地铁车辆主牵引逆变器及测试

地铁电客车牵引系统工作原理及其逆变模块的检测研究作者：吴炳娇来源：《卷宗》2015年第07期摘要：本文以地铁列车牵引系统的电能变换设备为背景，根据基于PWM控制的逆变原理，将在列车牵引系统中得到应用的牵引逆变器的PIM1模块，在实际中通过模拟输入、控制信号及其设备工作电源，进行相应的实验，实验结果表明PIM1模块能实现逆变，该试验条件下的电源信号以及控制脉冲能够满足列车牵引逆变系统的检测实验，因此可以通过此设备以及试验条件实现对PIM1模块的检修，检测其功能的好坏，为以后进行进一步试验及其研究奠定了基础。

关键词：牵引系统；PIM1模块；逆变；控制脉冲1 引言牵引系统作为列车运行的重要环节，在列车运行过程中承担着列车能否运行的重任。

列车牵引系统根据结构和功能分为两大模块，PIM1模块和PIM2模块，PIM1模块用于列车牵引以及回馈制动时使用，PIM2模块则用于列车进行电阻制动时。

本文首先对牵引系统与高压的连接以及预逆变过程进行了简单以及原理上的介绍，并针对PIM1的逆变功能展开试验研究，模拟在其进行逆变过程中的控制电源以及供电电源，提供PIM1模块的工作试验条件，并在此试验条件下对输出进行相应的检测。

2 牵引逆变系统线路的工作原理牵引逆变器系统工作主要过程及其各个关键部件的作用介绍如下。

牵引逆变器箱与外界进行连接、实现预电能变换的连线如图1所示。

1500V的直流电压，经过浪涌吸收器后接地，然后两个主熔断器，MF1和MF2，MF1是保护本车的牵引箱，MF2是保护另一个本单元动车的牵引箱设备。

IESS箱里的高压供应开关HVSS有几个档位，分别是：接地位，车间电源位，受电弓位。

接受电弓就是在这个位置，如果是车间电源位则是：由W到了A位，直接不用经过AD二极管，只给辅助逆变器和高压列车线供电，并经过牵引箱，直接供给A车的辅助逆变器和高压列车线。

如果有受电弓，则一路经过二极管到达M4，I经过一个保护二极管，其作用是使输入到列车母线上的电不能本牵引箱，即当一个受电弓不能工作时，另一个受电弓电不能给本车的牵引箱供电。

苏州地铁1号线牵引逆变器负载测试台设计与研发苏州地铁1号线牵引逆变器是地铁1号线列车牵引传动系统的关键部件之一，是为地铁车辆提供动力输出的核心部件。

牵引逆变器在车辆运行的过程中一直在停止和工作状态间频繁的切换，地铁车辆的运行环境复杂多样，故障的出现在所难免。

牵引逆变器故障不仅会打乱地铁正常运行秩序，还会给乘客造成不便。

根据其运行特点研究设计了一种牵引逆变器测试台。

该测试台通过其工作过程的控制逻辑，对车辆系统牵引逆变器的功能进行测试，以判断其功能是否正常以及相应的故障情况。

使用该测试台可实现牵引逆变控制器的功能快速检测和故障快速识别，满足牵引逆变器功能测试和故障检测等大修需求。

标签：牵引逆变器；测试平台；故障检测牵引逆变器在城市轨道交通车辆系统的牵引系统中得到广泛应用，在长期使用过程中，其运行故障不断发生，根据定期维保的要求，很多城市的轨道交通车辆系统都将进入大修周期，车辆系统的牵引逆变器系统面临着功能测试复杂、故障诊断难度大、设备器件更换成本高等问题。

当车辆的运营里程进入70万公里之后，列车牵引逆变器就进入了故障高发期。

而且由于使用进口牵引系统核心设备的原因，这些设备一旦损坏必须返回欧洲修理，以此带来的问题就是返修需要74 周的时间，维修费用昂贵、周期漫长。

因此如何对维修后的设备进行有效的检测更是重中之重。

传统的检测方法需将牵引逆变器安装到动车上，采用实际运行的方法检测，占用了大量线路试验时间，为城市轨道交通车辆系统的正常运行和大修保障带来了很大难题。

本文设计了一种牵引逆变器负载测试台来完成模块各种技术指标的测试和模块故障的复现和定位。

本平台主要是针对苏州地铁1号线的牵引逆变器模块的高压隔离电源板、IGBT 驱动板等电路板进行测试和调试。

测试平台采集板卡组件中关键信号，并结合控制单元输出信号来评估和测试板级性能和工作状态。

1牵引逆变器概述苏州地铁1号线的牵引系统为微机矢量控制的变频变压（VVVF）三相异步交流传动系统，逆变器与牵引电机的配置为1C2M方式，具有牵引、再生制动、电阻制动功能。

苏州地铁1号线牵引逆变器负载测试台设计与研发作者：刘洋来源：《名城绘》2018年第08期摘要：苏州地铁1号线牵引逆变器是地铁1号线列车牵引传动系统的关键部件之一，是为地铁车辆提供动力输出的核心部件。

牵引逆变器在车辆运行的过程中一直在停止和工作状态间频繁的切换，地铁车辆的运行环境复杂多样，故障的出现在所难免。

牵引逆变器故障不仅会打乱地铁正常运行秩序，还会给乘客造成不便。

根据其运行特点研究设计了一种牵引逆变器测试台。

该测试台通过其工作过程的控制逻辑，对车辆系统牵引逆变器的功能进行测试，以判断其功能是否正常以及相应的故障情况。

使用该测试台可实现牵引逆变控制器的功能快速检测和故障快速识别，满足牵引逆变器功能测试和故障检测等大修需求。

关键词：牵引逆变器；测试平台；故障检测牵引逆变器在城市轨道交通车辆系统的牵引系统中得到广泛应用，在长期使用过程中，其运行故障不断发生，根据定期维保的要求，很多城市的轨道交通车辆系统都将进入大修周期，车辆系统的牵引逆变器系统面临着功能测试复杂、故障诊断难度大、设备器件更换成本高等问题。

当车辆的运营里程进入 70万公里之后，列车牵引逆变器就进入了故障高发期。

而且由于使用进口牵引系统核心设备的原因，这些设备一旦损坏必须返回欧洲修理，以此带来的问题就是返修需要 74 周的时间，维修费用昂贵、周期漫长。

因此如何对维修后的设备进行有效的检测更是重中之重。

传统的检测方法需将牵引逆变器安装到动车上，采用实际运行的方法检测，占用了大量线路试验时间，为城市轨道交通车辆系统的正常运行和大修保障带来了很大难题。

本文设计了一种牵引逆变器负载测试台来完成模块各种技术指标的测试和模块故障的复现和定位。

本平台主要是针对苏州地铁1号线的牵引逆变器模块的高压隔离电源板、IGBT 驱动板等电路板进行测试和调试。

测试平台采集板卡组件中关键信号，并结合控制单元输出信号来评估和测试板级性能和工作状态。

1牵引逆变器概述苏州地铁1号线的牵引系统为微机矢量控制的变频变压（VVVF）三相异步交流传动系统，逆变器与牵引电机的配置为1C2M方式，具有牵引、再生制动、电阻制动功能。

地铁车辆牵引逆变器热管散热器的温升试验及热仿真丁杰;张平【摘要】为快速、准确地计算和分析地铁车辆牵引逆变器的热管散热器性能及其绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)模块的瞬态温度场分布,在牵引逆变器中相邻的IGBT模块间布置PT100热电阻进行温升试验,得到用于热仿真计算的输入条件和验证仿真结果准确性的试验数据;采用计算流体动力学仿真软件FLUENT对热管散热器和IGBT模块的冷却空气流场、温度场和对流换热系数的分布进行稳态热仿真;将仿真得到的对流换热系数分布插值到有限元粗糙网格模型中,以保持与仿真模型的边界条件一致,并联合采用有限元法和模型降阶法开发能够实现热管散热器和IGBT模块瞬态热仿真的快速计算程序.与试验结果的对比表明:各测温点的仿真结果误差不超过5％,仿真结果的准确性高;在保证仿真模型边界条件一致的条件下,与单纯采用有限元法相比,有限元法与模型降阶法相结合进行仿真计算,可以在保持有限元法计算准确性的基础上,通过模型降阶提升计算效率.【期刊名称】《中国铁道科学》【年(卷),期】2016(037)003【总页数】8页(P95-102)【关键词】牵引逆变器;绝缘栅双极型晶体管;热管散热器;温度场分布;计算流体动力学;有限元法;模型降阶法;地铁车辆【作者】丁杰;张平【作者单位】湘潭大学土木工程与力学学院,湖南湘潭411105;南车株洲电力机车研究所有限公司南车电气技术与材料工程研究院,湖南株洲412001;湘潭大学土木工程与力学学院,湖南湘潭411105【正文语种】中文【中图分类】U264.372牵引逆变器是地铁车辆的关键部件，而绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)模块是牵引逆变器中最为核心的器件。

根据IGBT模块的失效机理可知，其在封装时各层材料的热膨胀系数不一致，在长期高温热循环作用下可发生铝键合线断裂或脱落、硅芯片与衬板之间及衬板与基板之间的焊料层老化、栅极氧化层损坏和芯片失效等[1-3]。

地铁车辆牵引逆变器散热器改造及温升试验摘要：随着社会经济的快速发展，城市轨道交通事业也迈入到了全新的发展阶段。

现阶段，各城市积极推进城市轨道交通货运运营设施的建设，但是在其建设过程中也暴露出越来越多的问题，对城市轨道交通的货运管理工作带来了全新的挑战。

现代城市轨道交通货运系统涉及基础的给排水、车辆管理等系统，与此同时还融合了大量的新型技术，例如屏蔽通信、环境与设备、视频监测等，各系统之间联系密切，一旦其中某个系统发生异常，则会对整个城市轨道交通货运带来极为严重的负面影响，从而引发安全事故。

因此，应加强对其安全风险的探讨和研究，制定出针对性的预防措施，并在出现事故之后采取应急手段，可以将风险降至最低。

关键词：地铁车辆；牵引逆变器；散热器改造；温升试验引言当前,大城市的交通系统面临的主要挑战：一方面,客运需求的时空分布不均衡,导致大规模的轨道交通网络无法满足运力的需求；另一方面,随着多样化的货运需求的增加,传统的城市货运系统也无法满足这些需求。

尽管早晚高峰时段客流量较大,有些地区的满载率甚至达到了120%,但是在郊区线路或非高峰时段,由于客流量不够强劲,线路、车辆以及基础设施的利用率都没有达到最佳水平。

随着城市轨道交通的发展,线路规模不断扩大,但是建设成本也在不断攀升；同时,由于技术的进步,装备总量也在逐年增加,使得采购成本也在持续上涨。

1城市轨道交通货运运输发展研究1.1城市轨道交通建设期物资运输发展研究随着我国各项基础设施的发力发展，城市轨道交通建设技术也在不断地走向成熟，尤其是地下线路的盾构技术已经非常成熟，无论是盾构装备设施，还是地下挖掘的工艺流程，都已经形成了一整套的成熟技术，尤其是掘进与运输工作同时进行的技术，这就能极大提升城市轨道交通项目的建设速度及效率。

城轨货运运输工作还要与公路、铁路、水路与航空运输相互结合，这样才能创造出一种新型的综合交通货物运输方式，最终形成一个多种运输方式铁通的“城市轨道交通运输”的联运机制，这也是提升城市现有综合运输能力的一种方法，使城市各项基础设施都能发挥出各自的功能，最终使货物流通成本大大降低。

DQ00000035G42A型地铁车辆紧急通风逆变器试验大纲目录1总则................................................... 错误！未定义书签。

2引用标准.............................................. 错误！未定义书签。

3试验................................................... 错误！未定义书签。

3.1型式试验 ............................................. 错误！未定义书签。

3.2例行试验 ............................................. 错误！未定义书签。

紧急通风逆变器试验大纲1 总则本试验大纲规定了紧急通风逆变器的试验方法、试验项目等方面的要求。

本试验大纲适用于A型地铁车辆紧急通风逆变器的型式试验、例行试验。

2 引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

TB/T 1395－2003 直流110V机车控制充电机技术条件DIN EN ISO 9001:2000质量管理系统-要求（ISO 9001:2000）TB/T 3034－2002（eqv：EN 50121-3-2:2000EN 50121-3-1:2000）铁道应用-电磁兼容 EN 50125-1:1999铁道应用-设备的环境条件EN 50155/A1:2002铁道应用-机车车辆的电子设备TB/T 3021－2001（eqv IEC60571）铁道机车车辆电子装置EN 60721-3-1 环境条件的分类-第3部分：环境参数和他们的严重程度分组合分类-第1部分：存储（IEC 60721-3-1:1997）IEC 61287-1:2005装在机车车辆上的功率逆变器-第1部分：特性和实验方法TB/T 3058－2002（eqv：IEC 61373:1999）铁路应用－铁路机车车辆设备－冲击和振动试验TB T 1333.1-2002铁路应用：机车车辆电气设备第1部分：一般使用条件和通用规则EN 60077-1 / VDE 0115 PART 460-1: 2003铁路应用－铁路机车车辆电子设备－第一部分：通用运行条件和总则（IEC 60077-1:1999，修正版）DQ00002097G00紧急逆变器组装DQ00000009G59紧急逆变器下线表3 试验紧急通风逆变器分为例行试验、型式试验。