SDD6型機車輔助直流電壓控制原理及故障排查分析

花云 沈科

摘要：本文介紹了SDD6型機車在直流輔發啟動大功率負載后無法穩定在110V，且恢復時間較長，嚴重影響機車正常使用。針對該故障文章對機車直流輔助發電回路進行分析，通過對穩壓控制原理進行探究，不斷測試查找，排查故障原因。

關鍵詞：SDD6型機車;直流輔助發電;電流;電壓傳感器;

一、 故障現象

SDD6型機車在使用過程中，每次機車正常起機后，當直流輔發電壓穩定在110V時，空壓機啟動后，微機屏顯示直流控制回路的電壓瞬間下降至104V，約1分鐘后電壓恢復至110V，空壓機開始正常工作。待總風缸壓力達到9KG壓力后，空壓機停止工作，微機屏顯示直流控制回路的電壓再次下降至104V，約1分鐘后恢復至110V。此時如果空調在運行狀態，空壓機啟動后空調會自動跳電停止。該問題嚴重影響了機車的正常運行，對此我們分析了機車直流輔助發電回路，查找故障原因。

二、直流輔助回路原理分析

機車直流輔助回路的控制原理為：柴油機起動后，系統自動將直流輔助發電機轉為發電工況，通過電壓、電流傳感器采集發電的電壓、電流進行PID計算，輸出控制信號調節直流輔助發電機勵磁，自動實現限壓恒流充電、恒壓浮充電兩種模式的蓄電池充電，同時根據電壓、電流傳感器采集的充、放電電流判斷其工作狀態，如果出現過壓或不充電等異常，將進行報警并保護。

根據故障現象分析，首先懷疑空壓機啟動的瞬間大負載導致直流輔助電壓壓降偏大，微機輔發勵磁無法在短時間內對輔助發電進行調整，進而影響了空壓機和空調運行。所以將直流輔發的勵磁調節板ERB3進行更換，再將空壓機啟動接觸器的線圈KMAP2的線路脫開，甩除一個空壓機來降低啟動負載。重新起機后發現所有故障依舊，沒有任何改善。

根據電器原理圖分析（如圖1所示），輔助發電電壓的調節是通過輔助回路的TV3（電壓傳感器），TA8（電流傳感器）將模擬量信號輸入給PLC，PLC通過數據處理，將直流輔發勵磁信號（0～10V電壓信號）輸出給直流輔發的勵磁調節板，調節板通過控制三極管的開通占空比來調節和控制直流輔助發電機的勵磁電流，從而控制輔助發電電壓值（如圖2所示）。在直流控制回路電壓下降至104V時，使用萬用表測量勵磁調節板的輸出1腳和2腳時，發現不通;測量輸出3腳和2腳的電壓為0V。待直流控制回路電壓恢復至110V時，勵磁調節板的輸出1腳和2腳是通的。由此可以推測電壓下降時，PLC控制信號禁止了勵磁調節板的輸出，直流輔發勵磁電壓為零。

三、故障原因排查

通過對空壓機控制回路和電源線路以及輔發勵磁控制回路進行檢查和核對，沒有發現問題。查看輔助回路電氣線路圖，在發生壓降時，微機屏所顯示的電壓值不是直流輔助回路的電壓，而是直流控制回路的電壓，也就是蓄電池的電壓104V。實際輔助回路的電壓會很低（通過測量最終電壓會降至4V），從電壓下降到恢復中間大約有近1分鐘的時間，根據測量整個電壓變化過程發現，電壓下降和恢復的時間都很短，中間大約有近1分鐘的時間都保持在了4V左右。由此確定直流輔發的勵磁是被PLC控制的勵磁調節板封住了，所以空壓機和空調都會發生跳電現象。找出觸發勵磁調節板封勵磁的觸發原因是解決問題的關鍵。

PLC輸出給勵磁調節板的信號是依據輔助回路的TV3（電壓傳感器），TA8（電流傳感器）的數據來判斷，驗證傳感器輸出是否正常是決定PLC輸出給勵磁板的信號是否正確的關鍵。用萬用表測量電壓下降時傳感器信號的輸出電壓，結果都在5.1V左右，通過換算5.1V大概對應的輸出值為102，這個數值相對于TV3（電壓傳感器）檢測的電壓值是符合的，大約是蓄電池的輸出電壓。但對于TA8（電流傳感器）檢測的電流值是不符合機車實際的，相當于輸入給PLC的電流信號達到了102A，在輔發電機幾乎不發電的前提下，僅由蓄電池供電的控制回路里的電流值應遠低于100A。所以這個數據是異常的。

將TA8（電流傳感器）的信號線H123脫開，起機后直流輔助發電壓正常，啟動空壓機和空調均未發生跳電、停止的現象，機車恢復正常。綜上判斷是TA8（電流傳感器）故障導致直流輔助發電電壓異常。

四、改進措施

檢查TA8（電流傳感器）的安裝及接線，傳感器實物的接線點位為+、-、G、M、0五個點（如圖3所示），電氣原理圖傳感器標注的點位為+15V、-15V、M、E點，經過比對，原理圖E點的H100L線號接在了實物G點上，查閱產品規范說明，應將H100L線號接在實物的0點上。線路調整后起機測試一切正常。并修改電氣原理圖的傳感器定義，使之與實物保持一致（如圖4所示）。

五、結語

本文介紹了SDD6型機車由于電流傳感器接線錯誤導致輸出的模擬信號偏差，影響了輔助發電勵磁電流導致直流輔發電壓在運行過程中產生波動的問題。在故障處置過程，經電路分析和逐步排查，對相關電路和控制方式有了更深入的了解，為機車電氣故障處置積累經驗。

參考文獻

[1] 鞠永強.等 SDD6型 機 車 的 控 制 系 統《內燃機車》[J]，2009（8）.