城铁车辆应急通风逆变器设计及使用维护分析

城铁车辆应急通风逆变器设计及使用维护分析

颜俊根 何旭

福州地铁集团有限公司运营事业部，福建 福州 350000

摘要：应急通风逆变器属于地铁车辆运行系统核心，属于保证乘客安全、舒适的保护屏障。但是，城铁车辆应急通风逆变器在长期使用期间，难免出现故障，所以必须做好使用维护工作，确保城铁车辆应急通风逆变器的使用性能。对此，本文主要分为三个方面，首先明确城铁车辆应急通风逆变器的工作原理，其次分析了城铁车辆应急通风逆变器设计要点，最后阐述城铁车辆应急通风逆变器使用维护措施，希望给相关研究工作，提供一定的参考。

关键词：城铁车辆；应急通风逆变器；使用维护；

在城铁车辆内设置一套完善的通风系统，从而提高城铁车辆的舒适性，主要是因为应急通风逆变器可以对温度、湿度，以及空气流速度进行严格控制，满足城铁车辆内部通风的需求。如果交流动力电源出现失效的情况，应急通风逆变器就会启动，由蓄电池提供电源，利用逆变器给风机进行供电，向城铁车辆内部提供新的空气，确保乘客的安全性。

1、应急通风逆变器原理

通常情况下，城铁车辆在紧急情况下，蓄电池就会持续输出电能，并且将电能传输到逆变器中，通过滤波器、主接触器、输出滤波电缆等生成三项电压，为城铁车辆在紧急情况下提供应急设备，确保供电品质。同时，城铁车辆应急通风逆变器在使用期间，还可以实现输出电压与蓄电池电压的电气隔离，以此减少了设备的重量，为城铁车辆轻量化设计提供了便利条件。

2、城铁车辆应急通风逆变器设计要点

城铁车辆应急通风逆变器设计较为复杂，所以为了保证可靠性，必须掌握设计要点，主要表现为以下几项内容。

2.1直流输入电流

直流输入电流作为城铁车辆应急通风逆变器设计的重点内容，并且电流传感器在检测输入电流期间，主要避免输入电流过流，从而对城铁车辆应急通风逆变器起到保护作用。同时，将电流信号输入到控制板以后，将电流信号进行转换形成电压信号，并且通过低通滤波以后，输入到电压跟随器以后，与恒定电压进行比较，根据比较结果利用列阵逻辑控制手段进行逻辑控制。

2.2直流电压检测

直流电压检测是由输入的电压和输出电压检测组构成电压传感器电流储存信号，并且将信号引入到控制板中，该电流就会进行转换，形成电压信号，再利用低通滤波处理，输入到电压跟随器中，进行二次滤波处理。同时，经过一系列的处理以后，将输出信号直接进入到AD输入口采样，其功能对输出电压和电流进行控制。另外，在直流电压检测期间，需要对输入电压检测信号的脉宽进行校正，避免输出电压过大的情况，从而对逆变器进行保护。

2.3温度检测

电子集成温度传感器件，可以输出与温度成为正比电流信号，并且将负信号输入到温度传感器输出信号接口， 再通过电位器对输出端温度进行调节，避免产生温度异常现象，确保温度的稳定性。

3、城铁车辆应急通风逆变器使用维护措施

为了保证城铁车辆应急通风逆变器的使用性能，必须根据定期对城铁车辆应急通风逆变器进行使用维护，消除或者减少故障的产生。在城铁车辆应急通风逆变器使用维护期间，应当重点考虑以下几项内容。

3.1保护动作故障维护

保护动作故障属于城铁车辆应急通风逆变器常见一种故障形式，做好该方面维护，可以对逆变器起到很好的保护作用，确保城铁车辆应急通风逆变器运行稳定性。城铁车辆应急通风逆变器存在输入过流、反接、散热器过热，输入过欠压、负载短路等保护故障，并且任意一项保护故障产生以后，逆变器自身就会实施保护，避免故障发生给城铁车辆应急通风逆变器正常使用带来影响。

3.1.1如果蓄电池输出电压在 DC68～ 76V 范围之内的话，这时逆变器就会停止工作，并且将过压保护状态输入其中，对输入电压进行系统循环检测的时候，如果电压处于正常标准值， 城铁车辆应急通风逆变器就可以立即启动运行。但是，蓄电池电压如果处于 DC138～ 150V 范围的话，城铁车辆应急通风逆变器也会停止运行，并且将过压保护状态输入其中，利用系统循环检测进行，得到电压恢复正常以后，就可重新启动运行。

3.1.2城铁车辆应急通风逆变器在正常使用期间，如果实际输出容量超出了额定电容，这时就需要一段时间内立即停止运行，其时间应当在60s以后，并且逆变器也可以重新启动。同时，如果一段时间内连续多次发生过载保护的情况，这是应急通风逆变器就是出现自动锁死情况，无电能输出，这种状态需要持续到逆变器重新启动。

3.1.3如果应急通风逆变器出现短路、负载等故障，也会出现电能停止输出，并且如果在一段时间内，依旧是多次产生短路保护古故障，应急通风逆变器也会锁死，无电能输出，持续到逆变器重新启动。

3.1.4从应急通风逆变器短路故障角度来说，也会停止电能输出，并且进入锁死状态，持续到逆变器重新启动。同时，应急通风逆变器在长期运行期间，如果内部温度较高，电能也会停止输出，并且一段时间内出现多次过热保护，或者一直发热情况，逆变器就会锁死，得到重新启动继续输出电能。另外，如果逆变器输入正负极呈现接反的情况，逆变器就会停止不动，对自身对元器件起到保护的作用。

3.2其他故障维护

3.2.1输入电压和启动信号如果产生异常，这样也会影响城铁车辆应急通风逆变器使用性能，所以需要在断电的情况，对接线进行检查，判断接线的可靠性，确定没有任何问题以后，再次进行上电。但是，如果城铁车辆应急通风逆变器依旧无法正常启动，就需要对预充电接触器进行更换。

3.2.2需要检查逆变器自身是否存在故障，或者负载存在短路现象，如果没有此类现象，就需要检查交流输出接线的合理性和可靠性，但是如果故障依旧不能消除，就需要更换核心控制板。

3.2.3城铁车辆应急通风逆变器处于正常运行状态，但是控制单元存在故障提醒的话，需要去确定启动信号是否存在异常，如果为正常，应对反馈控制回路进行检查，分析是否因为该方面所引起。同时，重新上电以后，如果依旧不能消除故障，故障无法得到有效解决，就需要检查城铁车辆应急通风逆变器信号反馈接线进行检查，检查没有任何问题以后，这时就需要更换核心控制板。

3.2.4其实，城铁车辆应急通风逆变器的保护功能有很多，并且任何一种故障保护触发瞬间都会引起逆变器故障，这时就需要重新启动将故障进行排除。另外，城铁车辆应急通风逆变器设置数码管，利用数码管所显示的情况，判断是否存在故障，并且做好使用维护工作，确保应急通风逆变器运行的可靠性和稳定性。

结束语：

综上所述，应急通风逆变器在城铁车辆中，起到了至关重要的作用。对此，本文通过对城铁车辆应急通风逆变器原理的了解，对其设计以及使用维护进行了研究，编制合理、可靠设计方案，并且注重使用维护工作落实，及时消除各种故障所带来的隐患，从而保证城铁车辆应急通风逆变器稳定、安全使用，减少故障产生概率。

参考文献：

[1]杜昭童. 城轨车辆紧急通风逆变器启动问题分析及改进[J]. 铁道运营技术,2022,28(02):44-46.

[2]谷翠军, 李万生, 李松. 基于SVPWM的地铁车辆应急通风逆变器研制[J]. 电力电子技术, 2022, 56(04) :39-41.

[3]张立明, 周丽名, 伍文勇等. 成都地铁一号线车辆紧急通风逆变器故障检测方法研究[J]. 轨道交通装备与技术, 2018(05): 20-22.

[4]张文原. 浅谈城铁车辆应急通风逆变器设计及使用维护[J]. 黑龙江科技信息, 2017(17): 29.

[5]闫莎莎. 地铁车载逆变器的设计与仿真研究[J]. 机电一体化, 2016, 22(11): 35-38.