地鐵電客車牽引系統(tǒng)故障分析及處理

李翔　方杰偉

摘要：為了給列車駕駛員快速處理故障提供支持，減小電客車輛故障對(duì)運(yùn)營(yíng)造成的影響。結(jié)合西安地鐵機(jī)場(chǎng)線電客車輛牽引系統(tǒng)工作原理，通過(guò)對(duì)運(yùn)營(yíng)中發(fā)生的牽引系統(tǒng)故障分析，并經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，探索出電客車輛牽引系統(tǒng)故障快速判斷處理方法。牽引系統(tǒng)故障由牽引主電路故障和牽引控制電路故障組成，電客車輛HMI界面顯示牽引系統(tǒng)故障信息，進(jìn)入HMI牽引界面查看主電路是否故障，通過(guò)司機(jī)臺(tái)故障信息燈和運(yùn)行界面牽引狀態(tài)顯示判斷是否為牽引控制故障。判斷出故障點(diǎn)后，按照故障處理方法排除故障。

關(guān)鍵詞：電客車輛? 牽引系統(tǒng)? 故障分析? 處理

1牽引控制系統(tǒng)工作原理

1.1列車牽引指令有兩種傳輸方式：網(wǎng)絡(luò)和硬線。

（1）列車牽引控制采用網(wǎng)絡(luò)控制模式，實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)控制和指令控制

主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括中央控制單元 （CCU）、人機(jī)接口單元（HMI）、中繼器（RPT）、遠(yuǎn)程輸入/輸出模 塊（RIOM）、數(shù)據(jù)記錄儀（ERM）。

列車牽引網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)通信功能，完成對(duì)牽引系統(tǒng)的整車系統(tǒng)的邏輯控制、狀態(tài)監(jiān)視、故障診斷等功能。

（2）當(dāng)列車控制網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，列車不能實(shí)現(xiàn)信號(hào)模式自動(dòng)運(yùn)行功能，采用備用模式，通過(guò)硬線來(lái)實(shí)現(xiàn)列車低速運(yùn)行。

1.2牽引控制系統(tǒng)構(gòu)成

（1）列車牽引控制系統(tǒng)，它由司機(jī)司機(jī)臺(tái)指令開關(guān)、高壓箱、MVB、DCU和TMS等構(gòu)成。

（2）主要完成列車有關(guān)牽引的控制指令及狀態(tài)的給出、傳輸，實(shí)現(xiàn)列車牽引順序邏輯控制、電傳動(dòng)系統(tǒng)故障保護(hù)和列車牽引/電制動(dòng)控制等功能。

1.3牽引控制系統(tǒng)工作原理

牽引控制單元（DCU）根據(jù)司機(jī)指令（或ATO）通過(guò)車輛網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)現(xiàn)對(duì)列車牽引/制動(dòng)特性控制和邏輯控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)主電路中接觸器的通斷控制和VVVF逆變器的啟/?？刂疲?jì)算列車所需的牽引/電制動(dòng)力等。

網(wǎng)絡(luò)控制路徑：列車司機(jī)室的司機(jī)控制器和各指令開關(guān)的信號(hào)狀態(tài)通過(guò)硬連線進(jìn)入模擬量輸入輸出模塊（AXM）或數(shù)字量輸入輸出模塊（DXM）模塊，再通過(guò)多功能車輛總線（MVB）進(jìn)入車輛控制單元（VCM），再通過(guò)MVB到達(dá)傳動(dòng)控制單元（DCU）。

硬線控制路徑：列車司機(jī)室的司機(jī)控制器和各指令開關(guān)的信號(hào)狀態(tài)通過(guò)有接點(diǎn)控制電路由硬連線直接傳遞給DCU。

2 電客車牽引系統(tǒng)故障判斷及處理

牽引系統(tǒng)故障分為無(wú)牽引指令和牽引電機(jī)無(wú)流二類。

2.1無(wú)牽引指令

2.1.1 司機(jī)控制器或指令開關(guān)故障

司機(jī)控制器和指令開關(guān)的信號(hào)發(fā)出牽引指令，司機(jī)室HMI屏上無(wú)牽引顯示。有接點(diǎn)控制電路的狀態(tài)及故障信息通過(guò)HMI顯示屏顯示。

處理：

信號(hào)模式下（ATP投入位）HMI屏上無(wú)牽引顯示時(shí)，切除ATP，轉(zhuǎn)車輛控制。車輛控制無(wú)牽引顯示時(shí)，查看列車控制斷路器是否閉合位，閉合位故障不消失，換端操作。

2.1.2 牽引安全回路故障

司機(jī)控制器和指令開關(guān)的信號(hào)發(fā)出牽引指令，HMI顯示屏上無(wú)牽引顯示。車輛牽引安全回路故障，緊急制動(dòng)施加、制動(dòng)緩解不良、門未關(guān)好、總風(fēng)壓力低、門選開關(guān)0位造成。

處理：

通過(guò)牽引安全回路分析并結(jié)合對(duì)應(yīng)的狀態(tài)顯示判斷故障原因，查看司機(jī)臺(tái)上門選“0”位、門關(guān)好燈亮、緊急制動(dòng)施加燈滅、壓力表上總風(fēng)壓力600KPa以上，HMI制動(dòng)界面所有車輛轉(zhuǎn)向架空氣制動(dòng)壓力為0。如果燈、儀表、界面顯示與正常狀態(tài)不一致。對(duì)不正常狀態(tài)對(duì)應(yīng)的故障進(jìn)行處理，故障不能處理好時(shí)，打旁路開關(guān)旁路故障聯(lián)鎖開關(guān)。

2.2牽引電機(jī)無(wú)流

司機(jī)控制器和指令開關(guān)的信號(hào)發(fā)出牽引指令，HMI顯示屏有牽引顯示，列車牽引無(wú)流，不能動(dòng)車。由牽引主回路故障、列車網(wǎng)絡(luò)故障、牽引控制單元故障造成。

處理：

2.2.1 牽引主回路故障

（1）確認(rèn)網(wǎng)壓在 1000～1800V 范圍內(nèi)，如網(wǎng)壓低需確認(rèn)升弓狀態(tài)。

（2）確認(rèn) TCMS 顯示屏運(yùn)行界面中高速斷路器 HB 狀態(tài)顯示為“綠色圖標(biāo)”。

①若 HB 狀態(tài)顯示“灰色圖標(biāo)”，牽引系統(tǒng)狀態(tài)顯示“灰色圖標(biāo)”，則將主控手柄置于“N”位，方向控制手柄至于“0”位，按壓司機(jī)臺(tái)“VVVF/SIV 復(fù)位”按鈕（按壓至少3 秒）、“合高斷”按鈕進(jìn)行小復(fù)位操作（僅限 2 次，間隔時(shí)間至少 10 秒），確定 HMI顯示屏 HB 狀態(tài)顯示為“綠色圖標(biāo)”，牽引動(dòng)車。

②若小復(fù)位操作無(wú)效，HB 狀態(tài)顯示“灰色圖標(biāo)”，司機(jī)進(jìn)行降弓斷電復(fù)位操作，如復(fù)位無(wú)效，如仍不能動(dòng)車，則：如車在區(qū)間，申請(qǐng)換端操作，若能動(dòng)車，按照行調(diào)命令運(yùn)行到前方站清客后退出服務(wù);若不能動(dòng)車，申請(qǐng)救援;如車在站臺(tái)，清客后申請(qǐng)換端，若能動(dòng)車，退出服務(wù)，若不能動(dòng)車，申請(qǐng)救援。

2.2.2 牽引網(wǎng)絡(luò)故障

HMI屏顯示牽引網(wǎng)絡(luò)故障，主控手柄牽引位牽引無(wú)流，斷開蓄電池，車輛重啟操作。如重啟故障不消失，按下備用模式按鈕，采用備用模式運(yùn)行，備用模式為硬線控制，不能實(shí)現(xiàn)信號(hào)模式控車。

2.2.3 牽引控制單元故障

牽引控制單元故障，邏輯電路板卡故障顯示燈亮，列車不能運(yùn)行，需救援至維修基地檢查，更換相應(yīng)的板卡。

結(jié)語(yǔ)

目前地鐵電客車輛具有診斷功能，車輛存在的的故障通過(guò)人機(jī)界面顯示出來(lái)，但顯示的是故障類別，不能精確到故障點(diǎn)，所以通過(guò)車輛的人機(jī)界面獲取故障類別后需進(jìn)行分析判斷找出故障點(diǎn)然后進(jìn)行處理。本研究對(duì)西安地鐵機(jī)場(chǎng)線電客車輛牽引控制系統(tǒng)工作原理、診斷功能、故障顯示進(jìn)行分析后找出故障點(diǎn)，并針對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行處理。解決了電客車輛故障后快速判斷、準(zhǔn)確處理的問(wèn)題。為智能運(yùn)維故障點(diǎn)的檢測(cè)和處理提示提供依據(jù)。

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作者簡(jiǎn)介：李翔（1984-），男，本科，工程師，研究方向?yàn)闄C(jī)車車輛。