轴温报警系统在混合动力动车组上的应用研究

警状况的原因， 从而研制出新型轴温报警系统， 该 系统具有更高的灵敏性、 稳定性、 可靠性和温度精度， 从而保证了混合动力动车组的正常安全运行。
关键 词： 混合 动力 动 车组 轴温报 警 系统 安全 中图分 类－ ￣ 一 － ． Ｕ２ ７ ０ ７ 文献标识 码： Ａ 文章 编－ ￣： ， １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ７ ， Ｏ ｌ １ ７ Ｏ ２
收 稿 时间 ： ２ ０ １ ４ －０ ６ － ３ ０
作者简介： 张婧（ １ ９ ９ ｏ＿） ， 女， 兰州大学 ２ ０ １ ３届电子与通信 工程硕 士研 究生， 主要研 究方 向： 计算机控 制嵌入 式 系统应 用 田亚菲（ １ ９ ５ ５ － － ） ， 男， 兰州大学信 息科 学与工程学院硕 士生导师， 主要研 究方 向： 计算机控制嵌入 式 系统应用； 李雪飞（ １ ９ ７ ８ －） ， 女， 长春人 ， 车春轨道客 车股份公 司， 技术研 发部电气组。
（ ３ ） 轴头的状态 ： 每 台主机均带有故障指示功 能， 能指示本车及 他车的故 障状态 ， 他车故障主要指 ： 他车轴温传感器开路， 短路或航 空插头接触 电阻大等故 障； 本车故障 除包含上述信息外 ， 还包含本 机 中各单元 电路 的故 障状态 。 传感器开路 ： 当传感器两端 电压超 出量程 即开路时电压为３ Ｖ以 上， 判断为开路 ； 传感器短路 ： 当传感器两端 电压小于 １ ０ ０ ｍＶ时即短 路 时电压 为０ Ｖ， 判断为短路 ； 接触电阻大 ： 当传感器 回路中接触 电阻 有ＭＶＢ 接 口的轴温主机 ， 安装在第 ｌ 、 ３ 车厢 ； 另一种为带有ＲＳ ４ ８ ５ 接 大于２ ０ 欧姆（ 约５ Ｅ尉 传感器 的温度进行修正 ， 同时置该 回路接触 电 口的轴温主机 ， 安装在第２ 车厢 ， 两种轴温主机 的测温功能和Ｆ Ｓ Ｋ通 阻大的故 障状态标志 。 每台主机均有预 报警指示功 能， 能 指示 本车及他车 的报警 状 讯都采用冗余设计 。
表１ 轴温报警 系统部件组成及分布
∞ 牵 引 变 流 器 Ｉ 主 变 压 器 设备 名称 ＭＣＯ ｌ Ｔ Ｐ Ｏ ２ １ ８ ＭＣ Ｏ ３
１引言
●●
动 力 轴
０ ０ 非 动 力 轴
轴 温报警 主机 （ ＭＶ Ｂ） 轴 温报警 主机 （ ＲＳ ４ ８ ５ ） 轴 温报警 传感 器 环温 报警 传感 器
ｌ 数 字 技 术
应 用 研 究 ห้องสมุดไป่ตู้
轴温报警系统在混合动力动车组上的应用研究
张婧 ’ 田亚 菲 李 雪 飞
（ １ ． 兰州大学信 息科学与工程学院 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ０ ０ ； ２ ． 长春 轨 道 客 车股份 公 司 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ６ ２ ）
摘要 ： 混合动 力动车组 是 当今 高速铁路 网快速构建 ， 客运 专线和普 通铁路共 存的状 态下应 市场需求 的产物， 不仅可 以实现不 同线路上的跨 线运 营 而且新 能 源的利 用也 减 少 了诸 多环境 问题 。 混合 动 力项 目结合Ｃ Ｒ Ｈ３ ８ ０ 、 Ｃ Ｒ Ｈ５ 型动 车组车轴 轴温报 警 系统 的控制原 理 、 总体 结构， 深入 分析各 种报
的车速不断地提 高， 所需的牵引功率 也要加大 ， 动车组在 运行过程 中列车与轨道 的冲击 ， 振动 的增 大都 会使齿 轮箱大 、 小齿轮的发热 构建铁道网时 ， 电气化线路成本 高， 依据线路情 况、 客流量需求 量增多 ， 当轴 承和大 、 小齿轮发生磨 损或者缺陷时， 机械器件的异常 以及 既有铁路现状 ， 到２ ０ ２ ０ ￣我国仍有４ ｏ ％ 非电气化铁路 ， 所以优先 所 以我们有必要研究适应于混合 考虑动力分散 的｝ 昆 合动力动车组 ， 混合动力动车组所用 的动力能源 发热会严重 影响列车的安全运行 ， 动力动车组安全运行的轴温报警系统 。 是 电力（ 来 自接触 网） ， 热动力源（ 由传统的柴油机产生） ， 电动力源（ 动 力 电池或超级 电容） 这样也解决了环境 问题 ， 混合动力动车组也就应 ２轴温报警系统结构 运而生 了。 在列车运行中， 列车的安全性是不容忽视 的， 随着动车组 ２ ． １混 合 动 力动 车组 简述 混合动力 动车 组（ 如图 １ ） 是 三辆编组动车组 ， 分为 动车ＭＣ Ｏ １ ， 拖 车Ｔ Ｐ ０ ２ ， 动车ＭＣ ０ ３ ， 持续运行速度为１ ６ ０ ｋ ｍ／ ｈ 。 现阶段主要研 制 Ｅ Ｅ ＭＵｆ ｆ Ｉ ￣ 电力加动力 电池｝ 昆 合动力系统 ， 有接触 网时采用受 电弓受
应 用 研 究
流 ￣Ａ Ｃ ２ ５ ０ ｋ ｖ 为动车组提供动力 ； 无接触 网时采用动力 电池组牵引 且可 回收 电制动能量 ， 续航能力２ ０ ０ 公里以上 ； Ｄ Ｅ ＭＵ是指电力加油 电混合动力 系统 ， 有接触网时 ， 采用受 电弓受流 ， 由ＡＣ ２ ５ ｋ Ｖ 为动车 组提供 动力 ； 无接触 网时， 采用内燃动 力包 和动力 电池组 ？ 昆 合 动力 牵引 ， 提升Ｄ Ｅ ＭＵ 起动性 能 ， 且动力 电池 回收 电制动能量 。 ２ ２轴 温报 警 系统组 成及 分 布 混合动力动车组 的轴温报警 （ 如表 １ ） 主机共分为２ 种： 一种为带
１ ８ ｌ
ｌ ８ ｌ
图 １ 混合动力动车 组编组
１
备 用 传 感 器磊 嚣
接触故障
主传感器开路—＋
传 感 器 短 路— — Ｌ
ｌ ｛ 一
备用传感器接触 电阻 故障
接 触 电 鬓 阻 故 障 — — 一 ｌ
主板故障 备板故障
圈 ２ 轴温处理逻辑 图
３混合动力轴报系统工作原理
轴 温报警 系统每车９ 个传感器 ， ８ 个轴温传感器 ， 为独立封装 的 冗余Ｐ Ｔ １ ０ ０ ０ （ 熔断式温度传感器） ， 安装在每个轴头； １ 个环温传感器 ， 为非独立封装冗余的Ｐ Ｔ１ ０ ０ ０ 。 Ｐ ＴＩ Ｏ ０ ０ ￣温范围在一 ５ ０ ℃ ～１ ８ ０ Ｖ， 轴 温传感器安装在转向架的每个轴端及齿轮箱的 内部 ， 它们是通过 电 缆线与轴温检 测装置 相连 ， 轴温监测装置安 装在动车组的 电气 柜 中， 主要负责监测各个传感器轴头的状态 并对采集到的温度数据进 行分析 和整 理 ， 并将 以上信息传送 给ＴＣ ＭＳ （ 整车 网络系统） 从而做 出预警或报警的相应反馈。 出现温度升高的主要原 因是牵引电机驱 动齿 轮箱运转 ， 但是 当齿轮箱 中的大 、 小齿轮 发生 了损坏不能正常 咬合运转 时就会形成 “ 轴报死” ， 这 会直接导致温度升高 ， 传感器检 测到后就会做 出相应 的报警 了。 轴温 的处理逻辑如 图２ 所示 ， 其 中： （ １ ） 暧轴报警提示 ： 当某一路轴温温度升高 ， 大于同侧平均温度 （ 不包 含最 高温） ２ ５ 度或者绝对温度大于９ ０ 度 时， 轴 温主机 能够发 出 预警信号 ， 本机 告警 指示 灯低频 闪烁 ， 其它车厢 的轴温 主机收到预 警信号 ， 它机告警指示灯会低频闪烁。 ＨＭＩ 显示限速 １ ６ ０ ｋ ｍ／ ｈ 。 轴温 暖轴报警 。 （ ２ ） 热轴报警提示 ： 当某一路轴温温度升高 ， 大于同侧 平均温度 ３ ５ 度（ 不包含最高温） 或者 绝对温度大于ｌ １ ０ 度时， 轴温主机能够发 出 报警信号 ， 本机告警指示灯高频闪烁 ， 其它车厢 的轴 温主机 收到报 警信号 ， 它机告警 指示灯会高频 闪烁 。 ＨＭ！ 显示 限速４ ０ ｋ ｍ／ ｈ 。 轴温 暖轴报警 。