆变器直流母线输入保险;②充电电阻;③光纤插头;④刀熔控制器;⑤刀熔开关辅助触点及合闸线圈;⑥逆变器内部电源板 APOW-01C。

4 结语

经改变以往的停送电作业后,逆变器的充电回路不再频繁地工作,充电电阻寿命增加,刀熔开关触点磨损较少,减小了停机几率,降低了维修费用。通过优化检修步骤,可以在最短的时间内达到开机条件,保证生产的连续进行，等到有大停机会时再维修,尤其是在用电量大的时候,保证开机时间至关重要。

[1] 孙大南.地铁车辆牵引电传动系统控制关键技术研究[D].北京:北京交通大学,2012.

[2] 唐晔.地铁机车主回路控制系统综合测试技术的研究[D].上海:上海交通大学,2007.

[3] 邢震.上海地铁一号线直流机车主回路控制系统综合测试技术研究[D].上海:上海交通大学,2006.

[4] 刘莹,程善美,孙得金.逆变器系统预充电控制策略的研究[J].电气动,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)