电动塞拉门控制系统故障分析与诊断方法初探

郭显鹏

（南京康尼机电股份有限公司，南京 210013）

由于塞拉门产品具有较高的安全舒适性，其已经在城市公交客车行业得到广泛应用，包括地铁、有轨电车、公路车辆、城市公交等。目前，国内的塞拉门市场刚刚起步，随着新能源公交车的快速发展，现有公交车辆内、外摆门已无法满足人们对商用车安全性、舒适性和运营可靠性的要求，导致出现控制故障。因此，需要运用合理的诊断方法，解决电动塞拉门的故障。

1 电动塞拉门控制系统的重要性

电动塞拉门控制系统是通过控制系统来操作车辆塞拉门的一种成熟技术，能够应用在多种不同车辆的电动单、双开塞拉门产品中。这可以说是公交车门技术的一次升级，塞拉门控制能够更好地解决乘客迅速逃生撤离的问题。

电动塞拉门控制系统主要具有如下特点：一是安全可靠高，依靠双重锁闭技术，能够在塞拉门连接件失效状态下，可保持车门锁闭。车门向外塞拉，发生事故时，可快速疏散乘客；依托智能防夹技术，能够检测出最小检测障碍物宽度为10mm。二是门机构系统集成化，零部件少，结构简单，运行可靠性高，采用轨道RAMS技术进行可靠性分析，并试验验证。门控器通过EMC、环境等多项试验验证，安全可靠。三是可维护性高。电动塞拉门控制系统采用模块化设计，零部件集成装配，方便管理；易损易耗件预留维护空间，更换方便，维护成本低。四是适应性强。系统的控制器能够防水、防尘，配备系统的冗余接口具有良好的环境适应性。

2 电动塞拉门系统的故障分析

电动塞拉门的控制系统主要由电子元件、电磁元件、集成电路等构成，除了使用无位置传感器来优化系统的可靠性，控制系统的其他部件仍旧能够产生运行影响，导致的故障也各不相同。通过分析控制系统的直流电机和工作波频，人们可以控制系统故障，可以将其作为系统故障检测的依据。

2.1 电机故障

电机故障的表现方式主要是机械振动和机械过热，产生这样故障的原因是电机绕组故障，绕组故障主要分为短路和开路故障两种。由于电机的轴承出现润滑油枯竭，轴承的摩擦力就会产生摩擦距离不平衡现象，发生电机振动。电机绕组中的任意一相出现短路现象，该相的电流不平衡和绕组过热会导致短路故障，最后形成对地短路的后果。但绕组发生短路后，电机的直流母线会产生一定的变化，通过分析频段，如果电机的绕组存在一相开路，电机无法运转，也就无法启动。

2.2 三相桥故障

三相逆变桥是由六个同等功率大小的开关元件组成，产生的主要故障是快关短路故障。当三相开关逆变器发生短路故障时，保护电路就会立刻控制信号，停止电路工作。如果开关器发生故障时，控制系统的电机处于缺项状态，导致直线母线电流出现不正常状态，导致电机出现错误运行[1]。

2.3 控制电路故障

控制电路一般都会采用DSP（处理器），它产生的故障主要分为两种，即软件故障和硬件故障。软件故障指的是数据处理过程中，控制电路出现差错，导致系统出现不可复故障；硬件故障指的是列控系统和通信总线，当控制电路和通信总线出现故障时，电路会无法接收到控制信号，影响输出。同时，当控制电路和三相逆变器发生输出故障时，会对电路的输出产生一定的影响，当控制信号呈现高电平输出后，相对应的快关元件会形成短路故障。

3 电动塞拉门系统的故障诊断方法

现代化智能列车，都有控制系统和贯穿组全身的控制元件。在组运行和检修过程中，列车控制网络分散在各节车厢，组成列车网络控制系统。这个控制系统对整个列车各项功能的实现及发生的故障进行实时监测。

（1）控制系统实时控制并诊断各系统功能，对整列组的高压牵引系统、辅助供电系统、空调系统、塞拉门系统等进行全方位监测。当以上某个系统出现故障时，控制系统会将故障进行记录存储；对于影响组运行的故障，控制系统直接输出控制指令，使组降速或停车；发生不影响安全的故障时，控制系统提示随车机械师进行重点关注。组回库后，由地面维修技术人员用计算机对控制系统内存储的故障信息进行下载。技术人员使用专业软件对下载的数据进行分析，通过数据分析查找故障原因，指导机械师对组进行有针对性的检修。

（2）在数据下载过程中，技术人员需要打开司机室内的相关设备舱门，然后将调试电缆连接计算机与组的中央控制单元，使用专业软件进行相关操作。数据分析的主要项目有：查看车辆当前状况数据、查看历史数据、查看协议数据、查看环境数据、中央控制单元转换、组某项功能的测试以及中央控制系统的软件复位等。

（3）通过对数据下载分析，可以消除组“闪报”故障。所谓“闪报”故障，就是故障可能发生1s或几秒后系统就自动恢复，但是会在历史故障数据中留下故障记录，通常此类故障可能是误报警引起的，但也不排除是真实故障的可能。技术人员进行数据分析时，首先要辨明故障的真假。造成故障假象的原因很多，可能是检测线路故障、检测传感器故障、检测软件系统缺陷以及突发电磁干扰等原因引起的。通过对下载数据进行分析，人们可以快速、准确地判断这些问题，对真正发生的故障可以准确判断出具体故障点，提示技术人员对相关线路、继电器、传感器进行检查或检修，对软件系统本身存在的缺陷进行升级补充等。

（4）通过分析数据还可以对控制系统的一些故障进行提前防范。以京津城际铁路使用的CRH3 C型组为例，该型组电动塞拉门控制系统故障有一些预防性的故障代码。当列车的某一运行参数达到预设门限值时，“控制系统”会进行预报警。但这类代码不在组运行中的司机室或监控室屏幕上显示，只有通过数据下载分析才能提前发现。例如，针对轮径值超差和转向架横向加速度预报警等问题，技术人员通过数据下载分析，可以提前对相关预报警的轮对进行人工数据复核，及时组织人员镟修处理存在的问题。除此之外，通过数据下载分析，技术人员还可以准确判断人为操作或误操作对列车的影响，清楚地掌握乘务人员的每一项具体操作，具体到何时、某节车厢等，能够有效规范人员的操作流程[2]。

4 结论

诊断检测电动塞拉门控制系统故障，能够提升车辆安全运行的质量。在此基础上，技术人员使用专业软件对下载的数据进行分析，通过数据分析查找故障原因，指导机械师对组进行有针对性的检修。同时，技术人员对软件系统本身存在的缺陷进行升级，可以快速、准确地判断这些问题，对真正发生的故障可以准确判断出具体故障点。因此，通过利用多种诊断手段，人们能够有效地解决电动塞拉门控制系统故障。