內燃機車控制器電路改進

2015-01-01 02:18:52朱穎珍郭宣召

設備管理與維修 2015年9期

朱穎珍郭宣召尹星

（萊蕪鋼鐵集團公司運輸部機車段山東萊蕪）

一、存在的問題及分析

內燃機車控制器（DLC）是電傳內燃機車電氣控制系統核心部分，易損壞且其電路集成復雜，檢修困難，價格昂貴，檢修成本高（每年萊鋼運輸部電傳機車僅DLC一項費用約需30萬元）。DLC易損壞問題始終是企業檢修難點，某鋼廠機車運行過程中燒損300余塊DLC，費用達300余萬元，最后只好DLC控制系統淘汰換型。目前DLC有E1和M2兩種型號，E1型DLC為DF10D機車用，電路板為正反2層板，屬普通類型板，相對容易維修；M2型DLC為DF4D和GKD1A機車用，電路板為4層板（板內部有電路），若損壞無法維修，一般只能報廢。技術人員通過分析DLC板結構、外觀及有關說明資料、DLC損壞狀態等方面，發現雖然E1型DLC板自身不存在設計缺陷，M2型DLC板存在設計缺陷（加重其燒損程度和頻率），但均不是DLC板頻繁損壞的主要原因，而是外圍配套保護電路存在設計缺陷，具體原因如下。

（1）啟機過程中，啟動發電機電樞和勵磁互相激勵，造成發電機勵磁繞組被感應出很高的感應電動勢，該電動勢易擊穿DLC，致其損壞。

（2）啟動發電機在發電過程中，輔助發電勵磁控制接觸器FLC主觸頭在閉合狀態。當發電停止時，FLC主觸頭斷開，此時發電機勵磁繞組存儲很大電能無法釋放，易產生強反電勢擊穿DLC，致其損壞。

（3）在機車輔助發電過程中，FLC接觸器主觸頭吸合不到位或因機械等原因出現抖動，導致發電不穩，此時勵磁繞組電磁能量無法正常釋放，也會產生強反電勢擊穿DLC，致其損壞。

（4）勵磁機勵磁回路中，釋放勵磁機勵磁能量的續流二極管副端接線位置設計不當，造成勵磁機勵磁能量無法正常釋放，頻繁強電勢不斷沖擊DLC，致其損壞，還會導致竄車現象，后果嚴重。

綜上，由于電路設計問題，機車電感性負載（電機類）在運行過程中產生的感應電勢能無法正常釋放，產生的強電勢不斷沖擊DLC板，導致DLC板頻繁損壞。

二、改進措施

1.外圍保護電路改進（E1、M2型DLC板）

通過上述分析，解決問題的關鍵是有效釋放感性負載產生的感應電勢能。以啟動發電機為例進行改進，勵磁機及其他電機改進原理類似。在發電機勵磁繞組兩端并聯20A大功率續流二極管和20Ω、200W管型限流電阻（圖1虛線框），在啟機過程中，可有效吸收發電機勵磁繞組因感應產生的磁能，有效鉗位反電勢電壓，避免擊穿DLC。同時，在發電機發電過程中，可以避免因FLC觸頭閉合不良、抖動和斷開引發的發電機勵磁繞組磁能向高感應電勢轉換造成的DLC損壞。

圖1 改進后的外圍保護電路

2.M2型DLC板電路改進

M2型DLC板的CMOS管在勵磁回路中起開關作用，動作頻繁且最容易受到外部電壓沖擊而燒損（檢測燒損M2板，確認多為過電壓造成），在整個勵磁回路中相對薄弱。由于設計缺陷，M2板CMOS管無過壓保護設計，為此在CMOS管漏極和源極之間加裝1個14D201K型壓敏電阻（圖2），使其在電路承受過壓時進行電壓嵌位，防止過壓燒損。

圖2 M2型DLC板改進

三、改進效果

DLC電路改進后，E1型和M2型DLC板故障率分別下降70%和40%以上，每年節約維修費用超過10萬元。由于M2型DLC板結構設計復雜，要使其故障率下降70%以上，還需深入研究其保護電路原理，不斷進行理論研究和實踐檢驗。