城市軌道交通車輛控制電路的工作原理和故障分析(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 性和柔性接觸網的線路上均能適用。目前北京、上海、廣州已經建成地鐵系統，其受電制式有第三軌受電(如北京地鐵)和架空線受電弓受電(如上海、廣州地鐵)兩種，其中架空線受電弓與機車受電弓在結構、原理等方面有諸多相似之處。1．結構（如圖 21 所示）地鐵受電弓主要由底架、下臂桿、上框架、弓頭滑板和傳動氣缸等部件組成。1. 底架 2. 絕緣體 3. 支架 下臂 下導桿 高度阻止器 上臂 上導桿 18 / 464. 受電弓頭 接觸滑板 端角 5. 升弓和降弓裝置 6. 電流變速器 7. 掛鉤 8. 最低位置指示器圖 21 受電弓結構圖2．主要技術參數：地鐵列車上裝有 2 架受電弓，受電弓通過絕緣子安裝在首尾兩節動車車頂，弓頭升起后與接觸網導線接觸，從接觸網上汲取電流供動車使用。其中上海地鐵受電弓的參數如下：額定電壓／V DC 1500網壓變化范圍／V DC 10001800額定電流／A 1050最大電流／A 1650最大運行速度／kmh 100最大升弓高度／mm 286O折疊高度／ram 300工作高度／mm 363(即折疊高度)1490滑板長度／mm 1050弓頭長度／mm 1700額定靜態接觸壓力／N 120傳動氣缸工作壓力／bar 39升弓時間／s ≤8(1490mm)降弓時間／s ≤7(14900mm) 19 / 46 受電弓的控制電路及其工作原理簡介 受電弓的控制電路圖如下：圖 22 受電弓的控制電路其中：受電弓和高速斷路器控制保護空氣開關 2F30 列車控制啟動繼電器 2K04 緊急制動繼電器 2K10 升弓開關 2S01 自動空氣開關 2F31 20 / 46受電弓電磁閥 2Y01升弓啟動繼電器 2K31受電弓保持繼電器 2K33列車控制線 21103 受電弓的工作原理簡介：、降弓裝置：升、降弓裝置包含電磁閥和緩沖閥，保證實現下列兩個功能：電磁閥得電，使壓縮空氣通過，從而使受電弓升起；電磁閥失電，讓壓縮空氣流出，使受電弓降弓；緩沖閥上分別裝有調節螺栓，用來調節控制受電弓弓頭的升、降速度與時間。受電弓控制回路（如上圖 22 所示）由列車電源線(DC110V)正端 30420 提供電源，經過受電弓和高速斷路器控制保護空氣開關 2F30。受電弓控制回路（如圖 22 所示）由列車電源線(DC110V)正端 30420 提供電源，經過受電弓和高速斷路器控制保護空氣開關 2F30。當列車激活后列車控制系統進入工作準備狀態，列車控制啟動繼電器 2K04 和緊急制動繼電器 2K10 分別得電工作。：司機可以操作升弓開關 2S01 來執行“升弓”指令，通過自動空氣開關 2F3列車控制線 21103，使升弓啟動繼電器 2K31 得電。2K31 控制各自單元車輛受電弓保持繼電器 2K33，2K33 得電后開啟受電弓驅動電路受電弓電磁閥 2Y01 得電，使受電弓升弓并保持受電弓處在合適工作位置。：司機可以通過使用降弓控制開關 2S02 來降弓，按下降弓控制開關2S02 的常閉觸點 2l22 分斷，先讓 2K31 失電，同時 2S02 的常開觸點 1314 閉合，使降弓繼電器 2K32 得電，通過常閉觸點 2122 和 3132 使得 2K33 和 2Y01 失電，受電弓落弓，2K6由降弓自動空氣 2F32 保護。在緊急情況時，單只受電弓可以通過操作設在 A 車司機控制面板的緊急制動開關使受電弓降弓（雙弓） ，當該開關被激活 2K10 繼電器失電，其常開觸點5453 和 6463 直接分斷 2K33 和 2Y01。 ：受電弓能夠升起來，升弓氣壓不能小于 3bar。當升弓氣壓小于 3bar 時，可以利用 A 車 8 號座位下的腳踏泵來提供足夠的升弓氣壓。當列車在“有電無氣”狀態下升弓時，可以先按下升弓按鈕，使電磁閥 2Y01 得電，連接受電弓的氣路被打開，然后踩腳踏泵升弓，這就是通常說的“有電無氣”升弓方法。 21 / 46：當升弓按鈕的綠燈亮時，表示所有受電弓都已升起；當降弓按鈕紅燈亮時，表示所有受電弓都已降下；當升弓按鈕的綠燈和降弓按鈕紅燈都不亮時，表示兩個受電弓處于不同的狀態（如升單弓） 。列車對受電弓“升弓”和“降弓”狀態的檢測方式是不同的， “升弓”狀態是通過電壓繼電器 7U01 來檢測，如下圖 23 所示。1U01 是變壓器，它把接觸網的高電壓按一定比例變換成低電壓。在繼電器 7U01 的內部，這低電壓的大小決定觸頭 和 的狀態。觸頭 串聯在受電弓升弓檢測電路中，當 U＞1000V 時，觸頭 閉合，受電弓升弓按鈕綠燈亮，表示受電弓升起。DC DC1U01 7U01 圖 23 “升弓”狀態檢測原理圖“降弓”狀態是通過位置傳感器 7B01 來檢測的，當受電弓接近 7B01 時，其連接電路的兩接點 導通，受電弓降弓按鈕紅燈亮，表示受電弓降下。 受電弓故障的常見故障現象分析及排查處理 常見故障：升弓故障現象： 司機臺開鎖后受電弓不能升弓 。 （受電弓能夠升起來的條件是升弓壓縮氣壓不能小于 3bar，電磁閥電壓不能小于 97v） 故障發生原因排查及分析：：(1)檢查 MRE(主風缸管)壓力 P≥(司機臺上的壓力表的白色指針)；(2)檢查蓄電池電壓，檢查欠電壓繼電器 3K05，開關 301；(3)按下 S01“升弓”按鈕；(4)檢查是否受電弓都已升起；(5)MMI 顯示無網壓 02S02“降弓”指示燈亮； 22 / 46(6)如果風壓低但蓄電池電壓正常，則使用車間輔助供風或 B 車上的腳踏泵機械升弓（有電無氣升弓） ；(7)如果蓄電池欠壓繼電器激活，但空氣壓力不高，則有氣無電升弓；(8)如果風壓低但蓄電池欠壓繼電器激活則無氣無電升弓；(9)檢查 B 車車下的高壓箱的隔離和接地開關 Q1/Q2 是否在正常位置；(10)檢查 B 車上二位中間端的受電弓閥（U002Y01）是否處于工作位；(11)檢查牽引逆變器高壓設備箱是否關閉；(12)檢查 PH 箱車間電源插座 X11 與外部電源相連接或車間電源插座蓋沒關好（車間電源插座位于 B 車 PH 箱高壓電源箱右側） ；(13)檢查位于 A 車司機室座椅后的設備柜的 MCBS（微型斷路器） 、02F01（A） ；(14)“啟動司機室” 、02F02（A） 、 “受電弓指令” （F30） ；(15)檢查 TCC 是否受干擾：司機臺上的左監控器必須激活，監控器應無錯誤信息顯示；(16)檢查受電弓鎖鉤是否仍在起作用，釋放鎖鉤。：故障原因一、升弓電磁閥有電但壓縮空氣不足；故障原因二、升弓電磁閥電壓不足但壓縮空氣氣壓足夠；故障原因三、升弓電磁閥電壓和壓縮空氣均不足。發生上述三種情況必須應急升弓：Y=A+B，其中：A:蓄電池79V B：壓力3bar 故障處理：故障原因一、在“升弓電磁閥有電但壓縮空氣不足”的情況時：此時只需一人就能完成，先按升弓按鈕（綠色的顯示燈亮） ，使升弓電路得電保持（即：使電磁閥 2Y01 得電，連接受電弓的氣路被打開） ；再人為的提供壓縮空氣（此時必須使用安裝在 B 車 2 位中間端的電氣柜中的腳踏泵，大概踩踏 20 次左右） ，觀察客內室的應急照明（DC110V） ，常規照明 220V 的燈亮滅情況，如果全部燈亮則表示升弓已完成（在完成之后恢復現場） 。故障原因二、在“升弓電磁閥電壓不足但壓縮空氣氣壓足夠”的情況下時：此時需要兩人共同合作才能完成：（1）手動操作拉桿使氣源開關（電磁閥 2Y01）打到“開”的位置，使電磁閥 2Y01 開 23 / 46通氣路。（2）在第一步中獲得了電之后，使輔助電路具備啟動條件，給蓄電池充電，合上3S01，打開蓄電池開關激活列車，在激活司機臺之后使受電弓保持繼電器 2K33 得電而保持。（3）客室照明恢復。故障原因三、在“升弓電磁閥電壓和壓縮空氣均不足”的情況時：同時使用故障原因一和原因二的解決方法。（4）受電弓故障處理小結：受電弓的故障主要是受電弓不能升起，而造成這種故障的原因主要有三種，即：升弓汽缸內氣壓不足而升弓電磁閥 2Y02 電壓足夠，升弓汽缸內氣壓足夠而升弓電磁閥 2Y02 電壓不夠，升弓汽缸內氣壓和升弓電磁閥 2Y02 電壓均不足。解決這種故障的方法要因情況而定，其中當氣壓不足時還需用到安裝在 B 車 2 位中間端的電氣柜中的腳踏泵。當然，處理故障時需要一定的受電弓升降電路控制圖知識，要掌握受電弓升降弓的電氣控制原理，從而在處理故障時能夠清楚明白的知道是哪個元器件或者線路出現故障，并及時采取相關的處理方法。 24 / 46第三章 城軌車輛車門電路控制與常見故障及其處理 車門的結構組成與工作原理城軌車輛車門包括客室車門、司機室側門以及司機室與客室間的通道門。不同車型的車門組成略有不同，但都包括車門懸掛及導向機構、車門驅動裝置、左右門頁、緊急解鎖裝置、乘務員鑰匙開關（或稱為緊急入口裝置） 、一套安裝在車體上的密封型材（上、左和右）等機械部分，以及門控單元（或氣動控制單元） 、電氣連接、負責檢測的各類行程開關、指示燈等電氣或氣動部件。車門可由壓縮空氣作為開關的動力，也可采用電機驅動。按照車門開啟及結構形式主要分為移動門和塞拉門，移動門又可以分為內藏式滑動移門、外掛式滑動移門。 車門的結構組成(塞拉門為例) 25 / 46左門葉 右門葉導軌 乘務人員開關 (2 個車/)緊急解鎖開關絲桿門切除開關DCU圖 31 塞拉門結構組成 車門工作原理。如下圖 32 可知，該車門系統主要的承載機構為滾珠、滑塊機構，主要的傳動機構為絲桿、螺母機構。開門時，當門控單元 EDCU 收到列車發出的開門指令后，控制車門電動機動作，車門電動機轉動使鎖閉輪離開鎖閉桿，同時，電動機通過皮帶驅動絲桿、螺母系統動作，從而實現開門運動。開門時，電動機驅動絲桿、螺母系統向相反的方向運動，當開門位置行程開關動作后，車門電動機帶動鎖閉輪落入鎖閉桿位置處，從而實現車門的機械鎖閉。鎖閉桿安裝于滾珠滑塊機構上。 26 / 461—右門頁；2—左門頁；3—導軌；4—鎖鉤/緊急手柄；5—左門驅動連桿；6—驅動風缸；7—解鎖風缸；8—中央控制閥；9—導向襯塊；10—橡膠密封條；11—防跳輪/支撐滾輪；12—鎖閉行程開關S1；13—密封毛刷；14—鋼絲繩；15—關閉行程開關 S2圖 32 典型移動門系統工作原理圖。如下圖 33 所示，門的運動由電子門控器控制，電動機驅動。如下圖所示，電動機通過鎖閉位置和絲桿螺母副相連；絲桿上的螺母通過鉸鏈與便攜門架相連。為了提高供門頁的擺動和平移運動，門頁與便攜門架相連；同時，攜門架在縱向長導柱上滑動。長導柱連接在三個掛架上，每段各一個，中間再放一個。這三個掛架在短導柱上運動，短導柱安裝在承載支架上。攜門架和掛架內安裝有直線軸承，以確保機構運動平穩。門頁在擺動和平移運動過程中的控制，由導向滾輪和上下導軌組成的系統完成。開門時，門頁從完全關閉狀態開始運動，電動機帶動絲桿螺母副，引起攜門架、長導柱、掛架、下滾輪導向部件中的轉臂動作，并最終使門頁在導向系統的引導下向外做擺出動作。在達到完全擺出狀態后，導向系統控制門扇的直線平移，使門頁平行于車輛側面運動。在平移過程中，攜門架使門頁沿著長導柱自由滑動，直到門頁達到完全打開狀態。這樣就實現了車門在 X、Y 方向上的運動，完成塞拉動作。關門動作是開門動作的一個相反過程。 27 / 46圖 33 典型塞拉門系統工作原理圖 車門的主要技術參數凈開度／mm 1 400凈開高度／mm 1 860177。10工作環境溫度／℃ 20～70開關門時間／s 3～5(可調)供電電壓 /vDC 110車門關緊力／N ≤150(每個門頁)能探測最小障礙物／mmmm 3060(寬高)車門隔音量／dBA ≥21開關門噪聲級別／dBA ≤68 28 / 46車體鋼結構開口／mm ≤1720(沿車長方向)車門全開時所占空間／mm ≤2750(沿車長方向)門框高／mm 約 2035(地板面距門框下沿距離)車門上部驅動機構所占空間／mm ≤355(厚)；≤150(高)供電電壓/ VDC 110 (77～137)濕度 ≥97％（25℃） 車門的系統主要功能和電氣控制原理 車門系統主要功能開/關門功能：包括開、關門狀態顯示；未關閉好車門的再開閉功能：已關好的車門不再打開；開關車門的二次緩沖功能；防夾人/物功能（障礙物探測再開門功能） ；