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摘要：沈阳地铁二号线开通运营至今，因列车空转滑行引发的 DCU 牵引模块逆变过流较为普遍。本文主要介绍牵引系统的组成、工作原理，并通过实际案例，详细分析列车空转滑行引发的牵引逆变过流情况，并提出解决措施。
关键词：逆变过流；DCU；空转滑行；沈阳地铁二号线
一、车辆概述
沈阳地铁二号线列车为 6 辆编组、B2 型车，采用 VVVF 逆变器控制的交流异步电动机牵引传动系统，3 动 3 拖编组型式，即 +Tc-Mp-M-T-Mp-Tc+。其中，Tc 表示带司机室拖车；Mp 表示带受电弓动车；M 表示不带受电弓动车；T 表示无司机室拖车。
二、牵引工作原理
沈阳地铁二号线列车采用 VVVF 逆变器控制的交流异步电动机牵引传动系统，为车控方式（2C4M），利用牵引逆变器将直流电源逆变成变频变压的三相交流电驱动牵引电机，通过齿轮传动装置将牵引力传递到列车轮对上。经受电弓接触受流输入的 DC1500V 直流电由牵引逆变器变换成频率、电压均可调的三相交流电，向异步牵引电动机供电。
三、牵引控制系统构成和功能
沈阳地铁二号线列车牵引控制系统主要由司机控制器、各指令开关、有接点控制电路、列车控制与诊断系统（TCMS）和传动控制单元（DCU）等构成，主要完成列车有关牵引的控制指令及状态的给出、传输和诊断等，实现列车牵引/ 电制动控制、电传动系统故障保护等。
四、牵引实施
沈阳地铁二号线列车主控手柄牵引级位分为 P1 至 P4 四个档位，推主控手柄离开“RB”位至“牵引”位，列车将以给定档位牵引运行。列车运行时，随着牵引力或制动力大小的给出，DCU 根据牵引力或制动力大小、检测到的网压值以及本车和本单元拖车车辆载荷等信息发出触发脉冲，控制牵引逆变器根据牵引或电制动特性输出一定频率和电压的三相交流电给牵引电机，产生列车的轮固牵引力或电制动力。DCU 在控制逆变器的同时，对列车进行防空转及防滑控制。
五、DCU 故障类别
沈阳地铁二号线车辆 DCU（传动控制单元）故障代码（十进制）范围为 1000～1999，如编码为 1234 的故障，为 2 号车 DCU 的第 34 号故障。TCMS 将故障划分为严重故障（等级 1）、中等故障（等级 2）、轻微故障（等级 3）三个等级。沈阳地铁二号线车辆分别在 2 车、3 车和 5 车上各设有一个 DCU，各车故障类型一样，仅故障代码按规则编码不同。下文中提及的“模块 1 逆变过流”故障，故障代码为 1205/1305/1505，故障等级为 3 级。
六、列车空转滑行数据分析
某日 8：20 起，沈阳地铁二号线多次列车运行至某区段时报牵引力及制动力减弱，DCU 牵引模块逆变过流。以当日 220 车故障为例分析，TCMS 显示 220 车累计发生“模块 1 逆变过流”19 次，且均在同一区段，从下图 11：00 至 11：10 间220 车 EMR 记录可看出，列车在 11：02：59 复位 HB 一次，在此之前，牵引过程中只有 3 车 DCU 的 MCC 启动，即仅 3 车牵引电机工作。因三个动车只有一个动车工作，因此牵引力较小，此阶段速度最高 14km/h；复位 HB 之后，即 11：03 至 11：10 之间，从图中可看到网流较小，在 400A 以下，正常情况下网流为 800A 及以下， 说明此时 2 车和 5 车出现空转滑行并伴有逆变过流，DCU 将通过减小力矩输出抑制空转滑行的产生，造成牵引力不足，故在 11：04 至 11：06 间阶段速度最高仅能达到 14.1 km/h。
六、结论
针对沈陽地铁二号线某区段除个别列车外，其余列车均出现牵引力小、牵引模块逆变过流的情况，通过比对大量 ERM 波形，分析得出如下结论：
1.报逆变过流的列车均出现滑行现象，确定逆变过流是由列车空转滑行引起。当列车发生空转滑行时，DCU 将通过减小力矩输出来抑制空转滑行的产生。对于车控列车，由于 DCU 统一对 4 根轴进行空转滑行保护，因此会出现逆变过流故障。逆变过流是对牵引电机及逆变器的保护，防止大电流对牵引电机及逆变器造成损伤。
2.列车在产生空转滑行过程中，若驾驶人员采用 P3、P4 大极位牵引或大制动级位，此种操作方式会加剧空转滑行的情况。
3.列车出现空转滑行的区段，建议对轨面情况进行调查，确定是否由于钢轨打磨施工等特殊原因存在粘水沙、粘油等情况。另外，由于上文提及的出现牵引模块逆变过流故障的区段存在两个 30‰的坡度，坡度较大将导致空转滑行几率增加，因此这段轨道的粘着条件对列车来说亦较为敏感。
参考文献：
[1]南车青岛四方机车车辆股份有限公司；沈阳市地铁二号线车辆使用维护手册（第 4 分册 电气牵引传动系统、辅助供电系统、列车控制和诊断系统） SFM0900-000-00000SMS.
[2]闫磊，郭枫；永磁同步牵引系统在沈阳地铁 2 号线地铁车辆上的应用；《机车电传动》；2013 年第 3 期.
[3]魏红梅，段利娟；沈阳地铁 1 号线列车牵引/制动指令输出故障的分析及解决措施；《电力机车与城轨车辆》；第 35 卷 第 5 期.
（作者单位：沈阳地铁集团有限公司 运营分公司）
关键词：逆变过流；DCU；空转滑行；沈阳地铁二号线
一、车辆概述
沈阳地铁二号线列车为 6 辆编组、B2 型车，采用 VVVF 逆变器控制的交流异步电动机牵引传动系统，3 动 3 拖编组型式，即 +Tc-Mp-M-T-Mp-Tc+。其中，Tc 表示带司机室拖车；Mp 表示带受电弓动车；M 表示不带受电弓动车；T 表示无司机室拖车。
二、牵引工作原理
沈阳地铁二号线列车采用 VVVF 逆变器控制的交流异步电动机牵引传动系统，为车控方式（2C4M），利用牵引逆变器将直流电源逆变成变频变压的三相交流电驱动牵引电机，通过齿轮传动装置将牵引力传递到列车轮对上。经受电弓接触受流输入的 DC1500V 直流电由牵引逆变器变换成频率、电压均可调的三相交流电，向异步牵引电动机供电。
三、牵引控制系统构成和功能
沈阳地铁二号线列车牵引控制系统主要由司机控制器、各指令开关、有接点控制电路、列车控制与诊断系统（TCMS）和传动控制单元（DCU）等构成，主要完成列车有关牵引的控制指令及状态的给出、传输和诊断等，实现列车牵引/ 电制动控制、电传动系统故障保护等。
四、牵引实施
沈阳地铁二号线列车主控手柄牵引级位分为 P1 至 P4 四个档位，推主控手柄离开“RB”位至“牵引”位，列车将以给定档位牵引运行。列车运行时，随着牵引力或制动力大小的给出，DCU 根据牵引力或制动力大小、检测到的网压值以及本车和本单元拖车车辆载荷等信息发出触发脉冲，控制牵引逆变器根据牵引或电制动特性输出一定频率和电压的三相交流电给牵引电机，产生列车的轮固牵引力或电制动力。DCU 在控制逆变器的同时，对列车进行防空转及防滑控制。
五、DCU 故障类别
沈阳地铁二号线车辆 DCU（传动控制单元）故障代码（十进制）范围为 1000～1999，如编码为 1234 的故障，为 2 号车 DCU 的第 34 号故障。TCMS 将故障划分为严重故障（等级 1）、中等故障（等级 2）、轻微故障（等级 3）三个等级。沈阳地铁二号线车辆分别在 2 车、3 车和 5 车上各设有一个 DCU，各车故障类型一样，仅故障代码按规则编码不同。下文中提及的“模块 1 逆变过流”故障，故障代码为 1205/1305/1505，故障等级为 3 级。
六、列车空转滑行数据分析
某日 8：20 起，沈阳地铁二号线多次列车运行至某区段时报牵引力及制动力减弱，DCU 牵引模块逆变过流。以当日 220 车故障为例分析，TCMS 显示 220 车累计发生“模块 1 逆变过流”19 次，且均在同一区段，从下图 11：00 至 11：10 间220 车 EMR 记录可看出，列车在 11：02：59 复位 HB 一次，在此之前，牵引过程中只有 3 车 DCU 的 MCC 启动，即仅 3 车牵引电机工作。因三个动车只有一个动车工作，因此牵引力较小，此阶段速度最高 14km/h；复位 HB 之后，即 11：03 至 11：10 之间，从图中可看到网流较小，在 400A 以下，正常情况下网流为 800A 及以下， 说明此时 2 车和 5 车出现空转滑行并伴有逆变过流，DCU 将通过减小力矩输出抑制空转滑行的产生，造成牵引力不足，故在 11：04 至 11：06 间阶段速度最高仅能达到 14.1 km/h。
六、结论
针对沈陽地铁二号线某区段除个别列车外，其余列车均出现牵引力小、牵引模块逆变过流的情况，通过比对大量 ERM 波形，分析得出如下结论：
1.报逆变过流的列车均出现滑行现象，确定逆变过流是由列车空转滑行引起。当列车发生空转滑行时，DCU 将通过减小力矩输出来抑制空转滑行的产生。对于车控列车，由于 DCU 统一对 4 根轴进行空转滑行保护，因此会出现逆变过流故障。逆变过流是对牵引电机及逆变器的保护，防止大电流对牵引电机及逆变器造成损伤。
2.列车在产生空转滑行过程中，若驾驶人员采用 P3、P4 大极位牵引或大制动级位，此种操作方式会加剧空转滑行的情况。
3.列车出现空转滑行的区段，建议对轨面情况进行调查，确定是否由于钢轨打磨施工等特殊原因存在粘水沙、粘油等情况。另外，由于上文提及的出现牵引模块逆变过流故障的区段存在两个 30‰的坡度，坡度较大将导致空转滑行几率增加，因此这段轨道的粘着条件对列车来说亦较为敏感。
参考文献：
[1]南车青岛四方机车车辆股份有限公司；沈阳市地铁二号线车辆使用维护手册（第 4 分册 电气牵引传动系统、辅助供电系统、列车控制和诊断系统） SFM0900-000-00000SMS.
[2]闫磊，郭枫；永磁同步牵引系统在沈阳地铁 2 号线地铁车辆上的应用；《机车电传动》；2013 年第 3 期.
[3]魏红梅，段利娟；沈阳地铁 1 号线列车牵引/制动指令输出故障的分析及解决措施；《电力机车与城轨车辆》；第 35 卷 第 5 期.
（作者单位：沈阳地铁集团有限公司 运营分公司）