城轨车辆电传动系统控制及主电路故障分析


  [摘 要]随着经济在快速的发展,社会在不断的进步,目前我国许多大中城市已经建成或正在建设的城市轨道交通系统中,投入或即将投入运营的城轨交通车辆普遍采用交流传动牵引方式。交流传动牵引系统是城轨交通车辆的动力核心,而其关键装置牵引逆变器工作的可靠性将直接影响着城市轨道交通的正常运营及安全。因此,研究并采取一种可靠的逆变器故障诊断方法是当前天津市某轨道交通行业健康发展的有力保障。
  [关键词]城轨车辆;牵引系统;控制;主电路故障
  中图分类号:P635 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)13-0153-01
  1系统技术特征
  大功率VVVF逆变器-异步电动机交流传动系统。 车控方式 基于IGBT器件、热管散热器走行风冷的VVVF逆变器。以32位DSP为核心的高性能传动控制硬件平台,并具有网络通信功能。高性能的交流传动直接转矩控制策略。优先使用电制动。反应迅速、有效可靠的粘着利用控制和空转/滑行保护。完全遵循IEC/EN/TB/GB标准。图1。
  2轨道交通故障诊断常用方法分类
  2.1基于解析模型的方法
  基于解析模型的方法是最早发展起来的,这种方法需要建立和被诊断设备直接相关而且又较为精确的数学模型,通常情况下要根据具体需要诊断的设备确定合适的诊断模型,并从定量的系统状态方程角度建立一个基于物理系统的故障模型和诊断方法。这种方法比较适合用于诊断系统比较简单的设备故障。要进行故障诊断的系统设备越复杂,其故障模型也就越复杂,建立模型也就比较困难。而本文的研究对象是城轨车辆交流传动系统,是一个很复杂的电气系统,要建立起来故障模型是比较困难的,甚至是根本不可能的,所以基于解析模型的方法不适合本文用作故障诊断方法来进行研究。
  2.2基于知识的方法
  基于知识的故障诊断方法与基于信号处理的故障诊断方法类似,也不需要建立系统数学模型,但它引入了故障诊断对象的许多其它信息,尤其是可以充分利用行业专家的诊断知识,克服了后者的缺点,是一种很有发展前景的故障诊断方法,尤其適合于实现像轨道车辆这样复杂而又非线性系统的故障诊断。基于知识的方法主要包括神经网络、模糊推理以及专家系统三种方法。首先是神经网络这种方法具有自我学习、自我训练的能力,可以拟合出任意连续非线性函数,并且具有全局作用、并行处理的能力,所以这种方法在处理非线性问题、以及在线估计方面具有很强的优势。
  3主要牵引设备
  3.1 VVVF逆变器
  3.2牵引控制单元(DCU)
  直接转矩控制技术。
  高动态性能和稳定性。
  轮轨粘着制:有效抑制空转和滑行;可以保持在各种天气路面状况下的高粘着利用率。粘着利用效率可达80%-85%以上。
  采用SVPWM技术和磁链轨迹优化控制技术
  最大程度的减少谐波电流,降低主传动系统噪声。
  采用32位双DSP、CPLD等高性能硬件平台。
  4牵引/电制动特性曲线
  在网压Us≥DC1500V时,特性不变;在网压Us  在网压Us≥DC1650V时,特性不变;在网压Us  5自主牵引控制系统具有广泛的适应性
  电压等级:DC3000V、DC1500V、DC750V
  车型: A型、B型、C型
  车辆控制方式:车控、架控
  受流方式:受电弓、第三轨
  速度等级: 80km/h~120km/h
  电机驱动形式:异步电机、直线电机、永磁同步电机
  编组形式:1M1T、 2M2T、3M3T、4M2T、6M2T、4M、6M
  结语
  作为牵引控制系统的重要部分,检测与保护电路系统至关重要。我们依据对牵引传动系统功能需求的研究、传感器的选型、牵引传动系统检测与保护电路的设计思想及关键技术等要求,对检测与保护电路进行了详细设计并实现。
  参考文献
  [1]高爽,地铁车辆构造与维修管理[M].北京中国铁道出版社,2003.
  [2]陈辉,城轨车辆主电路电流特征分析及滤波参数设计[M].大连交通大学出版社,2013.

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