地铁车辆电机牵引系统故障及对策分析

■ 伍云飞

南京地铁运营有限责任公司 江苏南京 210012

1.地铁牵引系统运行原理

地铁牵引系统，顾名思义，就是整个地铁牵引力供能的主系统，其主要是通过主电路、控制单位、高速开关等设备控制地铁系统，从而实现对整个列车提供制动力，实现地铁设备正常运行。在牵引力系统中，直流电机逆变器控制最为常见。在该系统控制运行下，满足了地铁全部供能建设。该设备运行状态如下：

图1 地铁中直流逆变器主电路原理图

如图1。运行时首先要让地铁车辆传送牵引命令，此后利用滤波电容器对整个系统进行充电，并关闭传感器。当充电电压达到一个固定值时，再重新打开传感器，让整个系统获得足够的能量并实现牵引功能。值得注意的是，如果电容器两端电压上升速度过快不能控制，就会影响传感器的作用，造成电机系统故障。

2.对牵引系统故障分析

2.1 非金属造成运行系统短路的现象

非金属短路现象常出现在雨雪天中，对地铁正常运行造成极大影响。就产生的原因而言，是由于雨雪天气温较低，雨雪中夹杂的垃圾和一些金属锈蚀物顺着冰水滑到床道上，会影响金属设备之间的金属接触面敏感精度，很容易造成整个地铁线路短路。该现象在三轨供电的电路系统中比较常见，由于水不属于绝缘体，很容易对线路中的地铁牵引制动造成较大影响，可见，外界天气环境对整个牵引系统运行有着重要影响。

2.2 金属性电流回路对制动系统造成影响

由于相关维护人员没有对地铁轨道环境进行及时清理，轨道之间夹杂着大量的金属垃圾，这些金属有极强的导电性，会造成整个制动系统产生金属导电现象，进而形成电流回路，引起电机牵引系统故障。同时，由于地铁在运行中钢轨和三轨可能形成短时间接触，产生电流摩擦，让内部绝缘支座损坏；接地铜也会与三轨发生金属接触，造成故障。

2.3 非正常承载故障

当地铁处于大量载客影响也会形成一定牵引力制动现象。这也被称为非正常失控状态运行故障。在面临着地铁自动以及启动状态下，大量的承载压应力会形成波支现象，影响电路电压波动，会对整个地铁系统造成影响，严重威胁着乘客生命安全。

3.对于地铁故障的相关应对措施

3.1 分析地铁参数红点

当车辆需要进行维修检查时候，可以通过控制中心将其内部的高速断路实现分离处理，通过分析逆变器HB复位情况，对其内部进行参数分析。如果在维修之后还是不能实现正常运行，必要情况下需要采取单元切除处理，重复HB复位后可进行地铁复位。如果进行逆变器处理后，还是不能满足车辆运行制动需求，车辆就会在中途滞停。

3.2 电源开关跳闸处理

当地铁在进站后发生牵引力故障，可以让乘务员根据车辆运行状态对比逆变器电源相关情况进行维修检查，如果电源没有发生跳闸，就可以排除电源供电系统的问题，通过按“UCOSU”按钮进行电源重新启动，如果在经过处理后车辆牵引力的问题还没有得到解决，就需要进行按“VFCB1”“VFCB2”两个按钮，车辆很可能在中途停滞。此时就要采取地铁的安全措施，通知后续车辆延迟发车，及时对车辆故障进行诊断处理。

3.3 对于接地处理相关的故障应对措施

图2 地铁专用接地端子

接地处理是最常见的故障，有以下几种：①地铁集电靴的接触故障。由于大量的杂物和金属设备发生接触，集电靴与其发生短路极易形成跳闸现象。此故障严重影响着后期供电设备的闭阀，影响车辆牵引速度与运行状态，需要专业的维修人员及时到现场进行处理。②短时间内的接地短路。这种情况主要是原因设备之间的运行不协调，由于地铁集电靴和一些短路物质接触后，接触闸门没有进行闭合，会形成短时间短路，该类型问题只需要对设备之间进行及时调配处理即可，闸门即可及时关闭，再次实现运行。如果没能达到预期效果，需要通知相关地铁内部处理人员，对线路设备进行及时现场确认，降低运行风险。

对于接地类处理措施，需要车辆进站后及时处理接地故障信息。通过单元切除系统对有故障的逆变器进行复位重组。如果逆变器处理不明显，需要通过HB再次进行复位处理。

4.结语

综上所述，在我国地铁运行中，电机牵引系统是最为核心的系统设备。对此，为了提升地铁运行质量和安全性，就需要从地铁运行原理等方面进行处理，对症下药。笔者通过分析当代地铁电机牵引系统常见问题，并提出了相关改革措施，希望能够引起相关单位重视。