HXD1C型电力机车牵引齿轮故障诊断

HXD1C型电力机车常见电气故障判定和处理流程浅析

【摘 要】简要介绍HXD1C型电力机车主要网络控制电气技术特点，通过实例分析来探讨故障处理流程。

【关键词】HXD1C型电力机车；网络控制电气技术；故障处理流程

引言

2013年根据南车股份战略发展规划，南车戚墅堰机车有限公司（以下简称“戚机公司”）异地生产由南车株洲电力机车有限公司（以下简称“株机公司”）技术平移的HXD1C型交流传动货运电力机车。根据铁路总公司的安排，两台样车（HXD1C8001、8002）先后赴铁科院环形铁道试验基地及成都铁路局重庆机务段进行整车型式试验。截止至2014年3月18日，完成型式试验大纲规定的所有项目且符合大纲要求。但是由于新版型式试验大纲新增了一些变更试验项目、要求及机车本身异地生产的属性，在型式试验过程中也发生了一些故障。以下结合故障问题的处理和解决，对电气故障判定和处理流程做一些浅在分析。

1 简述机车主要网络控制系统电气技术特点：

HXD1C型机车采用DTECS分布式网络控制系统。由WTB/MVB网关模块GWM、车辆控制模块VCM、事件记录模块ERM、数字量输入输出模块DXM、数字量输入模块DIM、模拟量输入输出模块AXM和智能显示单元IDU等组成，通过MVB与传动控制单元TCU、辅助变流器控制单元ACU、制动控制单元BCU等进行通信。

机车工作状态大多可在司机室操纵台上的智能显示屏（下文简称为IDU）上显示，因此在查找故障时可充分利用机车IDU提供的故障信息，结合网络模块、TCU和ACU控制箱插件的灯显及测孔电压情况分析来快速准确查找故障。若机车发生电气故障，首先可按IDU显示的 键查询当前故障和所有故障记录，按 键进入 “事件及诊断信息界面”， 之后通过”V=0”、“V>0”按键显示相应的故障诊断内容，供查询故障时参考。

2 电气控制系统故障处理思路实例浅析

（1）在环铁试验基地做“辅助电气设备和辅助电源试验”项目之前的技术准备过程中，IDU显示“辅变流器2（ACU）接地故障”。可以推测是辅变流器2的辅助电路上负载发生接地故障或者是辅变流器2本身内部发生接地故障，确定潜在故障原因后按逐一排除方案进行：

1 机车运用故障综述

1.1 概述

在各种复杂的运输条件下，电力机车经过一段时间的运行后，不可避免的出现一些损失，即各种零部件会发生不同程度的自然磨损、变性，电气装置还会出线断线、接地及绝缘老化，从而造成各种机故，影响列车运行，为了尽可能迅速的排除故障，维持机车运行，下面介绍几种常见故障的应急操作及处理方法，由于故障往往不是由单个因素造成的，这里所列的故障原因并不一定是唯一的，处理办法也可能有很多种。

机车运用中的故障主要包括机车微机诊断系统故障处理（将在第2章中给予说明）、空气制动系统的故障处理（将在第3章中给予说明）、信号系统故障处理（可参见部件说明和铁道部相关规定处理，在此不作介绍）。

1.2 常见故障解决方法

1.2.1 合上蓄电池后无控制电压输出

出现此故障请参考《HXD1C电气原理图》（JE00000534G00）中，=32部分第4张原理图：

1） 首先检查蓄电池自动开关=32-F03是否合到位，其连接线320431.01和320172.02是否有电，若无电则要检查各蓄电池的连接线是否松脱；

2） 检查负载开关=32-F02是否合到位，其连接线320461.01和320462.01是否有电，连线是否松脱。

1.2.2 微机系统电源断电

出现此故障可分为：

1） 微机系统部件断电，请检查低压柜自动开关=22-F101、=22-F102、=24-F103、=22-F104、=24-F105、=42-F106、=24-F107、=23-F108、=23-F109、=23-F110、=24-F112 、=31-F113、=21-F114、=31-F115、=31-F116是否处在断开位；

2） 观察控制电压表=41-P02/=41-P03,如果蓄电池电压低于77V，各微机控制装置工作电源自动断开，需待蓄电池电压高于77V后再得电；

一起HXD1型机车主变流模块故障分析

摘要：本文针对一起HXD1型机车牵引变流器故障，通过机车运行状态及传动控制单元的数据分析，分析机车的故障部件。同时对部件进行静态参数测试和焊层超声扫描分析，确认故障部件的底层原因，为机车故障分析提供参考，提高机车的可靠性。

关键词：HXD1型机车、牵引变流器、传动控制单元

1.主变流概述及工作原理

HXD1型(深度国产化)电力机车采用TGA6C型牵引变流器，其适用于中车株洲电力机车有限公司生产的牵引电机轴功率为1.2MW的8轴9600kW货运电力机车。其设计充分借鉴了时代电气前期开发研制的HXD1C型电力机车牵引变流器的经验和成熟技术，并实现了主辅一体化。每一个牵引变流器包含2个TCU、4个整流模块、4个逆变模块和2个辅助逆变模块。整流模块和逆变模块可相互替换。每一个整流模块（逆变模块）包含 变流模块包含： 8个3300V/1200A的IGBT元件、水冷散热器、3个温度传感器、4块门极驱动板、1快脉冲分配单元、1个支撑电容器、低感母排等部件。TCU用于监视和控制、调节牵引变流器，采用PWM调制实现四象限脉冲整流器控制，采用直接转矩控制完成对异步牵引电动机的精确转矩控制，实现完全微机化、数字化的实时控制[1]。

2.故障现象

2019年2月5日，配属某机务段的HXD1-1034机车运行过程中，司机突然听到机车B节主变流器柜异响，微机屏显示TCU1故障。通过与专业技术人员联系后通过救援返回机务段。机车回段，检查发现B节TCU1四象限2模块元器件烧损（如图1），更换B节TCU1四象限2模块，库内高压试验正常。

图1 四象限模块炸损

3.故障原因分析

3.1机车运行状态及数据分析

1）如图2所示，机车于2019-02-05 14:02:26出现 “TCU1_四象限2_B相上管故障”、“TCU1_四象限2_元件总故障”、“TCU1_四象限1_输入过流”、“TCU1_四象限2_输入过流”、“TCU1_主逆1_逆变过流”、“TCU1_主逆2_逆变过流”、“TCU1_保护性分主断”、“TCU1_保护性牵引封锁”等故障，随后TCU自动复位，之后再次出现TCU1_四象限1_输入过流”、“TCU1_主逆1_逆变过流”、“TCU1_主逆2_逆变过流”故障，TCU1自动隔离。

HXD1C型电力机车常见故障与处理

摘 要

HXD1C型电力机车是我国重载机车中常见的电力机车车型，其运行稳定，重载效率高，适应诸多的地区和天气情况而受到我国广大的铁路运营路段所接受。所以笔者此次的毕业设计是通过对HXD1C型电力机车中最为常见的集中故障进行优化，通过对通风系统、隔离故障和车钩缓冲及夏季运行重司机室积水的问题进行了分析，并提出了笔者认为可以解决问题的处理措施。希望此次的设计能够给HXD1C型电力机车的高效运行带来帮助，也为自己将要到来的工作提供理论基础。

关键词：HXD1型电力机车；故障；处理

1 第1章 引言

铁路交通运输在中国是最重要的一种交通运输方式，铁路交通的发展直接关系着中国国民经济的繁荣发展；在“十五”期间发布的重点改造和强化建设中国铁路主通道相关文件中，“八横八纵”在一定程度上为铁路行业的快速发展创造了有利条件，同时也适应国民经济和社会发展的需求。电力机车和内燃机车作为中国铁路体系的主要运输形式，为提高国民经济效益的优越性做出了巨大贡献；中国根据自身国情以及能源资源情况，确定了铁路运输牵引动力以电力牵引为主，以电力机车、内燃机车逐渐取代蒸汽机车，并将增加电力机车的担负运量作为铁路运输的重点工作。牵引电机作为电力机车的主要关键结构，在电力机车处于运行状态时，牵引电机能够将接收到的电能转换为驱使机车快速前行的机械能；当电力机车处于制动状态时，牵引电机转换成发电机，通过轮子与铁轨产生制动力并将机械能转换成电能。交流电力机车作为中国目前主流的机车，结构简单，体积较小，方便放置于空间相对窄小的电力机车内部。

HXD1C型电力机车内部工作是由主变压器接收到的电能转换成驱动行驶的机械能，同时也能将制动机械能转换成电能，HXD1C型电力机车自身结构比较复杂并且长期受到恶劣工作环境的影响，其运行的可靠、安全性直接决定着电力机车的安全行驶，HXD1C型电力机车常见故障的发生在很大程度上会造成严重的铁路交通安全事故，造成国民经济的巨大损失和严重的社会影响。中国铁路交通事业已经得到了快速稳定的发展，与此同时，如何使得电力机车在复杂的铁路交通路况中有着相对安全的行驶是铁路事业部门的工作重心，电力机车在复杂路况上的行驶情况直接影响着机车乘务人员的生命安全以及中国国民经济的快速发展。