降低磁浮线道岔变频器故障发生率

田敏辉

摘 要：上海磁浮线经过10多年的商业运行，设备存在不同程度的老化现象，急需采取更好的维护保障措施加以保障。道岔作为整个磁悬浮线路中极为关键的一环，意义非常重要。它担负着正线与支线、正线与正线互相连通的重要职责。道岔分为三个部分：电气部分、机械部分和下部基础。整个道岔系统主要由子系统构成，包括：弯曲梁钢结构（三段）、道岔驱动单元、锁销单元、墩柱、支撑、道岔开关站、供电系统、道岔控制系统、道岔反馈系统、电缆、接地系统、诊断系统、连接支撑。本文以PDCA的循环原理，聚焦于磁浮系统中线路道岔子系统存在的问题，努力通过创新工艺，延长设备设施的使用寿命，提高专业维护技能。

关键词：PDCA 磁浮道岔 创新工艺

中图分类号：TH13 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）04（b）-0042-04

全线共有8个道岔，其中3个在浦东机场附近，1个三位道岔位于维修基地，4个位于龙阳路站外侧的正线上。

道岔由PLC控制5#和3#墩上的驱动电机带动道岔运动，实现换线操作，运动完成之后再通过锁销单元，锁定道岔。道岔电气系统作为整副道岔的控制和驱动系统，对其控制的准确性和可靠性的要求是相当严格的。为满足上述要求，整个控制系统采用了冗余设计方案，从控制PLC到位置控制元件；从供电到驱动都采用冗余控制。此外还安装有故障诊断系统，对道岔常见故障做当地和远程的监控。

弯曲梁采用高塑钢焊接而成，全长25m，最大单侧横向位移为3.5m，实现道岔的换向功能。驱动横梁既作为弯曲梁的支撑，又起到带动弯曲梁运动的作用。锁销系统是在道岔到达所需线性位置时，保持线性状态的结构。支撑部件由轨道、支撑件、底板、限位器等组成，用于支撑整副道岔和限定其移动范围的作用。

1 背景简介

上海磁浮示范运营线是世界上第一条商业化运营的磁浮列车示范线。磁浮线共有8个道岔，道岔作为整个磁悬浮线路中极为关键的一环，意义非常重要。它担负着正线与支线、正线与正线互相连通的作用。道岔主要分为三个部分，即电气部分、机械部分和下部基础；而变频器是道岔系统的核心部件，承载着整个道岔系统正常工作的重任。

2 故障现状

统计2016年7月至2016年12月磁浮线机电设施故障，并通过磁浮系统数据后台，得到道岔变频器的故障数量。

对来自各个磁浮子系统的故障特征进行技术评估，并采用权重分析法，评价各类故障发生的频率以及对磁浮运行的影响程度，制成如下表格，绘制散布图（见表2、图1）。由表2和图1，我们可以得到相关结论：道岔变频器故障位于散布图的第一象限，其故障发生频率和对运行影响程度数值都较大，其整体故障重要度处在高位水平。

因此，把降低磁浮线道岔变频器故障发生率作为此次论文的课题。

根据原因型系统图（见图2），小组成员进行了反复讨论，对每一个末端因素原因逐一进行了分析并制作了要因确认表（见表3）。

3 制定对策以及措施

（1）针对以上所确定的要因，小组成员对道岔机械结构进行分析，得到道岔横移驱动部分机械部件老化是导致驱动电流过大的原因，其中道岔轴磨损是主要机械磨损部分，如图3所示。

（2）小组成员对所有处理道岔轴磨损的方案都进行了认真的讨论并优化，优化方案如表4所示。

（3）按照“5W1H”的原则，制定了相应的对策和措施见表5。

（4）实施打磨道岔轴并安装防水端盖工程（2017年4～6月）。

小组成员制定了打磨道岔轴并安装防水端盖的具体方案；设计并测试了具有良好防水效果的防水端盖；按计划顺利地打磨6号道岔驱动轴并在上方安装防水端盖，成功使道岔的SO5M驱动电流从146.2%下降到119.5%。具体工作如图4、图5所示。

4 經济效益

（1）降低磁浮线道岔变频器故障发生率，更保障了磁浮安全有序运行。

（2）增加道岔轴系使用寿命，节约换轴费用300万元。（按每一根道岔轴制造费用5万元计算）。

（3）目前该防水端盖设计正在申报国家发明专利。

5 巩固措施

本次QC小组活动，主要通过打磨道岔轴并安装防水端盖的方式解决道岔变频器过载的故障。为了巩固本次降低道岔变频器故障成果，针对道岔变频器故障的特点，总结维护排故经验，我们修订了公司级的《高速磁浮交通上海示范运营线道岔（电气）维护规程》（公司文件号：SMTDC-RE-L-04-02-051020A）和部门级的《向变频器拷贝参数工作步骤》。

6 总结及下一步打算

此次QC活动历经了一年左右的时间，充分发挥了小组成员的能动性和积极性，通过3个月艰苦的设计并安装防水端盖、打磨道岔轴等工作，短时间内有效地降低磁浮线道岔变频器故障的发生率，达到了预期的目的。并且制定了道岔变频器维护与故障处理的相关规程制度，保障了道岔变频器的安全工作，为降低变频器故障发生率和故障影响做好了巩固措施。

通过QC小组活动，我们把各个磁浮道岔系统知识吃透，对变频器研究到位，为同一个研究课题而齐心协力、积极进取地工作，体现了很好的团队精神。

同时，我们小组全体成员的质量意识和个人能力都有了较大提高，掌握运用QC活动解决问题的方法，为今后QC活动在磁浮公司蓬勃发展打下了扎实的人员基础。本次QC活动成功降低了磁浮线道岔变频器故障发生率，有力地保障了磁浮线安全有序运行。但磁浮线其余机电设备的安全隐患还是比较多的，需要我们QC小组继往开来，不断努力，在总结经验的基础上，进一步应用科学的方法，实现新的PDCA循环，让QC在实际工作中得到更加广泛应用。为此，我们小组将继续着眼于机电设施设备安全问题，努力完成新的课题，为磁浮线安全运行做出新的贡献。

参考文献

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