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1、地鐵電客車輪對打滑引起牽引異常研究 摘要：本文對沈陽地鐵電客車輪對打滑引起牽引系統(tǒng)異常的事件進行了詳細的分析，為后續(xù)電客車系統(tǒng)的故障排查提供了一定的指引。關(guān)鍵字：地鐵電客車輪對打滑牽引異常中圖分類號：U231+.2文獻標識碼：A文章編號：TheanalysisofthetractionabnormalcausedbythewheelslippageoftheMetroelectrictrainFeiLiangfei1XiuLiang2TheoperatingbranchofShenYangsubwayGroupLimitedcompanyAbstra
2、ct:ThispaperanalyzestheeventsthatthetractionabnormalProblemcausedbythewheelslippageoftheShenYangSubwayelectrictrain,andcanprovidesomeguidelinesforsubsequenttroubleshootingofelectricbussystem.Keywords:Metro;Electrictrain;Wheelslip;Tractionabnormalities一、事件概況62012年12月22日，早8時20分至11
3、時30分期間，沈陽地鐵某線多次列車在一固定區(qū)間連續(xù)報DCU牽引模塊逆變過流故障，之后列車控制和診斷系統(tǒng)（TCMS）顯示牽引逆變器（VVVF）變?yōu)榛疑?，伴隨有牽引力及制動力不足現(xiàn)象，出前方站后恢復(fù)正常。其中一列車（虛擬車號為220）在該區(qū)間TCMS顯示2車、5車VVVF均為灰色，停車對高速斷路器（HB）復(fù)位后牽引力恢復(fù)但較小，雖以最大級位牽引但仍只能以最高10km/h左右速度運行，1.2公里的區(qū)間共運行10余分鐘，出前方站后恢復(fù)正常。二、原因分析（以220車故障為例）沈陽地鐵的電客車系統(tǒng)采用的是三動三拖編組方式，每輛動車有一臺VVVF逆變器柜，柜內(nèi)有2個
4、逆變器模塊，每個逆變器柜向4臺交流牽引電動機供電，但逆變器未實現(xiàn)獨立控制，實際上采用的是車控方案。因為是多列車在同一區(qū)間報相同的故障，因此在初期懷疑是供電系統(tǒng)異常影響了列車的正常運行，通過調(diào)取電客車事件記錄儀（ERM）數(shù)據(jù)（如圖1）分析，網(wǎng)壓雖有波動，但未見明顯異常之處。9時14分，供電檢修人員回復(fù)接觸網(wǎng)供電正常，工務(wù)檢修人員回復(fù)線路無異常。供電檢修人員在檢查回流裝置后未見異常。圖12012年12月22日上午11點至11點10分之間ERM記錄6圖2故障統(tǒng)計匯總在對TCMS系統(tǒng)的故障記錄（如圖2）進行仔細分析后，事件的原因逐漸清晰：1、TCMS顯示VVV
5、F為灰色按照電客車的控制邏輯，從安全角度考慮，當檢測到牽引控制單元（DCU）逆變過流時，前三次TCMS可自行恢復(fù)，第四次時，將發(fā)出DCU封鎖指令，封鎖后TCMS顯布顯示VVVF為灰色，從圖2中可以看出2車、5車VVVF相繼被封鎖。2、牽引力較小如因逆變過流造成DCU封鎖或電機空轉(zhuǎn)均會造成牽引力不足。1）復(fù)位之前從圖1及圖2中分析得出，列車從始發(fā)站發(fā)車，在11：56：28時，運行速度35.4km/h，電客車制動時產(chǎn)生滑行，制動期間2車和5車DCU在11：56：42后相繼產(chǎn)生逆變過流，11：57：36秒時，2車DCU封鎖，10：58分，第一次區(qū)間停車。11
6、：00：09秒，動車，此時2車已封鎖；11：00：31，5車DCU封鎖，牽引級位時速度下降，期間反復(fù)換牽引級位速度仍處于下降狀態(tài)，11：01：45秒，第二次區(qū)間停車。2）復(fù)位之后611：02：59，進行了HB復(fù)位操作，牽引系統(tǒng)恢復(fù)正常，11：03：14，動車，11：03：18秒，車輛啟動，因為空轉(zhuǎn)現(xiàn)象嚴重，最高速度僅能達到12.7KM/h，在此時如用P3、P4大級位牽引，無法提高牽引力和運行速度。期間2車和5車共報3次過流，未形成封鎖。11：05：14，區(qū)間短暫停車。11：06：59，車輛到達前方車站。3、DCU逆變過流經(jīng)過對220車DCU逆變過流故障
7、的波形（如圖3所示）分析發(fā)現(xiàn)，因DCU粘著程序檢測出空轉(zhuǎn)滑行調(diào)節(jié)力矩，使DCU發(fā)揮的牽引/電制動力矩、電流電流、電機綜合速度在故障前短時間內(nèi)波動較大。對ERM故障記錄波形（如圖4所示）分析發(fā)現(xiàn)，列車報逆變過流故障時一定伴隨有輪對的滑行，因此確定逆變過流故障與空轉(zhuǎn)滑行有必須的聯(lián)系。當列車發(fā)生輕微空轉(zhuǎn)滑行時，轉(zhuǎn)子與定子的電流同轉(zhuǎn)速的關(guān)系分析如下：T=KTΦI2cosψ2式中：KT是一常數(shù)，它與電動機的結(jié)構(gòu)有關(guān)。6Φ=，在滑行瞬間電機處于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速階段，磁通Φ和轉(zhuǎn)矩T都近似不變。cosψ2=，因空轉(zhuǎn)瞬間轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速迅速提高，轉(zhuǎn)差率s變小，其它值為固有屬性不變，c
8、osψ2值變大，因此轉(zhuǎn)子電流I2是變小的。再根據(jù)公式T=9550*P2/nT為轉(zhuǎn)矩近似不變，n
