淺析地鐵車(chē)輛中速度傳感器與牽引控制的關(guān)系

1、    淺析地鐵車(chē)輛中速度傳感器與牽引控制的關(guān)系    黃寧畢勝陳光東摘要：通過(guò)分析某地鐵車(chē)輛速度傳感器的工作原理，解釋速度傳感器與牽引控制之間的關(guān)系，分析速度傳感器的故障如何影響牽引功能。關(guān)鍵詞：地鐵車(chē)輛 牽引控制單元 速度傳感器 故障引言：隨著城市科技建設(shè)的發(fā)展，城市軌道交通早已成為城市建設(shè)中不可缺少的一部分，現(xiàn)在越來(lái)越多的城市加入到軌道交通建設(shè)的行業(yè)中來(lái)。城市軌道交通地鐵車(chē)輛是直接面向廣大乘客，與其他公共交通工具比較，地鐵車(chē)輛具有運(yùn)能大、準(zhǔn)時(shí)、速度快等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。與這些優(yōu)點(diǎn)密切相關(guān)的就是地鐵車(chē)輛的一個(gè)重要組成部分牽引系統(tǒng)，本文將從速度傳感器方面著手，

2、分析其與牽引系統(tǒng)之間存在的相應(yīng)關(guān)系。一、速度傳感器的工作原理單位時(shí)間內(nèi)位移的增量變化就是速度，而速度又分位線(xiàn)速度和角速度，與其相對(duì)應(yīng)的就是線(xiàn)速度傳感器和角速度傳感器。傳感器的作用則是將一種非電量的信號(hào)，例如速度信號(hào)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N電量信號(hào)，傳感器在進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算和控制中起著非常重要的作用。本文中所提到的速度傳感器，安裝在地鐵車(chē)輛的軸端上，用于檢測(cè)軸的轉(zhuǎn)速。安裝時(shí)與被測(cè)齒輪相對(duì)，屬于非接觸式傳感器。其產(chǎn)生的脈沖頻率信號(hào)與速度成正比，因此很容易能夠計(jì)算出軸的轉(zhuǎn)速，也就能夠得出列車(chē)的運(yùn)行速度。二、速度傳感器與牽引控利的關(guān)系（1）速度傳感器檢測(cè)到軸的速度頻率信號(hào)之后，由車(chē)輛的制動(dòng)控制單元接收，隨后經(jīng)過(guò)車(chē)輛

3、的mvb通訊網(wǎng)絡(luò)。制動(dòng)控制單元與牽引系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。將采集到的速度頻率信號(hào)發(fā)送至牽引系統(tǒng)的控制單元。每輛車(chē)的牽引控制單元根據(jù)收到的速度頻率信號(hào)分別計(jì)算出每輛車(chē)的4個(gè)輪對(duì)的輪徑值（每輛車(chē)有2個(gè)轉(zhuǎn)向架，每個(gè)轉(zhuǎn)向架包含2根軸）。（2）牽引控制單元中計(jì)算得出每個(gè)輪對(duì)的輪徑值之后，在其內(nèi)部會(huì)通過(guò)邏輯運(yùn)算來(lái)進(jìn)行輪徑值的對(duì)比。若本車(chē)最大值與最小值之差超過(guò)設(shè)定目標(biāo)值。本車(chē)牽引系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的提示或者警告。具體控制：若輪徑的差值超過(guò)6.7mm。牽引系統(tǒng)會(huì)報(bào)出本車(chē)牽引系統(tǒng)中度故障進(jìn)行提示，但不影響車(chē)輛的正常功能；若輪徑的差值超過(guò)8.4mm。牽引系統(tǒng)會(huì)報(bào)出本車(chē)牽引系統(tǒng)嚴(yán)重故障，因此就導(dǎo)致本車(chē)牽引系統(tǒng)被切除保護(hù)

4、，本車(chē)也就喪失了動(dòng)力的能力。繼而影響到整列車(chē)的動(dòng)力以及列車(chē)的速度。三、典型案例分析武漢地鐵2號(hào)線(xiàn)列車(chē)發(fā)生單節(jié)車(chē)輛牽引系統(tǒng)嚴(yán)重故障無(wú)法恢復(fù)的情況，通過(guò)下載車(chē)輛故障記錄數(shù)據(jù)顯示。該車(chē)的輪徑值和速度存在異常，如下表1和表2。由表1中可以看出本車(chē)4根軸的輪徑最大與最小值差為832-822=10mm，超過(guò)設(shè)定參考值8.4mm，因此本節(jié)車(chē)輛牽引系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障而不能工作的情況。d3輪徑值異常偏大的情況可能性如下：1.速度傳感器自身故障導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，遂更換了新的傳感器，然而故障依舊沒(méi)有恢復(fù)，因此可以排除傳感器自身問(wèn)題。2與速度傳感器配合使用的測(cè)速齒盤(pán)存在問(wèn)題。比如齒盤(pán)齒部被異物覆蓋、齒損壞或者齒數(shù)異常等

5、原因。根據(jù)表中記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行以下公式計(jì)算：因?yàn)榱熊?chē)實(shí)際行進(jìn)過(guò)程中，車(chē)輛中各車(chē)輪對(duì)鋼軌的線(xiàn)速度應(yīng)該保持一致，否則車(chē)輛會(huì)發(fā)生單個(gè)車(chē)輪打滑或者空轉(zhuǎn)的情況。而通過(guò)上述的運(yùn)算可以確切的說(shuō)明速度傳感器的齒盤(pán)部分發(fā)生了故障。就齒盤(pán)問(wèn)題計(jì)算如下：該車(chē)輛中正常情況下，速度傳感器測(cè)速齒盤(pán)的齒數(shù)數(shù)量為n=80，假設(shè)3軸齒盤(pán)齒數(shù)為n，假設(shè)3軸速度傳感器頻率為n，1軸速度傳感器頻率為n。根據(jù)車(chē)輛輪對(duì)實(shí)際限速度相同進(jìn)行計(jì)算：最終可以計(jì)算出：n=79由上述結(jié)果可以得出，軸3的速度傳感器測(cè)速齒盤(pán)在檢測(cè)的時(shí)候僅有79個(gè)齒被檢測(cè)到。因此導(dǎo)致?tīng)恳刂茊卧杏?jì)算出的輪徑值與其他相差較大。通過(guò)拆卸安裝在軸箱上的端蓋后檢查，確認(rèn)該齒盤(pán)只有79個(gè)齒，與正常齒盤(pán)相比較，缺少1個(gè)齒，最終找明故障的根本原因，將齒盤(pán)更換后，牽引系統(tǒng)在進(jìn)行輪徑校準(zhǔn)之后恢復(fù)正常。四、故障說(shuō)明在速度傳感器測(cè)速齒盤(pán)缺少一個(gè)齒的情況下，即，車(chē)輪旋轉(zhuǎn)一周，速度傳感器探頭就只檢測(cè)到了79個(gè)信號(hào)脈沖，而制動(dòng)控制單元中默認(rèn)齒盤(pán)齒數(shù)為80，也就是80個(gè)脈沖信號(hào)為旋轉(zhuǎn)一周，因此軸3在檢測(cè)到80個(gè)脈沖之后，實(shí)際上已經(jīng)超過(guò)一整圈，所以檢測(cè)計(jì)算出來(lái)3軸的轉(zhuǎn)速就比正常情況下要小一些。根據(jù)式（3），可以看出，在線(xiàn)速度相同的情況下，直徑與轉(zhuǎn)速成反比，轉(zhuǎn)速降低，則輪徑值就增大。五、結(jié)語(yǔ)本文通過(guò)簡(jiǎn)單介紹地鐵車(chē)輛速度傳感器的工作原