解决DC01型电动列车辅助逆变器起动失效的专用DC DC升压变换器研制

上传者：倪红波
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上传时间：2015-05-08
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解决DC01型电动列车辅助逆变器起动失效的专用DC DC升压变换器研制

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解决ＤＣ０１型电动列车辅助逆变器起动失效

的专用ＤＣ／ｒＤＣ升压变换器研制＊

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陶生桂２

（１．上海地铁运营有限公司车辆分公司，２００２３３，上海；２．同济大学电子与信息工程学院，２００３３１，上海∥

第一作者，经理，高级工程师）

摘要针对上海地铁ＤＣ０１型电动列车因蓄电池应急供电后产生电压跌落，造成车辆辅助逆变器起动失效，导致列车丧失运营能力的故障，提出加装专用ＤＣ／ＤＣ升压变换器的解决方案。介绍了ＤＣ／ＤＣ升压变换器的研制及其模拟试验和车上试验。试验表明ＤＣ／ＤＣ升压变换器能确保辅助逆变器正常起动。

关键词地铁车辆，辅助逆变器，ＤＣ厄Ｃ变换器中图分类号Ｕ２６６，２，５

波形进行分析研究，得出辅助逆变器起动失效的主要原因之一是：供给控制器的蓄电池电压一直被控制器所监控着，由于其电压跌落值超出规定的界限值而使辅助逆变器起动失效…。为解决蓄电池端

电压的较大跌落问题，提出研制一个专用ＤＣ巾Ｃ

升压变换器来补偿蓄电池的电压。

１

专用ＤＣ／ｔ圮升压变换器的研制

由文献［１］看出，开始起动时若输人到控制器中

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的蓄电池电压过低，当电压超出规定范围时，控制器的监控系统就给出保护信号，产生保护；此外，起动

过程中各种电量的过渡工况对输入电压造成的影响

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也会被监控。由此可见，加装起动专用ＤＣ仍Ｃ升

压变换器的目的是：当蓄电池电压跌落较大时，经ＤＣ／ＤＣ升压变换器使其输出电压仍能保持在１１０Ｖ左右；或保持在一个能保证逆变器正常起动的电压值，作为控制器的输入电压，以使被监控系统一直监视着的控制电压落在规定值内。

文献［１］也指出，由于逆变器桥臂控制时的死区时间影响，造成三相整流桥输出的控制电源电压带

有相应于死区时间的下陷脉冲，减少了输出电压的

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ＤＣ０１型电动列车自进口以来已运营１３年之

久，现常发生由于蓄电池应急放电使其端电压跌落较大时，造成辅助逆变器起动失效从而导致列车丧失继续运营的能力。列车上虽有应急电池用于起动，但不能支持辅助逆变器多次起动，故在故障中未能发挥作用。这将对列车的安全可靠运行带来威胁，故必须解决这一电压跌落问题。

根据辅助逆变器主电路的构成及对模拟蓄电池电压跌落的不同工况进行试验，并对所记录的试验

平均值；尤其在蓄电池电压较低时充电的冲击电流增大，对此影响更甚。增设专用ＤＣ／【）Ｃ升压变换器后，一方面可补偿蓄电池电压的跌落，另一方面也

填补了此下陷脉冲。

专用ＤＣ／［）Ｃ升压变换器是由双重升压斩波电路所构成，其电路原理如图１所示。变换器的外形

尺寸为２１２ｍｍ×１５５ｍｍ×５２ｍｍ，在ＡＢ箱内安装比较方便；容量约为３００ｗ，相当于控制器正常工作

＋上海市科委城市轨道交通科技攻关项目（０３Ｄｚｌ２０４６）

?４１

万方数据　

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时所要求的容量。

图１

ＤＣ／ｃＣ升压变换器电路原理图为进一步增强起动专用ＤＣ／ｃＣ升压变换器的可靠性，在接线中利用原有的触头，使其仅在开关接

变换器才工作，利用它来补偿蓄电池所跌落的电压。

即ＤＣ仍Ｃ升压变换器的输出总是能保持在１１０

Ｖ

电子装置》的规定要求作了振动试验，经受了振动试

为不影响出车，先进行模拟试验，然后进行车上

用地面上的蓄电池组代替车上的蓄电池组进行

由试验可知：如果将蓄电池电压放电至９０～９２Ｖ时，车辆逆变器能正常起Ｖ时，逆变器仍?４２?

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方数据…．。

专用

升压变换器

图２专用Ｉ）Ｃ／ｃＣ升压变换器接线电路图

直接采用车上蓄电池组，按要求接人起动专用

的ＤＣ／［）Ｃ升压变换器，然后将蓄电池按应急供电情况放电，一方面注意放电时间，另一方面随时注视蓄电池电压；经７０ｍｉｎ放电后，车上控制电压表显

示低于９０Ｖ，此时在蓄电池两端也用电压表测量，

其显示为８７～８８Ｖ；然后接通起动开关，通过调试车上试验所记录的波形如图３和图４所示。图

（【，Ｂｘ）和控制电源电流（ｂ…或，Ｂｘ）的波形；图４是（即ｆＢｘ）的波形。

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８：０４：２２

图３

Ａ车（９３４３１）的Ｌ，瞰和ＪＢＪＩｏ（，Ｂｘ）波形图

由图３．４可见，在列车上对辅助逆变器进行起

ｓ后又有一个冲击电流（属２．２车上试验

试验，逆变器能正常起动，达到规定的要求。

３是Ａ车（９３４３１）进行起动时其控制电源电压在另一节Ａ车（９３４８１）上起动时相应的ＵＢｘ和，Ｂｌｌｏ通时接入。在蓄电池电压正常时，ＤＣ巾Ｃ升压变换

器不起作用，仅当蓄电池电压跌落时ＤＣ／Ｅ）Ｃ升压左右，或能确保逆变器正常起动的电压值。此ＤＣ／Ｄｃ升压变换器也按ＴＢ／『１３９４—９３《铁道机车动车验的考核。

２装车试验

试验。

２．１模拟试验

模拟试验，来模拟各种工况，这样不用将车上的蓄电池组进行放电，可大大节省时间，而且方案存在问题

时也不影响列车的正常出车。

Ｖ时，车辆逆变器不能正常起动；然后将起动专用的ＤＣ／Ｅ）Ｃ升压变换器按图２所示接入控制电路中，蓄电池同样放电至９０～９２动；再将蓄电池电压放电跌落到８８能正常起动。试验表明模拟试验是成功的。

动的实际情况比在地面试验的单纯负载下要复杂得多［１【，不仅看到动态过程（如电压波形有下陷）造成

的影响，还看到起动约３程序投入负载）的影响。

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器以进行工作，而电压又始终受控制器监控，从而会

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１４Ｖ／Ｖ因蓄电池放电，使其端压跌落较大而导致起动失效。现从控制电路出发仅增设容量为３００Ｗ的专用ＤＣ／

ＤＣ升压变换器来补偿跌落的电压，就可成功地解

决了由于蓄电池电压跌落而导致辅助逆变器起动失

效的问题。这是既经济又可靠的解决方案，且自装

车以来已经受了近２年的运行考核，能可靠地确保

上海轨道交通１号线直流电动列车辅助逆变器的正

常起动。Ｃｈ２一，Ｂｏ３２Ａ／Ｖ

２Ｖ３．３６Ｖ１９Ｆｅｂ２００４

１９：１７：４３参考文献

［１］余强，陈鞍龙，王立，等．ＤＣｏｌ型电动列车辅助逆变器起动失

效分析及其解决措施［Ｊ］．城市轨道交通研究，２００６（１）：１８．图４Ａ车（９３４８１）的％ｘ和ＩＢＩｌｏ（ｊＢｘ）波形图３结语

由于辅助逆变器刚起动时要蓄电池供电于控制（收稿日期：２００５一ｌｌ一２２）

２００６?城市轨道交通规划与建设高管研讨班在沪举办

本刊讯由上海申通轨道交通研究咨询有限公司、同济大学《城市轨道交通研究》杂志社共同主办，上海市城市建设工程学校、上海路茂通轨道交通科技发展有限公司联合承办的“２００６?城市轨道交通规划与建设高管研讨班”于２００６年６月１２日至１３日在上海市城市建设工程学校成功举办。

本期研讨班的宗旨是进一步落实“公交优先”战略，加快发展轨道公交与道路公交（包括快速公交系统ＢＲＴ），为即将开始轨道交通规划和建设的城市提供技术支持和信息服务。本期研讨班的主讲佳宾有：上海市城市交通管理局副局长五一（报告题为“巴黎ＲＥＲ线与上海Ｒ线的比较研究”），上海申通地铁集团有限公司副总裁、上海申通轨道交通研究咨询有限公司董事长、总经理顾伟华（报告题为“轨道交通网络化建设和运营的战略思考”），上海申通地铁集团有限公司总工程师白廷辉（报告题为“上海市城市轨道交通的：工程技术与实践”），建设部地铁轻轨研究中心原主任、建设部科技发展促进中心顾问总工何宗华教授（报告题为“城市轨道交通项目建设前期工作程序”），广州地铁总公司原副总经理何其光教授（报告题为“城市轨道交通建设中的机电工程”），《城市轨道交通研究》杂志社主编、同济大学孙章教授（报告题为“城市轨道交通的发展历程与展望”），同济大学、上海工程技术大学徐金祥教授（报告题为“城市轨道交通列车运行自动控制（ＡＴｃ）系统的发展历程与展望”），深圳地铁３号线投资有限公司总工程师刘卡丁（演讲题为“城市轨道交通建设与城市发展”），德国专家ＦｒａｎｋＳｅｙｆｒｉｅｄ（演讲题为“关于轨道交通的检测技术”），上海贝尔阿尔卡特股份有限公司高级总监张勤（演讲题为“安全高效的列车信号系统”），上海贝尔阿尔卡特股份有限公司高级经理罗玉国（演讲题为“车载乘客信息显示系统”），德国莱茵集团中国区铁路业务经理刘观生（演讲题为“城轨建没项目管理的第一步——系统需求管理”），香港伟历信建筑工料测量事务所有限公司上海公司总经理、英国皇家特许测量师、英国专业资格证书培训中心中国部主任狄芸馨（演讲题为“英国、香港的工程投资全过程控制方法——以轨道交通项目为例”）。

本次研讨会特点是贴近实际、信息量大、时间紧凑、台上台下互动，与会人员提出问题与主讲专家共同探讨。来自全国各地的轨道交通同行和高层管理者对此次研讨活动表示满意，尤其是即将开始规划和建设轨道交通的城市——如杭州、宁波、苏州、元锡、常州、安庆等地的有关领导和业内人士一致认为收益匪浅，并希望这样的研讨班今后继续办下去，办出水平、办出特色、办成品牌。

在６月１２日上午举办的研讨班开幕式上，上海市城市交通管理局五一副局长、上海市城市建设工程学校杨培春校长先后致辞。为期两天的高管研讨班由同济大学《城市轨道交通研究》杂志社社长孙章教授、副社长张冠增教授分别主持。

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解决DC01型电动列车辅助逆变器起动失效的专用DC/DC升压变

换器研制

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年，卷(期)：

被引用次数：陈鞍龙，余强，陶生桂， Chen Anlong， Yu Qiang， Tao Shenggui陈鞍龙,余强,Chen Anlong,Yu Qiang(上海地铁运营有限公司车辆分公司,200233,上海)，陶生桂,Tao Shenggui(同济大学电子与信息工程学院,200331,上海)城市轨道交通研究URBAN MASS TRANSIT2006,9(6)1次

参考文献(1条)

1.余强;陈鞍龙;王立 DC01型电动列车辅助逆变器起动失效分析及其解决措施[期刊论文]-城市轨道交通研究2006(01)

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1. 陈鞍龙.余强.陶生桂.Chen Anlong.Yu Qiang.Tao Shenggui DC01型电动列车辅助逆变器控制器及应急起动功能的改善[期刊论文]-城市轨道交通研究2006,9(1)

2. 石璇.沈涛 AC01/AC02型电动列车辅助逆变器测试台构建[会议论文]-2006

3. 陈鞍龙.余强.陶生桂.CHEN An-long.YU Qiang.TAO Sheng-gui 上海地铁直流列车辅助逆变器起动失效分析及解决措施[期刊论文]-电力机车与城轨车辆2006,29(2)

4. 余强.陈鞍龙.王立.陶生桂.Yu Qiang.Chen Anlong.Wang Li.Tao Shenggui DC01型电动列车辅助逆变器起动失效分析及其解决措施[期刊论文]-城市轨道交通研究2006,9(1)

5. 石璇.SHI Xuan 上海地铁AC01/02型电动列车辅助逆变器的故障分析及解决方案[期刊论文]-机械管理开发2009,24(2)

6. 王方程.倪挺.李钢锋上海地铁车辆的临修技术[4]--辅助电路、信息监控及其他辅助系统的临修[期刊论文]-电力机车与城轨车辆2004,27(4)

7. 石璇.SHI Xuan 上海地铁AC01/02型电动列车辅助逆变器测试平台的研发[期刊论文]-机械管理开发2009,24(1)

8. 余强.陈鞍龙.王立.陶生桂 DC01型电动列车辅助逆变器启动失效分析及其解决措施[会议论文]-2006

9. 陈鞍龙.余强.陶生桂 DC01型电动列车辅助逆变器控制器及应急启动功能的改善[会议论文]-2006