摘要：隨著CRH1動車組運營公里數的增加，其牽引變流器的故障也逐漸增加，由動車段自行維修牽引變流器，有利于節約生產成本，也有利于提高檢修人員的技術水平。本文將通過使用牽引變流器測試臺和監測軟件DCUTerm做各種試驗，對比變流器實時工作的狀態信號，找到該摸塊內部的具體故障部件，提高變流器模塊LCM、 MCM和ACM的故障處理效率，為動車組安全高效的運輸提供了有力保障。

　　關鍵詞：變流器，檢修，測試臺，DCUTerm

　　Abstract: with the increase of CRH1 emu operation traveled, the fault of the traction converters will increase gradually, by moving to traction converters for car maintenance, which saves the production cost, but also to improve maintenance staff level of technology. This paper will use traction converters is one, and monitoring software DCUTerm do all kinds of experiment and comparing the signal converter working state real time, find the touch of the specific fault components inside, improve the converter module LCM, MCM and ACM's fault handling efficiency, safety and efficient transportation for trains to provide strong safeguard.

　　Keywords: converter, maintenance, test stand, DCUTerm

　　中圖分類號：TM46 文獻標識碼：A 文章編號：

　　1 引言

　　2007年4月18日，全國鐵路開始第六次大提速，我國自主研發的動車組正式投入運行。動車組以安全、高速、舒適為特點，受到乘客的青睞，也帶動高鐵沿線經濟發展。而廣鐵集團自2007年2月引入CRH1型動車組，開始在廣深線上運營。目前CRH1動車組已在集團管內的廣深線、廣珠城際鐵路和海南東環線上運營。隨著動車組運營時間和公里數的增加，牽引變流器模塊的故障率也逐漸增加。目前，各個動車運用所處理此類故障基本采用換件修形式，換下的故障配件發回供應商維修，維修費用高，且周轉時間長。如能在動車段內維修牽引變流器模塊，將有利于動車組的檢修和節約費用。

　　2 CRH1牽引變流器概述

　　CRH1A動車組全列共8節車廂，其中5輛動車，3輛拖車，每輛動車有1個牽引變流器箱。牽引變流器由瑞典龐巴迪鐵路運輸有限公司生產，常州BCP公司組裝，每個牽引變流器箱內含有3種，共4個模塊，分別為1個網側變流器(LCM)，2個電機側變流器(MCM)和1個輔助變流器(ACM)。

　　整個牽引變流器完成牽引系統中交-直-交的變換。牽引時，LCM從主變壓器獲得900VAC的輸入電壓，通過整流，輸出的1650VDC作為MCM和ACM的輸入電壓，MCM輸出1287VAC驅動牽引電機，ACM則輸出400VAC作為動車組輔助供電電源。制動時則相反。3種模塊的結構相似，本文將以MCM為例，淺談CRH1牽引變流器的檢修方法。

　　MCM結構如圖2-1所示。可以看出，MCM的基本元件為DCU板、GDU、IGBT、電壓傳感器、電流傳感器以及溫度傳感器，而DCU板則是MCM的核心控制部分。因此，理想情況下，只需要對每種元件進行相關的測試，基本上就可以掌握到變流器內部故障的具體部位。

　　牽引變流器測試臺是由瑞典龐巴迪公司生產，在變流器測試中，由測試臺提供模塊工作電源，以及各信號的模擬輸出。

　　DCUTerm 是在個人電腦上運行的終端程序，用于與那些帶有可與MITRAC CC 產品系列相兼容的處理器的計算機單元進行通信,CRH1型動車組的控制系統均屬于該系列產品。

　　3牽引變流器測試方法

　　3.1速度傳感器測試

　　此項試驗可以檢測DCU/M是否能夠正常接收到速度傳感器給出的信號。方法是將牽引變流器在DCUTerm中載入信號F_SPS_1和F_SPS_2，測試波形如圖3-1所示。

　　圖中F_SPS_1和F_SPS_2分別為DCU/M接收到的兩個由牽引變流器測試臺給出的速度傳感器的信號，正常情況下兩個速度信號應相等或相近。圖中F_SPS_1為-1007，F_SPS_2為503，兩值相差達10%以上，則可認為為DCU/M故障。

　　3.2溫度測試

　　當MCM模塊在車組上顯示溫度有異常時，可通過此測試判斷是溫度傳感器故障，還是DCU/M故障。方法是在DCUTerm中載入溫度測試信號，得出波形如圖3-2所示。

　　圖中，TEMPHS為散熱器溫度 ，來自MCM內部，溫度范圍是環境溫度±5 °C，否則為MCM溫度傳感器故障;TEMPM1為電機1 溫度，來自測試臺模擬，溫度范圍是 65 ±5 °C，否則為DCU/M故障;TEMPM2為電機2 溫度，也來自測試臺模擬，溫度范圍是0 ±5 °C，否則為DCU/M故障;TEMPCB為控制板溫度，來自MCM內部，應小于 80 °C，否則為DCU/M內部溫度傳感器故障。

　　3.3牽引安全試驗

　　該試驗能檢查MCM是否能正常接受到牽引安全信號，方法是在DCUTerm中載入GDHSTRSE，在測試臺上先斷開后閉合牽引模擬信號開關，GDHSTRSE應先跳變至0后跳變回1，否則為DCU/M不能正常接收信號，正常情況下波形如圖3-3所示。

　　3.4負載試驗

　　該試驗用于對變流器模塊做綜合檢查，或者用來判斷電流傳感器或IGBT的故障。試驗方法是首先在斷電情況下按照接線圖接好線，然后閉合低壓供電電源，雙擊DCUTerm 中的“激活低壓試驗”，閉合試驗臺上的“主接觸器”，選擇子試驗“負荷試驗”，雙擊鼠標添加快速記錄信號以開始記錄。

　　此試驗中，添加的信號有如下幾項：

　　1.DC-link 電壓 – UDC(來自電壓傳感器);

　　2.U 相電流 – AWIU(來自電流傳感器U);

　　3.V 相電流 - AWIV(來自電流傳感器V);

　　4.W相電流 – AWIW(DCU/M中根據U相和V相的電流產生的計算值)。

　　在DCUTerm 中雙擊“運行負荷試驗”并點擊“充電”。 在試驗臺的電壓試驗儀器上檢測DC-link 電壓，當升至110±10V時，在DCUTerm 內點擊“開始”。得出現波形如圖3-4所示。

　　試驗通過后，DCUTerm界面中將顯示以下文字：

　　U-V 低負荷試驗通過

　　V-U 低負荷試驗通過

　　所選高負荷試驗

　　U-V 高負荷試驗通過

　　U-W 高負荷試驗通過

　　V-W 高負荷試驗通過

　　整體負荷試驗通過

　　一般負載測試不能通過，多為相電流之間的波形幅值不對稱，常見的有某相的相電流的幅值明顯小于其他相，或者某相像電流的圖形震蕩過大，毛刺特別突出。導致此種現象的原因多為該相的電流傳感器故障或者該相IGBT故障。對于電流傳感器的故障并不好直接判斷，但可以先測量IGBT各個端子間的電阻先對IGBT進行判斷，若IGBT正常則更換電流傳感器。

　　3.5 OVC測試

　　該實驗是檢驗MCM在電制動時，能否具備將多余的能量消耗掉的能力。具體方法如下，首先將MCM與試驗臺的控制電壓接通，打開“DCUTerm”，雙擊DCUTerm 中的“激活低壓試驗”，選擇“MCM試驗”，把測試臺的主接觸器接通。選擇“單相試驗”和“斬波器相1”。 然后點擊“充電”，并檢驗直流環節電壓升至110±10V時，點擊“開始”。檢驗斬波器GDU 被激活，波形如圖3-5所示。

　　正常情況下，UDC電壓應有10V左右的下降，如果UDC不下降，則有可能是能耗保護相的GDU或IGBT異常導致。可測量IGBT各個端子間的電阻先對IGBT進行判斷，若IGBT正常則更換GDU。

　　4結束語

　　通過對牽引變流器檢修方法的研究，可基本判斷變流器模塊的內部故障點，通過更換內部配件可達到修復故障變流器模塊的目的，且本方法操作簡單，檢測結果可靠，變流器檢修中所需的設備工具(測試臺、裝有DCUTerm的筆記本電腦)動車運用所都具備，在動車所內即可完成牽引變流器模塊的修復工作，不需要把變流器模塊送回廠家委外維修，節省了委外維修的費用，大大降低了變流器的檢修成本，也縮短了變流器模塊的維修周期，保證了動車組的安全和正常的運輸秩序。

　　參考文獻

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