crh1型動車組變流器箱故障樹研究

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1、CRH1型動車組變流器箱故障樹研究　　摘要變流器是列車進行電能轉換的重要的部件，以滿足牽引列車及牽引控制中對電能形式的需要。變流器是集中安裝在一個變流器箱內(nèi)，構成了一個整體，作為變流器箱安裝于列車的底部。變流器箱一旦出現(xiàn)故障則導致整列動車無法運行，它的失效主要是內(nèi)部電路失效引起，內(nèi)部電路的失效可能由箱體變形導致，所以增強變流器箱體的強度，可以延長變流器箱的使用壽命，降低列車運行的故障，以此減少列車的維修成本，提高運營效率。關鍵詞變流器箱；動車組；CRH1；故障樹中圖分類號：U266文獻標識碼：A文章編號：1671—7597（2013）031-084-01變流

2、器箱作為變流器的載體，對于動車組起著重要的作用。動車在運行過程中，由于振動和箱體自身重量的原因，會造成箱體變形。針對變流器箱的安裝結構存在的缺陷，進行相應的改進。1故障樹分析法故障樹分析（FaultTree4Analysis，簡稱FTA）方法在可靠性工程中應用廣泛，也就是可靠性工程中進行可靠性分析的常用方法。這種方法可以對系統(tǒng)的可靠性進行評價，也可以對產(chǎn)品制造工藝、使用維修、運行管理中所發(fā)生的問題進行分析。故障樹分析法是在系統(tǒng)的設計過程中通過對可能造成系統(tǒng)失效的各種因素進行分析，因素可能包括硬件、軟件、環(huán)境以及部分人為等；針對各項因素畫出邏輯框圖，從而確定導

3、致系統(tǒng)失效的各種可能或發(fā)生的概率。根據(jù)故障樹的分析結果可以提出相應的解決辦法和整改措施，以提高產(chǎn)品的使用性能。故障樹分析是用規(guī)定的邏輯符號從故障的現(xiàn)象描述到故障產(chǎn)生的根源，按樹狀結構自上而下逐層細化，找出所有可能的導致事件發(fā)生的直接因素，及其相互間的邏輯關系，直到找出事故的根本原因，即故障樹圖的基本事件為止，以此找出并確定系統(tǒng)故障原因的各種可能和發(fā)生概率，并進行改進，由此提高系統(tǒng)的可靠性。故障樹分析所繪制的故障樹圖是一種邏輯因果關系圖，故障樹圖是從上到下逐級建樹，逐級找出原因，利用樹狀樣式的圖來表達造成系統(tǒng)失效的最終事件。整個故障樹圖分為頂事件、中間事件和底

4、事件三個模塊。頂事件：所謂頂事件位于故障樹的頂端即導致系統(tǒng)完全失效的最不希望發(fā)生的事件，也就是要研究的事件。中間事件：類似樹枝，處于故障樹中間，導致發(fā)生頂事件的直接原因，而非根本原因。底事件：處于故障樹最底端的基本事件，也就是導致系統(tǒng)失效的根本原因。4故障樹分析是將系統(tǒng)中最不希望發(fā)生的故障作為故障樹的頂事件，逐項分析找出導致頂事件發(fā)生的直接原因以及他們之間的邏輯關系并用特定的邏輯符號表示出來，一直分析到不能再分解為止（即找出了底事件）。要想建立合理有效的故障樹，必須是在可靠性分析的基礎上，加上深入的分析而得出。因此建立故障樹的步驟為：首先是熟悉整個系統(tǒng)，確定

5、頂事件，其次找出導致頂事件的直接原因和根本原因，最后建立故障樹。2變流器箱故障樹分析牽引變流器是CRH1型動車組上重要的大型電氣設備，其內(nèi)部安裝了大量的電器元件，結構復雜且自身重量較大，隨著動車組運營的速度不斷提高，作為電器部件的載體牽引變流器的箱體顯得非常重要，首先要保證牽引變流器能夠安全的安裝在動車底部，其次要保證變流器箱體能提供正常的工作環(huán)境，使內(nèi)部的電器部件能夠正常安裝，因此對變流器箱體結構的分析是牽引變流器設計的重要組成部分。4CRH1型動車組中的變流器箱一旦出現(xiàn)故障則導致整列動車無法運行，本文中將以變流器箱故障為頂事件展開故障樹分析。經(jīng)過仔細的思

6、考分析，確定導致變流器故障的中間事件分為四個方面：設備功能損壞、冷卻系統(tǒng)損壞、電氣線路損壞。經(jīng)過與有經(jīng)驗的技術人員討論，最后確定了安裝強度不夠、部件疲勞變形、短路等8個基本事件。該變流器故障的故障樹如圖1所示。對該故障樹進行定性分析，找出頂事件（變流器故障）出現(xiàn)的多少種可能性，揭示處于故障狀態(tài)系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)、必須進行改進的故障。在圖1的變流器箱故障樹中可以確定變流器箱的變形是導致變流器箱故障的最大可能性。變流器箱的安裝位置無法改變，因此需要將變流器箱的安裝強度加大，以確保變流器箱在現(xiàn)有的運行環(huán)境下最大量減少變形，保證變流器的功能。3結論本文主要講述利用故障

7、樹分析方法對變流器的失效進行分析，找到變流器失效的主要原因，為安裝強度的改進做好準備。故障樹的建立是嚴謹?shù)墓ぷ鳎枰邆湄S富的工作經(jīng)驗，實用性強，能很好的滿足實際生產(chǎn)的需要，具有一定的技術進步意義和應用價值。參考文獻[1]劉冬偉，王優(yōu)強.抽油桿斷脫故障樹分析[J].石油礦場機械，2007，36（9）.[2]劉惟信.機械可靠性設計[M].北京：清華大學出版社，1995.[3]張曙光.CRH1型動車組（第一版）[M].北京：中國鐵道出版社，2008.4