城市軌道交通車輛維修項(xiàng)目8城軌車輛電氣部件檢修

城市軌道交通車輛檢修

項(xiàng)目8城軌車輛電氣部件檢修任務(wù)8.1

牽引主電路系統(tǒng)的檢修任務(wù)8.2輔助電氣系統(tǒng)的檢修任務(wù)8.3TCMS的檢修任務(wù)8.4其他電氣部件的檢修知識(shí)目標(biāo)(1)熟悉各電氣部件的組成及檢修內(nèi)容。(2)熟悉牽引系統(tǒng)、輔助電氣系統(tǒng)、列車

控制與管理系統(tǒng)及一些其他電氣部件在整車

中的功用。能力目標(biāo)(1)能夠識(shí)別各電氣部件的故障現(xiàn)象。

(2)

能夠?qū)Ω麟姎獠考M(jìn)行檢修。教學(xué)目標(biāo)牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理牽引系統(tǒng)的分類牽引系統(tǒng)概述牽引主電路系統(tǒng)主電路的檢修任務(wù)8.1

牽引主電路系統(tǒng)的檢修在城軌車輛中通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)車輛牽引的傳動(dòng)控制方式，稱為電力牽引控制。它以牽引電動(dòng)機(jī)作為控制對(duì)象，通過控制系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向、輸出轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速的控制，來選擇列車的運(yùn)行方向，調(diào)節(jié)列車的運(yùn)行速度，使其滿足列車牽引性能的要求。根據(jù)車輛所使用的牽引電動(dòng)機(jī)的類型，牽引系統(tǒng)可分為直流傳動(dòng)牽引系統(tǒng)和交流傳動(dòng)牽引系統(tǒng)。牽引系統(tǒng)作為城軌車輛的核心部件，為車輛提供牽引力和制動(dòng)力，完成車輛的牽引和制動(dòng)功能。在牽引模式下，系統(tǒng)將接觸網(wǎng)提供的電能轉(zhuǎn)換為牽引電動(dòng)機(jī)能使用的電能，牽引電動(dòng)機(jī)通過將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)車輛在軌道上運(yùn)行。牽引系統(tǒng)的主要任務(wù)是在牽引時(shí)為車輛提供牽引

動(dòng)力，把牽引接觸軌所提供的電能轉(zhuǎn)換為車輛在軌道上運(yùn)行所需的動(dòng)能，

即列車的牽引工況。8.1.1牽引系統(tǒng)概述若車輛制動(dòng)時(shí)牽引系統(tǒng)反饋的電能使得電網(wǎng)電壓超過1800V,則車

輛電制動(dòng)產(chǎn)生的電能將消耗在制動(dòng)電阻上，車輛動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能散

失在大氣中，這種通過制動(dòng)電阻消耗電能來實(shí)現(xiàn)電制動(dòng)的工況，叫

作電阻制動(dòng)工況。在制動(dòng)模式下，牽引電動(dòng)機(jī)充當(dāng)發(fā)電機(jī)將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，

并將電能反饋到接觸網(wǎng)上供其他車輛使用，從而提高車輛的能源利用率。當(dāng)接觸網(wǎng)電壓升高到一定值后，由車輛動(dòng)能轉(zhuǎn)換的電能會(huì)通

過制動(dòng)電阻以熱能的形式消耗掉，從而實(shí)現(xiàn)車輛的制動(dòng)功能。8.1.1牽引系統(tǒng)概述8.1.2牽引系統(tǒng)的分類為了能夠獲得最好的牽引和電制動(dòng)性能，城軌車輛牽引系統(tǒng)都是分散

性配置在列車上的。牽引系統(tǒng)選型時(shí)要考慮多方面的因素，包括線路

縱斷面(坡度/曲線)、城市軌道交通線路的站間距、線路設(shè)計(jì)運(yùn)行速度等?？傊?，牽引系統(tǒng)功率配置的前提條件是能夠滿足車輛在所運(yùn)營(yíng)的線路上按照設(shè)計(jì)速度運(yùn)行。根據(jù)牽引系統(tǒng)的特點(diǎn)，牽引系統(tǒng)可以從以下幾個(gè)方面分類：根據(jù)城軌車輛牽引電動(dòng)機(jī)的種類劃分根據(jù)列車動(dòng)力配置數(shù)量劃分根據(jù)控制單元控制原理劃分1.

根據(jù)城軌車輛牽引電動(dòng)機(jī)的種類劃分根據(jù)城軌車輛牽引電動(dòng)機(jī)的種類不同，牽引系統(tǒng)有直流傳動(dòng)牽引系統(tǒng)和交流傳動(dòng)牽引系統(tǒng)之分。

這兩種傳動(dòng)方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。隨著大功率逆變技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，交流電動(dòng)機(jī)能

夠通過變壓變頻技術(shù)獲得直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。目前城軌車輛以交流傳動(dòng)方式為主，國(guó)內(nèi)近年的城軌車輛牽引系統(tǒng)基本上都采用交流傳動(dòng)方式。根據(jù)交流傳動(dòng)技術(shù)中牽引電動(dòng)機(jī)形式的不同，牽引系統(tǒng)又可分為旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和直線電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。采用旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的城軌車輛把從電

網(wǎng)獲得的直流電通過牽引逆變器轉(zhuǎn)換為變壓變頻的交流電，通過安裝在4根軸上的電動(dòng)機(jī)把電能

轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，電動(dòng)機(jī)再通過聯(lián)軸節(jié)一齒輪箱一輪對(duì)的傳遞途徑將動(dòng)能傳遞到列車的軸上，最終

實(shí)現(xiàn)列車的牽引功能。直線電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)不需要傳動(dòng)裝置，直接通過安裝在車輛上的和

安裝在軌道上的電動(dòng)機(jī)部分之間的電磁作用力直接實(shí)現(xiàn)牽引和電制動(dòng)。8.1.2牽引系統(tǒng)的分類2.根據(jù)列車動(dòng)力配置數(shù)量劃分目前比較常見的6節(jié)編組A型列車一般都是“四動(dòng)兩拖”的編組方式，而4節(jié)編組的城軌車輛既有全動(dòng)車的動(dòng)力配置情況，也有“兩動(dòng)兩拖”的編組情況。動(dòng)力數(shù)量的選擇主要是考慮線路的實(shí)際客流量等因素?？紤]系統(tǒng)冗余的需要，牽引系統(tǒng)有1C4M

(

一個(gè)逆變器向4個(gè)電動(dòng)機(jī)供電)和1C2M

(一個(gè)逆變器向2個(gè)電動(dòng)機(jī)供電)兩種形式。8.1.2牽引系統(tǒng)的分類牽引系統(tǒng)主要由受流裝置、高速斷路器(high

speed

circuit

breaker,HSCB)、牽引逆變器、

牽引電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)電阻箱等組成，如圖8-1所示。牽引系統(tǒng)包括的設(shè)備有受流器、高壓電器箱、母線高速斷路器箱、母線高速斷路器及接觸器箱、線路電抗器、牽引逆變器箱、牽

引電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)電阻、主接地回路、司機(jī)控制器等。牽引系統(tǒng)的工作原理為：受流器通過

接觸軌接入高壓交流電，輸送給牽引變流器，通過變流等一系列處理，變成電壓與頻率均可控制的三相交流電，供電給牽引電動(dòng)機(jī)牽引整個(gè)車輛。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理受電弓車頂車體車下高速斷路器牽引逆變器牽引電動(dòng)機(jī)制動(dòng)電阻箱接地同流裝置(鋼軌圖8-

1

牽引系統(tǒng)的組成牽引

變電所M·8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理1.

受流裝置受流裝置是車輛將外部電源引入車內(nèi)的重要裝置，從接觸網(wǎng)或第三軌將電流引入動(dòng)車。根據(jù)受流裝置的受流方式不同，受流裝置可分為弓形受流器、桿形受流器、側(cè)面受流器、軌道式受流器和受電弓。根據(jù)線路供電方式的不同，受流裝置可分為受電弓和集電靴兩種形式。受電弓裝置主要應(yīng)用于接觸網(wǎng)供電的線路，集電靴裝置應(yīng)用于以第三軌方式供電的線路。受電弓根據(jù)其

結(jié)構(gòu)的不同可分為單臂型和雙臂型，根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同可分為氣動(dòng)型和電動(dòng)型。車間電源是車輛的輔助受流設(shè)備，主要用于車輛在檢修庫(kù)內(nèi)的整車調(diào)試或部分設(shè)備的有電檢查。

外部電源通過電纜插頭與車間電源插座相連，為列車電源設(shè)備供電?？紤]到安全因素，車間電源與列車主受流設(shè)備之間是聯(lián)鎖的，不能同時(shí)向列車供電。車間電源只向列車輔助電氣系統(tǒng)供電，

一般通過隔離二極管或接觸器與列車主電路隔離。(1)受電弓。受電弓是從接觸網(wǎng)獲取電能為車上電氣設(shè)

備供電及列車進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生的電能返回給接觸網(wǎng)

的重要設(shè)備。受電弓在剛性接觸網(wǎng)和柔性接觸網(wǎng)上均能使

用。在車輛運(yùn)行速度范圍內(nèi)，受電弓具有良好的動(dòng)力學(xué)性

能，能夠保證在各種軌道和速度條件下與接觸網(wǎng)具有良好

的接觸狀態(tài)和接觸穩(wěn)定性。受電弓設(shè)置有機(jī)械止擋，可以

限制其自身在無接觸網(wǎng)區(qū)段上的垂直運(yùn)動(dòng)。受電弓在氣路

上的特別設(shè)計(jì)保證了其降弓時(shí)有明顯的迅速下降和平穩(wěn)下降兩個(gè)階段。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理①受電弓的組成。受電弓的典型結(jié)構(gòu)和主要部件如圖8-2所示，現(xiàn)對(duì)其中幾

個(gè)關(guān)鍵部件進(jìn)行說明。a.弓頭。弓頭也稱集電頭，是受電弓與接觸網(wǎng)接觸的部分，主要由弓角、碳滑板、彈簧盒等組成。由輕金屬制成的弓角可以防止接觸導(dǎo)線在接觸網(wǎng)分叉

處進(jìn)入滑板底下，避免刮弓的發(fā)生。滑板由電石墨制成的接觸部件和輕金屬

制成的支撐物組成。彈簧盒中裝有螺旋壓縮彈簧，可為弓頭在垂向上提供一圖8

-

2

受電弓的典型結(jié)構(gòu)和主要部件1—絕緣子組裝；2—底架電流連接組裝；3—底架組裝；4一阻尼器組裝；5—下臂；6—拉桿組裝：7—射接電流連接組裝；8—平衡桿組裝；9—上臂：10—弓頭；11-滑板；12—降弓位置指示器；13—?dú)饴方M裝；14—?dú)鈮荷瓊鲃?dòng)裝置；15—升降弓裝置氣定的自由度。b.上臂。上臂為封閉的框架設(shè)計(jì)，由焊接鋁結(jié)構(gòu)組成，它由拉伸型

管、環(huán)形的上臂十字管和下臂連接，它支撐下臂的旋轉(zhuǎn)頭和下導(dǎo)桿。

框架由斜的不銹鋼支柱支撐。c.下臂。下臂由一個(gè)焊接鋼管構(gòu)成，包括中心連接支撐的所有部分。支撐點(diǎn)由密封的重型旋轉(zhuǎn)頭組成。d.氣壓升弓傳動(dòng)裝置。氣壓升弓傳動(dòng)裝置由彈簧式蓄能器、活塞、帶有控制桿的活塞桿及帶閥的風(fēng)管組成。氣壓升弓傳動(dòng)裝置的作用是將受電弓從最低位置提升到上部接觸網(wǎng)，通過壓縮空氣進(jìn)入彈簧

式蓄能器來完成。壓縮空氣使活塞在彈簧式蓄能器中移動(dòng)，受電弓的主要拉伸彈簧松開，使受電弓升高。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理受電弓的工作原理。每個(gè)司機(jī)室都有一個(gè)手動(dòng)開關(guān)，司機(jī)可以通過操作開關(guān)來

控制受電弓的升降動(dòng)作，其工作原理如圖8-3所示。有些車

輛直接通過硬線連接發(fā)出控制信號(hào)來控制相關(guān)電磁閥，再

由電磁閥控制氣路，最終壓縮空氣通過升降弓裝置氣缸的

力來完成升弓。有些受電弓的控制信號(hào)經(jīng)列車通信網(wǎng)絡(luò)傳

輸給車輛控制單元，再由車輛控制單元輸出信號(hào)來控制電

磁閥動(dòng)作。操作司機(jī)臺(tái)開關(guān)面板上的升降弓按鈕，列車上

的所有受電弓都將升起。有些列車設(shè)置了受電弓切除開關(guān)，

通過操作該開關(guān)可以切除司機(jī)對(duì)受電弓的控制；司機(jī)也可以通過切除氣路來隔離對(duì)受電弓的控制，此時(shí)雖然切除了氣路，電磁閥得電，但是氣路中沒有壓縮空氣，因此受電弓仍然無法升起。受電弓能夠升起的一個(gè)必要條件是列車主風(fēng)缸有足夠的氣壓，在列車沒有氣壓的情況下，列車司

機(jī)可以通過腳踏升弓泵來獲得氣壓。通常只有在已經(jīng)啟動(dòng)的司機(jī)室內(nèi)才可以控制受電弓，受電弓的升降狀態(tài)通過網(wǎng)

壓表和相應(yīng)的受電弓狀態(tài)顯示欄顯示。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理圖83

受電弓的工作原理1一電磁閥：2一空氣過濾器；3,9—節(jié)流閥；4—精密減壓閥：5—三通座；6—安全閥；7—壓力表：8—球閥：10—換向閥：11—消音器：12—消音節(jié)流閥受電弓的結(jié)構(gòu)決定了它在整個(gè)工作范圍內(nèi)都能獲得良好的接觸性

能。受電弓上的滑板直接與接觸網(wǎng)接觸。從滑板至底架上的主連

接器電流是通過受電弓框架和高柔韌性橋接多芯導(dǎo)線來傳輸?shù)模?/p>

所有的軸承均通過絕緣安裝來保護(hù)其免受電流負(fù)極的沖撞。為了檢測(cè)受電弓的位置，

一般受電弓都有升降弓檢測(cè)。升弓檢測(cè)

是通過檢測(cè)電網(wǎng)電壓來實(shí)現(xiàn)的，是一種電壓檢測(cè)；降弓檢測(cè)是通

過位置開關(guān)或位置傳感器來實(shí)現(xiàn)的。最低位置檢測(cè)裝置被固定在

底架上，當(dāng)受電弓位于最低位置時(shí)，它向車輛發(fā)送一個(gè)電信號(hào)，

表示受電弓已降落。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理(2)集電靴(圖8-4)。集電靴受流器應(yīng)用于第三軌供電的線路。第三軌受

流的主要方式如圖8-5所示。圖8-5

第三軌受流的主要方式1—絕緣防護(hù)罩；2—受流滑板；3—擺臂組件；4—第三軌；5—絕緣支撐；6—絕緣支座武漢、青島等地鐵車輛就采用了第三軌下部受流方式，供電電壓為

直流750V或交流1500V,速度為80km/h

。

受流器由一個(gè)主體和一個(gè)

機(jī)構(gòu)組成，機(jī)構(gòu)能使碳滑靴保持與第三軌相接觸，主要由兩個(gè)彈簧和兩個(gè)彈簧軸承控制，并使正常工作位置的接觸壓力為(120±24)

N。每個(gè)受流器安裝有兩個(gè)750V、400A的熔斷器，由兩條95mm2的

電纜線連接在碳滑靴和熔斷器之間。受流器可以回位和鎖定。雖然同一列車上使用受流器的定義和功能都相同，但是受流器之間不能互換使用，

一個(gè)確定的受流器位置是

有不同的參數(shù)設(shè)置的。一般動(dòng)車每側(cè)有兩個(gè)受流器，拖車有一個(gè)受流器。正常工作時(shí)，

一

側(cè)所有的受流器同時(shí)供電。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理2.HSCBHSCB接于動(dòng)車牽引回路的前端。當(dāng)牽引電路發(fā)生過流、

短路或逆變器故障時(shí)，HSCB會(huì)安全地將牽引設(shè)備和1500V高壓電源隔斷，迅速切斷故障電流，防止事故擴(kuò)大，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。HSCB和閘刀開關(guān)都位于高壓箱內(nèi)，只有打開高壓箱后才能操作閘刀開關(guān)。HSCB主要是對(duì)牽引逆變器和高壓電路進(jìn)行隔離，同時(shí)對(duì)牽引系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。VVVF

逆變器通過HSCB

連接到接觸網(wǎng)上。有些牽引系統(tǒng)在HSCB和受電弓之間還設(shè)置了閘刀開關(guān)，必要時(shí)可以把HSCB和受電弓的高壓線路

斷開，用閘刀開關(guān)設(shè)置為接地。HSCB由5個(gè)設(shè)計(jì)單獨(dú)安裝的、功能不同的零部件組成，

其實(shí)物形狀如圖8-6所示。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理(a)(b)圖8-6HSCB實(shí)物形狀8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理主電路。主電路組裝在一個(gè)由剛性的玻璃纖維強(qiáng)化聚酯制成的構(gòu)架上，它由帶有動(dòng)觸點(diǎn)的下部連接和作為定觸點(diǎn)的上部連接組成。主電路的閉合是由閉合裝置控1

制的。動(dòng)觸點(diǎn)通過叉桿壓靠在上部連接上。上部連接和動(dòng)觸點(diǎn)的接觸表面由銀合金制成。脫扣裝置。脫扣裝置為環(huán)狀，被繞放在下部連接上。脫扣裝置由一組封裝在脫扣盒中的板子組成，用脫扣裝置蓋板進(jìn)行封閉。如此形成的磁路由移動(dòng)磁鐵完

2

成閉合。閉合裝置。閉合裝置由一個(gè)包含閉合線圈的磁路組成。該磁路包括一個(gè)固定部分和一個(gè)移動(dòng)部分。固定部分包括氣缸、前板和后板。3

移動(dòng)部分包括甲基乙烯基硅橡膠環(huán)、觸點(diǎn)壓力彈簧和安裝有叉桿的的蓋板封閉。輔助觸點(diǎn)。輔助觸點(diǎn)由安裝在附件盒上的6個(gè)雙觸點(diǎn)開關(guān)構(gòu)

成。開關(guān)由杠桿激活，由動(dòng)觸點(diǎn)通過導(dǎo)向組件進(jìn)行控制。杠桿由銷座叉桿組成。5

罩的作用是避免在使用開關(guān)的瞬間打火造成短路滅弧罩。滅閉合桿。閉合線圈和磁路組件被安裝在閉合裝置盒內(nèi)，由閉合裝置3.牽引逆變器牽引逆變器(圖8-7)將1500V

恒定電壓轉(zhuǎn)換為用于牽引電動(dòng)機(jī)的三相

電流輸出(針對(duì)不同的速度和力矩，頻率和振幅可變)。對(duì)用于車控布

置的牽引逆變器(每節(jié)動(dòng)車配置一個(gè)牽引逆變器，逆變器輸出同時(shí)連接

4個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)),4個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)分別布置在4個(gè)動(dòng)軸上。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理控制放大器圖8-7

牽引逆變器8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理牽引逆變器采用脈寬調(diào)制(pulsewidthmodulation,PWM)

模式，早期使用的功率元件是門極關(guān)斷晶閘管(gateturnoffthyristor,GTO),近年來隨著絕緣柵雙極型晶體管(insulatedgatebipolartransistor,IGBT)

技術(shù)的不斷發(fā)展，牽引逆變器的功率元件已經(jīng)普

遍采用IGBT元件。(1)牽引逆變器的電路結(jié)構(gòu)。牽引逆變器電路主要由輸入電路、逆變器單元、牽引控制單元構(gòu)成。圖8-8為牽引系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。除

以上部分外，牽引逆變器電路還包括各種輔助的電源供應(yīng)、散熱系統(tǒng)等。受流器主煙晰器4連m冊(cè)下預(yù)充電電路-封動(dòng)電阻圖8-8

牽引系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)司機(jī)控捕器

列校測(cè)系統(tǒng)

ATD遞變和新液模塊老引控制

電子單元毫引電勸機(jī)制動(dòng)系續(xù)感應(yīng)器①輸入電路。輸入電路包括線路電抗器、線路接觸器和線路電容器。它們的設(shè)計(jì)考慮了牽引逆變器最大輸入電流、最大允許沖擊電流、線路電壓瞬間變化和電磁兼容性

(electro

magneticcompatibility,EMC)

要求等因素。牽引系統(tǒng)中的線路電感器與電容器組成LC濾波電路，其作用是減少線路電壓的瞬變和諧波，穩(wěn)定逆

變單元的輸入直流電壓，保證逆變單元得到一個(gè)優(yōu)質(zhì)的直流電壓。同時(shí)，線路電感器也起到扼流作

用，扼制電感器后端在接地短路或逆變單元故障時(shí)產(chǎn)生較大的電流。因此，線路電感器通常也稱為平波電感器。每個(gè)逆變單元都有一個(gè)線路電感器。線路電感器的安裝位置在設(shè)計(jì)牽引系統(tǒng)時(shí)應(yīng)總體

考慮，一般安裝在箱體外的線路電感器可以不采用強(qiáng)迫風(fēng)冷，利用列車行進(jìn)時(shí)的自然對(duì)流就可以滿

足散熱需求；安裝在箱體內(nèi)的線路電感器需要采用冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)迫風(fēng)冷。輸入電路的一個(gè)重要部分是充電回路。正常情況下，牽引逆變器投入使用時(shí)先閉合充電接觸器，此

時(shí)電流通過充電電阻給電容器充電；當(dāng)電容器電壓升高到一定程度時(shí)，線路接觸器閉合，充電接觸

器斷開，線路接觸器持續(xù)地為逆變單元供電。當(dāng)系統(tǒng)故障或系統(tǒng)停機(jī)時(shí)，牽引逆變器通過控制單元

的控制斷開線路接觸器。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理②

逆變器單元。典型的逆變器單元包括一個(gè)供電單元、

一個(gè)門極驅(qū)動(dòng)單元、兩個(gè)測(cè)量輸出相電流的電流傳感器、

一個(gè)測(cè)量線電流的電流傳感器、

一個(gè)測(cè)量線電

壓的電壓傳感器、

一個(gè)放電電阻。逆變器單元通過母線連接到高壓回路上，高壓電源通過逆變器單元逆變后向4個(gè)(1C4M配置方式)三相異步牽引電動(dòng)機(jī)提供幅值和頻率可變的電源。電源流入逆變器的方向由逆變器的工作模式而定。牽引過程中，電流從DC+經(jīng)過IGBT逆變后流入電動(dòng)機(jī)；電制動(dòng)過程中，電流通過二極管流向直流側(cè)。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理·制動(dòng)斬波部分。逆變器配有兩個(gè)或一個(gè)制動(dòng)斬波器。外部制動(dòng)電阻器與這兩個(gè)制動(dòng)斬波器相連。制動(dòng)斬波器與制動(dòng)電阻器一起構(gòu)成制動(dòng)電路。制動(dòng)電路的功能是：施加電制動(dòng)時(shí)，牽引電動(dòng)機(jī)是作為發(fā)電動(dòng)機(jī)來運(yùn)行的，它將列車動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能。如果線路能吸收這部分能量(未達(dá)到電壓限制的

上限),這部分能量就會(huì)通過逆變器重新生成電能進(jìn)入供電網(wǎng)絡(luò)；如果線路不能吸收這部分能量(已達(dá)到電壓限制的上限),那么制動(dòng)斬波器將在控制單元的控制下接通。此時(shí)，制動(dòng)能量在制動(dòng)電阻器中被轉(zhuǎn)換為熱能，以阻止電壓超過上限。a.逆變器單元的構(gòu)成。逆變器部分。PWM

逆變器由三相組成，每一相帶兩個(gè)開關(guān)，它們都使用IGBT(GTO)模塊。在輸出端子上，PWM

逆變器提供可變頻率、可變振幅的三相電源，用于持續(xù)改變所連接的牽引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。逆變器分為通風(fēng)和不通風(fēng)兩個(gè)區(qū)域。逆變器控制單元、導(dǎo)線和電動(dòng)機(jī)電流傳感器、電壓傳感器、帶有門控電路的電源半導(dǎo)體及帶有持續(xù)放電裝置的直流連接電容都被安裝在不通風(fēng)區(qū)域，通風(fēng)區(qū)域僅包括帶有電源半導(dǎo)體散熱器的風(fēng)道。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理b.逆變器單元的工作原理。逆變器單元的工作原理類似于其他的電源逆變器，功率元件開

通關(guān)斷的信號(hào)由控制單元發(fā)出，通過門極驅(qū)動(dòng)單元來驅(qū)動(dòng)?？紤]到電磁干擾等因素，將功率元件的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，通過光纖將光信號(hào)送入門極控制單元，在門極控制單元上進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并將信號(hào)放大以驅(qū)動(dòng)功率元件工作。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理③牽引控制單元。牽引控制單元用于實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引逆變器的控制和檢測(cè)。每套牽引系統(tǒng)配一個(gè)牽引控制單元。牽引控制單元為微機(jī)控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)檢測(cè)和控制牽引系統(tǒng)的大部分功能，在列車中是分布式控制系統(tǒng)的一部分。牽引控制單元通過列車線和通信線與列車相連。隨著技術(shù)和牽引控制理論的不斷發(fā)展，早期在牽引控制單元中實(shí)現(xiàn)的部分功能已經(jīng)在列車控制單元中得到實(shí)現(xiàn)。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理(2)牽引逆變器的工作原理。牽引逆變器通過改變VVVF逆變器各開關(guān)元件的開通時(shí)間來改變負(fù)載的電壓，通過改變VVVF逆變器各開關(guān)元件的開通周期來改變輸出的頻率。根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)的原理，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)電壓和電源頻率之比的平方成正比、與轉(zhuǎn)差頻率成正比。同時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)差頻率為負(fù)值時(shí)，轉(zhuǎn)矩為負(fù)值，產(chǎn)生制動(dòng)力。因此，在采用VVVF

逆變器的電動(dòng)車中，只要控制壓頻比和轉(zhuǎn)差頻率就可以自由地控制牽引力和再生制動(dòng)力，即只需要控制逆變器輸出電壓、逆變器頻率、轉(zhuǎn)差頻率3個(gè)因素，牽引系統(tǒng)在城軌車輛運(yùn)行過程中就會(huì)進(jìn)入不同的工況。4.牽引電動(dòng)機(jī)牽引電動(dòng)機(jī)的類型有許多種，如直流牽引電動(dòng)機(jī)、交流異步

牽引電動(dòng)機(jī)和交流同步牽引電動(dòng)機(jī)等。在城軌車輛上應(yīng)用較

為廣泛的牽引電動(dòng)機(jī)是直流牽引電動(dòng)機(jī)和交流異步牽引電動(dòng)

機(jī)。但由于直流牽引電動(dòng)機(jī)必須有換向器才能工作，除結(jié)構(gòu)

復(fù)雜外，檢修工作量也較大，因此直流牽引電動(dòng)機(jī)的發(fā)展受

到了很大的限制。而具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固、單位功率體積小、

質(zhì)量輕及制造成本低且維修少等一系列優(yōu)點(diǎn)的交流異步牽引

電動(dòng)機(jī)在城軌車輛上的應(yīng)用越來越廣泛。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理(1)交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)。①

交流牽引電動(dòng)機(jī)沒有換向器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、維護(hù)少甚至不需要維

護(hù)。②

轉(zhuǎn)子簡(jiǎn)單而堅(jiān)固，定子繞組沿圓周均勻分布，又沒有換向器工作圓周速度的限制，可選用高轉(zhuǎn)速和高傳動(dòng)比，從而顯著減小了電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量，獲得了較大的單位質(zhì)量功率，減小了電動(dòng)機(jī)的體積。③

有良好的牽引性能。合理地設(shè)計(jì)三相交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)頻、調(diào)壓特性，可以

實(shí)現(xiàn)大范圍的平滑調(diào)度，充分滿足機(jī)車牽引運(yùn)行的需要；同時(shí)又具有防空轉(zhuǎn)的

性能，使黏著利用率提高。另外，三相交流牽引電動(dòng)機(jī)對(duì)瞬時(shí)過電壓和過電流很不敏感，啟動(dòng)時(shí)能在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大的啟動(dòng)力矩。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理①

定子。定子由電氣絕緣鋼片疊裝而成的定子鐵芯組件被

冷縮裝配到定子殼體內(nèi)，形成一個(gè)固定式定子單元。定子鐵芯組件和定子殼體中有通風(fēng)用的軸向風(fēng)道。定子繞組被

插到定子鐵芯組件的槽中。這些槽由槽蓋密封，線圈的繞

組端、定子線圈和連接線排采用銅焊方式焊接在一起。接

線盒被鑄造在定子殼體上，由接線盒蓋覆蓋。帶有繞組的

定子鐵芯組件采用真空浸漬，可滿足耐熱等級(jí)200的要求。②轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子由電氣絕緣鋼片疊裝而成的鐵芯組件被冷縮

裝配到由高強(qiáng)度熱處理鋼制成的轉(zhuǎn)子軸上，同時(shí)配以分別

布置于其左右的轉(zhuǎn)子止推環(huán)。轉(zhuǎn)子配有通風(fēng)用的軸向風(fēng)道。

銅制轉(zhuǎn)子線排位于鐵芯組件的槽中。(2)交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。交流異步牽引電動(dòng)機(jī)主要由定子和

轉(zhuǎn)子兩部分組成，如圖8-9所示。定子和轉(zhuǎn)子之間有一定的間隙。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理圖8-9交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)1—定子：2—轉(zhuǎn)子5.制動(dòng)電阻制動(dòng)電阻用于在地鐵車輛的電制動(dòng)過程中將牽引電動(dòng)機(jī)電流中不能再生的那部分制動(dòng)電

流消耗掉。目前，制動(dòng)電阻采用模塊化設(shè)計(jì)，

通常由框架、帶狀電阻、絕緣子等部件組成，

如圖8-10所示。一個(gè)制動(dòng)電阻單元可能由幾

個(gè)制動(dòng)電阻組成。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理圖8-10

制動(dòng)電阻當(dāng)帶狀電阻通過制動(dòng)電流時(shí)，以發(fā)熱的方式將能量傳遞出去。根據(jù)這一原理，制動(dòng)電阻除要求有良好的熱容量、耐振動(dòng)特性外，還要求具有防腐蝕性能(在高溫下不生成氧化層)。帶狀電阻通過絕緣子安裝在框架內(nèi)。制動(dòng)電阻按其冷卻方式可分為自然風(fēng)冷制動(dòng)電阻和強(qiáng)迫風(fēng)冷制動(dòng)電阻。(1)

自然風(fēng)冷制動(dòng)電阻(圖8-11)。有些制動(dòng)電阻利用車輛運(yùn)行過程中的空氣對(duì)流進(jìn)行冷卻，即自然風(fēng)冷制動(dòng)電阻。冷卻空氣從底部進(jìn)入制動(dòng)電阻并從帶孔側(cè)墻排出。制動(dòng)電阻包含兩個(gè)相互獨(dú)立的電阻單元，每個(gè)電阻單元均與牽引逆變器和牽引電動(dòng)機(jī)相連。

8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理圖8-11自然風(fēng)冷制動(dòng)電阻(2)強(qiáng)迫風(fēng)冷制動(dòng)電阻(圖8-12)。強(qiáng)迫風(fēng)冷制動(dòng)電阻由入風(fēng)罩和出風(fēng)防護(hù)罩、風(fēng)冷電動(dòng)機(jī)、葉輪及主箱體內(nèi)的兩個(gè)低阻值電阻組成。整機(jī)由安裝吊架吊掛在車體底架上。圖8-12

強(qiáng)迫風(fēng)冷制動(dòng)電阻8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理6.主接地回路整列車的接地是通過動(dòng)車的每個(gè)齒輪傳動(dòng)裝置的接地裝置來實(shí)現(xiàn)的，如圖8-13所示。每輛車上設(shè)備的

安全接地和低壓開關(guān)箱中控制電路的工作接地均直接與本車車體相連。整列車車體通過接地電纜兩兩

連接起來。拖車(Tc)上的輔助逆變器工作接地直接通過過橋線連接到相鄰動(dòng)車

(Mp)

接地匯流端子

臺(tái)上，動(dòng)車

(Mp

、M)上的VVVF工作接地直接連接到本車接地匯流端子臺(tái)上。每輛動(dòng)車把接地(包括車體接地和高壓設(shè)備工作接地)平均分到4個(gè)齒輪傳動(dòng)裝置的接地裝置上，最終實(shí)現(xiàn)可靠接地。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理7.司機(jī)控制器司機(jī)控制器是用來操縱城軌車輛運(yùn)行的控制器，它利用控

制電路的低壓電器間接控制主電路的電氣設(shè)備。司機(jī)控制器適用于內(nèi)燃機(jī)車、電力機(jī)車、動(dòng)車組、城市輕軌等，用

來控制機(jī)車(或動(dòng)車等)的運(yùn)行工況和行車速度。司機(jī)控制器的面板上有控制手柄和換向手柄兩種操作機(jī)構(gòu)，

如圖8-

14所示?？刂剖直袪恳齾^(qū)、0位(惰行位)、制動(dòng)

區(qū)、緊急制動(dòng)位4個(gè)擋位。換向手柄有“向后”“

0”“向前”3個(gè)擋位?？刂剖直?位、牽引最大位、制動(dòng)最大位

和緊急制動(dòng)位在這些擋位之間為無級(jí)調(diào)節(jié)且均為定位；通

過轉(zhuǎn)動(dòng)同軸的驅(qū)動(dòng)電位器來調(diào)節(jié)輸入電子柜的電壓指令，

從而達(dá)到調(diào)節(jié)牽引力和制動(dòng)力的目的。換向手柄的每個(gè)擋

位均有定位，換向手柄穩(wěn)定在相應(yīng)的擋位中。控制手柄、

換向手柄和機(jī)械鎖之間實(shí)現(xiàn)機(jī)械聯(lián)鎖。8.1.3牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理(a)圖8-14

司機(jī)控制器手柄

(a)控制手柄；

(b)換向手柄(b)8.1.4牽引主電路系統(tǒng)主電路的檢修1.

受流裝置的檢修(1)受電弓的檢修。①

底部框架。檢查框架各焊接點(diǎn)是否存在脫焊、框架是否存在變形或彎曲、漆面是否存在脫漆銹蝕等現(xiàn)象。對(duì)嚴(yán)重變形或彎曲的部件進(jìn)行更換，對(duì)脫漆銹蝕部位及時(shí)進(jìn)行除銹補(bǔ)漆。②

軸承。清理軸承表面的積灰；檢查軸承轉(zhuǎn)動(dòng)副接觸面是否存在點(diǎn)蝕、銹蝕現(xiàn)象，轉(zhuǎn)動(dòng)是

否順暢，及時(shí)對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。③電橋連接線。電橋連接線一般是由多股軟銅導(dǎo)線編織而成的，主要用于短接受電弓上的轉(zhuǎn)動(dòng)副部件，防止電流通過轉(zhuǎn)動(dòng)副部件時(shí)燒蝕轉(zhuǎn)動(dòng)副接觸面。檢修過程中主要查看連接線是否存在斷股現(xiàn)象，若有斷股現(xiàn)象應(yīng)予以更換。更換電橋連接線時(shí)，在接線端子及對(duì)應(yīng)的連接處涂上導(dǎo)電脂，以保證接觸面良好的導(dǎo)電性

④

滑板?；迨桥c接觸網(wǎng)接觸的部件，是受電弓上最容易磨損的部件。為了最大限

度地減少接觸網(wǎng)導(dǎo)線的磨損，制作滑板的材質(zhì)應(yīng)較接觸網(wǎng)的材質(zhì)軟。當(dāng)列車高速通過

兩個(gè)供電區(qū)段的斷電器時(shí)，兩個(gè)區(qū)段的過渡段也容易對(duì)滑板造成沖擊，損壞滑板。檢修過程中主要查看滑板的磨損及損壞情況。當(dāng)滑板底部離上部槽口的最小高度為2~3mm

(根據(jù)滑板的型號(hào)及地鐵運(yùn)營(yíng)公司檢修規(guī)程的不同而不同)時(shí)，說明滑板磨損到

限；如果滑板出現(xiàn)較大的缺口，需要對(duì)滑板進(jìn)行更換。⑤驅(qū)動(dòng)氣缸。驅(qū)動(dòng)氣缸為受電弓的升弓提供驅(qū)動(dòng)力，由于驅(qū)動(dòng)氣缸內(nèi)裝有預(yù)緊彈簧，所以其拆裝需要借用專用工具來完成。將氣缸分解后，主要檢查活塞表面是否有裂紋、

碰傷，缸內(nèi)壁是否有擦傷，活塞桿是否有變形，彈簧是否存在扭曲變形。氣缸組裝完畢后通氣檢查氣缸工作情況。⑥絕緣子。絕緣子安裝在受電弓框架上，

一方面用于支撐受電弓；另一方面可將受電弓與車體隔離，為了保證良好的絕緣效果在受電弓所在區(qū)域的車頂上還涂有絕緣層。

所以，絕緣子要求具有良好的電氣絕緣性和機(jī)械性能。絕緣子一般常采用陶瓷或玻璃纖維聚酯壓制而成。對(duì)絕緣子進(jìn)行檢修時(shí)，主要查看絕緣子外觀是否存在裂紋或損傷，其表面是否存在油

污堆積現(xiàn)象。對(duì)于存在裂紋或損傷的絕緣子須及時(shí)進(jìn)行更換，絕緣子表面的油污也須

清理干凈。檢查結(jié)束后還須對(duì)絕緣子進(jìn)行耐壓和絕緣電阻測(cè)試。8.1.4牽引主電路系統(tǒng)主電路的檢修(2)集電靴的檢修。①受流器的清潔。受流器的清潔可以拆下來進(jìn)行，也可以直接在轉(zhuǎn)向

架上進(jìn)行。清潔時(shí)可采用弱堿性溶液進(jìn)行清洗，清洗前必須斷電；或者通過高壓水槍進(jìn)行清洗。清洗過程中注意不要損壞熔斷器盒子。最

后用壓縮空氣進(jìn)行干燥。②

集電靴的狀態(tài)檢查。a.碳滑靴的磨損。檢查碳滑靴的磨損指示標(biāo)記。b.碳滑靴的狀態(tài)。檢查碳滑靴接觸面是否磨損均勻，未磨損過限。c.可接受缺陷?？山邮苋毕莅バ肌澓?、碳裂紋。d.須更換碳滑靴的缺陷。如果碳滑靴部分損壞或缺失，必須更換碳滑靴。8.1.4牽引主電路系統(tǒng)主電路的檢修8.1.4牽引主電路系統(tǒng)主電路的檢修2.高速斷路器的檢修(1)合閘裝置的檢修。測(cè)量螺管線圈的阻值，若阻值與標(biāo)稱值不符，則應(yīng)更換線圈。檢查

線圈與鐵芯之間是否有碰擦痕跡，檢查鐵芯是否動(dòng)作自如。對(duì)機(jī)械連鎖機(jī)構(gòu)進(jìn)行潤(rùn)滑。正

常情況下，潤(rùn)滑能延長(zhǎng)高速斷路器的壽命。潤(rùn)滑脂應(yīng)使用專用油脂，不準(zhǔn)使用其他油脂。(2)動(dòng)、靜觸點(diǎn)的檢修。檢查動(dòng)、靜觸點(diǎn)的“熔化”程度，如果“熔化”程度嚴(yán)重，應(yīng)更換觸點(diǎn)。觸點(diǎn)應(yīng)成對(duì)更換，更換完畢后還應(yīng)檢查動(dòng)、靜接觸面的接觸情況。(3)接線端的檢修。清潔、打磨主要線端及電纜的接觸面，使兩個(gè)接觸面的接觸保持緊密

貼合，防止接觸電阻增大而損壞電纜及主接線端。(4)滅弧罩的檢修。將滅弧罩拆開，檢查滅弧柵片的情況。對(duì)于燒灼厲害的滅弧柵片應(yīng)予以更換。在組裝滅弧柵片時(shí)，應(yīng)注意柵片的安裝角度。(5)輔助開關(guān)的檢修。檢查輔助開關(guān)時(shí)應(yīng)測(cè)量開關(guān)觸點(diǎn)的接觸阻值，同時(shí)還應(yīng)檢查機(jī)械部件的工作情況。此外，當(dāng)高速斷路器使用到一定期限時(shí)，應(yīng)更換機(jī)構(gòu)內(nèi)的所有彈簧部件。8.1.4牽引主電路系統(tǒng)主電路的檢修3.牽引逆變器的檢修(1)通風(fēng)散熱區(qū)域的檢修。逆變模塊中有許多大功率的半導(dǎo)體元件，這些元件在工作

時(shí)會(huì)散發(fā)大量的熱量，為了保護(hù)它們，提高其可靠性和延長(zhǎng)其使用壽命，通常在這些

元件上安裝散熱片。通過冷卻風(fēng)扇或車輛運(yùn)行時(shí)的空氣對(duì)流將熱量帶走。當(dāng)散熱片上

積累了較多的灰塵或散熱風(fēng)道被異物堵住時(shí)，會(huì)影響元件散熱。因此，檢修過程中應(yīng)

經(jīng)常對(duì)散熱片和散熱風(fēng)道進(jìn)行清潔，除去散熱片上的灰塵和雜物，清理散熱風(fēng)道里的

堵塞物，保證風(fēng)道內(nèi)空氣流動(dòng)順暢。(2)控制板的檢修?？刂瓢逋ǔ橛≈凭€路板，在檢修過程中須小心清潔。在清潔過

程中，檢修人員須采取防靜電措施，保證線路板上的元件不因靜電影響而損壞。同時(shí)，

如果控制板上有接線端，應(yīng)對(duì)接線端進(jìn)行清潔，檢查其外觀是否存在變色、開裂、損

壞等現(xiàn)象，必要時(shí)進(jìn)行打磨，以保證與電纜、控制線接觸良好。對(duì)于控制板上的各模

塊，應(yīng)檢查其是否發(fā)生變形、變色、破損等情況，必要時(shí)對(duì)相應(yīng)模塊板卡進(jìn)行更換。(3)牽引逆變器箱體蓋及緊固件的檢修。檢查牽引逆變器吊掛點(diǎn)緊固螺栓的防松線是

否清晰和錯(cuò)位，箱體是否損壞、變形，焊接處是否開裂，箱蓋的鎖閉功能及接地狀況是否正常，等等。如有必要，應(yīng)進(jìn)行維修或更換。對(duì)于箱蓋的橡膠密封件，檢查其是

否存在老化、破損等情況，如果老化、破損的橡膠密封件影響到箱體的密封性能，應(yīng)

予以更換。(4)牽引逆變器箱體的檢修。牽引逆變器箱體外觀無缺陷，配線電線無變質(zhì)、無損壞，端子無變形、無褪色、無開裂和無損壞，端子螺栓無松動(dòng)，安裝螺栓無松動(dòng)。對(duì)箱體內(nèi)部進(jìn)行清潔，確保箱體內(nèi)沒有灰塵。檢查絕緣安裝面、絕緣端子和絕緣柱等，無變色、

開裂、脫層等現(xiàn)象。(5)元件的檢修。對(duì)于電阻元件，檢查其表面是否出現(xiàn)變色、損壞、起皮、脫層等情況，電阻元件接線端腳是否連接牢固。對(duì)于電容元件，檢查其是否出現(xiàn)變形、變色、破

損、漏液等情況，電容接線端腳的緊固狀態(tài)是否良好。(6)繼電器單元及電壓電流傳感器的檢修。繼電器單元接線良好，電纜電線扣件排列整齊；繼電器表面沒有損傷、褪色、開裂等現(xiàn)象，外觀完好，安裝螺母無松動(dòng)。電壓電

流傳感器外觀良好；進(jìn)出線正常；接線端子無松動(dòng)，排列有序。(7)牽引控制單元的檢修。牽引控制單元通常安裝在密閉的箱體內(nèi)，該箱體具有良好的防潮、抗電磁干擾、抗震、防塵等特性。因此，在日常維護(hù)中一般不需要對(duì)牽引控制單元進(jìn)行檢修。8.1.4牽引主電路系統(tǒng)主電路的檢修8.1.4牽引主電路系統(tǒng)主電路的檢修在檢修過程中，如果發(fā)現(xiàn)牽引控制單元所在的箱體中存在水跡或積灰較

多的情況，應(yīng)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行分解，檢查并清潔印制電路板。在檢查、

清潔印制電路板時(shí)，檢修人員應(yīng)采取防靜電措施。牽引控制單元的調(diào)試一般是在裝車后的靜態(tài)調(diào)試中進(jìn)行的，可通過相應(yīng)的通信軟件，利用用戶程序進(jìn)行測(cè)試，通過觀察部件的工作狀態(tài)或測(cè)量輸出波形來判斷系統(tǒng)工作是否正常。4.牽引電動(dòng)機(jī)的檢修(1)吹掃。在分解牽引電動(dòng)機(jī)前，需要利用高壓空氣對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)的表面進(jìn)行吹掃，除去表面的灰塵和污物。吹掃應(yīng)在自帶吸塵裝置的專用吹掃間內(nèi)進(jìn)行，作業(yè)人員應(yīng)戴好防塵面具。(2)拆解。將電動(dòng)機(jī)置于水平操作平臺(tái)上，依次拆除速度傳感器、排

風(fēng)罩、轉(zhuǎn)子、傳動(dòng)端軸承、非傳動(dòng)端軸承；對(duì)拆下來的部件依次進(jìn)行編號(hào)，便于后續(xù)組裝。(3)清洗。對(duì)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部進(jìn)行吹掃、清洗和擦拭。8.1.4牽引主電路系統(tǒng)主電路的檢修8.1.4牽引主電路系統(tǒng)主電路的檢修(4)檢查和檢修。檢查電動(dòng)機(jī)繞組、定子、轉(zhuǎn)子是否存在燒灼、擦

傷的痕跡。對(duì)于燒灼情況，需要測(cè)量阻值是否符合規(guī)定，并檢查匝間是否存在短路現(xiàn)象，如果存在該現(xiàn)象，應(yīng)更換繞組。對(duì)于擦傷痕跡，需要檢查軸承或軸承安裝室，對(duì)軸承損壞的應(yīng)進(jìn)行更換，對(duì)軸承安裝室有磨損的，輕微的可以通過噴涂來修復(fù)，嚴(yán)重的則需要對(duì)端蓋進(jìn)行更換，同時(shí)對(duì)軸承潤(rùn)滑油脂進(jìn)行更換。(5)測(cè)量。①測(cè)量三相繞組的阻值是否一致，檢測(cè)繞組狀態(tài)是否正常。

②

測(cè)試?yán)@組對(duì)地絕緣電阻，檢測(cè)繞組是否對(duì)地?fù)舸?6)組裝。按照拆解的反向順序，依次對(duì)各部件進(jìn)行組裝。5.制動(dòng)電阻的檢修(1)定期清潔制動(dòng)電阻及制動(dòng)電阻箱；利用壓縮空氣清潔電阻器，確保無污物附著。(2)制動(dòng)電阻接線端子的接線牢固，導(dǎo)線和接地線的外觀完好，絕緣部分無老化、脫落、損壞等現(xiàn)象；更換有裂紋或破損的絕緣端子；對(duì)于接線端子，檢修時(shí)應(yīng)采用清潔、打磨等方法進(jìn)行處理，保證其與電纜接線端有良好的接觸面。(3)電阻器單元之間無異物、無重聯(lián)，電阻器與陶瓷間隔柱是清潔的，絕緣體和陶瓷間隔柱無裂痕、無損壞。(4)電阻器內(nèi)部連接緊密，無腐蝕現(xiàn)象；電阻單元是否有過熱燒灼痕跡，如有需要更換。8.1.4牽引主電路系統(tǒng)主電路的檢修5.制動(dòng)電阻的檢修(5)檢查帶狀電阻是否變形，如果冷態(tài)下帶狀電阻變形，

一旦通過制動(dòng)電流，其變形會(huì)更加嚴(yán)重，極易造成電阻之間的短路，因此必須予以更換。(6)在端子之間測(cè)量的制動(dòng)電阻的阻值應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，否則應(yīng)予以更換。由于帶狀

電阻的阻值很小，通?？梢圆捎秒姌蚍绞竭M(jìn)行測(cè)量。(7)利用1000V高阻表檢查絕緣狀況，阻值應(yīng)不小于20MQ。(8)所有的安裝螺母、插頭無松動(dòng)、無裂紋。8.1.4牽引主電路系統(tǒng)主電路的檢修8.1.4牽引主電路系統(tǒng)主電路的檢修6.司機(jī)控制器的檢修(1)檢查凸輪外表面是否有磨損痕跡，如有應(yīng)進(jìn)行更換。對(duì)轉(zhuǎn)軸表面進(jìn)行

潤(rùn)滑、清潔。(2)檢查轉(zhuǎn)換開關(guān)，測(cè)量轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點(diǎn)阻值是否正常。大修時(shí)應(yīng)更換所有

的轉(zhuǎn)換開關(guān)。(3)檢查電位器的工作情況。電位器電阻值在整個(gè)工作范圍內(nèi)的變化應(yīng)是平滑的，對(duì)于阻值有跳動(dòng)的電位器應(yīng)更換。大修時(shí)應(yīng)更換所有的電位器。(4)主接觸器組裝完成后，應(yīng)檢查各部件的聯(lián)鎖功能。同時(shí)，還應(yīng)檢查在不同工作模式下相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換開關(guān)的工作是否正常。任務(wù)8.2輔助電氣系統(tǒng)的檢修輔助電氣系統(tǒng)概述輔助電氣系統(tǒng)檢修的主要內(nèi)容輔助電氣系統(tǒng)的主要組成1.負(fù)載形式輔助電氣系統(tǒng)是城軌車輛各個(gè)電氣系統(tǒng)能夠正常工作的電源輸入，車輛上的空調(diào)、列車照明系統(tǒng)、列車廣播系統(tǒng)、蓄電池充電器等負(fù)載，其工作電源均是由輔助電氣系統(tǒng)提供的。

負(fù)載形式主要分為交流負(fù)載和直流負(fù)載。(1)交流負(fù)載。交流負(fù)載通常是指純感性、純?nèi)菪约胺羌冏栊载?fù)載，就是說此設(shè)備的工作

電源需要交流電源。例如，輔助電氣系統(tǒng)為車輛上的交流負(fù)載(如空調(diào)、電氣設(shè)備通風(fēng)機(jī)、

空氣壓縮機(jī)等)提供AC380V

及AC220V

電源。(2)直流負(fù)載。直流負(fù)載是指純阻性負(fù)載，此設(shè)備的工作電源需要直流電源。例如，輔助電氣系統(tǒng)為車輛上的控制系統(tǒng)、客室車門控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、列車應(yīng)急照明系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)等直流輔助負(fù)載提供DC110V

電源，為車輛上的前照燈、刮雨器系統(tǒng)、司機(jī)控制器等

提供DC24V電源。8.2.1

輔助電氣系統(tǒng)概述2.輔助電氣系統(tǒng)的發(fā)展隨著電力電子器件的發(fā)展，輔助電氣系統(tǒng)也經(jīng)歷著不同方案的發(fā)展過程。由于新

一代性能優(yōu)良的IGBT器件發(fā)展迅速，到目前為止，歐洲各國(guó)及日本等國(guó)的車輛輔

助電氣系統(tǒng)大都采用IGBT模塊。目前，城軌車輛上的輔助逆變器均采用由電力電

子器件構(gòu)成的靜止式變流機(jī)組，構(gòu)成方案大致有以下幾種：(1)斬波穩(wěn)壓再逆變，加變壓器降壓隔離。(2)三點(diǎn)式逆變器加變壓器降壓隔離。(3)電容分壓兩路逆變，加隔離變壓器構(gòu)成12脈沖方案。(4)兩點(diǎn)式逆變器加濾波器與變壓器降壓隔離。(5)直直變換器與高頻變壓器隔離加逆變的方案。8.2.1

輔助電氣系統(tǒng)概述8.2.1

輔助電氣系統(tǒng)概述這些方案各有特點(diǎn)，而且都能滿足地鐵或輕軌車輛的要求。DC110V

蓄

電池充電電源在目前的方案中，對(duì)DC110

V蓄電池充電電源主要有兩種不同的設(shè)想：

一是通過50Hz隔離降壓變壓器來實(shí)現(xiàn)；二是將獨(dú)立的直直變換器直接接于供電網(wǎng)壓，通過高頻變壓器隔離后再整流，最后濾波

得到DC110V控制電源。比較兩種設(shè)想，后者是獨(dú)立的，與輔助逆變器

無關(guān)，不會(huì)受到輔助逆變器故障的影響，在供電方面有一定的優(yōu)勢(shì)；但

是因?yàn)樾枰?dú)立的直流電源，所以成本有所增加。8.2.2輔助電氣系統(tǒng)的主要組成輔助電氣系統(tǒng)主要由輔助逆變器、擴(kuò)展供電裝置、蓄電池充電器和蓄電

池等組成。輔助電氣系統(tǒng)工作狀態(tài)的正常與否將直接影響整個(gè)列車的功能。特別是當(dāng)數(shù)輛車發(fā)生輔助電路故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致列車發(fā)生運(yùn)行故障，甚至造成整條線路的運(yùn)行中斷。因此，輔助電氣系統(tǒng)對(duì)保障整個(gè)城軌車

輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)高效、可靠、安全的運(yùn)行是極其重要的。輔助電氣系統(tǒng)的基本原理如圖8-15所示。過壓電阻圖8-15

輔助電氣系統(tǒng)的基本原理線路過濾器電容器相過濾器

MMDC+DC-過

壓

斷路器逆變器變壓器+1.輔助逆變器輔助逆變器直接通過受電弓從接觸網(wǎng)獲得1500V高壓

電，經(jīng)內(nèi)部轉(zhuǎn)化處理后向列車提供380V交流電和110

V低壓直流電。輔助逆變器的安裝位置如圖8-16所示。

DC110V

經(jīng)過DCDC

電壓變換器變換得到DC24V。

輔助

電氣系統(tǒng)通過列車通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)施控制和診斷，具有自

診斷和故障記錄功能，在司機(jī)室顯示屏上能顯示系統(tǒng)

的狀態(tài)及故障情況。輔助電氣系統(tǒng)裝有專門的USB或

以太網(wǎng)通信端口，可以方便地讀取診斷數(shù)據(jù)，可以用

裝有相應(yīng)的地面分析軟件的便攜式測(cè)試裝置(portable

test

unit,PTU)采集和分析故障信息。TMp2U

W輔助逆變器

-8.2.2輔助電氣系統(tǒng)的主要組成圖8-16

輔助逆變器的安裝位置MIU

WTe0o

00輔助逆變器-工MplM2Te輔助逆變器還設(shè)置了應(yīng)急啟動(dòng)電源，用于主蓄電池失壓時(shí)啟動(dòng)輔助逆變器和低壓電源。輔助電氣系統(tǒng)

的控制及參數(shù)配合必須保證在規(guī)定條件下輸出的電壓和電流穩(wěn)定，不出現(xiàn)振蕩。當(dāng)輸入電壓降至DC1

000V

以下時(shí)，輔助逆變器立刻停止工作；當(dāng)輸入電壓上升超過DC1100V

(暫定),并至少持續(xù)3s(時(shí)間可調(diào)節(jié))時(shí)，輔助逆變器自動(dòng)啟動(dòng)。當(dāng)輸入電壓為DC1000～1800V時(shí)，輔助逆變器輸出額定負(fù)

荷。當(dāng)輸入電壓等于額定電壓(DC1500V)時(shí)，對(duì)于160%總負(fù)載容量輸出，輔助逆變器可至少運(yùn)行10

s才關(guān)斷；對(duì)于200%總負(fù)載容量輸出，輔助逆變器立即關(guān)斷。在正常條件下，輔助逆變器能無故障地

承受負(fù)載的階躍變化，保護(hù)裝置不動(dòng)作。當(dāng)輔助逆變器產(chǎn)生±30%額定負(fù)載的負(fù)荷變化時(shí)，其輸出電壓

的瞬間變化范圍為-20%~15%,并在300ms

內(nèi)恢復(fù)到額定值。在輔助逆變器已經(jīng)帶有部分負(fù)載的情況下啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)等泵類負(fù)載，其瞬時(shí)沖擊電流可能超過輔助逆變器的額定輸出電流，這時(shí)輸出電壓允許下降20%;但當(dāng)過電流消失后，輸出電壓將在300ms

內(nèi)恢復(fù)到額定值。為便于安全檢修，輔助逆變器在高壓輸入端設(shè)有隔離接地開關(guān)。當(dāng)輔助逆變器運(yùn)行時(shí)，隔離接地開關(guān)

與輸入進(jìn)線相連；當(dāng)輔助逆變器檢修時(shí)，隔離接地開關(guān)與地相連。8.2.2輔助電氣系統(tǒng)的主要組成8.2.2輔助電氣系統(tǒng)的主要組成蓄電池充電器將輸入電壓轉(zhuǎn)換成電位分離的DC110V

輸出電壓。在正常運(yùn)行模式下，蓄電池充電器的主要功

能是對(duì)車載電池進(jìn)行充電，同時(shí)以DC110V

為車載輔助設(shè)施供電。110V直流電源的主要用電設(shè)備有110/24V直流變換器、照明、牽引和輔助逆變器的控制部件。110V直流電還

能被轉(zhuǎn)換為+24V直流電和+12V直流電，用于驅(qū)動(dòng)各種不同設(shè)備中的操縱和控制單元。充電器內(nèi)部電源由主蓄電池供應(yīng)，并備有一個(gè)緊急啟動(dòng)電池，用于緊急情況下的充電器內(nèi)部供電。當(dāng)蓄電池

電壓供給充電器時(shí)，將啟動(dòng)內(nèi)部電源，同時(shí)啟動(dòng)內(nèi)部微處理器控制系統(tǒng)，并等待啟動(dòng)信號(hào)。在這種狀態(tài)下，

可以對(duì)充電器進(jìn)行分析診斷。

一旦得到啟動(dòng)信號(hào)，充電器即開始工作，輸出電壓將按一定斜率上升，在2s內(nèi)

達(dá)到額定輸出電壓(當(dāng)輸出電流在額定界限內(nèi)時(shí))。而該啟動(dòng)時(shí)間只有在已完全啟動(dòng)微處理器的前提下才能達(dá)到，否則，系統(tǒng)將在20s內(nèi)啟動(dòng)。如果輸入電壓中斷，蓄電池充電器會(huì)立即停止工作。當(dāng)輸入電壓重新達(dá)到規(guī)定值時(shí)，蓄電池充電器將自動(dòng)在

2s內(nèi)進(jìn)入滿負(fù)載工作狀態(tài)。③單相逆變器。在單相輸出的情況下，即使逆變器輸入的是一個(gè)恒定的直流電壓，而且逆變器開關(guān)不是脈寬調(diào)制，要控制逆變器輸出電壓的幅值與頻率也是可以的，所以這種逆變器必定是前面兩種逆變器的組合。應(yīng)該注意的是，電壓抵消法只適用于單相逆變器而不適用于三相逆變器。①脈寬調(diào)制逆變器。在電壓源型逆變器中輸入的直流電壓是恒定的，要求逆變器采用脈寬調(diào)制方式，既能控制輸出電壓頻率，又能控制輸出電壓幅值。因此，這種逆變器稱為脈寬調(diào)制逆變器。②方波逆變器。在電壓源型逆變器中，為了控制所輸出的交流電壓的幅值，要求輸入的

直流電壓是可控的，所以只要求逆變器能控制輸出電壓的頻率。由于輸出的交流電壓具有與方波類似的波形，因此這種逆變器稱為方波逆變器。8.2.2輔助電氣系統(tǒng)的主要組成(1)輔助逆變器的類型。8.2.2輔助電氣系統(tǒng)的主要組成(2)輔助逆變器的主要電路。輔助逆變器的主要電路包括初充電電路、輸入濾波電路、逆變器電路、AC

濾波電路和整流電路。在輔助逆變器中，利用初充電電路、輸入濾波電路、逆變器電路和AC濾波電路將DC1500V變換為交流電，

將三相輸出變壓器與高壓側(cè)絕緣變壓到AC380V后輸出。①初充電電路。取自接觸網(wǎng)的DC1500

V高壓電經(jīng)過高速斷路器、濾波電抗器后，先經(jīng)過二極管和充電電阻給濾波電容充電，等到濾波電容充電完成88%時(shí)，晶閘管導(dǎo)通，繼續(xù)給濾波電容充電。需要注意的是，在輔助逆變器停止工作后，濾波電抗器有一個(gè)放電過程，在此過程中為了避免高溫或觸電，不要開啟箱蓋

或觸摸，必須在確認(rèn)放電已經(jīng)完成后才可以進(jìn)行維修和各種作業(yè)。②

輸入濾波電路。因網(wǎng)壓會(huì)在1000~1800V

之間變化，不是穩(wěn)定的1500V,

故需要通過濾波電抗器來進(jìn)行

濾波穩(wěn)壓，以便為后面的元件提供穩(wěn)定的電壓。③

逆變器電路。利用IGBT開關(guān)元件的不同通斷組合順序進(jìn)行逆變，控制輸出三相四線交流電。④

AC

濾波電路。AC

濾波電路將逆變電路逆變出的雜波和干擾成分去除，使之具有更加理想的正弦波型。⑤

整流電路。整流電路是將輔助逆變器逆變出的三相交流電經(jīng)過變壓、整流后得到穩(wěn)定的AC380V

、DC

110V、DC24V電源，供給負(fù)載用電。2.擴(kuò)展供電裝置當(dāng)一個(gè)單元的輔助逆變器故障時(shí)，可通過擴(kuò)展供電裝置(圖8-17)向

故障單元提供AC380V

電源，保證整車輔助設(shè)備用電正常；但部分設(shè)備(如空調(diào))需要減載運(yùn)行。根據(jù)城軌車輛設(shè)計(jì)的不同，擴(kuò)展供電裝置的安裝位置有所差異，

一般安裝在M

車上。8.2.2輔助電氣系統(tǒng)的主要組成圖8-17

擴(kuò)展供電裝置3.蓄電池充電器蓄電池充電器(圖8-18)作為輔助電氣系統(tǒng)中的

一個(gè)重要部件，用來將輸入電壓轉(zhuǎn)換成直流110

V輸出電壓。蓄電池充電器在正常工作狀態(tài)下，除對(duì)車載蓄電池進(jìn)行充電外，還為其他輔助設(shè)備

提供DC110V電源輸入。8.2.2輔助電氣系統(tǒng)的主要組成圖8-18

蓄電池充電器4.蓄電池蓄電池(圖8-19)作為緊急負(fù)載供電電源，其主要作用如下：(1)在列車啟動(dòng)前激活各控制系統(tǒng)，同時(shí)為輔助逆變器提供控制電源。(2)當(dāng)列車無網(wǎng)壓時(shí)，蓄電池的容量能夠?yàn)榫o急照明、

緊急通風(fēng)、火災(zāi)和煙霧探測(cè)系統(tǒng)、門控設(shè)備、無線電、公共廣播系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)及列車各控制系統(tǒng)供電，維持上述系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)定的緊急供電時(shí)間，滿足乘客安全逃生與列車供電需求。8.2.2輔助電氣系統(tǒng)的主要組成圖8-19

蓄電池1一端子；2—塑料黏結(jié)式負(fù)極(Cd);3—

外殼；4—隔膜；5—燒結(jié)正極(Ni);6—

電解液儲(chǔ)備；7—阻燃?xì)馊?.2.2輔助電氣系統(tǒng)的主要組成蓄電池箱(含控制箱)主要完成蓄電池對(duì)外供電，通過控制箱中的負(fù)荷開關(guān)靈活地控制

蓄電池供電的通斷，利用熔斷器保護(hù)電路，避免電流過大造成器件損壞。蓄電池箱控制系統(tǒng)如圖8-20所示。圖8-20

蓄電池箱控制系統(tǒng)1.

輔助逆變器的檢修(1)吹塵清潔散熱器、輔助逆變器箱的內(nèi)部，配線電線無變質(zhì)、無損壞；端子無變形、無

褪色、無開裂、無損壞，端子螺栓無松動(dòng)。(2)箱內(nèi)電子元件完好，所有電路板和元件完整，安裝狀態(tài)良好；安裝的螺母無松動(dòng)；電容、電阻未發(fā)生異常膨脹和變形；電線電纜無損壞，固定良好；控制單元連接插頭連接狀態(tài)良好。(3)接觸器的主觸點(diǎn)無燒灼痕跡，如有應(yīng)用細(xì)砂紙打磨；接觸器的安裝狀態(tài)完好，安裝螺母、插頭、接線無松動(dòng)；手動(dòng)試驗(yàn)接觸器的動(dòng)作正常；清潔接觸器的滅弧罩及接觸器裝置。8.2.3輔助電氣系統(tǒng)檢修的主要內(nèi)容8.2.3輔助電氣系統(tǒng)檢修的主要內(nèi)容2.擴(kuò)展供電裝置的檢修(1)對(duì)電氣連接部分進(jìn)行檢查，確認(rèn)無過熱痕跡。對(duì)通電部分進(jìn)行緊固，對(duì)箱體內(nèi)部進(jìn)行吹塵清潔。(2)檢查箱體是否存在變形，如果變形超過10mm

應(yīng)進(jìn)行修正；檢查箱

蓋密封部分是否存在裂紋，如有異常應(yīng)進(jìn)行更換。(3)檢查電磁接觸器的外觀，確認(rèn)無異常；檢查絕緣物、絕緣樹脂是否變色和有裂紋，如有異常應(yīng)更換新的配件。8.2.3輔助電氣系統(tǒng)檢修的主要內(nèi)容3.蓄電池充電器的檢修蓄電池充電器作為蓄電池的充電設(shè)備，檢修時(shí)主要檢查充

電機(jī)模塊無變色、無變形、無損傷；線纜插頭緊固到位，線纜狀態(tài)良好，無變色、無鼓包；充電機(jī)模塊電阻無變色、

無變形、無損傷，并測(cè)量其阻值在規(guī)定范圍內(nèi)；清潔并檢

查充電機(jī)模塊散熱器無變形、無損傷；充電機(jī)輸入電抗器

無變形、無破損；電氣連接線和功率接地線無損壞、無腐

蝕。8.2.3輔助電氣系統(tǒng)檢修的主要內(nèi)容4.蓄電池的檢修(1)電池盒、導(dǎo)輪安裝位置正確，絕緣墊板無脫落。(2)清潔電池外表面的電解液及殘?jiān)酃?，并?duì)電池箱內(nèi)外進(jìn)行清洗，必須仔細(xì)清潔每個(gè)蓄電池單體。(3)檢查蓄電池殼體、通風(fēng)塞、溫度傳感器。蓄電池殼體無嚴(yán)重變形，無裂紋、漏液現(xiàn)象。(4)電池氣塞良好，加注蒸餾水至最高液面。(5)檢查蓄電池間的連線、連接板、螺釘、絕緣護(hù)套。蓄電池間的連線、連接板、螺釘無過熱、變色現(xiàn)象，接線端子壓接良好，螺釘緊固，絕緣頭無破損，絕緣護(hù)套無過熱熔化、破損現(xiàn)象，安裝到位。(6)拆下蓄電池組，對(duì)蓄電池進(jìn)行修復(fù)性的充放電維護(hù)。(7)測(cè)量蓄電池單體電壓，查看其是否符合標(biāo)準(zhǔn)。(8)將蓄電池裝車，所有安裝螺母、插頭無松動(dòng)、無裂紋。TCMS

的故障診斷TCMS

的主要功能TCMS的組成TCMS的日常檢修任務(wù)8.3TCMS

的檢修TCMS

采用分布式總線網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，劃分為兩級(jí)：列車控制級(jí)和車輛控制級(jí)。列車控制級(jí)總線

和車輛控制級(jí)總線均采用電氣中距離介質(zhì)

(electrical

medium

distance,EMD)

的MVB。中繼模

塊作為列車級(jí)總線和車輛級(jí)總線的網(wǎng)關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)列車級(jí)總線到車輛級(jí)總線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。

此外，事件記錄模塊具備以太網(wǎng)接口，TCMS

可以通過事件記錄模塊的以太網(wǎng)接口或MVBEMD

接

口借助車載無線傳輸系統(tǒng)將MVB

上的列車狀態(tài)和故障數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)降孛孢\(yùn)營(yíng)控制中心，實(shí)現(xiàn)

列車遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。TCMS

通過MVB/422

網(wǎng)關(guān)與實(shí)時(shí)無線傳輸系統(tǒng)相連，其他系統(tǒng)通過MVB

接口

接

入TCMS。列車按照不同的功能與硬件配置分為帶司機(jī)室的拖車

(Tc車)、帶受電弓的動(dòng)車

(Mp)

車和不

帶受電弓的動(dòng)車

(M

車)三種車型。不同車型由數(shù)量不同的車輛控制模塊、事件記錄模塊、中

繼模塊、數(shù)字量輸入/輸出模塊、數(shù)字量輸入模塊、模擬量輸入/輸出模塊、人機(jī)接口模塊和必

要的總線終端器構(gòu)成。任務(wù)8.3TCMS

的檢修TCMS

主要包括中央控制單元、遠(yuǎn)程輸入/輸出模塊、中繼器、人機(jī)接口單元、列車數(shù)據(jù)

記錄儀等。(1)中央控制單元。兩個(gè)中央控制單元分別位于Tc1車和Tc2車，用來實(shí)現(xiàn)列車控制、

監(jiān)視和故障診斷功能。(2)遠(yuǎn)程輸入/輸出模塊。每輛車都具有遠(yuǎn)程輸入/輸出模塊，用來實(shí)現(xiàn)對(duì)110V控制電路的主要信號(hào)進(jìn)行采集和控制。(3)中繼器。Mp1車和Mp2

車分別安裝了兩個(gè)互為冗余的中繼器模塊，用來實(shí)現(xiàn)對(duì)MVB

信號(hào)的中繼傳輸，保證信號(hào)的傳輸質(zhì)量。(4)人機(jī)接口單元。兩個(gè)人機(jī)接口單元分別位于列車的Tc1車和Tc2車，負(fù)責(zé)顯示設(shè)備狀態(tài)和指導(dǎo)司機(jī)操作。(5)列車數(shù)據(jù)記錄儀。Tc1車和Tc2車各設(shè)置一臺(tái)列車數(shù)據(jù)記錄儀，用來對(duì)列車主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和故障信息進(jìn)行冗余采集和記錄。8.3.1TCMS的組成8.3.2

TCMS的主要功能TCMS

為所有子系統(tǒng)設(shè)備留有標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，并具有成熟可靠的接口通信規(guī)范，所有具有MVB通信接口的子系統(tǒng)都能可靠接入。連接到MVB上的各個(gè)子系統(tǒng)的控制單元主要包括列車自動(dòng)控制(automatictraincontrol,ATC)

裝置、牽引控制單元、制動(dòng)控制單元、輔助電源控制單元、空調(diào)控制單元、

車門主控制單元、列車乘客信息系統(tǒng)(passengerinformationsystem,PIS)控制單元等。其他沒有MVB接口的子系統(tǒng)可通過MVB總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊連接到MVB網(wǎng)絡(luò)中。整個(gè)TCMS包括車載硬件、控制軟件、診斷軟件、監(jiān)視軟件和維護(hù)工具等。8.3.2

TCMS的主要功能CMS

的主要功能如下：1.控制功能TCMS能夠?qū)恳苿?dòng)控制指令及時(shí)傳遞給牽引制動(dòng)系統(tǒng)，各車輛中央控制單元、終端控制單元之間控制信息的收發(fā)由系統(tǒng)的總線控制系統(tǒng)完成。2.監(jiān)視功能TCMS

能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控車輛各系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，主要包括牽引系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、輔助電源系統(tǒng)、車門系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)等，通過接口與各子系統(tǒng)設(shè)備直接相連，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。3.診斷功能系統(tǒng)根據(jù)從各裝置接收到的故障信息進(jìn)行列車故障診斷，即在每個(gè)中央控制單元中設(shè)有獨(dú)立于指令傳送微處理器的32位微處理器，用于故障數(shù)據(jù)的處理。中央控制單元通過列車總線控

制系統(tǒng)接受從各子系統(tǒng)傳來的故障信息，并附帶一定的相關(guān)數(shù)據(jù)和相應(yīng)的時(shí)間。8.3.3

TCMS的故障診斷作為TCMS的重要組成部分，故障診斷系統(tǒng)可以協(xié)助司機(jī)和檢修人員進(jìn)行工作，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，

協(xié)

助司機(jī)采取適當(dāng)?shù)牟僮?，并使維護(hù)人員更容易地查找并解決故障。1.故障等級(jí)根據(jù)故障對(duì)子系統(tǒng)或列車性能或安全性的影響，可將故障劃分為不同的等級(jí)。(1)用于列車診斷的故障等級(jí)分為以下3級(jí)：①

1級(jí)——嚴(yán)重故障，列車必須在本站或下一站退出服務(wù)，如“制動(dòng)控制單元嚴(yán)重故障”等影響牽

引/制動(dòng)性能的故障。②

2級(jí)——中級(jí)故障，即影響運(yùn)營(yíng)的故障，列車必須在終點(diǎn)站退出服務(wù)，返段檢修，如“乘客信息系統(tǒng)嚴(yán)重故障”等影響運(yùn)營(yíng)服務(wù)質(zhì)量的故障。③

3級(jí)——輕微故障，即不影響運(yùn)營(yíng)服務(wù)的其他故障，可在列車日檢時(shí)處理，如“一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)嚴(yán)重故障”等不影響運(yùn)營(yíng)服務(wù)的故障。8.3.3

TCMS的故障診斷(2)列車子系統(tǒng)部件故障應(yīng)劃分為以下三個(gè)故障等級(jí)：①

輕微故障。不影響部件系統(tǒng)功能的故障為輕微故障。②中等故障。限制部件系統(tǒng)功能的故障為中等故障。③嚴(yán)重故障。嚴(yán)重影響系統(tǒng)的故障為嚴(yán)重故障。發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)子系統(tǒng)部件發(fā)生單個(gè)故障時(shí)，故障診斷系統(tǒng)可根據(jù)整列車的故障情況及該子系統(tǒng)部件故障對(duì)列車運(yùn)營(yíng)的影響程度，對(duì)故障進(jìn)行綜合評(píng)估，并給出合適的應(yīng)急指引。所有子系統(tǒng)的故障都對(duì)應(yīng)到相應(yīng)的列車故障等級(jí)。8.3.3

TCMS的故障診斷2.故障診斷的實(shí)現(xiàn)故障診斷系統(tǒng)的硬件包括列車數(shù)據(jù)及事件記錄器、列車中央控制單元、司機(jī)室人機(jī)接口、遠(yuǎn)程輸入/輸出模

塊等。列車數(shù)據(jù)及事件記錄器負(fù)責(zé)接收各個(gè)子系統(tǒng)通過MVB傳輸?shù)墓收闲畔ⅲ凑展收戏诸愡M(jìn)行存儲(chǔ)和報(bào)警提示。

各子系統(tǒng)通過MVB

傳輸故障發(fā)生時(shí)的信息到列車中央控制單元，由列車中央控制單元傳送給列車數(shù)據(jù)及事

件記錄器。另外，實(shí)時(shí)性要求高的故障在被傳送給列車中央控制單元的同時(shí)，也被直接傳送給列車中央控

制單元。列車中央控制單元將日期和時(shí)間加到設(shè)備項(xiàng)的故障代碼上，并將對(duì)應(yīng)的故障發(fā)送給司機(jī)室人機(jī)接

口。司機(jī)室人機(jī)接口內(nèi)部具有即時(shí)(當(dāng)前發(fā)生的)故障判別能力，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，即時(shí)提示給司機(jī)。在司機(jī)室人機(jī)接口上，每條純文本信息都分配有故障代碼，根據(jù)不同的故障類別進(jìn)行故障評(píng)估。故障類別

和純文本信息顯示在司機(jī)室人機(jī)接口的界面上。此外，司機(jī)可以通過司機(jī)室人機(jī)接口獲得其必須實(shí)施的操作的指導(dǎo)說明。司機(jī)室人機(jī)接口故障顯示分為運(yùn)行診斷和保養(yǎng)診斷兩個(gè)層次。8.3.3

TCMS的故障診斷3.TCMS

的冗余設(shè)計(jì)在整車控制上，

一般會(huì)設(shè)置備用模式，與運(yùn)行及安全有關(guān)的控制除列車通信網(wǎng)絡(luò)外，還有

硬線連接，以保證整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠性。TCMS正常時(shí)，司機(jī)控制器的指令等信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸；TCMS故障時(shí)，采用備用模式，司機(jī)控制器的指令通過硬線傳輸，列車仍然可以牽引運(yùn)行。并且，TCMS

的主要硬件設(shè)備也采用了冗余設(shè)計(jì)。(1)MVB的冗余。MVB采用兩對(duì)互為冗余的雙絞線，

MVB的線路A和線路B同步發(fā)送相同

的數(shù)據(jù)。該冗余設(shè)計(jì)可以防止傳輸線、引腳接點(diǎn)及收發(fā)器的錯(cuò)誤所引起的MVB傳輸故障。(2)中央控制單元的冗余。為保證中央控制系統(tǒng)的可靠性，中央控制系統(tǒng)由兩臺(tái)硬件完全一樣的中央控制單元構(gòu)成，兩臺(tái)設(shè)備(一個(gè)為主設(shè)備，

一個(gè)為從設(shè)備)具有相同的功能，

一個(gè)中央控制單元故障不影響TCMS控制、診斷和監(jiān)視功能的實(shí)現(xiàn)。(3)中繼器的冗余。

一般在列車的2車和5車分別安裝有互為冗余的中

繼器模塊，當(dāng)一個(gè)中繼器模塊故障時(shí)，另一個(gè)中繼器模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行中繼傳輸，不會(huì)影響列車的正常運(yùn)行，如圖8-21所示。(4)數(shù)據(jù)記錄儀的冗余。Tc1車和Tc2車各設(shè)置一臺(tái)列車數(shù)據(jù)記錄儀，兩臺(tái)設(shè)備完全冗余，記錄的信息完全一樣。(5)Tc

車RIOM

模塊的冗余。Tc1車和Tc2車各設(shè)置兩個(gè)遠(yuǎn)程輸入/輸出模塊，用來對(duì)司機(jī)控制器指令信號(hào)、方向手柄信號(hào)等重要信號(hào)進(jìn)行冗余采集和輸出。中繼器模塊1

中繼器模塊28.3.3TCMS

的故障診斷——MVB

通信正?！?MVB

通信中斷⊥終端電阻圖8-21

互為冗余的中繼器模塊TCMS

在通常使用狀態(tài)下幾乎不需要點(diǎn)檢，如果因?yàn)楣收闲枰獙?duì)裝置各部位進(jìn)

行點(diǎn)檢，應(yīng)在確認(rèn)如下的項(xiàng)目后實(shí)施：(1)切斷各車的中央終端裝置、駕駛臺(tái)的監(jiān)控顯示器電源(DC110V)

。

(2)確認(rèn)各監(jiān)控中央裝置無輸入信號(hào)。(3)切斷與TCMS通信的其他裝置的電源。連接器的檢修主要包括查看其連接狀態(tài)是否有縮針、虛接、燒蝕現(xiàn)象，電路板

是否有變形、變色、損傷現(xiàn)象，箱內(nèi)配線是否存在破損、松脫等情況。8.3.4

TCMS的日常檢修任務(wù)8.4其他電氣部件的檢修其他電氣部件介紹其他電氣部件的檢修內(nèi)容1.

熔斷器熔斷器串聯(lián)于電路中，當(dāng)電路發(fā)生過載或短路故障時(shí)，熔斷器先行熔斷，切斷故障

電路，保護(hù)電路和電氣設(shè)備。熔斷器按結(jié)構(gòu)可分為開啟式熔斷器、半封閉式熔斷器和封閉式熔斷器。在城軌車輛

上多采用封閉式熔斷器，其完全封閉在密閉的殼體內(nèi)，沒有電弧火焰噴出，

一般不

會(huì)造成飛弧危及人身安全及損壞電氣設(shè)備的故障，并且可有效提高分?jǐn)嗄?/p>