地铁电气系统中牵引与辅助系统的故障与检修

与检修

摘要：目前随着上班高峰期的拥堵，很多上班族都选择地铁作为出行工具。地铁交通已经在城市内的出行方式中占据重要的位置，因此确保地铁车辆的高质量也是城市轨道交通发展的重要措施。保证地铁车辆稳定运行的关键部分是电气牵引系统，所以电气系统的无故障也是保证地铁安全运行的关键。本文分析了地铁车辆电气牵引系统的结构、特点，并进一步分解了牵引系统工作原理。

关键词：地铁电气；系统牵引；辅助系统；故障与检修 引言

随着我国城市化发展，全国各大城市交通日益拥堵，为了确保城市居民能够更加便利、通畅地出行，各大城市不断开始建设或扩建地铁系统，有效缓解城市交通拥堵。地铁高效运营，预防和解决电气系统出现各种故障，对牵引和辅助系统坚决实施定期检修，及时解决发现或预见的故障，提前将不安全隐患排除。因此，牵引与辅助系统中相关的故障排查和检修必须落实，对我国地铁发展，解决我国交通运输问题，具有极其重要的意义。

1地铁车辆电气控制系统的特点

地铁车辆的制动系统实现安全停靠和有效降速的方式为电阻制动、再生制动两种制动方式。地铁车辆的制动方式除了再生制动、电阻制动还有另一种制动方式为机械制动，这也是为了更准确地完成车辆安全停靠与降速，一旦系统出现故障需要紧急降速或停止，也可以采用机械制动的方式来完成。再生制动与电阻制动的制动原理相似，但是也存在一些区别，发电机发出的电能如果输出到电网上就会成为再生制动，如果发出的电能输出到电阻上就是电阻制动。但是无论是再生制动还是电阻制动都是利用铁路制动电磁铁和轨道电磁制动器来实现车辆制动的，这两种制动方式是不同于机械制动的，机械制动是单纯的由于机械运动产生

摩擦力，从而实现车辆制动。地铁车辆在安全运行过程中，是需要先进行再生制动，在执行该种制动时，制动牵引电机将动能转化为电能，并将转化的电能并入电网，而后将此电能传输给其他的车辆，由于动能和电能之间的转化可以确保其他车辆实现电阻制动。要想在地铁车辆安全运行的过程中更好地实现停靠和降速一定是需要多种制动方式相互协作，更好地配合来完成。

2地铁车辆电气牵引及控制系统的结构及特点 2.1交流传动控制

通过综合传动系统故障诊断与保护技术、电机控制技术等，能实现对电流互相影响的控制。在地铁车辆行驶过程中，如果出现线路问题，可以通过交流传动控制技术进行检验，找到问题后能够更好更快地解决问题。地铁车辆在安全行驶过程中对牵引控制系统及功能有很高的要求，但恰巧交流传动控制技术的高标准可以达到这种要求，可以更好地完成牵引控制的同时又可以满足车辆的安全运行。目前，我国的牵引变流技术与冷却技术、隔离技术等都是比较常见的变流技术，同时这些手段不仅是其他领域，尤其在地铁车辆的电气控制中也被广泛使用，更起到了非常重要的作用。值得一提的是这些技术不但将直流能量进行完美的交换而且可以保证地铁车辆的牵引工作的安全性、稳定性。

2.2牵引系统故障检修

一般利用故障仿真分析，对地铁车辆牵引故障作有效检修。供电臂牵引原理，变电所远端是常出现故障的位置，利用仿真分析其近、远两端故障，可以得到相应的反馈电流，电流状态值随故障距离远近表现不同状态，距离越近其值越大；故障点与接触网末端越远，电流坡度越缓，能够直接判断直流牵引网电压是否有突变发生。模拟仿真分析有效克服了牵引变电子站模型在初始时期存在的“暂态”，设置 1 台地铁车辆 0.05 s内启动，在车辆启动后 0.11s 时，在 2 km、3 km 处分别设置对应的远端模拟故障，由这种模型来模拟真实的短路故障。结果分析，电流状态具有类似指数函数（离接触网末端越远，相关电流上升越缓，电流稳定值相对越高），利用这种分析方式，监测地铁车辆直流馈线，分析其电流大小和上升率，可以精准找出是否有故障发生、锁定故障点。

3地铁车辆牵引系统故障诊断技术的发展 3.1牵引制动指令同时激活故障

某司机某次在站台正常操作车辆发车指令，但车辆无法动车，重新操作后正常；之后，多车辆均有此种状况且故障数据相同。经现场调查发现司机在每站都会将手柄拉到制动位置，需要发车时，会慢慢将手柄推至惰性位置，然后按下启动按钮发车。厂家根据现场状况模拟，当手柄还没有推到惰性位时，模式可以从手动转至 ATO，此时制动继电器并未失电，而司机给出发出指令，则牵引信号激活，因此，制动和牵引信号就同时激活，故障出现。核实后司控器厂家发现问题的原因为：组装工艺问题（手柄凸轮和行程开关间隙太大）。

3.2故障信息的网络化

当故障问题影响整个系统运行时，不同维修人员对车型技术的掌握情况也不尽相同，可能会影响维修工作的全面开展。对此，相关工作人员应尽可能解决维修限制问题，突破信息传递过程中的局限性，实现信息高效传递以及相关资源共享，让工作人员利用技术进行全面交流。现阶段，在车辆牵引系统故障诊断中应用大户数据及技术，依旧存在一些不完善的地方，相关工作人员需要对其内部理论和实践进行全面研究。在后续发展过程中，故障网络信息化也会得到完善，为地铁车辆牵引系统故障问题解决创造有利条件。

3.3辅助系统故障检修

一般利用神经网络故障诊断法。首先，将故障数据采集，然后输入进未被训练的网络系统中，利用ANN（人工神经网络）对样本数据训练，在这个过程中寻找最佳解决办法；然后，利用神经网络将数据样本计算，依据数据寻找故障点和原因，完成故障诊断；在将故障诊断完成后，要按照辅助系统中相应的信息样本对故障预处理，之后再于神经网络系统只将相关检查工作落实；最后，及时有效进行故障检修 。

3.4建立对应的故障结构表

通过建立对应的故障结构表，能够提升故障数据的挖掘概率，且在该结构表中，还可以借助具体的故障内容，建立分类操作体系，为后续故障分析创造基本条件，具体情况如表1所示。当地铁车辆牵引系统出现故障问题后，相关工作人员应与驾驶者进行深入沟通，大致判断故障原因。但由于地铁车辆自身复杂性较强，引发故障的因素有很多，在判断同一种故障时，可能存在很多引发因素，单纯凭借外在情况，无法保证故障判断的精准性。对此，工作人员可以根据故障实际情况建立结构表，进而归纳总结故障诊断实际情况和现场收集到的信息，通过有效对比后，更快地确定故障出现的原因。

结语

在地铁车辆的安全运行过程中牵引系统起到了非常重要的作用，可以说牵引系统是实现车辆运行的基础，它的安全性、可靠性也是保证地铁车辆安全运行的基础和保障。那么如何更好地实现有效地制动和牵引是从业者需要不断研究的内容。想要更好的维修和维护牵引系统，需要在日常对地铁车辆的牵引系统进行日检、周检、月检，而且在检验的过程中需要加大检查力度，需要从业人员对制动系统和牵引系统的理论知识与实验知识熟练掌握，从而提高地铁车辆运行的稳定性、安全性和可靠性。由于在地铁车辆的安全运行过程中牵引系统的重要程度，设计师不能单纯地考虑检修和维护，还需要在设计上对该系统进行优化、升级，保证系统已有的优势下，升级革新，更好地发挥该系统的作用。

参考文献

［1］江现昌 , 邹庆春 . 基于 FMEA 法的地铁车辆牵引系统设备运维研究［J］. 现代城市轨道交通 ,2020(1):26-29.

［2］冯跃 . 地铁车辆牵引系统故障处理分析［J］. 交通世界 ,2019(27):156-157.

［3］邢湘利 . 地铁车辆牵引系统故障诊断技术［J］. 南方农机 ,2019(13):118.

［4］赵福仟 , 勾洪伟 . 地铁车辆牵引系统常见故障分析［J］. 山东工业技术 ,2019(1):31.

[5] 白洋，李冲. 地铁车辆电气牵引系统的电气控制[J]. 建材发展导向（上），2016（12）：196-197.

[6] 白海波. 地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统的故障与检修[J]. 科技与创新，2014（10）：27-28.