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新型电车电路的操控体系改良预设

发布日期:2011-07-27 来源: 中国压缩机网 查看次数: 225
核心提示:   SS 8型电力机车是目前我国准高速客运主型电力机车,其控制电路在秉承SS系列机车成熟的设计经验的基础上,得到了必要的改进,同时增加了微机控制系统。设计思想遵循冗余设计原则,以确保机车控制可靠、准确。但在控制电路的设计之中,还存在两处欠妥之处:( 1)速度分级控制只能在Ⅰ端操纵向前牵引时实现,在Ⅱ端操纵向前牵引时则实现不了。  ( 2)在辅助机组的顺序控制中,存在着压缩机、制动风机同时启动的可能性,这也是造成劈相机故障较多的一个原因。  1速度分级控制电路  1. 1原理SS 8型机车牵引、电制动
  SS 8型电力机车是目前我国准高速客运主型电力机车,其控制电路在秉承SS系列机车成熟的设计经验的基础上,得到了必要的改进,同时增加了微机控制系统。设计思想遵循冗余设计原则,以确保机车控制可靠、准确。但在控制电路的设计之中,还存在两处欠妥之处:( 1)速度分级控制只能在Ⅰ端操纵向前牵引时实现,在Ⅱ端操纵向前牵引时则实现不了。

  ( 2)在辅助机组的顺序控制中,存在着压缩机、制动风机同时启动的可能性,这也是造成劈相机故障较多的一个原因。

  1速度分级控制电路

  1. 1原理SS 8型机车牵引、电制动转换控制可由司机操纵Ⅰ、Ⅱ室司机控制器进行切换。司机控制器手柄设有“后、0、前、制”4个位置,由于有机械联锁的关系,不管司机控制器手轮在何级位,只有当手柄在“前”位时,才可实现牵引向电制动的转换(只需将司机控制器手柄从“前”位转向“制”位就可以)。这种设计方法保证了机车只能在向前牵引操纵时才能实现牵引向电制动的转换。

  SS 8型机车另配备了速度分级控制装置及其与之相应的电路系统,当它与地面信号系统构成一体时即形成了行车安全装置,一旦机车超速,可自动实现机车牵引向电制动的转换,控制机车在限速范围内安全运行。当机车速度超过目标速度时,速度分级控制系统向微机控制装置分别发出减速、Ⅰ级常用空气制动、Ⅱ级常用空气制动命令,在此过程中,电制动优先使用。具体过程如下:( 1)微机控制装置在收到减速命令时,先向机车发出惰行命令,封锁主桥触发脉冲,并向控制电路发出惰行命令,使惰行命令中间继电器27KA得电动作,其常闭点打开,切断线路接触器1KM~4KM和牵引接触器7KM的有关供电回路。

  ( 2)待电枢电流降到零时,微机控制装置通过导线482向控制电路发出制动命令,并撤消惰行命令。制动命令中间继电器28KA得电动作,其常闭点打开,断开两位置牵引电空阀的电源支路,并使7KM也继续保持断开状态。此时,如果司机换向手柄处于Ⅰ室向前牵引位,则处于制动手柄位才能得电的406导线无电,而处于向前牵引手柄位有电的导线404得电,由于28KA的联锁作用, 406经28KA常开点从404得电,取代404的牵引控制功能,实现牵引向电制动的转换。

  导线406分3个支路:经28KA联锁,使两位置制动电空阀得电动作,从而使电空阀由牵引位转换至制动位;经544KP、1YVB、2YVB、7KM、26KA使励磁接触器5KM、6KM动作闭合,导线401经28KA、1YVB、2YVB使线路接触器闭合,至此完成主电路电制动状态的构成,预备中间继电器25KA也同时在调速手轮不在0位时得电(因司机未将调速手轮拉回0位,故25KA一直保持有电状态) ;经25KA、6KM、5KM常开至469向微机发出制动构成命令。因调速手轮已处在某一级位,微机控制主电路的电流按正常di/ dt上升,不会产生电流冲击。

  1. 2存在的问题

  前面分析了司机换向手柄处于Ⅰ室向前牵引位时速度分级控制实现牵引向电制动转换的情况。那么,当司机在Ⅱ室操纵向前牵引(也即司机换向手柄处于Ⅰ室向后牵引位)时,由电路可知, 406无电, 405有电,如果406要从405处得电,则必须经过6KM常闭、1YVR、2YVR常开、429、2YVF、1YVF常闭、5KM常闭、28KA常闭、28KA常开。这是不可能的:28KA常开、28KA常闭不能同时导通,在电制动状态下是28KA常开闭合、28KA常闭断开;1YVF、2YVF和1YVR、2YVR不能同时闭合,Ⅱ室向前时1YVR、2YVR常开闭合, 1YVF、2YVF常闭断开;在电制动状态下, 5KM、6KM得电,其常闭触指都断开。因此,在Ⅱ室操纵向前牵引时,当机车超过目标速度,控制电路实现不了由牵引向电制动的转换。

  1. 3改进方案

  在404至28KA常开处加一隔离二极管32V,再从538处( 405→31V→538)引一导线至28KA常开和32V中间处,其间加一隔离二极管33V,如图1( b)虚线所示。这样,不管在哪一端司机室操纵,都可以实现牵引向电制动的转换,同时也可以防止404与405之间串电,造成误动作。

  2辅机顺序控制电路

  2. 1原理

  在辅机的启动控制过程中,采用了顺序启动中间继电器35KA和时间继电器14KT~20KT来实现辅机顺序启动,防止辅机同时启动劈相机过载烧损。

  在控制电路原理图上, 35KA由导线507经16KM、36KA、17KM、36KA支路(在压缩机未投入时)得电,或导线507经16KT、17KT (在压缩机已经投入后)使35KA得电。如果通风机按键开关6SK1( 6SK 2)在闭合位,导线508有电,再经35KA常开点、劈相机隔离开关15QS,使18KM得电,通风机1开始启动;同时, 18KM的辅助常闭点打开,使14KT失电,延时3 s后, 14KT的常闭点闭合,经通风机2的隔离开关28QS,使通风机2的接触器19KM得电,通风机2启动。18KM、19KM的常开点闭合使通风机电源电路自锁。同时, 19KM的常闭点打开( 408/ C) ,使15KT失电,延时3 s后, 15KT常闭点闭合( 412/ C) ,使导线531有电,经隔离开关29QS使硅整流装置风机接触器22KM得电动作,硅整流装置风机启动, 22KM辅助联锁常闭点打开( 410/ C) ,使19KT失电,延时3 s后, 19KT的常闭点闭合( 412/ D) ,使导线535得电,再分别经油泵隔离开关30QS,变压器风机隔离开关31QS使油泵25KM、变压器风机23KM得电动作,使油泵和变压器风机启动。受25KM常闭点控制的20KT ( 410/ E)因25KM常闭点打开而失电,延时3 s后,20KT的常闭点闭合( 413/ B) ,为制动风机启动做好了准备。

  SS 8型机车没有制动风机专用的按键开关,当机车进行电制动时,制动风机会自动投入。在完成上述通风机的控制后,导线532有电,司机换向手柄打到制动位,牵引制动转换中间继电器12KA ( 308/ F)由406导线得电动作,通过导线532经12KA常开触点使导线568有电,通过制动风机1的隔离开关32QS,使制动风机1接触器20KM得电动作,制动风机1启动;同时, 20KM辅助联锁常闭点打开( 409/ C) ,使18KT失电,延时3 s后18KT常闭点闭合( 413/ C) ,通过隔离开关33QS使接触器21KM得电动作,制动风机2启动。

  2. 2存在的不足

  35KA和14KT~20KT基本实现了辅机顺序启动,但劈相机故障还是屡有发生。通过分析知道,这除了劈相机单D三相供电系统本身具有的缺陷性,以及启动监测继电器1AK控制误动作外,辅助机组启动控制过程中,压缩机与制动风机在压缩机风压低于750 kPa以及实施电制动时会同时启动也是一个潜在的原因。压缩机电动机功率为22 kW,制动风机电动机功率为37 kW,它们同时启动很容易造成劈相机启动过载而烧损劈相机。

  ( a)原电路; ( b)改进电路由前面电路分析已知:通风机1、通风机2、硅整流装置风机、油泵风机、变压器风机在机车运行时都一直投入使用,只有制动风机和压缩机属于间断性工况。如果风压低于750 kPa,压缩机就投入工作,刚好这时需要实施电制动,制动风机就会投入工作。

  3结束语

  本软件是在DF 11型内燃机车微机控制软件长时间考核运用的基础上发展而来的,同时也吸取了其他内燃机车和电力机车控制中的一些经验教训;它本身也已经过了一段时间的现场考核,通过改进日臻完善。

  本软件如果配以我们开发的专用故障转贮分析软件,通过便携机可以对故障履历数据进行在线分析或转贮分析,为机车系统故障的诊断提供有益的帮助。

  另外,如果能提供可靠的地面线路数据参与机车运行控制,更能提高控制性能,减轻司乘人员的负担。

  在这之前532一直有电,通过12KA或28KA常开使制动风机接触器20KM得电)。

  16KT、18KT延时都是3 s,因此,压缩机1和制动风机1同时启动后,压缩机2和制动风机2又跟着同时启动。这种情况对劈相机的危害性是相当大的,虽然其发生概率不是很大,但为了改善劈相机启动工况,减少故障率,从而减少影响正常运输秩序的机破故障,有必要进行改造。

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