中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头车辆段 内蒙古包头 014010
摘要：随着DC600V供电客车逐步投入运用，其车下逆变电源工作的稳定性及可靠性直接影响车内空调机组、电茶炉等交流电器设备的运行品质。通过近几年对DC600V供电客车逆变电源运用的故障情况进行统计、分析，发现引起逆变电源故障的原因主要由于其内部启动主回路充电电阻排、电容及功率模块IPM等烧损引起逆变器输出故障，以下对充电电阻排、电容及功率模块IPM等电器元件烧损的原因具体分析如下。
关键词：DC600V客车；逆变器故障；应急处理
引言
本章主要介绍了电源逆变器在DC600v客车系统构成，并对其的工作原理进行分析和了解，使我们能够对逆变器的相关故障及引起故障的原因进行精准的判断。同时通过对客车电源逆变器的故障采集及故障的表现形式的了解，使我们从主电路的故障中得出各类故障的判别依据。由于主电路拥有独特的保护电路，在各车厢出现故障后，只需进行简单的处理就可将客车的故障解除。在客车运行过程中逆变器出现故障时要及时的进行处理，这样能够使逆变器工作的稳定性及可靠性得到了提高。
1.系统构成
系统由基于DSp（DigitalSignalorPeessor）的数据采集子系统与上位PC机图形数据显示界面两部分组成。两者之间通过串口进行数据传输。数据采集子系统在线采集反映逆变控制电路工作状态的主要电量参数，以及逆变输出电压电流值，传送给上位机，上位机据此判断逆变工作正常与否，若不正常，则根据判断规则确定故障原因。为了确保诊断结果的准确性，应测量尽可能多的参数。同时考虑到本系统对于谐波分析的要求，故数据采集子系统采用具有较高性价比的TMS320C32为处理器。
当外部钟频40MH：时，C32处理性能达ZoMips，适合于高速数据处理，同时C32专为数字信号处理而提供了循环寻址与位码倒置寻址方式，使用者可以方便地设计数字滤波器和作快速傅立叶转换（F盯，aFstoFurierrTansfomr）。鉴于本系统采集的模拟量繁多，使用数字滤波尤为重要，它可大大简化硬件电路，降低成本，同时在改变测量对象时也可根据需要随时重构，无需硬件改动，提供了很好的可扩展性。同时C32内部集成定时器、串口等资源，更方便了硬件设计。空调客车逆变器运行环境恶劣，电磁噪声强烈，同时本系统为在线诊断，故对所有被测量的弱电信号一律采用高阻抗隔离输人，这样有效地防止了干扰脉冲在本机与逆变器之间的相互祸合，保证了本机接人时逆变器的正常运行。本文对这几种故障情况进行了原因分析。
1.1逆变器频繁启动、停机
该故障在逆变器上没有专项故障代码，全部显示/000。制氧机启动前，通过421号线向逆变器发出/启动请求0信号，逆变器根据该信号停止工作，停止后通过422号线反馈给制氧机/允许启动0信号，制氧机接触器吸合，逆变器开始降频降压启动。常见故障情况有2种：¹制氧机出现故障，错误发出信号或制氧机停机后再次启动，造成逆变器也随着停机和再启动。如：CA25T893428号车从北京西站开出后，当逆变器正常工作时，制氧机时常发出错误信号，使逆变器停止工作，停止后由于制氧机没有真正启动，逆变器再次恢复运行，逆变器反复停机、启机的时间间隔一般在几分钟到几十分钟之间。
当硬卧车制氧机的2台压缩机启动不同步时，会造成逆变器无法正常工作。如：由于制氧机压力达到了设定值，一台压缩机停止工作，当压力传感器恢复正常后，再次启动压缩机时，2台压缩机的运行就会不同步，造成逆变器无法正常工作。如：YW25T676507号车制氧机的2台压缩机启动不同步，逆变器频繁启动、停止，当关闭一台压缩机后（2台压缩机使用同一组421和422号信号线），逆变器恢复正常。
1.2显示故障代码
为/090或/0D0的逆变器高温保护停机。
由于逆变器风机发生故障或由于逆变器主控板温度设定值偏低，造成逆变器温度升高后，逆变器高温保护停机。该故障在配电柜PLC显示屏上显示/090或/0D0，该故障经常发生在外温高于40e或高原低气压的运行环境中，当外温偏高而且制氧机全负荷运转时，密封舱中温度偏高，易造成逆变器散热不良，引发高温保护动作。
2006年7月1日北京铁路局配属的青藏车正式开行，在开行过程中曾经多次因为密封舱内温度高，引起逆变器高温保护停机。2008年BSP公司对北京铁路局配属的82辆车中15辆车的车下密封舱进行了改造。改造主要是将两端密封舱端板开孔通风，同时使用钢丝网替代制氧机、逆变器下部的密封舱板。通过2009年至今逆变器故障情况统计和实际检查发现，经过密封舱改造的车辆在外界高温时发生逆变器高温保护的概率明显低于密封舱未改造的车辆。例如：YW25T676493号车的逆变器从北京开出时运行正常；当车辆运行至西安）兰州间，外温高于40e时逆变器发生了/0D0故障；当车辆运行至西宁）格尔木间，由于车辆基本在夜间运行，该故障消失，逆变器恢复正常。
1.3逆变器故障代码未细化
造成故障判断不准。青藏客车逆变器在设计制造时，PLC没有全部兼容逆变器的故障信息，造成部分逆变器故障没有真正可以参考的故障代码，也使得乘务员盲目将其他设备故障判定为逆变器故障，导致每次库内检查车统）181时显示逆变器故障情况较多。
2采取措施及处理建议
2.1充电电阻排烧损针
对绕线式充电电阻排烧损后易造成电器绝缘故障，将电阻排的绕线电阻全部更换为陶瓷电阻，同时将单只为150Ψ的电阻更换为300Ψ的电阻，仍采取10只并联再串联的方式，串联后R1的阻值为60Ψ，使充电电阻排不易烧损。为避免机车供电异常时造成供电主回路充电电阻排R1等电器元件的烧损，联系相关厂家对电压保护检测电路进行了改进，将母线电压检测从主回路之后移至主回路之前。电压检测电路改进后检测点移至接触器KM1的前端，当母线电压超出逆变器的工作电压范围时，接触器KM1不吸合，充电电阻排R1无电流通过，有效地避免了异常电压时造成充电电阻排R1的烧损。
2.2电容及功率模块
IPM烧损在充电电容与功率模块IPM间加装绝缘隔板，并在隔板接缝处涂抹密封胶，避免充电电容裂开或炸裂时电解液溅入IPM内部，有效地避免了IPM的烧损。建议改进直供电机车的供电程序，在不影响机车牵引的情况下，延长列供时间（30s以上），降低一、二路的残余电压，保证过分相时机车供电电压的稳定，减小对客车逆变器主回路充电电容等电器元件的冲击，保证逆变器的正常工作。
结语
综上所述，将交流电变成直流电的过程称为整流，反之称为逆变。由于电力客车接触网电压是单相供电不能直接供给客车使用，所以直供电机车从接触网取电后，必须经过调频调压三相逆变器逆变、整流向机后才能向客车供电经过调频调压三相逆变器逆变、整流向机后客车供电。逆变电源它具备高效率、低噪声、无污染，独立性强的特点成为了未来客车的发展方向，同时它的稳定性及可靠性也直接影响着车内交流电器设备的运行质量。通过对以往的逆变器故障进行分析并提出了改进建议为未来客车发展提供帮助。
参考文献：
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