杨江超 陈 玉 中国铁路上海局集团有限公司上海动车段

1 问题的提出

2019 年，中国标准动车组充电机（CR400BF 充电机）多次发生故障，找出故障原因，减少动车组因充电机故障影响铁路正常运营尤为重要。本文将对故障数据进行分析，结合充电机控制原理，提出优化改进方案。CR400BF 充电机故障阶段性梳理如表1所示。

表1 充电机故障统计表

分析多起充电机故障数据，故障数据均如图1 所示。故障发生前模拟量采集异常，充电机无法采集到正常的电压值和电流值，导致 PWM 控制脉宽变大，最终发生 IGBT 过流故障停机。

图1 CR400BF-A-506309 车充电机异常数据图

2 充电机内部控制原理

由图2 可知，充电机内部由 PM1 和 PM2 两个充电单元并联构成，分别对应司机显示屏的 1#充电机和 2#充电机，充电单元有各自独立的控制器进行逻辑控制和故障保护，PM1/PM2 IGBT 故障由 PM1/PM2 模块控制器和驱动板检测，驱动板对 IGBT 状态及驱动电压进行监控，当检测到IGBT 短路、过流或者欠压时，反馈故障信号给控制器，控制器进行 IGBT 故障报警，随后系统故障停机。功率模块PM1/PM2 各拥有一套传感器供电回路，由电源板上电源模块产生，负责给传感器提供稳定供电电源。当传感器系统的供电产生（电源模块）、供电传输或供电负载（传感器）任一方出问题时，均可能导致传感器系统功能失效，使得充电机主控板无法正常 PWM 控制，发生 IGBT 故障。

图2 CR400BF 充电机 IGBT 控制电路及传感器供电回路

3 调查试验及原因分析

3.1 调查研究

充电机传感器供电回路失效，可能故障点为供电产生（电源模块）、供电传输或供电负载（传感器），从以上3个方面分别进行试验，确定故障原因。……