关键词：复兴号动车组；牵引变流器；故障分析
引言
牵引变流器作为复兴号型动车组的重要组成部分，由四台牵引电机电源控制，由脉冲整流器直流平滑电路、逆变器、真空交流、接触器主电路设备和无触点控制装置组成，控制电源控制整个电路设备的运转。牵引变流器属于动车组的传动装置，牵引电路中的变流器的主要功能是转换直流和交流之间的电能量，并通过各种牵引电动机动车的运行进行控制和调节。
1复兴号CＲ400BF型动车组牵引系统组成
中国标准动车组———复兴号CＲ400BF型动车组采取8辆编组，由2个“二动二拖”的牵引动力单元组成“四动四拖”(4M4T)的结构。1个牵引单元包括1台牵引变压器及冷却单元、2台牵引变流器及其冷却单元、4台牵引电机、2台牵引电机冷却风机。
1.1牵引变压器
牵引变压器是动车组主要的动力来源之一。复兴号动车组共设置2台牵引变压器，安装在03/06号车，为相邻2个动力车的2台牵引变流器分别提供单相交流电源。主变压器单制式的变压器，将25kV/50Hz的一次电压降至供4个牵引绕组使用的1850V/50Hz的二次电压，它的次级绕组为牵引变流器提供电能。采用强迫导向油循环风冷方式，变压器油箱为钢结构。为防止矿物油的热胀冷缩，安装了一个储油柜，储油柜独立于油箱固定在列车的上部。储油柜和油箱是通过管道及连接器连在一起的。
1.2牵引变流器
每个动力车(02/04/05/07号车)包含1台牵引变流器，安装在车下的牵引设备箱中。牵引变流器采用交－直－交变换，可供本车4台牵引电机正常运行，并可实现牵引电机的变频调速。此外，牵引变流器通过中间直流环节为辅助变流器提供电源。
1.3牵引电机
复兴号动车组共有16个牵引电机，分别安装在01/03/06/08车动力转向架上，每根车轴上各有1个牵引电机。牵引电机采用三相鼠笼式异步电动机，在驱动模式下可将电能转换成机械能，制动时将机械能转换成电能。
2牵引变流器逻辑控制功能
(1)执行TCMS分配的牵引力指令，并实现牵引级位模式下，由TCMS根据当前级位生成牵引力百分比指令，并将方向指令、牵引状态指令传给TCU，TCU并综合判断牵引变流器和外部状态(包括电网网压、限速指令等)，根据各转向架的轮径值生成力矩给定，分配到两个转向架执行(给定力矩一致)，保证实时加速率不大于0.75m/s3，在牵引电机的最大牵引力包络线范围内实现列车的牵引功能，并反馈实际牵引TCMS。速度模式下，由TCMS根据恒速控制要求及当前速度，生成并实时调整牵引力/电制动力百分比，并将方向指令、牵引状态指令传给TCU，TCU并综合判断牵引变流器和外部状态(包括电网网压等)，根据各转向架的轮径值生成力矩给定，分配到两个转向架执行(给定力矩一致)，保证实时加速率不大于0。751m/s3，在牵引电机的最大牵引力包络线范围内实现列车的牵引功能，满足恒速控制要求(±2km/h以内)，并反馈实际牵引力/电制动力到TCMS。在牵引转到制动。如图3所示，判断牵引力是否还大于0，必须等到牵引力按斜率降到0，才能转换到制动工况;否则保持牵引工况降力。
3故障处理措施
3.1优化空调系统的控制装置
CＲ400BF系统动车组中，将空调的控制装置安装在车下的空调机组中，并且通过自身的逆变器实现控制的目标。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，在车厢内部并没有设置显示设定器，而是利用数码管完成显示，可以向空调机组传递与车辆相关的控制信息，同时显示空调的相关信息情况，完成故障记录。相比之下，在复兴号动车组的空调控制装置中，主要由手动控制装置、网络接口、断路器、接触器、信息显示屏、空调控制器等部件构成，并将其集中安装在空调配电柜中。因，此空調控制器具备多种功能，包括故障信息存储、下载、故障诊断、控制指令、传输网络通信等。同时采用液晶屏的方式设置信息，显示屏能够对工作状态予以显示，并呈现出空调机组的故障信息与车内外温度。除此之外，此种设计方式还能够为后期的检修提供便利，增强信息显示的直观性，便于工作人员掌握部件的相关信息。除此之外，在该系统中还设置了手动控制装置，能够在空调控制器发生故障以后，通过人工的方式完成空调的控制，使其能够在不同的状态中正常切换。这种全新的设计方式不仅可以为检修维护提供便利，还可以增强操作的人性化程度，确保系统可以稳定运行。
3.2动车组受电弓升弓工作优化
（1）升弓：列车发出受电弓升弓指令后，升弓电磁阀得电，压力空气经过升弓电磁阀、调压阀及车顶供气管路，一路进入气囊，驱动受电弓升起，另一路通过ADD阀到碳滑板ADD检测气路、压力开关和ADD电磁阀。在整个升弓过程中，ADD阀的作用非常重要，压力空气首先通过下阀体的缩孔向上阀体、碳滑板ADD检测气路、压力开关和ADD电磁阀供风直至上下阀体压力达到平衡，受电弓升起。
（2）运行：受电弓升起后，控制模块内的速度-气囊压力曲线确定出某一速度下的气囊目标压力，并由压力传感器向控制模块反馈气囊实时压力，当目标压力与实际压力不一致时，控制模块会通过闭环控制系统适时调整，使其保持一致。
（3）降弓：列车发出降弓命令后，升弓电磁阀失电，气囊内的压力空气经由升弓电磁阀排气口排出，受电弓在重力作用下降弓，碳滑板ADD检测气路、压力开关和ADD电磁阀内的压力空气也同时排出。闭合状态的压力开关常开回路重新断开，列车即可判断受電弓正常降弓。自动紧急降弓：当受电弓碳滑板磨耗到限或遭外力破坏、控制气路发生漏气以及控制模块发生严重故障时将受电弓自动快速降下，保护受电弓和接触网不遭到进一步破坏。
3.3主变压器保护
油流保护，当油流速度过低时，油流继电器会动作，车载电气检测到油流过低持续10s，封锁脉冲，断开VCB。油温保护，当变压器油温超过报警温度时，油温继电器会动作，车载电气检测到此动作后，通过TCMS通知TCU封锁脉冲，断开VCB。油温保护，车载设备通过PT100温度传感器检测变压器油温，当温度超过报警限值时，断开VCB。油压保护，当变压器内部压力过大时，其压力释放阀会动作，车载电气检测到此动作后，封锁脉冲，断开VCB。油位保护，当油位较低时候，变压器低液位报警继电器会动作，车载电气检测到此动作后，进行报警提示;当油位更低时，变压器低液位切除继电器会动作，车载电气检测到此动作后，封锁脉冲，断开VCB。(3)主变流器冷却单元超温或压力异常TCU检测到主变流器冷却水温超过门槛时，封锁全部变流器脉冲，待冷却水温恢复正常值后，软件自动复位故障。TCU检测到变流器冷却系统压力超过门槛值时，会封锁变流器脉冲，待压力恢复正常值以后，软件自动复位故障。
结语
牵引变流器是动车组的关键部件，其发生任何故障，都关系到整个动车组的运行安全。上述分析了对牵引变流器故障的排查和分析过程，可为类似问题提供参考。通过对牵引变流器故障进行总结整理、分析，可以时刻保障牵引变流器的良好状态，从而保证整个复兴号动车组的安全性、稳定性。
参考文献
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论文作者:鲁教军
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 第18期
论文发表时间:2020/4/9
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