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摘  要：本文主要分析了地铁车辆运行过程中常见的故障，其次阐述了牵引逆变器、辅助逆变器、蓄电池充电机等多个方面典型故障处理方法，通过相关分析希望进一步提高地铁车辆牵引系统运行效率，仅供参考。

关键词：地铁车辆；牵引系统；故障检修；安全保障

一、牵引逆变器典型故障及检修

地铁逆变器整体主要就是由高压输入以及预充电单元、直流支撑和滤波模组、制动斩波单元、牵引逆变器模块、各类传感器、冷却系统等多个功能模块共同组成，图一将牵引逆变器的结构展现出来。

图一：牵引逆变器结构图

牵引逆变器的核心功率器件IGBT故障率，在地铁列车运行过程中逐步增高。这种类型的故障发生原因具体包括系统超温、环境湿度不达标等。将我国现有的牵引逆变器冷却方式作为研究对象，可知强迫风冷、强迫液冷、走行风冷三种重要冷却方式。结合冷却效果进行分析，了解到强迫液冷的冷却效果，要好于强迫风冷，强迫风冷冷却效果又要高于走行风冷[1]。无论是应用哪一种类型的冷却方式，牵引逆变器工作期间实际产生的损耗，都是将空气作为载体进行耗散。在图二中将IGBT的具体应用状况展现出来，IGBT器件还是一种非常重要的热源，如果最终的冷却效果达不到标准要求，就会加大产生热源性失效的概率。

在高温夏季炎热高温环境下，热空气实际上能够带走的热量会逐步减少，无形中散热就会成为牵引逆变器面临的严峻挑战。在系统温度冗余设计范围变小之后，带有温度检测和超温保护功能的系统，就会频繁的出现报超温警报的现象，进而系统就会结合具体状况作出相应的保护动作，这样就可以在短时间内切除超温系统。在发生这项问题时，有效的一项检修工作，就是及时清洁散热器、风扇、滤网中阻挡气流的杂物，从而达到减少热阻和风阻的目的。

更换IGBT损坏器件，实际上对于地铁终端用户而言是一种严峻挑战。IGBT因为多种不同类型的原因出现扎损问题时，与电气连接相关的桥臂上的IGBT，即便外观看不出问题，但是也是需要替换。保证IGBT和散热器的平整度符合标准要求，防止出现变形和划痕等问题。在涂覆导热脂期间，也要采用合适的工装来对厚度进行严格管控。为了能够进一步提升故障处理效果，就要保证螺钉的紧固顺序、力矩、时间等都符合要求，并要保证紧固、释放力矩、再紧固的时间和力矩等都处于准确无误的状态。

图二：IGBT的具体应用

二、辅助逆变器故障及检修

在将地铁车辆辅助逆变器系统拓扑，与牵引逆变器进行对比之后，能够发现其具有复杂多样的特征，但是具体组成与牵引逆变器具有相似性，如高压输入以及充电单元、直流支撑和滤波模组、逆变单元、隔离变压器等都包括在内。

辅助逆变器功率，实际上要小于牵引逆变器功率，一般状况下每一台辅助逆变器的功率，都在140-240kVA之间，但是不具备较大的负载冲击[2]。辅助逆变器发生故障，主要就是收到负载端的影响，具体表现为三项负载不平衡、输出端短路。地铁列车所有的电气系统供电，都是直接或是间接的由辅助逆变器供电。对于子系统而言，其作为负载产生故障，就会使三相负载出现不平衡问题，进而就会导致辅助逆变器偏载。一旦幅值过大，就会使系统出现保护性停机等问题。

比如子系统出现短路问题，保护子系统的空气断路器就会自动跳闸，进而就会将故障电断开。地铁列车交流输出母线，一般都是贯穿地铁列车。一旦母线发生短路，辅助逆变器输出端就会直接面对短路冲击，具体的保护动作，都是封锁辅助逆变器功率单元的门极脉冲，进而断开三相输出接触其和前级输入接触器。在高效落实这一保护动作之后，能够防止故障进一步扩大，但是接触器触头会产生被烧损的问题。面对这一故障，需要第一时间排查母线上的短路问题，从而恢复母线绝缘。不仅如此，也要修复或是更换接触器触头。

三、蓄电池充电机故障及维修

对“蓄电池充电机”进行研究，可知其是地铁列车控制电源供电的一种关键设备，承担着为蓄电池和维持控制电源的功能。如果按照电源输入类型，可以具体将蓄电池充电机分为交流输入、高压直流输入两种类型，具体是由降压隔离单元、整流单元、输入和输出保护电路、充电机控制单元等共同组建而成。

蓄电池电机组成比较简单，每台设备的功率一般都在15-25kW。负载是以蓄电池和车上子系统为主，如容性负载就是主要形式。每一次启动蓄电池充电机，其输出端的熔断器都会受到电流冲击，特别是在蓄电池电压处于低值时，这种现象会更加显著。因此，蓄电池充电机和蓄电池回路中的熔断器，都极易受到损坏。如果检测电路设计缺乏合理性，就会导致系统无法报故障，这样就会产生漏检漏修问题，需要检修人员格外关注。

四、结语

综上所述，地铁车辆运行过程中极易受到多项因素的影响发生故障，具体包括牵引逆变器故障、辅助逆变器故障、蓄电池充电机故障。为了保证地铁车辆牵引系统长期处于安全稳定运行状态，就要对产生各项故障的原因进行细致研究，并要从设计、生产、维护等多个角度出发，做好故障检修和管控工作，在提升地铁车辆整体运行安全性和稳定性之后，降低安全事故发生几率。

参考文献：

[1]付丽，丛培城，马兰.地铁车辆牵引系统干扰计轴器问题的故障分析和解决方案[J].铁道车辆，2020，58（08）：26-28+31+6.

[2]于肖兵.地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统的故障与检修[J].工程技术研究，2019，4（14）：132-133.