關(guān)于城鐵車再生制動原理分析

楊寶瑞

摘 要：現(xiàn)代社會的城市化發(fā)展帶動了交通的建設(shè)，地鐵逐漸成為公路、鐵路以外的重要交通方式，在很多一線城市都受到了廣泛的應(yīng)用，不僅能夠有效緩解城市的交通壓力，也是一種現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的重要體現(xiàn)。制動控制是城市軌道交通車輛能夠正常運行的關(guān)鍵技術(shù)，是城市軌道交通車輛牽引傳動系統(tǒng)中的重要組成部分。城市軌道交通車輛的制動系統(tǒng)只要由兩個方面組成，分別是再生制動和電器指令式空氣制動，本文將主要針對城市軌道交通車輛再生制動的原理進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：城鐵車；再生制動系統(tǒng)；運行原理

中圖分類號：U231.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）03-0046-01

輔助逆變器是城鐵車運行中關(guān)鍵的輔助供應(yīng)電源設(shè)備，其主要功能就是提供穩(wěn)定的三相四線制380V或220V等交流輔助負(fù)載使用電源。從應(yīng)用效果來看，輔助逆變器具有重量輕、性能穩(wěn)定、噪音小等優(yōu)點，有助于提高車輛整體性能，因此能被廣泛的應(yīng)用在車輛運行中，成為城鐵車輛的首選。

1 城鐵車輔助逆變器運行原理簡介

輔助逆變器的主電路結(jié)主要包括EMI電容、輔助逆變器模塊、充電電路、三相濾波器、濾波電抗器等。在整個結(jié)構(gòu)中濾波電抗器等共同構(gòu)成了整個系統(tǒng)的高壓輸入部分濾波器，能有效降低電路諧波，將緩解輸入電路暫態(tài)過程，最大程度上發(fā)揮穩(wěn)壓的作用。

濾波器的濾波電容能有效控制系統(tǒng)電壓波動，使其始終處于允許范圍內(nèi)，保證能為逆變器準(zhǔn)確控制提供保證，是整個系統(tǒng)模塊的關(guān)鍵所在。

2 輔助逆變器調(diào)試策略

逆變器控制主要采用穩(wěn)定的電壓與頻率控制方法，以PWM調(diào)至的VVVF控制方法為核心，在操作中保證逆變器保持電壓/頻率的比值為正常數(shù)值，并且對特定頻率內(nèi)所允許的最大輸出電壓進(jìn)行控制。在逆變器不工作狀態(tài)下，頻率的基準(zhǔn)值為0；而在工作狀態(tài)下，逆變器開始啟動，其基準(zhǔn)值將會快速上升，一直到達(dá)指定值，這樣就完成了逆變器的啟動。

同時在脈沖調(diào)制上，采用異步調(diào)制方法，即PWM開關(guān)頻率是固定的，并且與逆變器的輸出頻率不同步。按照特種要求，那么逆變器的輸出標(biāo)準(zhǔn)頻率應(yīng)該為50（1±0.5%）Hz，最大不能超過70Hz。

最后，為了活動更加穩(wěn)定的輸出電壓，逆變器將會對變壓器、濾波器的傳輸過程進(jìn)行監(jiān)督，在發(fā)現(xiàn)其存在電壓損失的問題后，能在第一時間對損失的電壓進(jìn)行彌補，保證其輸出電壓始終處于穩(wěn)定的狀態(tài)下。

3 調(diào)試過程中的監(jiān)控與保護(hù)

3.1 逆變器監(jiān)控

在對逆變器進(jìn)行監(jiān)控時，需要重點研究逆變器散熱溫度對逆變器的影響，避免因為溫度變化而影響逆變器電流變化情況，因此需要對逆變器的電流運動進(jìn)行限定：當(dāng)溫度較高時，需要降低荷載，保證散熱器的溫度值始終不會超過80℃。

根據(jù)實踐經(jīng)驗，一般當(dāng)荷載超過高何在限值時，逆變器就會發(fā)出診斷信息“高載荷”，并促使計時器展開計算。如果載荷小于連續(xù)載荷基線，那么計時器將會被清零，并且所發(fā)出的消息將會被取消。而如果計時器的運算時間超過60s，就可以認(rèn)為是超時高載荷情況，逆變器將會被保護(hù)性封鎖，同時發(fā)送診斷信息“高載荷超時故障”。

3.2 逆變器保護(hù)

在逆變器運行過程中，為了避免逆變器出現(xiàn)故障現(xiàn)象，主要可以采用以下幾種保護(hù)模式：

（1）保護(hù)性封鎖、軟關(guān)斷等。在發(fā)生故障之后，實施保護(hù)性封鎖能盡快控制逆變器運行，并且在保護(hù)觸發(fā)之后，依然保證主接觸器保持閉合狀態(tài)。（2）保護(hù)性關(guān)斷。保護(hù)性關(guān)斷的核心，就是盡快中斷逆變器運行，在保護(hù)觸發(fā)之后，主接觸器將會被打開，隨后濾波電容器開始放電。（3）隔離。在實施隔離之后，說明逆變器不會再被激活，在這種情況下，如果逆變器故障無法在短時間內(nèi)消失，或者出現(xiàn)故障的頻率過快，那么需要對輔助逆變器進(jìn)行隔離。隔離后，由技術(shù)人員對逆變器進(jìn)行維修、復(fù)位，保證其能恢復(fù)原有運行功能。

4 調(diào)試實例

對輸入電壓過電壓保護(hù)，是輔助逆變器的主要功能之一，一般當(dāng)檢測到網(wǎng)壓超過2100V之后，逆變器將會立即完成保護(hù)性關(guān)斷。但在實際上，很多城鐵車在初期運行過程中，車輛逆變器還會進(jìn)行其他方面的設(shè)定，例如，在檢測到輸入電壓超過1950V，并且超壓時間大于等于5ms之后，逆變器將會被保護(hù)性封鎖。

而在實際上，受到受電弓的影響，其在接觸網(wǎng)相鄰兩個工作區(qū)間經(jīng)常會出現(xiàn)輕微拉弧問題，而很多城鐵車經(jīng)常采用剛性接觸網(wǎng)的形式，這就經(jīng)常會出現(xiàn)比柔性接觸網(wǎng)更加嚴(yán)重的拉弧現(xiàn)象，最終導(dǎo)致出現(xiàn)故障性保護(hù)性封鎖。為了保證城鐵車運行質(zhì)量，在取消該保護(hù)功能之后，就能有效解決該問題。

5 結(jié)語

本文主要研究了城鐵車輔助逆變器調(diào)試的相關(guān)問題，并對其調(diào)試的相關(guān)思路進(jìn)行研究?？傮w而言，輔助逆變器是保證城鐵車運行質(zhì)量的關(guān)鍵，雖然在初期運行階段可能出現(xiàn)運行質(zhì)量問題，但根據(jù)故障內(nèi)容對其進(jìn)行改進(jìn)之后，就能有效解決故障現(xiàn)象，最終保證城鐵車運行運行。因此，相關(guān)人員必須要重視對城鐵車輔助逆變器的研究，為切實提高城鐵車運行效率奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]陶生桂.地鐵1號線車輛IGBT靜止輔助逆變器研制[J].城市軌道交通研究，2000（02）：16-19.

[2]馮健康.廣州地鐵3號線車輛輔助逆變器常見故障淺析[J].機車電傳動，2008（02）：50-53.

[3]江偉，張薇琳，王偉陳.地鐵車輛輔助逆變器并聯(lián)供電模式分析[J].機車電傳動，2015（06）：63-66.

[4]陳鞍龍，余強，陶生桂.解決DC01型電動列車輔助逆變器起動失效的專用DC/DC升壓變換器研制[J].城市軌道交通研究，2006（06）：41-43.