SDD6型机车辅助直流电压控制原理及故障排查分析

　　一、故障现象

　　SDD6 型机车在使用过程中，每次机车正常起机后，当直流辅发电压稳定在 110V 时，空压机启动后，微机屏显示直流控制回路的电压瞬间下降至 104V ，约 1 分钟后电压恢复至 110V ，空压机开始正常工作。待总风缸压力达到 9KG 压力后，空压机停止工作，微机屏显示直流控制回路的电压再次下降至 104V ，约 1 分钟后恢复至 110V 。此时如果空调在运行状态，空压机启动后空调会自动跳电停止。该问题严重影响了机车的正常运行，对此我们分析了机车直流辅助发电回路，查找故障原因。

　　二、直流辅助回路原理分析

　　机车直流辅助回路的控制原理为：柴油机起动后，系统自动将直流辅助发电机转为发电工况，通过电压、电流传感器采集发电的电压、电流进行 PID 计算，输出控制信号调节直流辅助发电机励磁，自动实现限压恒流充电、恒压浮充电两种模式的蓄电池充电，同时根据电压、电流传感器采集的充、放电电流判断其工作状态，如果出现过压或不充电等异常，将进行报警并保护。

　　根据故障现象分析，首先怀疑空压机启动的瞬间大负载导致直流辅助电压压降偏大，微机辅发励磁无法在短时间内对辅助发电进行调整，进而影响了空压机和空调运行。所以将直流辅发的励磁调节板 ERB3 进行更换，再将空压机启动接触器的线圈 KMAP2 的线路脱开，甩除一个空压机来降低启动负载。重新起机后发现所有故障依旧，没有任何改善。

　　根据电器原理图分析（如图 1 所示），辅助发电电压的调节是通过辅助回路的 TV3 （电压传感器）， TA8 （电流传感器）将模拟量信号输入给 PLC ，PLC 通过数据处理，将直流辅发励磁信号（ 0~10V 电压信号）输出给直流辅发的励磁调节板，调节板通过控制三极管的开通占空比来调节和控制直流辅助发电机的励磁电流，从而控制辅助发电电压值（如图 2 所示）。在直流控制回路电压下降至 104V 时，使用万用表测量励磁调节板的输出 1 脚和2 脚时，发现不通；测量输出 3 脚和 2 脚的电压为 0V 。待直流控制回路电压恢复至 110V 时，励磁调节板的输出 1 脚和 2 脚是通的。由此可以推测电压下降时， PLC 控制信号禁止了励磁调节板的输出，直流辅发励磁电压为零。

　　图1 机车辅助回路原理图

　　图 2 直流辅助回路励磁控制图

　　三、故障原因排查

　　通过对空压机控制回路和电源线路以及辅发励磁控制回路进行检查和核对，没有发现问题。查看辅助回路电气线路图，在发生压降时，微机屏所显示的电压值不是直流辅助回路的电压，而是直流控制回路的电压，也就是蓄电池的电压 104V 。实际辅助回路的电压会很低（通过测量最终电压会降至 4V ） , 从电压下降到恢复中间大约有近 1 分钟的时间，根据测量整个电压变化过程发现，电压下降和恢复的时间都很短，中间大约有近 1 分钟的时间都保持在了 4V 左右。由此确定直流辅发的励磁是被 PLC 控制的励磁调节板封住了，所以空压机和空调都会发生跳电现象。找出触发励磁调节板封励磁的触发原因是解决问题的关键。

　　PLC 输出给励磁调节板的信号是依据辅助回路的 TV3 （电压传感器），TA8 （电流传感器）的数据来判断，验证传感器输出是否正常是决定 PLC 输出给励磁板的信号是否正确的关键。用万用表测量电压下降时传感器信号的输出电压，结果都在 5.1V 左右，通过换算 5.1V 大概对应的输出值为102 ，这个数值相对于 TV3 （电压传感器）检测的电压值是符合的，大约是蓄电池的输出电压。但对于 TA8 （电流传感器）检测的电流值是不符合机车实际的，相当于输入给 PLC 的电流信号达到了 102A ，在辅发电机几乎不发电的前提下，仅由蓄电池供电的控制回路里的电流值应远低于 100A 。所以这个数据是异常的。

　　将 TA8 （电流传感器）的信号线 H123 脱开，起机后直流辅助发电压正常，启动空压机和空调均未发生跳电、停止的现象，机车恢复正常。综上判断是 TA8 （电流传感器）故障导致直流辅助发电电压异常。

　　四、改进措施

　　检查 TA8 （电流传感器）的安装及接线，传感器实物的接线点位为 + 、 - 、G 、 M 、 0 五个点（如图 3 所示），电气原理图传感器标注的点位为 +15V 、 -15V 、M 、 E 点，经过比对，原理图 E 点的 H100L 线号接在了实物 G 点上，查阅产品规范说明，应将 H100L 线号接在实物的 0 点上。线路调整后起机测试一切正常。并修改电气原理图的传感器定义，使之与实物保持一致（如图 4 所示）。

　　图3 TA8 电流传感器图

　　图4 TA8电流传感器电气原理接口图

　　五、结语

　　本文介绍了 SDD6 型机车由于电流传感器接线错误导致输出的模拟信号偏差，影响了辅助发电励磁电流导致直流辅发电压在运行过程中产生波动的问题。在故障处置过程，经电路分析和逐步排查，对相关电路和控制方式有了更深入的了解，为机车电气故障处置积累经验。

　　参考文献

　　[1] 鞠永强 . 等 SDD6 型 机 车 的 控 制 系 统《内燃机车》 [J],2009(8).