浅谈城铁车辆应急通风逆变器设计及使用维护

浅谈城铁车辆应急通风逆变器设计及使用维护

张文原

）（中车长春轨道客车股份有限公司，吉林长春130000

摘要：应急通风逆变器是地铁车辆上交流系统故障时，用于为车厢进行紧急通风的电源箱，是地铁车辆电气系统的重要组成部分，

是乘客安全性、舒适性的最后一道保障。简要介绍了应急通风逆变器的工作原理及工作流程，详细阐述了应急通风逆变器异常状态下的主动保护机制和常见故障处理方法，对地铁车辆应急通风设备设计及使用维护有一定的参考帮助作用。

关键词：地铁车辆；应急通风逆变器；使用维护1概述

随着全国城市发展速度的加快，地铁已经成为缓解城市交通压力的主要工具。近年来，地铁车辆基本技术已趋于完善，因此乘客的舒适性、安全性越来越受到人们的关注。空调系统能够为车内提供温度、湿度适宜的空气，但当车辆交流系统失效时车厢内通风系统就不能正常

30分钟不通风就可能造成缺氧危险，此时车辆应自动转入紧急通工作，

风状态，紧急通风逆变器能够将蓄电池输出的直流电转化为空调机组使用的交流电，满足车内乘客的通风需求。在地铁上，每节车辆都应配有单独的应急通风逆变器，它是乘客安全性、舒适性的最后一道保障。

2基本工作原理

2.1主电路原理。紧急状态下，车辆蓄电池组持续输出的DC110V输入到逆变器，经过输入滤波器、主接触器，通过LLC串联谐振电路和变压器后升压成DC560V，再通过IPM和输出滤波电感和滤波电容后变成AC380V三相电压输出，提供给车辆空调风机。实现紧急情况下的车厢通风。这样有效减少了输出正弦电压波形中的谐波成分，提高了电源品质，实现了输出电压与蓄电池电压的电气隔离，此外，有效减少了设备重量，便于地铁车辆轻量化设计。

2.2工作流程。典型的应急通风逆变器工作流程如下：2.2.1步骤1逆变器得电后开始自检，首先检测是否有启动信号，若启动信号正常，逆变器开始工作，同时继续检测输入电压，检测其是否存在过、欠压情况，如果输入电压正常，则KM1吸合，逆变器执行步骤2，当未检测到启动信号或输入电压异常时，再次执行步骤1。2.2.2步骤2逆变器中的升压部分开始工作，将输入的DC110V升压至DC560V，逆变器执行步骤3。2.2.3步骤3逆变器中的逆变部分开始工作，此时主控板发出驱动信号给驱动板驱动IPM将DC560V逆变成AC380V，此时逆变器同时进行输出过流、缺相、过热检测。在工作过程中，逆变器不停检测启动信号，当启动条件不成立时，将停止输出。

主要工作流程如图1所示。3保护动作及故障处理3.1逆变器主动保护。应急通风逆变器的故障包括输入过流、反接，散热器过热，输入过欠压，负载过载，缺相、负载短路等。发生这些故障时，逆变器会对自身元器件进行主动保护。3.1.1输入欠压、过压保护。当蓄电池输出电压在DC68～76V范围内时，逆变器停止工作并处于输入

当电压恢复正常后，逆变器开欠压保护状态。系统循环检测输入电压，

始重新启动工作。当蓄电池输出电压在DC138～150V范围内时，逆变器停止工作并处于输入过压保护状态。系统循环检测输入电压，当电压恢复到正常后，逆变器开始重新启动工作。3.1.2输出过载保护。当应急通风逆变器实际输出容量超过额定容量的120%时，60s后即停止输出，

如果30min内发生3次产生过载保护动作，逆变逆变器可以重新启动。

3.1.3输出短路保护。器进入锁死状态，保持无输出状态，直至重新启动。

当应急通风逆变器输出负载短路时，逆变器停止输出。如果5min内发生3次发生短路保护动作，逆变器进入锁死状态，保持无输出状态，直

3.1.4IPM故障保护。当IPM内部发生短路击穿等故障，逆至重新启动。

变器停止输出，逆变器进入锁死状态，保持无输出状态，直至重新启动。3.1.5内部散热器表面过热保护。当逆变器内部散热器温度高于85±5℃时，逆变器停止输出。如30min内发生4次过热保护动作或者5min内一直过热，逆变器进入锁死状态，保持无输出状态，直至重新启动。3.1.6反接保护。当逆变器输入DC110V正负极性接反时，逆变器不工作，自身器件不会损坏。

图1应急通风逆变器工作流程图

3.2其他故障及处理。3.2.1上电不启动。检查逆变器输入电压和启

动信号是否正常。在断电情况下检查接线是否正确及可靠，确保接线无问题后，再次上电，若逆变器仍无法启动，更换预充电接触器KM2。3.2.2启动后报故障。首先确定逆变器本身是否确实存在故障，及负载是否有短路现象，如果无故障，首先检查交流输出接线是否正确及可靠，若故障仍不能消除，更换核心控制板A1。3.2.3工作正常但车辆控制单元显

若正常，该故障一般由于反馈控示故障。首先确认启动信号是否正常，

制回路异常引起，重如果新上电故障仍不能消除，检查逆变器信号反馈接线是否正确且可靠，如果故障依然存在，更换核心控制板A1，仍然故障更换控制板A2。3.2.4其它故障。由于应急通风逆变器的保护功能很多，任何一种故障保护的触发或瞬间强烈的干扰都有可能引起逆变器报故障，许多因干扰引起的故障可以通过应急逆变器的自动重启功能被排除。此外，逆变器控制板上配置了数码管显示，可以通过数码管显示的预置进行简单的故障判断。

4结论

本文简要介绍了地铁车辆用应急通风逆变器的原理及工作流程，阐述了应急通风逆变器的主动保护机制和常见故障处理方法，希望可以对地铁车辆应急通风设备设计及使用维护带来帮助。

参考文献

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谢湘剑，李小文.一种城轨车辆用紧急逆变器设计[J].大功率变[3]羊利芬，

流技术，2002（2）：48-50.

作者简介：张文原（1990-），男，籍贯：吉林舒兰，研究方向：地铁车辆辅助供电系统设计。