高速动车组受电弓控制阀板结构组成和控制原理

摘要：高速动车组受电弓是利用车顶接触网获取和传递电流的机械组成，受电弓控制阀板作为系统的重要组成部分，它的工作状态直接影响动车组受电弓的高效、稳定受流。基于此，本文通过对高速动车组受电弓控制阀板的结构组成和控制原理进行了较为全面的介绍，为现场一线的常态检修、快速普查、整改优化、线上应急和故障诊断处置等，提供了系统的思考分析方向和有力的理论参考依据。

关键词：高速动车组；受电弓控制阀板；结构组成；控制原理。

一、受电弓控制阀板功能概述

（1）受电弓升弓原理：列车发出受电弓升弓指令后，升弓电磁阀得电，压力空气经过升弓电磁阀、减压阀及车顶供气管路，一路进入气囊，驱动受电弓升起；另一路通过ADD阀到碳滑板、压力开关与ADD电磁阀。

自动紧急降弓原理：当受电弓碳滑板遭外力破坏、控制气路发生漏气以及控制模块发生严重故障时将受电弓自动快速降下，保护受电弓和接触网不遭到进一步破坏。受电弓碳滑板内部安装有ADD检测气路，具有自动降弓检测功能。异常降弓时，压力开关动作，紧急降弓EPanDWR继电器得电，触发紧急断电回路EMOFFPR继电器失电，受电弓升弓回路被破坏，电路中受电弓降下。

（2）受电弓控制阀板由气路控制单元和电子控制单元构成，实现对受电弓的主动精确控制。该控制单元有以下功能：

①受电弓升弓命令；②受电弓升弓速度控制；③受电弓降弓速度控制；

④在额定静力下控制气囊内压力；⑤过滤气动控制单元的压力空气；

⑥在维护过程中命令受电弓升弓；⑦提供受电弓升降弓信息。

其中，电子控制单元的主要功能：

①MVB/RS485/以太网通讯；②故障诊断；③故障导向安全及限速；

④根据速度等信息，控制气路控制单元，实现主动控制，调节气囊内压力（进而调整弓网接触力）；⑤控制气路控制单元，实现紧急降弓等。

二、受电弓控制阀板结构组成

（1）受电弓控制阀板主要由过滤器、升弓电磁阀、调压阀、ADD电磁阀、压力传感器及电子控制模块组成。各部件的作用：①过滤器使进入控制阀板的气体为干燥、无油的、纯净的；②升弓电磁阀接收来自列车的升弓信号，使受电弓升起；③压力传感器能够检测输入压力，然后反馈给电子模块；④压力开关用来指示受电弓的升降状态；⑤ADD电磁阀用于紧急降弓。

整个控制阀板组成一个闭环系统，能够随时的对气囊压力进行调整，以满足不同线路及速度的需求。

（2）受电弓控制阀板（EPCU）是受电弓电路和气路控制模块的总成，控制器（ECU）为电路板总成，主要用来实现电路的控制、运算等；气路阀板（PCU）主要包含参与控制的集成阀、调压阀、电磁阀、控制风管等。

三、受电弓控制阀板控制原理

（1）紧急降弓

控制线路：103A→PanUVN（106D）→EMOFFPR（常闭触点）（106R）→受电弓控制阀板（9针）。

操作紧急断电开关后，紧急断电环路断开，EMOFFPR继电器失电，其常闭触点闭合，导致受电弓控制阀板的9号针脚（紧急降弓接口）得电，受电弓控制阀板控制受电弓紧急降弓。

（2）受电弓保持回路

控制线路：103A→PanUVN（106D）→PanDWR（常闭触点）（106L）→EMOFFPR（常开触点）（106M）→①/②。

①PanUR（常开触点）（106K）→PanUR和PanUR1（100E）；

②PanUR（常开触点）（106N）→受电弓控制阀板（16针）→升弓电磁阀→受电弓控制阀板（18针，100E）。

PanUR继电器通过PanDWR的常闭触点、EMOFFPR的常开触点、PanUR的常开触点自保持得电，并通过PanUR的另一个常开触点给升弓电磁阀持续加压，受电弓保持升起。

（3）ADD压力检测

动车组通过采集受电弓压力开关的状态判断受电弓的状态。受电弓升起时，气压达到压力开关闭合值3.0±0.2bar（300±20kPa），ADD压力开关（双刀双掷式）动作打开，受电弓控制阀板6-7针（ADD压力开关触点）闭合/4-5针断开→TCMS（T408）。

控制线路：103A→PanUVN（106D）→PanUR（常开触点，106V1）→PanURTD（100E）；

103A→PanUVN（106D）→ADDPS（ADD压力开关即阀板4-5针，106V）→PanURTD（延时40s闭合开关，106W）→EPanDWR（100E）。

①当受电弓升起后，ADD压力开关检测压力值，当在40s内检测压力值不满足设定值时，通过ADDPS的常闭触点（6-7针断开/4-5针闭合）使得EPanDWR继电器得电，常闭触点断开，导致紧急断电回路失电，列车实时紧急降弓，此时该受电弓无法升起。

②碳滑板或气囊漏风时，ADD压力开关检测到动作-ADDPS闭合-EPanDWR得电-紧急断电环路断开-EMOFFPR失电-9线得电-ADD电磁阀动作快速排风-导致ADD阀动作（ADD阀可能一开始就已经动作）-快速降弓（1s）。

（4）受电弓严重故障：受电弓控制阀板13-14针（系统故障信号）→TCMS（T410）。当受电弓阀板控制器正常启动后，严重故障继电器触点闭合，输出硬线信号T410应为高电平，当受电弓阀板控制器检测到重故障或重启时，严重故障继电器触点断开，T410信号为低电平。CCU检测到T410信号为低电平时，报出受电弓严重故障。

1.受电弓控制器通信故障（6206）：①CCU监测到受电弓阀板控制器发出的生命信号超过2s（8个信号周期，每个周期为256ms）没有变化。

②底层硬件通过宿端口超时进行判断。

满足①、②任意一条后报出故障。

2.受电弓ADD紧急降弓（3000）：EPCU诊断出ADD压力开关信号异常（ADD检测气路泄漏量超过28L/min）时报出。

3.受电弓严重故障（3042）：EPCU诊断出“受电弓ADD紧急降弓”时报出该故障。

四、结束语

总而言之，高速动车组受电弓控制阀板出现故障时，会给受电弓的正常受流带来较大的隐患，直接影响着动车组高效、稳定地运行。本文通过对高速动车组受电弓控制阀板的结构组成和控制原理进行了较为全面的介绍，便于结合现场实际，精准分析、快速判断、及时处置，降低受电弓控制阀板故障的影响，避免影响行车秩序，保障高速动车组的安全、稳定运行。