CRH2G動(dòng)車組速度傳感器故障整治方案

1、CRH2G動(dòng)車組速度傳感器故障整治方案摘 要：CRH2G型動(dòng)車組在蘭新客專運(yùn)行時(shí)，屢次報(bào)出牽引變流器故障1，解析故障為速度傳感器故障PGD。確定原因?yàn)橛暄┨鞖?，線路運(yùn)行條件惡劣，軌道粘著降低，制動(dòng)時(shí)整車發(fā)生嚴(yán)重滑行，各軸的速度與綜合速度偏差過大，進(jìn)而報(bào)出速度傳感器故障。通過優(yōu)化PGD故障判定邏輯，結(jié)合滑行時(shí)的轉(zhuǎn)速偏差以及抑制滑行的最大時(shí)間，修改故障報(bào)出的閾值及持續(xù)時(shí)間，躲避滑行時(shí)的故障誤觸發(fā)。關(guān)鍵詞：CRH2G動(dòng)車組 速度傳感器故障 滑行中圖分類號：U279.5        

2、0;       文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A            文章編號：1674-098X202107b-0093-02CRH2G動(dòng)車組在每臺電機(jī)設(shè)置速度傳感器，實(shí)時(shí)檢測當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速，用于動(dòng)車組粘著控制、速度控制、空轉(zhuǎn)判斷等【1】，當(dāng)判定檢測到的速度信號異常時(shí)，會報(bào)出“速度傳感器異常故障，防止因速度信號問題導(dǎo)致控制失調(diào)。在蘭新客專運(yùn)行時(shí)，線路區(qū)間內(nèi)存在長大坡道，雨雪天氣時(shí)滿功率牽引或制動(dòng)時(shí)，容易發(fā)生滑行。當(dāng)滑行嚴(yán)

3、重時(shí)，容易誤報(bào)速度傳感器異常。1 故障描述2021年3月10日，CRH2G動(dòng)車組在張掖西-西寧間運(yùn)行時(shí)，02、03、06、07車報(bào)出牽引變流器故障1代碼004，TCU解析故障為速度傳感器異常PGD，司機(jī)操作RS復(fù)位后，故障消除，車輛維持運(yùn)行。查看故障記錄，09：13：37秒06車報(bào)牽引變流器故障1代碼004，09：13：45秒01車報(bào)“列車多車滑行，請注意！代碼100，解析故障，發(fā)現(xiàn)報(bào)出牽引變流器PGD故障代碼021。2 故障原理PGD故障也被稱作“速度傳感器異常，PGD故障是牽引變流器004故障的一種。該故障具體判斷條件如下：1逆變器啟動(dòng)15s后，車輛的綜合速度持續(xù)為0;

4、2當(dāng)列車速度大于門檻值5.7km/h以上時(shí)，某電機(jī)速度傳感器輸出的速度值為0km/h，那么判定為該速度傳感器出現(xiàn)斷線故障;3門極起動(dòng)2s后，速度傳感器輸出的A線或者B線無輸出信號;4某電機(jī)速度傳感器輸出的速度值和列車綜合速度之間的偏差大于門檻值40r/min且持續(xù)時(shí)間大于1s，那么判定該軸速度信號異常。判定條件第4條是為了在特殊工況如BCU防滑控制失效、軸抱死等下的保護(hù)而設(shè)定的判斷條件。報(bào)出故障后，牽引控制單元以下簡稱TCU立即封鎖四象限和逆變器門極，斷開K接觸器。3 故障分析CRH2G動(dòng)車組在張掖西-西寧段擔(dān)當(dāng)運(yùn)營任務(wù)時(shí)報(bào)出故障，此時(shí)線路積雪嚴(yán)重，路況較為惡劣，軌道粘著系數(shù)降低【2

5、】，運(yùn)行過程中MON顯示屏上屢次報(bào)出“列車多車滑行，且所有的PGD故障均發(fā)生在再生制開工況，需要分析故障時(shí)刻TCU與制動(dòng)控制裝置以下簡稱BCU再生制動(dòng)請求、反響的工作情況。3.1再生制動(dòng)原理描述制開工況時(shí)，TCU接收到再生制動(dòng)指令且逆變器門極開啟時(shí)，置位再生制動(dòng)有效信號CDR并輸出至BCU。BCU接收到再生制動(dòng)有效信號CDR高電平時(shí)，將所需的再生制動(dòng)力請求值發(fā)給TCU，TCU根據(jù)請求值控制牽引電機(jī)輸出再生制動(dòng)力。當(dāng)BCU判定出滑行時(shí)，會調(diào)節(jié)再生制動(dòng)力要求值來抑制滑性狀態(tài)，TCU按照要求值執(zhí)行再生制動(dòng)力的控制。當(dāng)列車嚴(yán)重滑行時(shí)，BCU會輸出再生制動(dòng)解耦信號給TCU，TCU接收到再生制動(dòng)解耦信號后

6、，關(guān)閉逆變器。當(dāng)BCU撤銷再生制動(dòng)解耦信號時(shí)，逆變器重新投入。3.2故障過程分析查看故障前后車輛記錄數(shù)據(jù)，報(bào)出故障過程如下。1首先因線路惡劣BCU不同程度報(bào)出滑行，BCU減小再生制動(dòng)請求直至為零;2滑行抑制后，BCU再次申請?jiān)偕苿?dòng)，輸出再生制動(dòng)力時(shí)，報(bào)出PGD故障，退出再生制動(dòng);3司機(jī)操作復(fù)位之后，故障消除，維持運(yùn)行。對動(dòng)車組故障時(shí)刻牽引變流器記錄的波形進(jìn)行分析，故障時(shí)刻的速度波形見圖1。故障時(shí)刻某電機(jī)的速度與綜合速度出現(xiàn)偏差并持續(xù)一段時(shí)間，符合“速度信號異常判定：某電機(jī)速度傳感器輸出的速度值和列車綜合速度值之間的偏差大于門檻值40r/min且持續(xù)時(shí)間大于1s以上，那么判定該軸速度信號異常判

7、定條件，TCU報(bào)出PGD故障。3.3分析結(jié)論綜上分析，可得出如下分析結(jié)論。1報(bào)出PGD速度傳感器異常故障的原因是某電機(jī)速度與綜合速度產(chǎn)生過大偏差;2產(chǎn)生“速度信號異常的主要原因是惡劣天氣導(dǎo)致的整車嚴(yán)重滑行;3報(bào)出的PGD故障，為整車嚴(yán)重滑行導(dǎo)致的速度信號異常狀態(tài)的預(yù)防性保護(hù)，實(shí)際速度傳感器本身并無故障。4 解決方案4.1方案說明設(shè)置第4條判定條件的主要目的是在特殊情況如軸抱死等下作為制動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)保護(hù)的補(bǔ)充與備份，但BCU能夠抑制的滑行導(dǎo)致的速度變化不應(yīng)觸發(fā)該故障【3】。綜合考慮滑行出現(xiàn)的速度偏差最大值以及滑行持續(xù)時(shí)間，將第4條判定條件由“某電機(jī)速度傳感器輸出的速度值和列車綜合速度之間

8、的偏差大于門檻值40r/min且持續(xù)時(shí)間大于1秒以上修改為“某電機(jī)速度傳感器輸出的速度值和列車綜合速度之間的偏差大于門檻值210r/min且持續(xù)時(shí)間大于15s以上。新方案可以有效躲避正常滑行帶來的故障誤觸發(fā)，同時(shí)也具備對特殊工況的保護(hù)功能。4.2方案驗(yàn)證使用新軟件，在地面組合試驗(yàn)臺上進(jìn)行了全速度范圍內(nèi)的完整牽引、制開工況考核，考核過程中系統(tǒng)運(yùn)行正常。通過插拔8路速度傳感器信號線PGA1/PGB1/PGA2/PGB2/PGA3/PGB3/PGA4/PGB4來模擬PGD故障報(bào)出的各種工況，驗(yàn)證速度傳感器故障判定正常。新軟件裝車在蘭新線運(yùn)行，在惡劣環(huán)境下運(yùn)行也未再發(fā)生因滑行帶來的PGD故障。5 結(jié)語CRH2G動(dòng)車組報(bào)出速度傳感器異常PGD故障，確定原因?yàn)閲?yán)重滑行時(shí)某電機(jī)速度傳感器輸出的速度值和列車綜合速度之間的偏差大于門檻值40r/min且持續(xù)時(shí)間大于1s以上。將門檻值調(diào)整為210r/min對應(yīng)車速10km/h，且持續(xù)15s解決此問題。軟件升級后裝車驗(yàn)證，在蘭新線運(yùn)行時(shí)，未再發(fā)生因惡劣天氣，嚴(yán)重滑行帶來的PGD故障，方案可以有效躲避正常滑行帶來的故障誤觸發(fā)，同時(shí)也具備對特殊工況的保護(hù)功能。參考文獻(xiàn)【1】羅鐵軍，彭軍華，