電力機車電機過流與勵磁過流保護試驗的簡便方法:檢測技術及其自動化裝置

王棟

針對SS34000系電力機車在大修出廠時，對電機過流保護，勵磁過流保護的試驗提供一個輕便的試驗臺，提出利用功率器件模擬列車牽引、制動工況時機車電流傳感器的值，實現電機過流保護與勵磁過流保護的試驗。

對管電路；電子柜；牽引電機過流；勵磁過流

北車蘭州機車有限公司對于SS34000系機車在出廠時要求進行機車牽引電機過流保護試驗和勵磁過流保護試驗。針對這種情況，要求設計一個便攜式設備利用車載?4V電源為供電電源，模擬機車運行時各種工況下的不同電流信號，檢測電子柜對于電機過流的保護和勵磁過流的保護。在此之前，出廠時通常采用短接的方式進行試驗，用這種方法只能判定電子柜對于電機過流和勵磁過流有保護的功能，但是對于開始跳斷時的電流大小沒有一個具體的數據。

SS3型電力機車采用的是TQG6B型電流傳感器，輸入電流為500A時，傳感器輸出100mA。機車牽引電機電流反饋的方式如下，在傳感器輸出端接入阻值為10的測量電阻，該測量電阻裝在電壓給定插件上，電壓信號再經過比例放大環節在其端子上形成第一電機電流反饋信號，再經過反相運算放大器反相得到輸出電壓信號，一個轉向架的3臺電機電流反饋信號輸入到由運算放大器組成的最小值選擇器，輸出即為本架3臺電機中最大電流反饋信號，該信號執行電機過流檢測及保護。勵磁電流反饋信號的處理基本上和牽引電機電流反饋相同，不同的是勵磁電流反饋采用同相運算放大器，得到的輸出信號為負值。

利用功率管搭建的電路來模擬列車電流傳感器輸出的電機電流信號及勵磁電流信號，電路如圖1所示：

由一個PNP管和一個NPN管組成乙類雙電源互補放大電路即對管電路，該電路在此的主要目的就是能通過開關的切換，實現模擬電機過流和勵磁過流時電流傳感器輸出的不同形式的電流信號。由前述可知電機電流信號為正，勵磁電流信號為負。

具體分析為：當K1和K4打開時K3、K2閉合電路等效為下圖2所示。在該電路中、、。在開始試驗時確保電位器阻值為最大，此時a點電位為0，兩個三極管都不導通，調節電位器R1此時a點電位大于0所以NPN型三極管導通而PNP型三極管截止，輸出電流為正，如圖紅線所示。此電流可以模擬電力機車電機過流時傳感器輸出的電流值，可用于電機過流保護試驗。

當K1、K4閉合時K2、K3打開，a點電位為0，兩個三極管都不導通，調節電位器R2此時a點電位小于0所以PNP型三極管導通而NPN型三極管截止，輸出電流為負，如圖3紅線所示。此電流可以模擬電力機車勵磁過流時傳感器輸出的電流值，可用于電力機車勵磁過流保護試驗。

為了得到電力機車電機過流與勵磁過流保護時的實際電流值，可以在輸出端V0處加一個數字電流表，設置其顯示比例為輸入100mA顯示為500A，利用該電流表可以很直觀的看出電力機車電機過流時與勵磁過流保護時的具體數值。

通過在北車集團蘭州機車廠的實際應用來看應用該電路搭建的SS34000系電機過流，勵磁過流試驗臺完全符合實際需求并且有利于檢測人員測試。