动车组牵引变流器故障及原因分析

摘 要

动车组牵引变流器作为牵引传动系统的关键部件，其性能质量直接关系到动率缎的安全正点运行。在动车组运用检修时。必须对牵引变流器发生的故障进行全面的故障分析，记录故障现象，找到排除方法，深入分析原因，制订预防措施，从而减少动车组牵引变流器故障率，提高故障判断处理效率，最终达到提高动车组运用质量的目的。

关键词：动车组；牵引变流器；故障分析；运用质量

I

目录

摘要 ....................................................................................................I 第2章动车组概况 ............................................................................... 3

2.1动车组的发展 ......................................................................... 3 2.2动车组故障分析 ....................................................

摘 要

安全是铁路运输的永恒主题，客车安全又是铁路安全的重中之重。旅客列车作为复杂系统集成，任何细小的故障隐患，都将可能造成无法估量的损失。本论文以 25K 型客车 CW-2 型转向架的故障统计数据作为分析依据，统计梳理了客车走行部的多种故障模式，综合乌鲁木齐车辆段的运营线路、季节气候、运行里程以及维修水平等多方面因素，运用数据统计以及相关性分析，确定出影响客车走行部故障主要的相关因素以及故障模式。 合现场作业实际，本论文选取了客车走行部维修班组作为基于风管理维修策略的实施对象。根据“管理规范化”的要求，融合岗位安全职责、基本作业过程、规章管理制度以及安全质量控制措施等方面，修订出符合现场风险管理实际的《检车员岗位风险控制说明书》；根据“作业标准化”的要求，客车走行部故障模式、事故基本事件、安全风险点、基本作业过程以及质量标准，修订完善出具有操作性的《25K 型客车转向架流程风险辨析指导书》。 通过对基于 25K 型客车 CW-2 型转向架故障统计以及因素相关性分析，运用故障模式故障树分析，基本事件的风险辨析、评估和层级防控，完善了分级管理、预警预控的客车维修策略，确保了现场安全作业管理的全面、准确、有效，进一步提高了客车维修水平。

4 CRH3型动车组变流器系统分析

CRH3型动车组牵引变流器结构紧凑，牵引变流器设计成车下牵引箱，易于运用和检修的模块化结构。牵引变流器输入侧为四象限脉冲整流器(4QC)，2个4QC并联为一个共同的直流环节供电，中间电容区部分存储能量，输出平滑的直流电压。输出端为一个PWM逆变器，将直流环节电压转换成牵引系统所要求的变压变频三相电源驱动4个并联的异步牵引电机。列车工作在牵引状态时作为逆变器，将直流电转变成电压频率变化的三相交流电供给牵引电动机；列车处于再生制动时牵引电动机作为发电机运行，牵引逆变器工作于整流状态，将三相交流电转变成直流电，再由四相限整流器回馈电网。

4.1 牵引变流器主电路结构

CRH3型动车组牵引变流器采用电压型

2电平式电路，由脉冲整流器、中间

直流电路、逆变器构成。变压器牵引绕组AC1550V、50Hz交流电输入脉冲整流器。2电平PWM变频脉冲整流器采用IGBT元件，实现输出直流电压2600V～3000V定压控制、牵引变压器原边电压、电流、功率因数的控制，以及无接点控制装置保护。再生制动时，脉冲整流器接收滤波电容器输出的直流3000V电压，向牵引变压器供应AC1500V、50Hz交流电并返回电网。滤波电容器直流电

4 CRH3型动车组变流器系统分析

CRH3型动车组牵引变流器结构紧凑，牵引变流器设计成车下牵引箱，易于运用和检修的模块化结构。牵引变流器输入侧为四象限脉冲整流器(4QC)，2个4QC并联为一个共同的直流环节供电，中间电容区部分存储能量，输出平滑的直流电压。输出端为一个PWM逆变器，将直流环节电压转换成牵引系统所要求的变压变频三相电源驱动4个并联的异步牵引电机。列车工作在牵引状态时作为逆变器，将直流电转变成电压频率变化的三相交流电供给牵引电动机；列车处于再生制动时牵引电动机作为发电机运行，牵引逆变器工作于整流状态，将三相交流电转变成直流电，再由四相限整流器回馈电网。

4.1 牵引变流器主电路结构

CRH3型动车组牵引变流器采用电压型

2电平式电路，由脉冲整流器、中间

直流电路、逆变器构成。变压器牵引绕组AC1550V、50Hz交流电输入脉冲整流器。2电平PWM变频脉冲整流器采用IGBT元件，实现输出直流电压2600V～3000V定压控制、牵引变压器原边电压、电流、功率因数的控制，以及无接点控制装置保护。再生制动时，脉冲整流器接收滤波电容器输出的直流3000V电压，向牵引变压器供应AC1500V、50Hz交流电并返回电网。滤波电容器直流电

铁道部 （ ）发文稿纸

铁运 [2008]239号(日期2008.12.2) 签发 会签: 公安局 营运部 装备部 紧急程度 秘密等级 限制级别 调度部 基础部 主送

各铁路局。

抄送

南车集团、北车集团，部内公安局。

拟稿单位 运输局 核稿 联系人 附 件

主办单位 拟稿人 宋力榕 电 话 46142 办公室 电 话 拟稿部门 办公厅 份 数 主题词 标 题

运输 通知

关于印发动车组故障应急处置 预案(暂行)的通知

现将《动车组故障应急处臵预案（暂行）》发给你们，请认真执

行。各铁路局对相关人员要强化应急知识和技能培训。执行中发

现问题和意见及时反馈铁道部运输局。

-1-

动车组故障应急处置预案（暂行）

目录

1总则 1. 1编制目的 1. 2工作原则 1. 3编制依据 1. 4适用范围 2应急机构及职责 3信息报告

4应急响应和应急启动 5应急指挥 6应急处置

6.1热备动车组（热备客车底）出动

6.2热备动车组（热备客车底）运行及返回归位 6.3动车组因故障组织旅客换乘 6.4动车组因故障晚点和旅客滞留 6.5动车组无法接入高站台线路 6.6

CRH5转向架常见故障原因分析及补救措施

编号 1. 设备 转向架构架 故障 运行时声音异常 通过曲线时声音异常 2. 动力轴 原因 补救措施 目视检查转向架 更换横向橡胶止挡 进行超声波探伤 如需要，更换 轮对 非动力轴 存在裂纹、瑕材料扭曲疵和孔隙 变形 进行超声波探伤 如需要，更换 轮对 3. 车轮 轮圈边缘出现裂缝和瑕疵 车轮声音异常（极大） 材料扭曲变形 车轮打滑引起金属剥落 进行超声波探伤 重新修整车轮 如需要，更换 轮对 所需的更正性措施 参见CRH5-MR1-02A-TC001 和 033 参见CRH5-MR1-02A-SR004 参见CRH5-MR1-02A-TC011 参见CRH5-MR1-02A-SR020 参见CRH5-MR1-02A-TC011 参见CRH5-MR1-02A-SR015 参见CRH5-MR1-02A-TC023 参见CRH5-MR1-02A-TC024 参见CRH5-MR1-02A-SR015 （非动力轮对）和 SR020 （动力轮对） 参见CRH5-MR1-02A-TC022 参见CRH5-MR1-02A-TC024 参见CRH5-MR1-02A-SR015 （非动力轮对）和 SR020 （动力轮

CRH380B（L）型动车组 故障代码索引

代码 代码含义

63C6 辅助空气不充足

63C0 10-X01:受电弓故障继电器跳闸 63C2 10-X01:受电弓接触片断裂 6CA3 VCB:差电流保护响应

6CA4 VCB被切断,网侧电流仍运行 6CA5 VCB被切断,主变压器瓦斯报警 6CA6 VCB被切断,变压器过电压

635A 由于3AC440V不正常导致VCB断开

634B 10-T01变压器-VCB关是由于变压器油流故障 631F 10-T01变压器锁闭;无法重启

63E2 车辆控制单元CCU(TD)接触网欠压 63E3 车辆控制单元CCU(TD)接触网欠压 63E4 车辆控制单元CCU(TD)接触网过压 6307 10-Q01 VCB同步闭合，持续5分钟。 6CA0 VCB被切断,网侧过电流. 28F7 由于测试,主断路器被断开.

634E 10-T01 由于变压器保护启动,输出降低. 267B 牵引电机轴承:达到过热限制第二部分 1. 2679 牵引电机轴承:达到过热限制2.

19DX (X包括1/2/3/4/5/6/7/8分别代表两个转向架的

CRH380B（L）型动车组 故障代码索引

代码 代码含义

63C6 辅助空气不充足

63C0 10-X01:受电弓故障继电器跳闸 63C2 10-X01:受电弓接触片断裂 6CA3 VCB:差电流保护响应

6CA4 VCB被切断,网侧电流仍运行 6CA5 VCB被切断,主变压器瓦斯报警 6CA6 VCB被切断,变压器过电压

635A 由于3AC440V不正常导致VCB断开

634B 10-T01变压器-VCB关是由于变压器油流故障 631F 10-T01变压器锁闭;无法重启

63E2 车辆控制单元CCU(TD)接触网欠压 63E3 车辆控制单元CCU(TD)接触网欠压 63E4 车辆控制单元CCU(TD)接触网过压 6307 10-Q01 VCB同步闭合，持续5分钟。 6CA0 VCB被切断,网侧过电流. 28F7 由于测试,主断路器被断开.

634E 10-T01 由于变压器保护启动,输出降低. 267B 牵引电机轴承:达到过热限制第二部分 1. 2679 牵引电机轴承:达到过热限制2.

19DX (X包括1/2/3/4/5/6/7/8分别代表两个转向架的

牵引变流器变流器工作原理

1，概述

交流异步电动机的同步转速与电源频率的关系:

⑴

变频调速就是利用电动机的同步转速随电机电源频率变化的特性，通过改变电动机的供电频率进行调速的方法。利用半导体功率开关器件如IGBT等变频装置构成变频电源对异步电动机进行调速。

同步转速随电源频率线性地变化，改变频率时的机械特性是一组平行的曲线，类似于直流电机电枢调压调速特性。因此，从性能上来讲，变频调速是交流电机最理想的调速方法。

异步电机电压U1与磁通Φ的关系：

⑵

有⑵式知，若

不变，

与

成反比，如果

下降，则

增加，使磁路过饱

和，励磁电流迅速上升，导致铁损增加，电机发热及效率下降，功率因数降低。如果调节

上升，则

减小，电磁转矩也就跟着减小，电机负载能力下降。由此可见，在

，即给电机提供变压变频电源，才可以获得较

的同时，还要协调地控制

好的调速性能。

由变压变频装置给笼型异步电机供电所组成的调速系统叫做变压变频调速系统，它可以分为转速开环恒压频比控制、转速闭环转差频率控制系统，可以满足一般要求的交流调速系统。若调速系统对

2 CRH3型动车组牵引与控制特性分析

2.1 CRH3动车组牵引系统组成部分

在CRH3动车组上装有四个完全相同且互相独立的动力单元。每一个动力单元有一个牵引变流器和一个控制单元，四个并联的牵引电动机以及一个制动电阻器单元。牵引零部件辅助设备所需的3相 AC 440V60Hz 电流由动车组的辅助变流器单元提供。每个基本的动力单元主要包含以下关键器件：

1. 主变压器。主变压器设计成单制式的变压器，额定电压为单相AC 25kV 50Hz。变压器被布置在动车组没有驱动的变压器车车底，并且每一个变压器的附近都布置有一套冷却系统。主变压器箱体是由钢板焊接的，主变压器箱安装在车下，主变压器采用强迫导向油循环风冷方式。主变压器的次级绕组为牵引变流器提供电能。它使用一个电气差动保护、冷却液流量计和电子温度计对主变压器进行监控和保护。

2. 牵引变流器。牵引变流器采用结构紧凑，易于运用和检修的模块化结构。在运用现场通过更换模块可方便更换和维修。牵引变流器由多重四象限变流器、直流电压中间环节和逆变器组成，牵引变流器的模块具有互换性。

3. 牵引电机。动车组总共由16个牵引电机驱动，位于动力转向架上。牵引电机按高速列车的特殊要求而设计。具有坚固的结构，优化重