随着城市交通拥堵问题的日益严重，为了满足城市居民的日常出行需求，中国许多大中城市都建立了地铁项目，以便地铁运行，可以有效缓解城市交通拥堵问题。地铁交通作为当今城市的主要交通方式，其便利的路线、宽松的道路交通和低碳环保性能得到了城市居民的认可。为了进一步保证地铁车辆的运行效果，处理和解决地铁车辆电气系统中的故障，对牵引和辅助系统进行及时维护，有效解决现有故障至关重要。

 

1.地铁车辆电气系统中牵引辅助系统的相关概念

 

（1）牵引系统在地铁车辆电气系统中的特点

 

电气牵引系统是地铁车辆控制系统的中心。该系统通常由四台电机完成，电机可以通过调整高压电的频率来控制地铁的速度。这些电机还包括无速度传感器和无扭矩传感器驱动，可以解决传统再生制动滞后的特点，完成电制动和再生制动之间的自由转换。其中，地铁车辆牵引系统主要由牵引逆变器、接地故障检测系统、高速断路器和线路滤波器组成，各部件相互协调，保证输入电流的稳定性，其中线路滤波器可使输入电流更加平滑，避免车辆与接触网之间的过度干扰，避免接触网对其他车辆正常运行的影响；交流牵引电机采用逆变器三相鼠笼式；由DOC控制板、GDU模块和逆变桥组成的牵引逆变器；一般需要增加高速断路器，避免接地短路造成系统过流。索引系统包括线路滤波器控制器、GDU模块、斩波器制动模块、过压保护电阻、接地电阻等。正常情况下，逆变器应安装热管散热、路器和高速断路器，避免接地故障，并与变电器协调，保护牵引系统的日常运行。

 

（2）辅助系统在地铁车辆电气系统中的构成

 

地铁车辆辅助系统包括充电模块、蓄电池模块、DC-DC变换器，AC-DC变换器和DC逆变器模块由多个单元组成。作为辅助系统的核心位置，多个单元的协调可以完成地铁DC电源、DC逆变器电源、交流逆变器电源和DC逆变器电源的动态变换。电池组具有电源保护功能，主要通过断开触点防止电源过载；电池充电器也是电力辅助系统的关键组成部分。DC-DC变换器可作为辅助逆变器，满足地铁车辆电气系统中架空电能的需求，满足地铁电力车辆空调系统、风机等交流负荷的供电需求。

 

二、地铁车辆电气系统牵引辅助系统故障

 

(1)牵引系统故障

 

1.时空状态异常运行

 

在地铁车辆的正常运行过程中，通常会出现制动或启动，这非常干扰地铁车辆的正常运行。在交通高峰期，地铁基于负荷过大，会出现重大时空，处于非常规运行状态，由于车辆制动导致电压、电流不稳定，导致短路状态，损坏电网运行。

 

非金属性短路故障

这种故障通常发生在雨雪等情况下。基于液体，它将成为供电系统的连接器，这将对道路床上的绝缘效果产生重大影响。由于长期运行，不可避免地会使地铁车辆的支撑体出现污垢等老化情况，从而促进电流泄漏。这些电流将通过失效的绝缘座椅转化为扁铜，导致电路状况。为有效防止故障，地铁车辆的支撑体应按时保养。

 

金属性故障

此类故障是指三轨与钢轨之间的金属接触，或绝缘损坏，导致地扁铜与三轨短路。供电系统停电维修时，维修人员未带走钢轨与三轨之间的金属工具，导致直接短路故障。基于此，维修工作人员必须将维修工具带走。

 

(2)辅助系统故障

 

1.电容器故障

 

铝电解电容器具有稳压效果，主要放置在逆变器内部。铝电解电容器的氧化膜在电容工作的前提下容易损坏。铝电解电容器具有相对自愈性能，但如果损坏速度超过自愈效率，氧化膜会造成损坏，导致电容器的常规运行。

 

电力半导体器件故障

强电浪涌是逆变器的工作环境，但电力半导体器件故障是逆变器故障的关键。

 

弱电半导体器件故障

逆变器包括多个弱电半导体器件，只要一个故障，就会削弱整个系统的功能，干扰系统的正常运行。其中，静电损伤故障、机械过应力故障和温度故障是导致弱电半导体器件故障的因素

 

三、地铁车辆电气系统牵引辅助系统的维护方法

 

(1)牵引系统故障检修方法

 

在进行地铁牵引系统故障维护时，虽然按时维护工作大大保证了地铁的良好稳定状态，但在地铁运行过程中也可能出现牵引系统故障。通常，地铁采用模拟维护方法解决牵引系统故障问题，在日常检查中，借助传感设备、现代信息通信技术，对整个地铁系统进行监控分析，实时获取各点数据，在数据序整合中发现问题，判断故障点，在牵引系统故障维护中，发现电流动态变化时，可通过上升速度变化和电流稳定值分析确定维护点，分析故障原因，建立有针对性的维护方案，减轻模拟维护的工作压力，不仅保证了故障位置调查的效率，而且提高了故障处理的有效性。

 

（2）辅助系统故障维护

 

地铁辅助系统的维护可以应用于人工神经网络系统，维护一般分为三个步骤：首先建立网络，即向网络输入相同的信息样本，建立辅助系统，本文主要从辅助系统中收集样本信息，样本信息不经训练传输到网络，然后在网络中进行相应的训练，在网络中训练样本数据的同时，也可以为网络诊断找到更好的解决方案，这是故障诊断成功的关键基础；然后通过训练获得故障诊断的目标，根据网络的诊断输入，设计系统诊断的相关过程，通过特征提取和识别对系统样本信息和故障数据进行预处理；最后，在神经网络中进行相应的故障处理，值得注意的是，神经网络故障处理需要收集引起故障的因素，其目的是制定科学的维护策略。这种网络诊断方法主要是利用神经网络计算故障诊断过程，借助人工神经网络找到最佳解决方案的过程可以根据数据找出故障点和原因，并根据辅助系统中的相关信息进行故障诊断和故障检测，以便及时解决故障。

 

四、结语

 

综上所述，地铁运行中的牵引系统和辅助系统是最容易出现故障的部分。基于此，相关部门需要进一步加强地铁牵引辅助系统的管理，充分掌握地铁车辆牵引辅助系统的故障，确保地铁车辆电气系统的正常运行，确保人们的日常出行安全。地铁相关部门必须能够根据自身实际情况改革地铁运营管理体系，在提高工作效率和技术能力的基础上，吸收国内外相关维护经验，为地铁运营安全提供更好的保障，提高城市建设服务质量的综合发展水平。