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HXN3型机车斩波器工作原理及故障排除

轨道交通 | 发布时间:2017-12-15 | 人气: | #评论# |本文关键字:HXN3,斩波器,工作原理
摘要:斩波器对辅助发电机的发出的变频变压三相交流电进行全桥不控整流后形成直流环节,用功率开关器件对直流进行斩波,为牵引发电机励磁绕组提供可控励磁电流。其斩波控制规律由机车微机

斩波器对辅助发电机的发出的变频变压三相交流电进行全桥不控整流后形成直流环节,用功率开关器件对直流进行斩波,为牵引发电机励磁绕组提供可控励磁电流。其斩波控制规律由机车微机根据机车工况给出。斩波器由全波整流桥、中间直流回路、功率开关模块、控制单元等单元组成,如图1所示。

                                   斩波器原理图           

图1:斩波器原理图

一、主要技术指标

3.1输入

斩波器的电源来自交流辅助发电机输出的变频变压交流电。交流辅助发电机同牵引发电机同轴,以定压频比方式工作,频率和电压与柴油机速度成比例。

频    率:    26~147Hz

电    压:    40~269Vrms

电    流:    125Arms

3.2输出

斩波器输出为一可控直流电流,其输出值由机车微机控制。

电    流:    150ADC

斩波频率:    1kHz

3.3工作

3.3.1机车待机

当机车待机时,斩波器控制信号为:

ChpFrq=480、ChpFC0=0、ChpFC1=1、ChpDty=0。

3.3.2机车运行及带载

当换向手柄处于方向位时,则认为机车带载。有关控制信号状态为:ChpFrq=500~1000、Chp FC0=1、Chp FC1=1、ChpDty=0.1~1.0。

3.4 工作温度

-40℃~+65℃;

3.5 机械安装

斩波器安装在机车电器柜内(B区),底座边缘或底座散热器叶片安装到冷却风道内,POS和NEG极朝上,A、B和C极朝下(见图2),将标有CONN2、CONN3、POS、NEG、A、B和C线号的线缆连接到斩波器相应的端子上。安装正确无误后通过机车DDU进行斩波器“励磁自测试”,通过后进行“自负载测试”。

二、操作

为了正确安装使用,在使用之前,请先仔细阅读本节内容。

4.1 斩波器的输入、输出接口

4.1.1接线端子

    A、B、C    斩波器的三相电压输入端,与辅助发电机的三相输出端相接

    NEG、POS   斩波器的直流输出端,连接到主发电机励磁端

4.1.2 连接器

连接器

CONN2

CONN3

针脚号

信号

针脚号

信号

A

P1

A

Freq_fbk

B

P2

B

P15

C


C

Freq_fbk_RTN

D

FS0P

D

Gate

E


E

N15

F

FS0N

F

Gate_RTN

G


G


H

FS1P

H

CA_fbk

I


I


J


J


K

FS1N

K

CA_fbk_RTN

L

ERP

L


M


M

COM15

N

ERN

N


ERP        数字输入,故障复位。

Gate      频率信号输入,475.0Hz~1000Hz,以产生斩波IGBT门控脉冲。

P1/P2     来自三相辅助交流发电机中两相的输入。

Freq_fbk  该输出是辅助交流发电机频率反馈信号。

CA_fbk    该输出是辅助交流发电机电压幅值反馈信号。

FS1P       本输出是给控制系统的故障反馈信号1位。

FS0P       本输出是给控制系统的故障反馈信号0位。

4.2 斩波器的开机操作

将斩波器正确安装并连线后,可以启动机车,通过机车DDU进行斩波器“励磁自测试”,通过后进行“自负载测试”。测试通过后可以正常使用。

4.3 斩波器的关机操作

无特殊要求,可根据机车需求直接关机。

4.4 注意事项

斩波器安装前要仔细检查外观,是否有紧固件松动、外观变形等。

斩波器的对外接线端子连线必须正确,CONN2、CONN3 连接器安装前须仔细观察,按照接口定义正确连接。

确保在安装或拆卸斩波器前确保外围电路断电。

三、检查和维护

1    使用前进行必要的外观检查,检查紧固件是否有松动现象。

2    本产品无需定期维护。

四、常见故障分析

6.1 卸载-主发电机整流器保护封锁

    主发电机整流器有某个二极管故障时,斩波器会检测到主发电机励磁电流超过10A,并向EM2000发出01状态码,EM2000通过DIO断开GFD。

步 骤

操       作

结      果

1

该故障会有六个附加数据包,如果下载的数据包显示不全,检查LCC的RST信号反馈是否是ON,如果是ON,需要重写软件

如果不存在该情况,进行第 2 步。

2

   EM2000能显示所有相关斩波器的故障并标有“获取失败”和“数字输入系统故障”(复用故障)。这些故障发生与不发生的比率超过50%。不用检查斩波器因为该斩波器故障是由于复用检测电路丢失一位或两位斩波器状态反馈信号造成的。

   检查/解决复用电路故障。当该故障纠正后验证斩波器功能正常。

3

检查故障数据包里如下信号:MGCTA1,MGCTA2,TCC1A和TCC2A,如果该故障发生,就会在第二附加数据包内发现电机卸载。这意味着两个TCC电流随着MGCTA电流迅速下跌至零。另一个MG CTA反馈电流表明电流衰减,而衰减的电流即为短路二极管内的环流。注:MG FLDA反馈在数据包内不会出现负值。负电流只存在很短的时间以致数据包内没有记录。注:显而易见,牵引整流器同一桥臂上同时可有两个二极管短路,这就会报告本卸载故障一次,而接下来的所有故障(短路?)将会用于未报告撬杠。以上所列的维修咨询需要在下面这些环境下进行。

 

维修更换牵引整流器。如果这些情况故障数据包里没有,就继续进行第四步。

4

来自MG FLDA电流传感器的错误反馈信号也能引发这种故障。如果第三步中所描述的情况没有确定,就把故障归因于传感器反馈。在这种情况下,即使在执行复位程序后本卸载故障保持有效。打开计算机控制电路断路器,并从安装在EMDEC供电电源右边的端子板TB MGFLD(接于R3,R4和独立的L1)处断开多心电缆MGF2内的三根线(OR / GY / SH)。合上计算机控制断路器并执行上述复位程序。

反馈线断开后如果故障再次有效出现,需要更换斩波器。如果故障情况没有出现就继续进行第五步。做完这些检测后在进行下一步前重新连接多心电缆MGF2与TB MGFLD间的连线。

 

5

从测试点的15P 到 15C   及15N到 15C处测量PSM320 的15伏DC输出。

输出的可接受公差为+/-5%。如果输出电压不在这一范围内,更换PSM320,否则进行第6步。

6

在TB MGFLD 测量来自PSM320的DC15伏。测量要在TB MGFLD 的R1到L1(+15伏)两端和R2到L1(-15伏)两端进行。

输出的可接受公差为+/-5%。如果输出电压不在这一范围内,更换PDP2板,否则更换MG FLD 电流传感器。如果这还不能解决问题那么联系售后工程师。

6.2 斩波器不在线

    该现象通常是因为斩波器没有获得控制电源或EM2000与斩波器间的连接不好,以致EM2000不给MG加载。解决方式如下:

步骤

操       作

结      果

1

    测量PSM320的15P与15C及15N与15C间的15VDC电压

  误差应在±5%内,超出该范围则更换PSM320否则进行第 2 步。

2

    断开微机控制断路器及锁控和AC控制断路器,然后断开斩波器的CONN3,再把上述三个断路器合上并测量CONN3上B与M和E与M间的电压。

  如果没有电压,检查PSM320与斩波器间的电源线,否则进行第3步。

3

仔细检查斩波器CONN2上(F和H)的两位状态信号是否传送到EM2000的复用电路上。检查DIO模块后面的插头及其连线畅通。注意须先断开微机断路器后进行上述操作。

  按要求维修/更换,然后验证斩波器功能正常。

4

如果上述无效,则更换斩波器。

  确认故障解决及斩波器功能正常。

5

在CA励磁绕组上进行绝缘耐压(1000VDC)测试看是否有接地。

如果发现接地,按需维修/更换,联系售后工程师或进行第3步。

6.3 卸载-励磁控制系统故障

    当下列情况之一出现时就会产生该故障:

       CFC = 0 & OPMODE ≠ IDLE

       CFC = 2 & 500 ≤ CHPFRQ ≤ 1000

       CFC = 2 & MGFLDA ≥ 10

CFC = 3 & CHPFRQ = 480

CFC = 3 & OPMODE = IDLE

解决方式如下:

步 骤

操       作

结      果

1

   EM2000能显示所有相关斩波器的故障并标有“获取失败”和“数字输入系统故障”(复用故障)。这些故障发生与不发生的比率超过50%。不用检查斩波器因为该斩波器故障是由于复用检测电路丢失一位或两位斩波器状态反馈信号CHPFCn造成的。

  检查/解决复用电路故障。当该故障纠正后验证斩波器功能正常。

2

  检查斩波器上CONN2插头是否可靠传送 CHPFC0和CHPFC1信号给EM   2000数字复用电路。断开微机控制断路器及锁控和AC控制断路器,然后断开斩波器的CONN2,将其H和K针脚短接。关闭上述断路器,查看CHPFC0和CHPFC1信号,如果都是“ON”则电路正常,否则检查这些反馈连线是否通畅。

   按要求维修/更换,然后检查斩波器功能是否正常。

3

断开微机控制断路器及锁控和AC控制断路器,然后断开斩波器的CONN2和CONN3,合上断路器,在FIRE屏上监测CHPFC0和CHPFC1信号。如果都是“OFF”,将CONN2接上并重新监测CHPFC0和CHPFC1信号。

   如果CHPFC0和CHPFC1信号都是“ON”,那么数字复用电路故障。检查斩波器与DIO之间的连线是否接地或短路。否则进行第4步。

4

断开微机控制断路器及锁控和AC控制断路器,然后断开斩波器的CONN3,拔出A和C脚针然后重新将插头接到斩波器上。合上电路断路器,用FLUKE87在A和C脚针检验斩波器频率信号。比较FLUKE87读数与可编程仪表的ChpFreq信号。

如果FLUKE读数与ChpFreq匹配,进行第6步否则第5步。

5

将该CPM模块与另一台机车上相同序号的模块交换。在交换之前要打开计算机控制电路断路器。

如果问题得以解决,更换机车上的CPM模块,装载相应得EM2000软件。

6

如果以上方法都不能解决问题,就更换EM2000机箱。更换之前确保打开所有电路断路器和电池电闸闸刀。

安转新的EM2000机箱后底板上所有的连接必须正确且安全。检验故障已经解决且斩波器功能完全正常。

7

如果通过以上方法还不能解决问题,就更换斩波器。

安装新的斩波器后,检验故障已经解决,否则进行下一步。


责任编辑:电气自动化网

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