广州地铁A4型车紧凑型逆变器故障原因及维修经验浅析
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2017 年 7 月 1 日,广州地铁二号线 2C040 车牵引图标 显示蓝色,主断合灯不亮,自检无法通过。读取数据, 2C040 车报有“牵引失效、ICU 永久不可操作”故障信 息,ICU 数据中则存在“逆变器模块故障”信息,代码为 58。下面则对上述逆变器的故障进行排查。 2.1.1 故障排查
为无穷大,调换表笔后测得阻值比较小,则可以判断红表
笔为集电极 (C),黑表笔为发射极 (E)。
(2) 判断好坏
① 对 IGBT 进行外观观察,检查有无明显的爆裂痕迹。
② 根据 IGBT 内部有续流二极管的的特性 (图 6),可
利用万用表的二极管档位进
行检测。理论上来讲,由于
IGBT 内部二极管的原因,因
(1) 根据紧凑型逆变器的故障排查流程,首先在 ICU 电源的输入端 (X101) 接通+/-24V 的直流电源。
收稿日期:2018-05-12
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彭 威 等:广州地铁 A4 型车紧凑型逆变器故障原因及维修经验浅析
经验交流
(4) 根据图 4 可知逆变器 CI 电流消耗正常,从而可以 判断至少一个 IGBT 门控模块或者 IGBT 损坏。
图 4 紧凑型逆变器 CI 电流
图 5 斩波 IGBT (A80) 指示灯
2.1.2 IGBT 的检测
(1) 极性判断
首先把万用表打到电阻档位,用万用表检测时,如果
某一极与其他两个极阻值为无穷大,并且调换表笔后该极
与其他两极的阻值依然是无穷大,这时就可以判断此极为
栅极 (G) [5]。接着对其余的两个极进行检测,若测得阻值
图 2 紧凑型逆变器故障排查流程图
(2) 通过观察紧凑型逆变器 CI 电流 I_P24=0,I_N24= 2.95A (图 3),而根据故障排查流程图要求的电流消耗为 I_P24≤2.0,I_N24≤2.5,因而电流消耗过大,进入下一 个判断流程。
图 3 紧凑型逆变器 CI 电流
(3) 拔下逆变器控制单元 (A90) 上 IGBT 的电源连接 器 (X41),测出紧凑型逆变器 CI 电流如图 4 所示。
1 紧凑型逆变器工作原理
广州地铁二号线 A4 车为 4 动 2 拖编制的电动列车。其 中每节动车配置一个牵引逆变器。牵引系统的主要作用是 将 DC1500V 的网压转化为牵引电机所需的工作电压。同时 列车处于“制动位”的时候,牵引系统可倒转电源的方
DCL DC 链路 BCH 制动斩波器 PWM PWM 逆变器 ICU 逆变器控制单元 A10-A80 IGBT 门控器 C10 电容 A82 IGBT 门控电源 A1-A6 逆变 IGBT A7、A8 斩波 IGBT R10 持续放电电阻 P DC 连接头 (+) N DC 连接头 (-)
(5) 根据故障排查流程图可知,斩波 IGBT 门控模块 亮黄灯和红灯属于正常,逆变 IGBT 门控模块亮黄灯和绿 灯属于正常。而此时发现斩波 IGBT(A80)黄灯、绿灯、红 灯都亮,并不停闪烁,如图 5 所示。
根据之前所做的通电检测所可初步判断为 IGBT 门控 或 IGBT 本身损坏,因而对 IGBT 进行进一步的检测。
图 1 紧凑型逆变器结构原理图
向,将牵引电机变成发电机,并将电能反馈到电网中。而 紧凑型逆变器为牵引系统的核心部分[2]。
紧凑型逆变器是由线路电源输入、制动斩波器、DC 链路、PWM 逆变器、逆变控制单元五大功能组构成[3],如 图 1 所示。
2 紧凑型逆变器故障排查方法
广州地铁二号线 A4 车紧凑逆变器的技术复杂、集成 度高,因而排除逆变器故障的难度也大。一般故障排除方 式是,在模块 (A91)(ICU 电源) 的电源输入端 (X101) 外部控制头接入正负 24V 直流电源,通过观察各板件的 LED 指示灯来判断好坏[4]。其排除故障流程图如图 2 所示。
经验交流
机电工程技术 2018 年第 47 卷第 08 期
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2018. 08. 082
广州地铁 A4 型车紧凑型逆变器故障原因及维修经验浅析
彭 威,黄 萍
(广州地铁运营事业总部运营一中心, 广东广州 510000)
摘要:分析了 A4 型车紧凑型逆变器的工作原理,提出了紧凑型逆变器的故障排查方法。该故障排除措施可极大地降低地铁的
运营维护成本。
关键词:紧凑型逆变器;恒压;三相电流;维修经验
中图分类号:U231.94
文献标识码:A
文章编号:Leabharlann 009-9492 ( 2018 ) 08-0260-03
The Introduction of Traction Inverter Fault Reason and Experience Summary of Guangzhou Metro A4
而 检 测 VEC 应 为 0.29 V 左
右,而测量其他两极应无电
压显示。
③ 利用万用表的欧姆档
位对 IGBT 每一个极与其他两
个极的阻值进行测量,并且 要调换表笔进行测量。正常
图 6 IGBT 结构图
来说,除了红表笔在集电极、黑表笔在发射极时测得的阻
值为几十千欧以外,其他连接方式得到的阻值应都为几十
PENG Wei ,HUNG Ping
(Guangzhou Metro Corporation Operations Center 1, Guangzhou 510000,China)
Abstract: The working principle of the A4 type compact inverter was analyzed, and the fault detection method of the compact inverter was proposed. The troubleshooting measures could greatly reduce the operation and maintenance costs of the subway. Key words: compact inverter;constant voltage;three-phase current;maintenance experience