SS8和SS9电力机车牵引电流不平衡原因及对策

1、2 0 0 6 年第 4 期 2 0 0 6年 7月 1 0日 机 车 电 传 动 E LECTRI C DRI VE F OR LOCOM OTI VES No4 ，2 00 6 J u l y 1 0 ，2 0 06 运 用检 修 S S a 和 8 8 9 电力机车牵引电流 不 平 衡 原 因 及 对 策 傅伟才， ( 广州机务段 检测所， 唐 和 生 广东 广州5 1 0 0 1 0 ) 摘要：针对 S S s 、S S 9 电力机车在运行过程中造成电流 不平衡的原因，从微机系统和机车主电路两方面人手进行分 析，并提出了检修时应注意的问题及对策。 关键词：S S 8 ；S S 9 ；电

2、力机车；牵引电流；不平衡 中图分类号：U2 6 9 6 文献标识码：B 文章编号：1 0 0 0 1 2 8 X( 2 0 0 6 ) 0 4 0 0 7 4 0 2 S S 8 、 S S 9 电力机车电流不平衡是指机车在牵引运 行过程中出现两转 向架间电流相差较大的情况。当两 转向架间电机电流相差较大时， 容易引起牵引力不足 ， 影响机车的加速度 ， 造成机车误点。 一般认为， 当两转 向架间电机牵引电流相差值经常性的出现 1 0 0 A以上 时， 应该进行处理。因此 ， 研究这一问题 ， 给予适 当的 控制 ， 对现场的机车运用很有必要 。 1 原 因分析 从现场的使用情况及 S S s

3、 、 S S 9 电力机车牵引控制 原理分析， 造成机车牵引电流不平衡主要表现在 2 个方 面：一是 由于机车微机控制系统原因；二是机车牵引 主 电路 的原 因。 1) 微机系统原因引起的电流不平衡 S S s 、 S S 9 电力机车微机系统的控制是 2 台转向架分 别进行信号调节取样并 由相应转向架微机进行控制 ， 由恒流控制、 准恒速控制， 空转抑制和高速削磁阶段的 限压环节组成机车的牵引特性控制。 因此， 由于微机系 统原因引起的电流不平衡主要表现在两转 向架间手柄 指令不一致 、 机车速度取样存在误差 A V = V V 2 、 频繁 的空转或空转误报 、 晶闸管触发脉冲缺失等几个方

4、面。 根据机车控制原理分析 ， 在恒流控制阶段 = 1 2 0 ( 为司机指令级位 ) o 可见， 每一级级位的的误差只引 起 1 2 0 A的牵引电流变化 ， 从现场的使用情况看， 一般 两转向架间的级位指令调整误差不会达到 1 级。 但在恒 速运行阶段 ， 两转向架间由于指令级位调整和转换误 差所引起 的电流不平衡度 明显放大 。 根据控制特性分 析 ， 每相差 1级级位 的 目标控制值 的速度差值约为 1 0 k m h， 每0 1 级的级位误差所引起的电流不平衡为 收稿 日期：2 0 0 6 一 Ol 一 2 3 8 7 5 A。因此 ， 级位不一致性引起的电流不平衡主要表 现 在 准

5、恒 速运 行 阶段 。 两转向架 间微机对机车运行速度的取样误差引起 的电流不平衡与级位误差时表现极为相似 ， 也表现在 准恒速运行阶段。 速度误差每相差 1 k m h ， 两转向架间 的电流相差约为9 0 A。 每台转向架微机控制箱对机车第 ， l 轴速度信号 在 对应转向架转换成直流电压信号 ， 可用 ( ， ) 表示。 在理想情况下 U O C ， 各控制箱把转换后的速度电压 信号， 交叉送至另一台控制箱 ， 使每台控制箱同时获取 全车4 个轴速度信号， 在A D转换板上进行速度取样， 单 板机按取次大 、 次小平均值算出机车的运行速度 ： _V =( ( ， y 扶 大+ 扶 小)

6、2 因此造成两转 向架间速度 不一致的主要原 因是 A D 转换误差。 两转向架间轮径设置不一致也会引起两转向架间 电流不平衡。 在微机系统中， 两转 向架 的机车速度根 据轮对转速取样值和同一转向架轮径设置进行计算： V= n 1 r D 按准恒速阶段 电流计算公式 ： l s l 5v 式中：， N 手柄级位。 所以两转向架 的机车速度计算不一致必然引起在 恒速运行 阶段两转 向架电流不平衡。 机车发生空转或空转误报引起的电流不平衡主要 表现是间歇性发生两转 向架电流不平衡 ， 现场观察主 要发生在上坡 、 弯道加速阶段 ， 这是机车发生空转或 空转误报时微机系统空转抑制功能起作用造成的。

7、 机 车实际发生空转往往和机车结构相关 ， 这里主要讨论 空转误判问题。 S S 8 、 S S 9 电力机车微机系统是根据轮对 速度d v 、 a 、 d a 3 个参量和， | 值对机车空转的发生进行判 断并实施减流抑制的。 d V=V - V a = dV d t 当轮对转速误差d V 6 4 k m h ，轮对转速误差加速 度a 1 7 ri d s 时， 微机系统便判定机车发生空转， 开始 对产生空转的转向架实施减流控制。 如果 由于微机系 统各个轴的速度转换误差过大 ， 则d V = 一 便产生一 个固定的速度差值 ， 机车轻微的空转就会发生空转误 判。 由d V 原因所引起的最大

8、减流量可达 1 4 0 0 A， 由空 转加速度口 引起的最大减流量达9 7 0 A。 因此 ， 要消除这 一 原因引起的电流不平衡 ， 就应 以减小机车轮对间速 度转换误差人手 ， 避免运行 中机车由于轻微 的空转 ， 产生空转误判引起电流不平衡。 2) 机车主电路或相关的晶闸管触发部分引起的电 流不平衡 机车主电路或相关的晶闸管触发部分引起的电流 不平衡有一个共同特点 ， 即主要发生在高速运行的削 维普资讯 第 4期 傅 伟 才 ，唐 和生 ：SS 8和 SS 9电力 机 车牵 引 电流 不平 衡 原 因及 对策 磁阶段。 其主要由2 个原因造成 ：一是某转向架整流桥 部分晶闸管不能触发导

9、通 ；二是某转向架削磁不 良。 机车在 1 1 0 k m h 左右运行时， 机车的整流电压一般 达到 = 1 1 0 0 V的电压限制值， 才能维持机车在较大电 流下工作。 如果某转向架的整流电压 达不到这一数 值 ， 该转向架便提早进入削磁， 以维持牵引控制的目标 牵引电流， 这时会表现为两转向架牵引电机电枢电流 一 致而励磁电流的不一致性 ；当机车在更高速度运行 时 ， 电压较小的转向架在削磁系数达到 4 3 的最大值 后 ， 便会发生两转向架牵引电流不平衡。 根据直流串励 电机工作原理， 电机牵引电流J 。 的变化可用下式表示： V, = C o n k 8 l l 4 - ， - =

10、 ( C , n k +R ) 式中： 电机削磁系数； 电机常数； ， l 电机转速； 尺电机内阻。 在机车两转 向架 电压一致的情况下 ， 如果某转 向 架不能削磁或削磁不良也会造成两转向架电流不平衡 ， 这主要是由于削磁晶闸管不能被触发造成的， 在削磁 电路中同一转向架各电机的削磁脉冲是共用的，因此 ， 主要 以削磁脉冲不 良居多。 对于同一转向架间的电机 电流不平衡 ， 则一般 以晶闸管元件不良或削磁支路线 路不 良居多， 这一情况 同时会发生小齿轮弛缓误报 。 2 解决对策 对于由于微机系统原因引起的两转向架电流不 平衡现象 ， 应从严格控制系统调整及测量误差人手 ， 减少调整及测量的

11、误差。 手柄级位指令调整误差在信 号调整 1 插件的5 A B处的测量值 ， 两转向架间的误差值 应控制在一 0 0 3 一 + 0 0 3 V以内为宜。 另一方面， 由于 ， 和速度的A D转换误差均难于单独获得 ， 因此 ， 在 进行系统统调时如果出现两转向架电流不平衡现象可 以尝试采用误差互补的办法， 以减小积累误差所引起 的两转向架 电流不平衡 ， 即把 I 机箱的信号调整 1 插件 与 机箱的信号调整 1 插件 相互对换 ， 或把 I机箱的 A D模数插件与机箱的A D模数插件相互对换 ， 往往 可 以取得 效果 。 为了抑制由于速度信号 U 厂 ( ) 转换误差过大引 起的空转误判

12、 ， 应对机车4 个轴之间的速度信号转换误 差作必要的控制。 从试验来看， 一般A U - U v + 的值n - U 控制在0 0 7 V范围内可以较好地抑制空转误报。 对于 由于晶闸管及其相关部件不良所引起的电 流不平衡 ， 应严格控制晶闸管元件质量并保证晶闸管 触发脉冲的完整性及脉冲电路接触 良好。 对于转换误差造成的两转向架电流不平衡 ， 可 采用两转向架J 和速度交叉取平均值的办法处理。 目前 ， 中国南车集团株洲 电力机车研究所已开发 了一套微机系统电流不平衡解决方案 ， 这一方案从软 件和硬件两方面人手 ， 改造简单易行 。 从广州机务段 的试装情况看 ， 较好地解决了电流不平衡

13、问题 。 参考 文献 ： 1 赵叔东 韶 山8型电力机车 M 北京：中国铁道 出版社， 1 9 98 2余卫斌 ， 朱龙驹韶山9型电力机车 M l 北京 ：中国铁道 出版社 ，2 0 0 5 ( 上接第6 9页 ) 风道接头、 灭弧室瓷瓶等组成。 如 果风道接头有贯穿性铸造气孔 、 风道接头与瓷瓶 、 静 触头杆连接处安装密封不严或瓷瓶有裂纹 ， 在阴雨天 气将会有雨水进入风道， 造成支持瓷瓶内部绝缘击穿。 所 以有必要对风道的密封性进行试验。 注意机车的检修和日常保养， 保证压缩空气质量。 断开主断路器瞬间， 主阀直接把储气缸的压缩空 气经支持瓷瓶送进灭弧室。 在主断路器静止时， 储气缸 通

14、过通风阀门经支持瓷瓶向灭弧室供风。 可见， 主断路 器支持瓷瓶内始终有压缩空气流动， 压缩空气的质量 直接影响主断路器正常工作。 对此 ， 可采取以下措施： 首先 ， 要保证压缩空气及气路的清洁度 。 空气压 缩机是机车的风源 ， 压缩机的好坏直接影响压缩空气 的质量 ， 这就要求提高压缩机检修质量 ， 有效扼制压 缩机 内漏 ， 使压缩机油不随压缩空气进入管路 ， 同时 要保证管路内洁净无异物。在机车运用中， 还要经常 排放主断路器进风管路上油水分离器内的油水 ， 保证 主断路器风源清洁 。 其次 ， 要保证压缩空气干燥 。 压缩机生产的压缩 空气要经过空气干燥器进行干燥 ， 良好的空气干燥器 是干燥压缩空气 的保证 。 要经常排放总风缸放水阀 ， 发现总风缸有水时， 应及时更换空气干燥器内干燥剂， 保证空气干燥器性能 良好。 定期更换橡胶件。 主断路器是一种结构复杂的气动电器 ， 各部件对 密封性能要求比较高 ， 为保证 良好的密封性能 ， 避免 外界潮湿空气进入 ， 应定期更换主断路器有关橡胶件。 加强车机联控 ， 避免