“縱橫分析法”在城市軌道交通車輛電路原理圖的探究

王新銘 張慶玲

摘 ?要：在分析城市軌道交通車輛電路時首先要讀懂分區與標題框信息、元件代號、線號與屏蔽線號及元器件圖形符號;然后運用“縱橫分析法”，在深入分析各元器件與它前后左右的元器件組成的支路及其作用的基礎上，關注電路原理圖中具有一定邏輯關聯的若干獨立區域，最后對某系統或某幾個有關聯的系統進行整體分析與研究。

關鍵詞：縱橫分析法 ?城軌車輛 ?電路 ?高速斷路器

中圖分類號：TU984 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）12（b）-0042-03

1 ?分析城市軌道交通車輛電路時應具備的4個讀懂

要首先做到4個讀懂。

（1）讀懂城市軌道交通車輛電氣原理圖的分區與標題框信息指示。

在分區上，電路圖橫向平均分成8個區，分別用數字1、2、3、4、5、6、7、8表述出來;縱向平均分成6個區，分別用字母A、B、C、D、E、F表述出來。這樣表達的目的是將整張圖分割成若干小區域，便于快速了解電路圖，如圖1所示。

（2）讀懂電氣圖中的元件代號。

城市軌道交通車輛電氣系統中的每個元件均有元件編號，包括功能組、元件電氣文字符號、元件代號、安裝位置代號等信息。如圖2所示，第1位、第2位為元件功能組代號，用01～09表示，詳細的功能組代號及意義見表1;第3位為元件的電氣文字符號，用英文字符表示，詳細的功能代號及意義見表2;第4位、第5位為元件的流水序號，用01～99表示。

（3）讀懂電路圖中的線號與屏蔽線號。

線號由5位數字組成，第1位為功能組代碼，用1～9表示;第2位、第3位表示該電纜組中的頁碼，用01～09表示;第4位、第5位為連續序號，用01～09表示，如圖3所示。屏蔽線號有專門的編號，用6位字符表示，前5位與通用電纜的標識相同，第6位S表示屏蔽線號，如圖4所示。

（4）讀懂城市軌道交通車輛電路原理圖中元器件的圖形符號。

僅僅掌握4個讀懂還是不夠的，還要掌握城市軌道交通車輛電路原理圖的具體分析方法。

2 ?城市軌道交通車輛電路原理圖的縱橫分析法

城市軌道交通電路原理圖的分析方法有許多種，但無論哪種方法，都應具有一個原則，就是簡單實用，易于掌握。“縱橫分析法”是一種簡單實用的電路原理圖分析方法。

所謂“縱橫分析法”是指“縱向”“橫向”，“縱向”是指在分析電路原理圖時，對電路中的元器件有“深入的理解與認識”。以受電弓升弓電磁閥為例，要求城市軌道交通車輛技術專業學生掌握它的作用、結構、種類、原理、電氣特性、技術參數、檢修方法與步驟、常見故障分析與處理等，只有掌握了這些，才能對其進行深入的分析;“橫向”是指在掌握了“深度”的基礎上，還要聚焦“支路”、著眼“局部”、放眼“系統”。

聚焦“支路”是分析某個特定元器件與它前后左右的元器件組成什么樣的支路，這樣的組合有什么樣的作用。

著眼“局部”是分析與研究時將電路原理圖按照一定的邏輯劃分成若干獨立的區域，然后分別進行有側重的分析與研究。圖5為平波電感、支撐電容和制動單元電路組成的預充電電路，在制動模塊方面，其系統預充電時牽引逆變器處于待機狀態，制動模塊僅僅作為充電電路的一部分;當牽引電動機負載制動時，牽引逆變器處于能耗制動狀態，電阻R0作為牽引電動機制動負載;其系統正常逆變工作時，制動電路的開關管QS斷開，電阻開路。預充電和制動工作在各自的工作狀態，并且各狀態之間相互獨立，沒有影響。

放眼“系統”是指在掌握聚焦“支路”、著眼“局部”的基礎上，對某系統或某幾個有關聯的系統進行分析與研究，不再以元器件、局部區域為分析與研究對象，而是把回路與電流引入，即以電路原理圖中工作電流的方向為分析與研究的重點，電流經用電設備后，必須形成回路才能形成有效電流。

掌握城市軌道交通車輛電路的“4個讀懂”與“縱橫分析法”，只是為在實際學習與工作中打下一定的基礎，要想熟練運用并快速讀懂電路原理圖，準確發現城市軌道交通車輛電路的故障，還需進行大量的練習。

3 ?運用一種讀圖方法進行高速斷路器閉合過程分析

B車高速斷路器的接通與斷開控制電路如圖6所示，控制電路的電源由蓄電池提供。

以B車為例，為了使高速斷路器接通，必須滿足以下條件：列車控制接通繼電器（72-K02）的線圈得電，升弓繼電器（21-K10）的線圈得電，B車斷開高速斷路器繼電器（21-K01）的線圈得電，控制B車高速斷路器繼電器（21-K01）的線圈得電。

當滿足以上條件以后，接通B車高速斷路器接觸器1（21-K08），由于在該接觸器線圈上的電流較大，當線圈得電后，立刻將該接觸器的常閉觸點31-32斷開，同時將該接觸器的常開觸點13-14閉合，這樣該接觸器線圈的供電線路中串接一個限流電阻，減小了電流，保證線圈可以長時間安全工作，同時也保證了司機不必一直按著高速斷路器接通按鈕。

在B車高速斷路器接觸器1（21-K08）線圈接通得電的同時，B車高速斷路器延時吸合繼電器（21-K07）的線圈也將得電。由于它是延時吸合（延時0.5～1s），在延時時間內其常閉觸點15-16依然處于閉合狀態，這樣在這段時間內B車高速斷路器接觸器2（21-K09）線圈也因此而得電。

從上面的分析可以知道，在B車高速斷路器延時吸合繼電器（21-K07）的延時吸合時間內，高速斷路器接觸器1（21-K08）和高速斷路器接觸器2（21-K09）的線圈都得電，這樣21-K08的常開觸點1-2和3-4與21-K09的常開觸點1-2和3-4都處于閉合狀態，B車高速斷路器（11-Q01）主線圈的S-R都得電，高速斷路器觸點就處于接通狀態。同時，由于主線圈S-R得電，吸引內部機械裝置移動到導通位置，高速斷路器就處于導通狀態，車輛主回路接通。

當B車高速斷路器延時吸合繼電器（21-K07）的延時吸合時間到了以后，21-K07的常閉觸點15-16將會斷開，高速斷路器接觸器2（21-K09）的線圈因而失電，21-K09的常開觸點1-2和3-4隨之斷開。此時由于高速斷路器斷開按鈕未被按下，B車斷開高速斷路器繼電器（21-K02）線圈保持失電。這樣即使21-K09的常開觸點1-2和3-4處于斷開狀態，B車高速斷路器（11-Q01）的主線圈S-R依然能夠經B車高速斷路器限流電路（21-R02）、B車斷開高速斷路器繼電器（21-K02）的常閉觸點31-32保持得電狀態。這些裝置主要是為了對流經B車高速斷路器（11-Q01）的主線圈S-R的保持電流進行限流，以免短時間內大電流流過線圈導致線圈損壞。

當B車高速斷路器（11-Q01）的主線圈S-R處于得電狀態后，B車高速斷路器（11-Q01）的常開觸點D-C和H-G隨之閉合，這樣KLIP分站1的引腳A5和牽引控制單元（TCU）的C079板卡的引腳Z10將收到高速斷路器已經合上的信息。

城軌車輛電氣系統是控制車輛各功能的核心，其電路圖多且復雜，若要對城軌車輛電氣故障進行及時診斷與維修，則必須先讀懂電路圖，還需耐心細致地鉆研電路的控制原理。

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