SS7型電力機車重聯試驗裝置

羅 勇

（南寧鐵路局機務處，工程師，廣西 南寧 530003）

南昆鐵路自1997年正式開通運營以來，運量逐年穩步增長，雖然路局幾次增噸提速，但線路的通過能力仍接近飽和。為進一步提高線路的通過能力，必須通過雙機重聯牽引來增加列車的牽引重量。采用重聯控制，本務司機操控方便，雙機給流、制動步調一致，能充分發揮雙機的牽引力，便于本務司機調整列車運行速度，使機車能以較高速度運行。南昆線牽引主型機車為SS7型電力機車。南寧機務段SS7型電力機車機力緊張，因此安排機車在修時間短，造成庫內車少難以配對進行重聯試驗，因而保證不了機車重聯裝置的質量，致使線上機車經常發生重聯故障，嚴重影響運輸秩序。為解決庫內車少重聯試驗困難的問題，研制開發了SS7型電力機車重聯試驗裝置。該裝置主要由供電電路、調制解調器、重聯控制電路及顯示屏四大部分組成。利用此試驗裝置，可以實現由1人完成對單臺SS7型電力機車的重聯試驗。

1 供電電路

1.1 構成 重聯試驗裝置在任一機車上都可方便使用，其外電源取自機車電源柜+110 V直流電。從機車電源柜引入的直流電，經插頭插座、空氣自動跳閘開關和萬能轉換開關，一路進入試驗裝置內部，提供給控制電路+110 V電源以及開關電源輸入端使用，另一路經隔離二極管到達重聯線N422號線，通過重聯線返回機車，供機車使用。

由于調制解調器和故障顯示屏額定輸入直流電壓+5 V和+15 V，且所需功率不大，為使裝置體積小、重量輕，所以采用普通的開關電源。+110 V直流進入開關電源經逆變、整流、濾波，產生+5 V、+15 V電壓輸出，分別供給調制解調器和故障顯示屏使用。

1.2 開關電源原理 開關電源是重聯試驗裝置供電電路中的一個重要的組成部分。它是一種電壓轉換電路，因為開關三極管總是工作在“開”和“關”的狀態，所以稱開關電源。開關電源的基本工作原理〔1〕：由110 V直流輸入電壓送至L，C濾波器，從而獲得一個比較平穩的直流電壓。該直流電壓由開關管控制，使得變壓器原邊獲得一個100 kHz的推挽方波電壓，經變壓器耦合，在次邊得到一組輸出的方波電壓。輸出電壓的偏差經電壓調節環節放大，送至脈寬調制驅動電路，根據偏差電壓的大小自動調整開關管的脈沖寬度，從而確保輸出電壓的穩定。輸出電壓的另一路經過電壓檢測電路判別，如發生過壓，則過壓保護執行電路將封鎖脈寬調制電路，從而使開關電源輸出為零。過流保護由開關管電流檢測電路來保證，一旦輸出電流超過給定值，則過流保護動作，限制開關管的驅動脈沖的寬度，從而實現過流保護。

2 調制解調器

重聯試驗時裝置必須模擬司機控制器調速手輪送出給流信號，同時對試驗機車送來的給流信號還原為一個定值電壓的調制信號，以電流幅值的變化來檢測機車司機控制器調速信號的輸出是否到位，所以重聯試驗裝置中要設置一個調制解調器。調制解調器在電路結構上分為調制器和解調器兩部分。

調制器對試驗裝置電位器送來的電流給定值這一模擬量進行定頻調寬變換，調制脈沖寬度與電流給定值成正比，電平為機車蓄電池電平。調制后的電流給定值經由連接線通過機車重聯插座送給機車電子控制柜，再由電子控制柜的解調器進行解調，獲得原電流給定值的模擬量〔1〕。當轉動試驗裝置電位器時，機車牽引電機電流也會隨之升降。

解調器的作用是將機車送來的調制信號經解調信號輸入端進入，經過變換成幅值為9 V的調制信號，由試驗裝置上的電流表模擬顯示機車給流情況。為了獲得與輸入電流給定值相同的輸出值，需要一個精確的中間變換環節，解調出與輸入相同的輸出值。為防止在調制器或解調器發生故障時，解調信號輸出值超出額定電壓，電路中設置了最大值限制環節。另外，為防止輸出信號超出有效范圍造成誤顯示，在輸出端上還設有監視電路，當輸出值小于-0.5 V或大于+9.5 V時，比較器翻轉，從而沒有輸出。

3 重聯控制電路

3.1 結構及原理 機車重聯運行時，本務機車司機操縱按鍵開關和司機控制器，通過重聯導線可同時控制重聯機車。重聯試驗的主要目的是檢查機車重聯控制是否正常。重聯控制主要是通過裝置中的重聯控制電路來實現。重聯試驗裝置控制電路主要由按鍵開關、換向開關、中間繼電器、時間繼電器、電位器、二極管等部件組成。為使操作者工作方便，按鍵開關、換向開關及電位器按機車司機操縱臺的順序進行布置。重聯控制電路原理如圖1。進行重聯試驗時，操作者按試驗規程操縱試驗裝置及試驗機車上的指令電器，指令信號通過重聯控制電路后，試驗機車上的相應執行電器應正確動作，機車顯示屏顯示其動作信號，并通過重聯線將執行信號送回試驗裝置顯示屏，此顯示屏應與試驗機車顯示屏顯示一致。試驗內容包括受電弓升降、主斷路器分合、輔機開停、機車運行前、后方向控制以及牽引、制動特性控制等。

圖1 重聯控制原理框圖

3.2 功能 當試驗裝置作為“重聯機車”，試驗機車作為“本務機車”使用時，試驗裝置能夠真實、完整、按規定的邏輯控制關系顯示，反映來自試驗機車的各種控制信息。當試驗裝置作為“本務機車”，試驗機車作為“重聯機車”使用時，試驗裝置能按規定的要求發出各種控制信號，給出各種指令，試驗機車能夠按指令要求執行各項操作，實現重聯機車的各項功能，從而達到檢驗機車重聯有無故障的目的。

4 顯示屏

4.1 結構及原理 檢驗機車重聯有無故障，必須設置一套便于觀察的顯示裝置。為此，試驗裝置采用的是與機車相同的顯示屏。其信號燈采用由15 V直流供電的發光二極管，在發光面板上刻有相應的文字，以說明故障顯示內容。顯示屏分為上下2排，各有13個發光二極管。上排顯示試驗裝置信號，并通過重聯線束送達試驗機車，其顯示內容與試驗機車顯示屏下排顯示信號相對應；下排顯示試驗機車信號，其顯示內容與試驗機車顯示屏上排顯示信號相對應。

4.2 功能 顯示部分主要用于顯示試驗裝置發給機車的各種信號是否送出，以及從機車發來的各種信號是否送達，以此來判斷機車與機車重聯時是否存在故障。重聯試驗時，無論是操作試驗裝置的還是試驗機車的指令電器，裝置顯示屏與機車顯示屏所顯示的信號都應一致。否則說明機車重聯存在故障，必須按顯示信號對相應的電線路或電器部件進行故障查找。

5 結束語

SS7型電力機車機車重聯試驗裝置經過反復試驗及調試，性能達到設計要求，于2007年10月在南寧機務段投入使用。經2年多的運用，運行情況良好，質量可靠，方便了檢修人員查找機車重聯故障，提高了檢修質量及工作效率。機車重聯試驗裝置研制成功，為電力機車的重聯運用提供了可靠的檢測手段，從而保證機車重聯運用的安全可靠，減少了機車庫內整備時間和在修停時。

〔1〕謝步明.韶山7型電力機車〔M〕.北京:中國鐵道出版社，1998.