基于地铁车辆辅助逆变器故障检修思路探讨

刘俊杰

摘要：本文中简单分析了地铁车辆辅助逆变器的特点，并分析了逆变器故障的成因，探讨了故障的分析和检修思路，旨在为我国地铁车辆的正常运行提供帮助与参考。

关键词：地铁车辆;辅助逆变器;故障检修;思路分析

一、地铁辅助逆变器

随着今年来现代化技术的不断发展，地铁车辆的整体性能都得到了极大的优化和提升，地铁为人们的日常生活带来了极大的便利。而地铁在运行过程中的辅助逆变器对于车辆来说极为重要，地铁的辅助逆变器是车辆中不可或缺的一个重要组成部分，其中的结构复杂并且具有极高的集成度，地铁辅助逆变器是辅助系统，其主要功能是为地铁除牵引车以外的一些电器设备进行供电，并且还能够对各种控制回路进行优化。而地铁辅助逆变器出现问题就会导致地铁的运行，受到极大的影响，选择有效的方式对其进行诊断，对于地铁辅助逆变器的正常运行来说至关重要。

众所周知，分散式供电以及集中式供电是目前辅助逆变器的主流供电类型，一个地铁线路在进行辅助供电系统的设置时，需要在地铁列车上安装SIV，而此时选择的是集中式的宫殿，在这样的状况下，系统装置中包含多种不同的部件，其中包括DC-DC斩波装置、辅助逆变器和整流装置。而集中式的供电，则选择的是辅助逆变器电源为SPWM调制的辅助逆变电源分散式的供电形式，则选择的是十二脉冲辅助抗变电源。

如果在进行建设时需要系统整体来说较为简单，并且电路元件较少的逆变电路则可选择SPWM调至辅助异变电源结构，而在进行建设时，这一环节中的系统主要由三相一遍乔和LC滤波器以及处处隔离变压器组成，在进行调制时采用SPWM进行调制，随后再配合应用率波器的功能，就可以获得较少谐波分量的电压。 SPWM调制辅助逆变电源结构在应用过程中主要的原理是，应用横幅不等宽的脉冲列去代替一个正弦波，而工作人员在进行设置时，可以将这一正弦波进行平均分成一层一层地将其分为不同的部分，可以分为N等份，随后再将其中的每一等份用一个与其面积相等的等幅矩形脉冲中心线与其终点进行重合，则能够获得高度不变，并且宽度能够按照正弦规律变化的脉冲列，而这也就是我们常说的SPWM调制。

12阶梯波合成逆变电源，则可将其分为DY和DZ型变压器的T1和T2共同构成，而子逆变器中的第1和第2组分分别是由PWM脉冲和滞后的30度同一批WM脉冲进行调制，在进行设置时，传统的12阶梯波和程集便器通常会选择180度的导通方式进行处理，如果在进行输出电压的调制时，选择的是逆向调压变化，则其中往往会面临着较多的缺陷，工作人员需要通过单边脉宽调制的方式，来解决其中存在的斜波含量较大的问题，借此保障设备能够正常运行。

二、逆变器故障的主要原因

1.  逆变器IGBT功率管出现故障的原因

通常情况下来说，逆变器在运行过程中容易受到自身所带有的电流或电压的影响发生损坏，除此之外可能由于逆变器内部的零件老化而发生故障，地铁的辅助逆变器在运行过程中始终处于高频的运行状况，其工作环境较为恶劣，所以在地铁运行过程中，逆变器容易受到外界因素和内部元件的影响出现故障。而在近年来的研究调查中发现，地铁辅助逆变器出现故障的部位，一般情况下是功率开关器件出现开路故障或者直通故障。短路故障在地铁辅助逆变器中整体来说较为少见，一般情况下是由于地铁系统出现错误信号驱动或者有雪崩击穿所导致的。逆变器IGBT电路在运行过程中，如果提供的电压过小，则IGBT就会自动的退出饱和导通区，随后进入线性放大区，此时整个电气元件内的电阻会进一步增大，而在大电阻的运行环境下，整个元器件会出现过热的情况，高温会导致设备受到损伤。一般器件在出现破裂或者焊接脱落和电路板损坏时，都会出现开路故障，而由于大多数电路在建设时，内部都具有一定的自动保护功能，所以在发生短路时故障就能够快速隔离，如果在检测过程中难度较大，则需要使用植入熔丝转变为开路故障，将其进行处理。而在IGBT元件出现故障时，若出现短路故障，工作人员可以对IGBT的发射极和集电极之间的电压进行检测以判断短路故障。出现短路故障时，慢关断就会导致故障的功率管出现软关断的情况，而发生开路时故障就会导致功率管的相电压减小，系统本身的欠压保护则无法完全弥补功率管出现的功率缺失，需要工作人员引起重视。

2. 故障对于系统的影响

当辅助逆变器的内部元件出现开路时，驱动电压就会导致内部元件无法导通，而此时电压缺失以及输出电压波形就会发生一定的畸变，无法满足正常的工作需求。对于阶梯波合成逆变器来说，这一故障产生的影响更多，例如在发生故障后低次谐波则无法被抵消，这就会在一定程度上增强输出电压中的谐波。当辅助逆变器在工作时处于正常的工作状态时，电路中的桥臂的输出功率较大，而一旦出现故障，则会导致桥臂的输出功率大大降低。

3. 管道故障

逆变故障这一过程中有一个较为温和的过滤故障，这对整个物理电路的可靠性会产生一定的影响，而无论是设备在运行过程中的测试还是维护都会受到一定的影响，所以为了了解这一问题，工作人员需要依靠FFT来实现PWM的三相故障滤波器。首先在进行设置时，应当应用逆转录病毒反馈系统软件来进行软件分析，如果甲参数与实际参数的各项指标作为可测变量，逆转录病毒的反馈部分，就能够得到确认。一般情况下软性故障中的各项参数都是已知的，因此在进行确认时故障的检测主要是确定这些参数的实际值，以及确认这一系列参数是否在合理的范围内，借此保障后续的维修和检测工作更为顺利的开展。三相数字还会导致电流脉冲，而在平行收敛后系统则会出现快速平衡的情况，一般情况下，比较环的方式则是通过检测零时间来计算相的状况，但在进行检测时，工作人员发现，动态实验对调和、直接偏差以及其他干扰十分敏感，在实际应用过程中缺乏良好的稳定性，所以在检测时一般情况下需要根据多项指标进行综合判断，以软件所给出的参数为主要的判断标准。

4. 辅助逆变保护措施

直流侧中含有较为明显的二次谐波成分，采用差分全波傅里叶算法则可提取其中的二次谐波幅值。在进行设置时2次谐波则能够灵敏且有效的对这类故障进行保护。根据逆变器发生出现的故障，其直流侧电流则会出现直流量、二次谐波、基波。要更好的对其中的故障进行判断，并使其能够在任何故障发生时快速反应，在现有的逆变器基础上可以增加激波过流保护和二次谐波过流保护，通过直流侧电流与阈值进行有效的比较，则能够实现逆变器电路故障的保护，其实质是过流保护使逆变器电路在运行过程中不会受到大电流大电压的影响而出现故障。针对目前我国地铁站中所使用的辅助逆变器进行分析，可以发现其保护还并不完善，需要提出新的保护方案，在逆变器内部发生故障或者短路时，快速且有效的将逆变器的连接开关断开，这样能够保障整个系统处于安全稳定的运行状态。

总结

辅助逆变系统对于地铁车辆的整个运行来说极为重要，有效解决和处理辅助逆变系统存在的故障问题，并降低辅助运动系统对地铁车辆安全运行产生的影响，工作人员需要对地铁车辆辅助逆变系统的可靠性和安全性进行综合分析，解决其中存在的故障并开展有效的管理，只有这样才能够使乘客的乘车安全性得到提升。而这一工作的开展需要各个部门发挥自身的作用，尤其是工作人员应当掌握辅助地面器的各个典型问题，并且在工作中有意识的进行防范，这样能够保障地铁的安全运行。

参考文献

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