crh1型动车组变流器箱故障树研究

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1、CRH1型动车组变流器箱故障树研究　　摘要变流器是列车进行电能转换的重要的部件，以满足牵引列车及牵引控制中对电能形式的需要。变流器是集中安装在一个变流器箱内，构成了一个整体，作为变流器箱安装于列车的底部。变流器箱一旦出现故障则导致整列动车无法运行，它的失效主要是内部电路失效引起，内部电路的失效可能由箱体变形导致，所以增强变流器箱体的强度，可以延长变流器箱的使用寿命，降低列车运行的故障，以此减少列车的维修成本，提高运营效率。关键词变流器箱；动车组；CRH1；故障树中图分类号：U266文献标识码：A文章编号：1671—7597（2013）031-084-01变流

2、器箱作为变流器的载体，对于动车组起着重要的作用。动车在运行过程中，由于振动和箱体自身重量的原因，会造成箱体变形。针对变流器箱的安装结构存在的缺陷，进行相应的改进。1故障树分析法故障树分析（FaultTree4Analysis，简称FTA）方法在可靠性工程中应用广泛，也就是可靠性工程中进行可靠性分析的常用方法。这种方法可以对系统的可靠性进行评价，也可以对产品制造工艺、使用维修、运行管理中所发生的问题进行分析。故障树分析法是在系统的设计过程中通过对可能造成系统失效的各种因素进行分析，因素可能包括硬件、软件、环境以及部分人为等；针对各项因素画出逻辑框图，从而确定导

3、致系统失效的各种可能或发生的概率。根据故障树的分析结果可以提出相应的解决办法和整改措施，以提高产品的使用性能。故障树分析是用规定的逻辑符号从故障的现象描述到故障产生的根源，按树状结构自上而下逐层细化，找出所有可能的导致事件发生的直接因素，及其相互间的逻辑关系，直到找出事故的根本原因，即故障树图的基本事件为止，以此找出并确定系统故障原因的各种可能和发生概率，并进行改进，由此提高系统的可靠性。故障树分析所绘制的故障树图是一种逻辑因果关系图，故障树图是从上到下逐级建树，逐级找出原因，利用树状样式的图来表达造成系统失效的最终事件。整个故障树图分为顶事件、中间事件和底

4、事件三个模块。顶事件：所谓顶事件位于故障树的顶端即导致系统完全失效的最不希望发生的事件，也就是要研究的事件。中间事件：类似树枝，处于故障树中间，导致发生顶事件的直接原因，而非根本原因。底事件：处于故障树最底端的基本事件，也就是导致系统失效的根本原因。4故障树分析是将系统中最不希望发生的故障作为故障树的顶事件，逐项分析找出导致顶事件发生的直接原因以及他们之间的逻辑关系并用特定的逻辑符号表示出来，一直分析到不能再分解为止（即找出了底事件）。要想建立合理有效的故障树，必须是在可靠性分析的基础上，加上深入的分析而得出。因此建立故障树的步骤为：首先是熟悉整个系统，确定

5、顶事件，其次找出导致顶事件的直接原因和根本原因，最后建立故障树。2变流器箱故障树分析牵引变流器是CRH1型动车组上重要的大型电气设备，其内部安装了大量的电器元件，结构复杂且自身重量较大，随着动车组运营的速度不断提高，作为电器部件的载体牵引变流器的箱体显得非常重要，首先要保证牵引变流器能够安全的安装在动车底部，其次要保证变流器箱体能提供正常的工作环境，使内部的电器部件能够正常安装，因此对变流器箱体结构的分析是牵引变流器设计的重要组成部分。4CRH1型动车组中的变流器箱一旦出现故障则导致整列动车无法运行，本文中将以变流器箱故障为顶事件展开故障树分析。经过仔细的思

6、考分析，确定导致变流器故障的中间事件分为四个方面：设备功能损坏、冷却系统损坏、电气线路损坏。经过与有经验的技术人员讨论，最后确定了安装强度不够、部件疲劳变形、短路等8个基本事件。该变流器故障的故障树如图1所示。对该故障树进行定性分析，找出顶事件（变流器故障）出现的多少种可能性，揭示处于故障状态系统中的薄弱环节、必须进行改进的故障。在图1的变流器箱故障树中可以确定变流器箱的变形是导致变流器箱故障的最大可能性。变流器箱的安装位置无法改变，因此需要将变流器箱的安装强度加大，以确保变流器箱在现有的运行环境下最大量减少变形，保证变流器的功能。3结论本文主要讲述利用故障

7、树分析方法对变流器的失效进行分析，找到变流器失效的主要原因，为安装强度的改进做好准备。故障树的建立是严谨的工作，需要具备丰富的工作经验，实用性强，能很好的满足实际生产的需要，具有一定的技术进步意义和应用价值。参考文献[1]刘冬伟，王优强.抽油杆断脱故障树分析[J].石油矿场机械，2007，36（9）.[2]刘惟信.机械可靠性设计[M].北京：清华大学出版社，1995.[3]张曙光.CRH1型动车组（第一版）[M].北京：中国铁道出版社，2008.4