列车电气系统检查分析

1、L o g oL o g o轨道交通车辆电气故障分析与处理城轨车辆教研室 李瑞荣列车电气系统检查分析1学习任务学习任务任务任务5：蓄电池供电系统检查与分析：蓄电池供电系统检查与分析任务任务4：辅助供电系统检查与分析：辅助供电系统检查与分析任务任务3：PH箱、箱、PA箱的结构及箱的结构及PH箱操作箱操作任务任务2：车辆电路系统分析：车辆电路系统分析任务：列车电气系统识图任务：列车电气系统识图任务任务6：列车通信控制系统结构（：列车通信控制系统结构（TCC） 任务1：列车电气系统识图？看？看一、认识车辆电路图符号系统一、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

2、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、车辆电路功能组别二、车辆电路功能组别(FUNCTION GROUP) 数 字表示的意义1主电路MAIN CIRCUIT2牵引与制动电路DRIVING/BRAKING CONTROL3辅助系统电路AUXILIARY4监控与信号电路MONITORING AND INFORMATION5照明电路LIGHTING6空调电路AIR CONDITIONING7其它电路ANCILLARY EQUIPMENT8车门电路DOOR CONTROL9车钩电路SPECIAL EQUIPMENTCOUPLING LINES三、车辆电气元件代号三、车辆电气元件代

3、号 （PARTICULARS N）字 母表示的意义A模块（单元）、手柄B扬声器、传感器E照明灯F微型断路器（MCB）、熔断器G充电器、蓄电池H指示灯K接触器、继电器S开关、按钮Y电磁阀、车钩V二极管P气表、电表X插座四、设备位置代号四、设备位置代号(A1)四、设备位置代号四、设备位置代号(A2)四、四、设备位置代号(A3)四、设备位置代号四、设备位置代号(A4)四、设备位置代号四、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？五、试一试，您能根据电路图获得需要的信息吗？v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：车辆电路系统分析受电弓受电弓MCM

4、牵引牵引电机电机ACM充电机充电机压缩机压缩机电机、电机、风扇、风扇、空调压空调压缩缩机。机。轮轮对对制动制动电阻电阻蓄电蓄电池池负载负载环路环路供电供电接触网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一、主电路系统部件分布 受电弓箱线路电感器制动电阻箱牵引电机接地装置受电弓箱线路电感器制动电阻箱牵引电机接地装置AA B BCC蓄电池蓄电池充电机蓄电池蓄电池充电机箱制动电阻箱牵引电机接地装置箱制动电阻箱牵引电机接地装置这是6节车编组的地铁列车设备分布二、主电路系统组成二、主电路系统组成高压系统高压系统MMMMM1M2M3M43车间电源1-MMMMM1M2M3M4车

5、载 三 相 A C 380 V50 Hz供电环 DC 1500 V蓄电池充电A车B车PH 箱- 高压分配和牵引逆变器 C车PA箱-辅助逆变器牵引逆变器-111.1+-+1.212332235467698101098二、主电路系统组成二、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、实际电路分析三、实际电路分析v我们一起来分析这几张车辆电路图 0601-01 0801-01 0801-02 1001-01 1001-02三、实际电路分析三、实际电路分析v主电流的流向 架空接触网 01Q

6、01 受电弓（位于B 车） 01F01 避雷器 01A01 牵引箱三、实际电路分析三、实际电路分析vA车牵引箱有哪些设备呢？ X12 Q1/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 X15 01Q08接地总线（汇流排） 01Q04 01Q07 车轮接地电刷三、实际电路分析三、实际电路分析v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- 01F04-10108线-

7、9Y04（-X15-2）C车,-1L02-ACM B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 uPH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、一、PH箱结构箱结构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

8、6. 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、一、PH箱结构箱结构1.MCM 线感 2. 去耦二极管冷却器3.外部风扇1.中间部分中间部分一、一、PH箱结构箱结构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部分部分一、一、PH箱结构箱结构3.MCM1 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、一、 PH箱的结构箱的结构外形尺寸： 高600宽1800长2040mm重 量： 900kg环境温度：

9、 25-+40工作箱内最大温度：中间区+50 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、二、 高压系统操作与检查高压系统操作与检查1. 正常供电模式正常供电模式连接的电路：连接的电路： 受电弓受电弓 ACM MCM 蓄电池蓄电池隔离的电路：车间电源隔离的电路：车间电源二、二、 高压系统操作与检查高压系统操作与检查2. 车间供电模式连接的电路：车间电源连接的电路：车间电源 ACM 蓄电池蓄电池隔离的电路：隔离的电路： 受电弓受电弓 MC

10、M二、二、 高压系统操作与检查高压系统操作与检查3. 关闭模式(接地)连接的电路：连接的电路： 无无隔离的电路隔离的电路 ACM、MCM、受电弓、受电弓、 车间电源车间电源二、二、 高压系统操作与检查高压系统操作与检查v 4.操作模式转换 通过前盖上的小箱盖进入PH 箱，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vPA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、三、PA箱的结构箱的结构二、二、PA

11、箱的结构箱的结构vMCM部分结构与PH箱内的MCM结构相同vACM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、二、PA箱的结构箱的结构3.中间部分任务：辅助供电系统检查与分析任务：辅助供电系统检查与分析 v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、辅助供电系统电路一、辅助供电系统电路二、二、辅助供电系统的负载正常负载正常负载( (非关键非

12、关键) )紧急负载紧急负载( (关键关键) )（没电时能保持供电（没电时能保持供电4545分钟）分钟）正常照明紧急 照明乘客信息显示系统头灯和尾灯雨刷紧急通风（50%的通风，蒸发器的风扇）ATC / TCC通信防滑车载无线电台列车控制门控（45分钟后开关门一次）TCC有关单元1.DC负载负载二、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三、辅助供电系统模式转换v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

13、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三、辅助供电系统模式转换v 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

14、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三、辅助供电系统模式转换v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。 工作任务工作任务5：蓄电池供电系统检查与分析：蓄电池供电系统检查与分析 蓄电池数据 系统电压：

15、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、蓄电池充电器原理一、蓄电池充电器原理蓄电池充电器原理图蓄电池充电器原

16、理图 二、充电机模块二、充电机模块L1C1L2TR1TR2C3C4TR3TR4TR5TR6D7D8C8UeUaGVG1500/110-25（蓄电池充电器）电路图（蓄电池充电器）电路图 输入滤波器包括扼流圈输入滤波器包括扼流圈L1, L2和电容和电容 C1，用于抑制寄生电流；，用于抑制寄生电流；IGBTs TR1和和TR2是升压转换器的开关，该升压转换器通过电容是升压转换器的开关，该升压转换器通过电容C3和和C4提高输入电压提高输入电压在在TR3至至TR6之间形成了一个全响应开关换流器，用于产生之间形成了一个全响应开关换流器，用于产生1 kHz 的交流电的交流电输出变压器，电隔离后，通过星形连接

17、整流、并使波形平滑，软开关整流器输出变压器，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和一个电和一个电容器容器C8可起到恒定输出电压的作用。可起到恒定输出电压的作用。升压斩波电路升压斩波电路半桥式逆变器半桥式逆变器三、蓄电池供电三、蓄电池供电U输入DC+1500V输入DC 0V输出 DC +110V （永久）输出 DC +110V 输出 DC 0V (地) 蓄电池正极蓄电池负极蓄电池充电机蓄电池充电机和开关模块箱四、蓄电池充电机启动四、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

18、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-

19、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 任务任务6：列车通信控制系统结构（：列车通信控制系统结构（TCC）分析）分析vTCC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、数据逻辑运算及输出控制的一个计算机网络系统算及输出控制的一个计算机网络系统 2.每个拖车（每个拖车（A车）设置一个列车控制单元（车）设置一个列车控制单元（VTCU），两个），两个

20、单元的单元的 VTCU采用列车级数据总线（采用列车级数据总线（WTB）进行通讯。）进行通讯。3.在单元车组内部，则采用列车多功能总线（在单元车组内部，则采用列车多功能总线（MVB）连接进）连接进行通信，该总线又分为两级行通信，该总线又分为两级 第一级为贯通单元车组的第一级为贯通单元车组的MVB，即，即TRAFO MVB总线，并直接与总线，并直接与VTCU进行通信；进行通信； 第二级则为直接与单节车内各功能模块通信的第二级则为直接与单节车内各功能模块通信的MVB，即，即OPTO MVB总线，连接的设备如各类输入输出单元（总线，连接的设备如各类输入输出单元（I/O）、制动控制单）、制动控制单元（元

21、（EBCU）、牵引控制单元（）、牵引控制单元（DCU）等子系统控制单元；）等子系统控制单元； 而这两级而这两级MVB又通过又通过总线耦合器总线耦合器进行信号的转换与传递。进行信号的转换与传递。 WTB冗余总线冗余总线TRAFO MVBOPTO MVBOPTO MVB乘客信息系统乘客信息系统二、A车总线结构v单元车组级第一层次的通信网络（ TRAFO MVB 总线）连接ATO/ATP、VTCU、BCTv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

22、构v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；v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、C车总线结构v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v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

23、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 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VTCUMMI记录、贮存记录、贮存六、列车通信控制系统主要部件1.列车控制单元（列车控制单元（VTCU） v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

24、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模块模块 v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、列车通信控制系统主要部件3. DX模块与模块与AX模块模块X表示输入表示输入/输出输出D数字型数字型A模拟型模拟型它是一个独立的模它是一个独立的模块块，可以直接，可以直接安装，不需要机架支持系统。安装，不需要机架支持系统。 9针针 D-sub连接器连接器DX模块模块终端插 提供120 的线路阻抗 4.MMI六、列车通信控制系统主要部件七、七、MMI操作操作驾驶模式没有口令驾驶模式没有口令启动车辆闭锁旁路需要口令启动车辆闭锁旁路需要口令检查模式需要口令检查模式需要口令速度限制速度限制(3km/h、10km/h、25km/h、60km/h、70km/h、80m/h