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【摘要】本文重点对HXD2B型电力机车控制单元的故障与维修体系进行了说明，以供参考。
【关键词】HXD2B型；电力机车；控制；维修体系
【分类号】：U269.6
一、前言
当前HXD2B型机车的增加，也加大了对其维护和检修的工作量，本文将对维修体系进行重点介绍。
二、牵引电机主控制回路原理分析
HXD2B型电力机车主电路采用交-直-交电传动方式，主变压器的原边通过受电弓、主断路器得电送入主变流器。每台主变流器包含两套完全相同且相互独立的主电路单元，分别实现对两台牵引电机的控制；主变压器4个独立的次边牵引绕组分别向两台主变流器中的4个四象限脉冲整流器供电，实现电源从交流到直流的变换；各个四象限脉冲整流器输出形成一个中间直流电路，变流器直流环节实现二次波吸收、直流储能、各种保护；中间直流电路向电压型牵引逆变器供电，实现直流到三相交流的VVVF变换，拖动一台异步牵引电动机，实现机车牵引电机轴控方式。牵引时能量从电网流向电机，电能转换为机械能；制动时过程相反，机械能转化为电能回馈电网。主变流器内部设置有向机车辅助逆变器提供直流电源、向加热装置提供交流电源的接口，使机车电传动可以根据需求进行合理配置。
主变流器电路原理如图1所示，按照功能可分为：四象限变流电路、中间直流电路、VVVF逆变电路、保护电路等几部分，虚线框内为外置辅助变流器，M1、M2为牵引电机，从电路原理图也可以看出机车库用移车时的外部连接方式。
三、存在问题分析
1、零位防溜、相位防溜
机车运行中，司机将换向手柄放置“向前或向后”，不再转换手柄，只对功率手柄进行“零位”和“非零位”操作。该机车换向手柄置“零位”时，LKJ记录“零位”；换向手柄不在零位，而功率手柄在“零位”时显示“非零位”。无论司机如何操作主手柄，LKJ均显示“非零位”，没有“零位”显示，手柄防溜频繁动作。操纵端换向后，LKJ有“向前或向后”记录，到非操纵端检查，前端显示“向前或向后”，后端也显示“向前或向后”，非一端显示“向前”，另一端显示“向后”，相位防溜频繁动作。
2、网络通信干扰
（1）机车运行中高压隔离开关自动断开的故障现象
2013年7-11月份共发生23起，经过人工复位后，机车正常运用。机车运行中，高压隔离开关是禁止人为切除的，判断是MVB通信设备受到外界干扰，造成机车控制逻辑紊乱，当HVB断开或降弓时执行了错误指令，高压隔离开关也自动断开。
（2）HXD1B型电力机车自投入运用以来，经常在运行中发生牵引单元、主辅逆变器隔离故障。2013年10-11月份发生故障51起，多次更换整流、逆变模块，此类故障呈上升趋势
四、2HXD2B型機车控制单元维修体系简介
HXD2B型电力机车微机网络监控系统提供司机通过DDU实现快速、准确地故障诊断显示和获取故障处理提示，有效提高了司机故障处理能力，减少机车故障带来的损失。同时，HXD2B型电力机车微机网络监控系统，也为地面维护人员提供了可通过装有维护软件的专用维护笔记本利用串口或FIPV网口等接口，进行检修维护工作，并提供丰富的故障记录和查询功能，从而能够最大限度的减少检修维护作业的工作量和时间。维护笔记本中安装的专业维护软件称为eTrain，属于Alstom公司开发的一种维护软件，eTrain软件提供了HXD2B型电力机车微机网络监控系统中各个电子设备的事件管理功能，还可提供对于事件的详细描述功能，包括显示介面、图标和外接卡的设计功能。eTrain软件可通过串口下载事件信息，通过故障的代码信息和背景数据，帮助维护人员分析故障。
1、故障处理原则
HXD2B型电力机车微机网络监控系统将机车故障分为3类：
（1）A类故障：严重故障，危及行车安全的故障，控制系统立即自动发出停车指令，实现自动停车，等待救援。
（2）B类故障：中等故障，对机车性能有较大影响，控制系统给出停车提示信息，由司机操作，实现停车处理故障。
（3）C类故障：轻微故障，对机车性能影响较小，控制系统给出故障提示信息，由司机进行确认，回段后处理故障。在每一类故障中，不同的故障又依据其危险程度进行分级，如果有两个故障到达状态显示屏等待显示，则故障类别和等级较高的故障将被优先显示，如果两个故障的故障类别和等级相同，则依据到达状态显示屏的时间先后次序，依次显示。
2、故障管理
信息系统故障管理结构由以下级别组成。第1级为通过DDU对司机控制台故障进行管理，即处理与MPU无关的主要故障及次要故障；第2～3级为通过PC对MPU故障进行管理，即要考虑可能引起主要故障/次要故障的相关故障背景；第3～4级为通过PC对MPU和相关故障进行管理，即要考虑可能引起相关故障的故障背景。根据司机显示屏（DDU）显示故障状况进行维修。首先，司机显示屏允许维护作业小组阅读机车文件，主页上包括故障管理、测试、驾驶台控制面板、设备状态及隔离/强制选项。
（1）司机显示屏能够完成机车故障管理功能，显示屏上列出了主要故障清单。
（2）测试选项可实现对某些部件的测试功能，如对轮缘润滑器的功能测试。
（3）驾驶台控制面板选项可查询各仪表显示值并实现对各仪表值的清零。
3、故障查询及分析
发生故障进行维修时，可通过机车上下载的事件信息，查询故障代码。每个故障代码都会对应一个相应的故障原因、故障方程、背景解释及诊断树。通过诊断树可以找到故障部件，进行相应的维修。在进行故障处理及分析时，不仅需要知道故障代码，还要了解发生故障时机车的运行工况和状态信息，这可以通过分析事件信息获得。 事件信息包括机车上发生的所有功能性故障（如，水泵故障）和操作性事件（如，升弓）。与事件相关的操作值或是其它细节信息可以记录在“特定事件背景”项下。“特定事件背景”的内容可以帮助相关人员理解该事件被记录的原因。事件时间、日期以及表现都记录在“常規事件背景”项下。通过综合分析“特定事件背景”和“常规事件背景”，可以更准确的判断故障原因和确定故障部件。事件信息包含有4类事件：主要故障，指引起机车某方面性能丧失的故障，此类故障会立即显示给司机，使其能够采取相关措施；补充主要故障，指并不引起机车性能丧失的故障，该类故障不需要司机立即采取应对措施，而且此类故障不立即显示给驾驶员，但停车后此类故障记录也可以通过DDU显示屏查看；其他故障，指非主要故障或补充主要故障的一类事件，此类故障需要维修团队加以注意，并利用此类故障记录支持故障分析，此类故障记录不能通过DDU查看，只能通过维修专用笔记本下载；标记性事件，指一类操作性事件，该类记录可以帮助维修团队在分析故障时，更好的理解机车状态。标记性事件不能通过DDU显示屏显示，只能通过专用维修笔记本下载。
4、故障处理
在发生故障的现场，维护人员可以根据司机显示屏（DDU）显示的故障状况确认故障来源并替换问题部件。如故障较为复杂，可以从机车下载事件信息，初步分析后，确定故障来源。替换问题部件时，要进行机箱的整体替换。
维修人员通过BTE对问题机箱测试并处理后一般有以下几种结果：
（1）BTE测试失败，针对失败项目进行板级维修；
（2）BTE测试通过，通过从机车下载的事件信息分析问题机箱，确认可能的来源，进行电路板的替换，进行预防性维修；
（3）BTE测试通过，通过从机车下载的事件信息分析问题机箱，确认没有问题，发回现场上车验证。
五、结束语
通过介绍，我们对HXD2B型电力机车的维护检修体系有了一个认识，希望能够对实际的操作提供一些借鉴参考。
参考文献：
[1]王延飞，张海军，刘涛.HXD3电力机车单元制动器的日常运用检修和维护[J].铁道机车车辆，2011，4（3）：31-34.
[2]李柏松.售后服务管理[J].考试周刊，2007，11（9）：31-34.
【关键词】HXD2B型；电力机车；控制；维修体系
【分类号】：U269.6
一、前言
当前HXD2B型机车的增加，也加大了对其维护和检修的工作量，本文将对维修体系进行重点介绍。
二、牵引电机主控制回路原理分析
HXD2B型电力机车主电路采用交-直-交电传动方式，主变压器的原边通过受电弓、主断路器得电送入主变流器。每台主变流器包含两套完全相同且相互独立的主电路单元，分别实现对两台牵引电机的控制；主变压器4个独立的次边牵引绕组分别向两台主变流器中的4个四象限脉冲整流器供电，实现电源从交流到直流的变换；各个四象限脉冲整流器输出形成一个中间直流电路，变流器直流环节实现二次波吸收、直流储能、各种保护；中间直流电路向电压型牵引逆变器供电，实现直流到三相交流的VVVF变换，拖动一台异步牵引电动机，实现机车牵引电机轴控方式。牵引时能量从电网流向电机，电能转换为机械能；制动时过程相反，机械能转化为电能回馈电网。主变流器内部设置有向机车辅助逆变器提供直流电源、向加热装置提供交流电源的接口，使机车电传动可以根据需求进行合理配置。
主变流器电路原理如图1所示，按照功能可分为：四象限变流电路、中间直流电路、VVVF逆变电路、保护电路等几部分，虚线框内为外置辅助变流器，M1、M2为牵引电机，从电路原理图也可以看出机车库用移车时的外部连接方式。
三、存在问题分析
1、零位防溜、相位防溜
机车运行中，司机将换向手柄放置“向前或向后”，不再转换手柄，只对功率手柄进行“零位”和“非零位”操作。该机车换向手柄置“零位”时，LKJ记录“零位”；换向手柄不在零位，而功率手柄在“零位”时显示“非零位”。无论司机如何操作主手柄，LKJ均显示“非零位”，没有“零位”显示，手柄防溜频繁动作。操纵端换向后，LKJ有“向前或向后”记录，到非操纵端检查，前端显示“向前或向后”，后端也显示“向前或向后”，非一端显示“向前”，另一端显示“向后”，相位防溜频繁动作。
2、网络通信干扰
（1）机车运行中高压隔离开关自动断开的故障现象
2013年7-11月份共发生23起，经过人工复位后，机车正常运用。机车运行中，高压隔离开关是禁止人为切除的，判断是MVB通信设备受到外界干扰，造成机车控制逻辑紊乱，当HVB断开或降弓时执行了错误指令，高压隔离开关也自动断开。
（2）HXD1B型电力机车自投入运用以来，经常在运行中发生牵引单元、主辅逆变器隔离故障。2013年10-11月份发生故障51起，多次更换整流、逆变模块，此类故障呈上升趋势
四、2HXD2B型機车控制单元维修体系简介
HXD2B型电力机车微机网络监控系统提供司机通过DDU实现快速、准确地故障诊断显示和获取故障处理提示，有效提高了司机故障处理能力，减少机车故障带来的损失。同时，HXD2B型电力机车微机网络监控系统，也为地面维护人员提供了可通过装有维护软件的专用维护笔记本利用串口或FIPV网口等接口，进行检修维护工作，并提供丰富的故障记录和查询功能，从而能够最大限度的减少检修维护作业的工作量和时间。维护笔记本中安装的专业维护软件称为eTrain，属于Alstom公司开发的一种维护软件，eTrain软件提供了HXD2B型电力机车微机网络监控系统中各个电子设备的事件管理功能，还可提供对于事件的详细描述功能，包括显示介面、图标和外接卡的设计功能。eTrain软件可通过串口下载事件信息，通过故障的代码信息和背景数据，帮助维护人员分析故障。
1、故障处理原则
HXD2B型电力机车微机网络监控系统将机车故障分为3类：
（1）A类故障：严重故障，危及行车安全的故障，控制系统立即自动发出停车指令，实现自动停车，等待救援。
（2）B类故障：中等故障，对机车性能有较大影响，控制系统给出停车提示信息，由司机操作，实现停车处理故障。
（3）C类故障：轻微故障，对机车性能影响较小，控制系统给出故障提示信息，由司机进行确认，回段后处理故障。在每一类故障中，不同的故障又依据其危险程度进行分级，如果有两个故障到达状态显示屏等待显示，则故障类别和等级较高的故障将被优先显示，如果两个故障的故障类别和等级相同，则依据到达状态显示屏的时间先后次序，依次显示。
2、故障管理
信息系统故障管理结构由以下级别组成。第1级为通过DDU对司机控制台故障进行管理，即处理与MPU无关的主要故障及次要故障；第2～3级为通过PC对MPU故障进行管理，即要考虑可能引起主要故障/次要故障的相关故障背景；第3～4级为通过PC对MPU和相关故障进行管理，即要考虑可能引起相关故障的故障背景。根据司机显示屏（DDU）显示故障状况进行维修。首先，司机显示屏允许维护作业小组阅读机车文件，主页上包括故障管理、测试、驾驶台控制面板、设备状态及隔离/强制选项。
（1）司机显示屏能够完成机车故障管理功能，显示屏上列出了主要故障清单。
（2）测试选项可实现对某些部件的测试功能，如对轮缘润滑器的功能测试。
（3）驾驶台控制面板选项可查询各仪表显示值并实现对各仪表值的清零。
3、故障查询及分析
发生故障进行维修时，可通过机车上下载的事件信息，查询故障代码。每个故障代码都会对应一个相应的故障原因、故障方程、背景解释及诊断树。通过诊断树可以找到故障部件，进行相应的维修。在进行故障处理及分析时，不仅需要知道故障代码，还要了解发生故障时机车的运行工况和状态信息，这可以通过分析事件信息获得。 事件信息包括机车上发生的所有功能性故障（如，水泵故障）和操作性事件（如，升弓）。与事件相关的操作值或是其它细节信息可以记录在“特定事件背景”项下。“特定事件背景”的内容可以帮助相关人员理解该事件被记录的原因。事件时间、日期以及表现都记录在“常規事件背景”项下。通过综合分析“特定事件背景”和“常规事件背景”，可以更准确的判断故障原因和确定故障部件。事件信息包含有4类事件：主要故障，指引起机车某方面性能丧失的故障，此类故障会立即显示给司机，使其能够采取相关措施；补充主要故障，指并不引起机车性能丧失的故障，该类故障不需要司机立即采取应对措施，而且此类故障不立即显示给驾驶员，但停车后此类故障记录也可以通过DDU显示屏查看；其他故障，指非主要故障或补充主要故障的一类事件，此类故障需要维修团队加以注意，并利用此类故障记录支持故障分析，此类故障记录不能通过DDU查看，只能通过维修专用笔记本下载；标记性事件，指一类操作性事件，该类记录可以帮助维修团队在分析故障时，更好的理解机车状态。标记性事件不能通过DDU显示屏显示，只能通过专用维修笔记本下载。
4、故障处理
在发生故障的现场，维护人员可以根据司机显示屏（DDU）显示的故障状况确认故障来源并替换问题部件。如故障较为复杂，可以从机车下载事件信息，初步分析后，确定故障来源。替换问题部件时，要进行机箱的整体替换。
维修人员通过BTE对问题机箱测试并处理后一般有以下几种结果：
（1）BTE测试失败，针对失败项目进行板级维修；
（2）BTE测试通过，通过从机车下载的事件信息分析问题机箱，确认可能的来源，进行电路板的替换，进行预防性维修；
（3）BTE测试通过，通过从机车下载的事件信息分析问题机箱，确认没有问题，发回现场上车验证。
五、结束语
通过介绍，我们对HXD2B型电力机车的维护检修体系有了一个认识，希望能够对实际的操作提供一些借鉴参考。
参考文献：
[1]王延飞，张海军，刘涛.HXD3电力机车单元制动器的日常运用检修和维护[J].铁道机车车辆，2011，4（3）：31-34.
[2]李柏松.售后服务管理[J].考试周刊，2007，11（9）：31-34.