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1、轨道交通车辆电气故障分析与处理,城轨车辆教研室 丁太生,列车电气系统检查分析,1,学习任务,任务5：蓄电池供电系统检查与分析,任务4：辅助供电系统检查与分析,任务3：PH箱、PA箱的结构及PH箱操作,任务2：车辆电路系统分析,任务：列车电气系统识图,任务6：列车通信控制系统结构（TCC）,任务1：列车电气系统识图,？看,一、认识车辆电路图符号系统,1.图号2.元件号3.子元件号,一、认识车辆电路图符号系统,4.参照码5.线号6.屏蔽线号,二、车辆电路功能组别(FUNCTION GROUP),三、车辆电气元件代号（PARTICULARS N）,四、设备位置代号(A1),四、设备位置代号(A2),
2、四、设备位置代号(A3),四、设备位置代号(A4),四、设备位置代号(B CAR),五、试一试，您能根据电路图获得需要的信息吗？,右图是列车激活电路中的一个继电器，您能说明各符号的意义吗？,任务2：车辆电路系统分析,接触网,让我们从这个示意图先了解车辆有哪些电气设备,一、主电路系统部件分布,这是6节车编组的地铁列车设备分布,二、主电路系统组成高压系统,二、主电路系统组成,主要高压设备：受电弓浪涌吸收器隔离和接地开关B车牵引逆变器、高速断路器C车牵引逆变器、高速断路器牵引逆变器辅助逆变器牵引电机制动电阻接地装置,三、实际电路分析,我们一起来分析这几张车辆电路图0601-010801-010801
3、-021001-011001-02,三、实际电路分析,主电流的流向架空接触网01Q01 受电弓（位于B 车）01F01 避雷器01A01 牵引箱,三、实际电路分析,A车牵引箱有哪些设备呢？X12Q1/Q2接地和绝缘开关LCB1（HSCB1）高速断路器线路电感器线路接触器（预充电电路）接地故障检测器MCM牵引逆变器模块X1501Q08接地总线（汇流排）01Q04 01Q07 车轮接地电刷,三、实际电路分析,高压路是怎样连接和工作的？B车PH箱-X13（1、2脚）-01F03-3K01-10106线-9Y04（-X15-1）C车，1500V环路供电B车PH箱-X13（-1、-2）-01F04-01
4、F04-10108线-9Y04（-X15-2）C车,-1L02-ACMB车PH箱-X14（-1、-2）-10107-1L01-10109C车，C车MCM供电B车PH箱-X20-9Y03（-X14-1）A车，蓄电池充电机供电B车1Q08-10142-9Y03（-X14-2）A车，回流注意，B车MCM供电电路上的电抗器在B车PH箱内,任务3：PH箱、PA箱的结构及PH箱操作,PH箱又称为牵引与高压箱，挂于B车两侧车底下，是关键的高压设备,1.中间部分 2.HV 部分3.MCM 部分,一、PH箱结构,1.HV 部分,2.HV 部分前盖门,3.隔离和接地开关盖门,4.车间供电源插座,5.电缆密封,6.
5、信号电缆连接件,7.MCM 部分,8.中间部分,9.外部空气进气箱,图 2 PH箱结构图,一、PH箱结构,1.MCM 线感 2.去耦二极管冷却器3.外部风扇,1.中间部分,一、PH箱结构,1.高速断路器 2.电压传感器3.断路器控制电阻4.车间供电接触器5.高速断路器控制及紧急继电器6.辅助电源保险丝7.隔离接地开关,2.HV部分,一、PH箱结构,3.MCM,1 朝向中间部分的冷却器,2.DC 接触器单元,3.逆变器模块(MCM),4.风扇接触器单元,5.内部风扇,一、PH箱的结构,外形尺寸：高600宽1800长2040mm重 量：900kg环境温度：25-+40工作箱内最大温度：中间区+50
6、 高压区+60 MCM区+70输入电压：额定1500VDC 最大1800 VDC 最小1000 VDC输出电压：额定0-1400VAC控制电压：额定110V DC 最大137V DC 最小 77V DC,二、高压系统操作与检查,1.正常供电模式,连接的电路：受电弓 ACM MCM 蓄电池,隔离的电路：车间电源,二、高压系统操作与检查,2.车间供电模式,连接的电路：车间电源 ACM 蓄电池,隔离的电路：受电弓 MCM,二、高压系统操作与检查,3.关闭模式(接地),连接的电路：无,隔离的电路 ACM、MCM、受电弓、车间电源,二、高压系统操作与检查,4.操作模式转换通过前盖上的小箱盖进入PH 箱，
7、通过里面的两个手柄选择不同模式。为了进行调试工作，使用专用工具打开列车盖进行操作。因为这种工具的设计，所以当工具在相应的工作位置时，箱盖不会被关闭，从而工具也不会被遗忘在箱中。,PH箱检查中,工作模式转换手柄,PA箱又称为牵引与辅助箱，位于C车。,1.MCM 部分2.ACM 部分3.中间部分,三、PA箱的结构,二、PA箱的结构,MCM部分结构与PH箱内的MCM结构相同ACM部分ACM ICON-MA1500模块（居中）分离接触器（左侧）充电电阻器（居中）充电接触器（左侧）AMI电容器（左侧）内部风扇（右侧）三相感应器（居中）三相电容器（居中）,二、PA箱的结构,3.中间部分,任务：辅助供电系统
8、检查与分析,辅助供电系统概述辅助系统以3节车单元为完整的供电系统，6节车单元是由2组完全相同的3节车单元组成的。功能向列车提供交流380V（50Hz）和直流110V 电源,一、辅助供电系统电路,二、辅助供电系统的负载,1.DC负载,二、辅助供电系统的负载,2.辅助逆变器驱动所有的AC负载有空压机、空调、牵引设备风扇(例如牵引逆变器风扇和制动电阻风扇)、AC 220V插座。,三、辅助供电系统模式转换,正常供电模式辅助电源正常工作模式启动条件1.当母线高压有电和司机控制器未锁上或者高压母线在司机控制器锁上后一直保持有电状态。2.辅助设备特别是辅助逆变器和蓄电池充电器没有故障。模式转换1.三车单元的
9、供电模式：为了3车单元维修方便，在C车上的交叉接触器03K36 动作，3车单元中所有的AC负载由本单元的辅助逆变器供电。2.六车单元的供电模式：两个3车单元要联挂在一起.3K36连接自动断开,两单元交叉供电。,三、辅助供电系统模式转换,降级供电模式降级的辅助供电模式只可以在6车单元中使用。此模式在以下条件满足时启动：1.当母线高压有电和司机控制器未锁上或者高压母线在司机控制器锁上后一直保持有电状态。2.辅助设备故障。模式转换1.如果一个蓄电池充电机故障，将由另外一个蓄电池充电机给全部6车供电而无时间限制。充电机故障所在车的蓄电池不会放电，连接DC110V列车线的二极管起阻隔作用。此时，列车可不
10、受限制地继续运行。2.如果一个辅助逆变器故障，另一个辅助逆变器给以下设备供电：牵引设备的外部冷却风扇、每车一个空调单元、空压机,三、辅助供电系统模式转换,紧急供电模式启动条件：1.高压母线没电2.司机控制器未锁上模式转换如果司机控制器锁上，那么辅助电源紧急供电模式关断，蓄电池备用模式启动，这意味着列车控制和空调(包括通风)关断。,工作任务5：蓄电池供电系统检查与分析,蓄电池数据 系统电压：110 VDC 蓄电池组电压：96 V 蓄电池单体数量：80 额定电压/单体：1.2 V 电池型号：FNC 232 MR 额定容量：140 AH 根据 IEC 623 板的数量：7正极纤维结构设计，8负极纤维
11、结构设计 蓄电池单体尺寸：L=92 mm,W=122 mm,H=309 mm 蓄电池单体重量：5.5kg 终端（电极）：带有不锈钢螺钉和垫圈的M8 内螺纹螺栓 连接力矩：16Nm电池盒的材质：聚丙烯 极性鉴别：红色为正级/蓝色为负级 通风活塞：上部开口型 补充水周期：3个月,一、蓄电池充电器原理,蓄电池充电器原理图,二、充电机模块,GVG1500/110-25（蓄电池充电器）电路图,输入滤波器包括扼流圈L1,L2和电容 C1，用于抑制寄生电流；IGBTs TR1和TR2是升压转换器的开关，该升压转换器通过电容C3和C4提高输入电压在TR3至TR6之间形成了一个全响应开关换流器，用于产生1 kH
12、z 的交流电输出变压器，电隔离后，通过星形连接整流、并使波形平滑，软开关整流器D7、D8和一个电容器C8可起到恒定输出电压的作用。,升压斩波电路,半桥式逆变器,三、蓄电池供电,四、蓄电池充电机启动,（结合电路图0603-04）1.启动条件列车启动后，安全回路构成，则2K10得电，3K53（蓄电池充电继电器）得电,10秒后闭合若未收到降弓信号，3K54失电2.启动信号30271-3F22-3V12-01A05（-03A02）-30422-03K53-START信号，充电机启动3.蓄电池充电机监控蓄电池电压达到额定电压时，充电机模块内部故障继电器闭合-30424-3K34得电，任一A车3K34正常
13、时，50112（蓄电池监控）线得电，普通负载接入 两3K34均失电时，普通负载跳开，-紧急负载,五、蓄电池紧急启动,1.按下紧急启动按钮03S51后，03K51立即得电并保持2.03G51-03F51-03V51-03K51（13-14）、03K51（24-23）-30422-3K53（11-3），蓄电池紧急启动。3.15分钟后，3K52延时得电，03K51失电，03G51停止给01A05供电,任务6：列车通信控制系统结构（TCC）分析,TCC系统（6节车）,一、列车通信控制系统结构,1.列车通信系统控制系统是将列车的各个子系统及相关外部控制电路的信息进行读取、编码、通信传递、数据逻辑运算及输
14、出控制的一个计算机网络系统 2.每个拖车（A车）设置一个列车控制单元（VTCU），两个单元的 VTCU采用列车级数据总线（WTB）进行通讯。3.在单元车组内部，则采用列车多功能总线（MVB）连接进行通信，该总线又分为两级第一级为贯通单元车组的MVB，即TRAFO MVB总线，并直接与VTCU进行通信；第二级则为直接与单节车内各功能模块通信的MVB，即OPTO MVB总线，连接的设备如各类输入输出单元（I/O）、制动控制单元（EBCU）、牵引控制单元（DCU）等子系统控制单元；而这两级MVB又通过总线耦合器进行信号的转换与传递。,WTB冗余总线,TRAFO MVB,OPTO MVB,OPTO M
15、VB,乘客信息系统,二、A车总线结构,单元车组级第一层次的通信网络（TRAFO MVB 总线）连接ATO/ATP、VTCU、BCT第二层次的车辆级通信网络（OPTO MVB总线）由BCT的X05插连接了EBCU、空调控制单元由BCT的X06插连接了COMC、AX和9个DX模块。,二、A车总线结构,客室音频通讯单元,二、B车总线结构,单元车组级第一层次的通信网络通过TRAFO MVB连接BCT模块，将通信信号从A车传递到B车；第二层次的车辆级通信网络（OPTO MVB总线）由BCT的X05插连接了EBCU、MCM、DXB、空调控制单元，由BCT的X06插连接了7个DX模块,二、B车总线结构,三、
16、C车总线结构,单元车组级第一层次的通信网络通过TRAFO MVB连接到BCT模块，将通信信号从B车传递到C车第二层次的车辆级通信网络（OPTO MVB总线）由BCT的X05插连接了EBCU、MCM、ACM、空调控制单元由BCT的X06插连接了1个AX、7个DX模块，并共同构成,三、C车总线结构,四、列车通信控制系统功能,1.列车通信控制系统传输的信息车辆控制用的信息，如列车牵引控制类和车辆功能控制类列车故障诊断信息乘客服务信息,五、列车通信控制系统功能,2.列车通信控制系统功能对司机的控制指令进行读取，并输出控制信息到各子系统例如：当司机推牵引/制动手柄至牵引位时，VTCU AX模块VTCU
17、DX模块 牵引逆变器安全相关回路OK？输入端口 故障诊断软件向乘客发送站名、提示等相关服务信息,指令信息,VTCU,MMI,记录、贮存,六、列车通信控制系统主要部件,1.列车控制单元（VTCU）负责列车的牵引制动相关控制运算，并对列车的实际运行状态进行监控，并及时判定各子系统的状态，并将异常部件的故障信息及时反馈到司机室的人机界面上，以让司机和技术维护人员快捷地掌握列车的实际工作状态。,六、列车通信控制系统主要部件,2.BCT模块 实现TRAFO MVB与OPTO MVB这两种属性的数据信号转换、传递以及信号中继再生等功能，并在保持其他功能正常的情况下，及时切断故障段数据总线,六、列车通信控制
18、系统主要部件,3.DX模块与AX模块X表示输入/输出D数字型A模拟型它是一个独立的模块，可以直接安装，不需要机架支持系统。,9针 D-sub连接器,DX模块,终端插,提供120 的线路阻抗,4.MMI,六、列车通信控制系统主要部件,七、MMI操作,驾驶模式没有口令启动车辆闭锁旁路需要口令检查模式需要口令,速度限制,(3km/h、10km/h、25km/h、60km/h、70km/h、80m/h),操作模式,紧急呼叫,火警信号,蓝色信号:无火警闪烁的红色信号:火警并且司机没确认一直为红色信号：火警并且司机已确认,启动联锁,灰蓝色符号:没有启动联锁或旁路黄色符号:一个系统被旁路红色闪烁符号:启动联
19、锁一直为红色信号：启动联锁并且司机已确认,乘客信息系统,列车通信与控制,辅助系统,空调,车门,制动,牵引逆变器,灰蓝色符号：无故障（严重错误）红色闪烁符号：至少一个子系统故障（严重）并且司机没确认一直红色符号：至少一个子系统故障（严重）并且司机已确认,七、MMI操作 运行屏,七、MMI操作 启动联锁屏,启动联锁屏,旁路屏,八、TCC电源及DX输入,1.TCC供电电路激活列车-3K11闭合-TC TCC ON（TCC接通列车线）得电所有车辆中的TCC 接通继电器02K21 和 02K22 得电。所有参与数据通讯的设备和所有电子设备都通过这些继电器的触点被供电。2.TCC电路的DX输入TCC系统通过 DX 输入（04A22）模块下列信号：02K10 紧急继电器 02K11 速度监控继电器 02S19 开关（旁路主风缸压力）（3EGH000029-0602 页码 06）,Click to edit company slogan.,广州铁路职业技术学院 城轨车辆教研室,Thank You!,
