充电电阻故障分析及改进措施

　　摘要：本文简述了深圳地铁1 号线列车牵引逆变器充电电路的工作原理，充分分析充电电阻故障的原因，指出充电电阻设计上的问题和缺陷，并提出改进措施。

　　1. 引言

　　在城市轨道交通的列车设备上，牵引逆变器是牵引和控制的核心设备和动力源泉。牵引设备发生故障轻者造成列车失去部分牵引动力，严重情况造成全列车完全散失牵引力。轻者影响了列车运行的牵引制动控制性能，造成列车控制不平稳、停车不准确、列车晚点、下线等，严重情况造成列车救援，对地铁运营产生严重的影响。因此，在列车牵引系统的设计上，电路设计要精确，设备质量要可靠，以提高设备运行的可靠性，减少故障。本文以深圳地铁1 号线一期工程列车牵引逆变器充电电路为研究对象，介绍深圳地铁列车牵引逆变器充电电路的工作原理，充分分析充电电阻烧损的原因，指出充电电路设计上存在的问题和缺陷，提出设计的新思路和改进措施。

　　2. 充电电路的工作原理

　　2.1 牵引系统的介绍

　　深圳地铁1号线列车是由4动2拖车组成的6列编组的列车，每列车由两个相间的三车单元（A-B-C-C-B-A）构成。B车和C车为动车，具有相同的、独立的列车牵引设备。牵引系统其主要功能是把DC 1500V 电压逆变成带有可变振幅和频率的三相电压，用于的牵引和制动牵引电机，产生牵引力或制动力，将电能转换成机械能或将机械制动能量转换成电能，实现牵引或再生制动。一节车的牵引系统电路图如图1所示，其主要由高速断路器、电抗器、充电电路、电机逆变器、牵引电机（4个）、制动电阻器、接地碳刷等组成。红色框的为牵引逆变器的充电电路。

图1 单个牵引系统电路图

　　2.2 充电电路的工作原理

　　为了使电机逆变器与外部供电线路DC 1500V 进行连接或断开，每个电机逆变器使用一个线路高速断路器和一个充电电路，充电电路带有一个线路接触器，一个充电接触器及充电电阻器。充电电路的充电顺序如图2 所示，按压高速断路器的"合"按钮，高速断路器闭合，电机逆变器的牵引控制单元（DCU/M）控制充电接触器闭合，外部供电通过充电接触器和充电电阻器对电机逆变器的电容器进行充电，闭合2S 后，DC LINK 电压充电升至1000V 以上，线路接触器闭合，线路接触器投入工作，延时1S 后，断开充电接触器，再延时1S 后，电机逆变器启动投入正常工作。电机逆变器正常工作期间，线路接触器常闭合，充电接触器处于断开状态。

图2 充电顺序图

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