SS8型電力機車是采用微機控制的準(zhǔn)高速客運電力機車,整個微機控制系統(tǒng)由微機控制柜和彩色液晶顯示屏兩部分組成,除傳統(tǒng)的牽引制動控制和防空轉(zhuǎn)滑行控制外,還具有故障診斷和故障數(shù)據(jù)記錄功能。微機控制柜中的信息顯示插件是微機控制柜與彩屏的接口。機車正常運行時,彩屏顯示機車工況及運行參數(shù),發(fā)生故障時顯示故障種類、故障參數(shù)等并提示司機應(yīng)采取何種措施。

一、硬件特點

微機控制柜以插件箱為基本控制單元,每個插件箱獨立控制1個轉(zhuǎn)向架,即第一層插件箱(RACK1)控制I端轉(zhuǎn)向架,第二層插件箱(RACK2)控制II端轉(zhuǎn)向架,第一層與第二層插件箱布線稍有不同。第一、二層插件箱中對應(yīng)位置的插件相同,插件可以互換,但同一插件箱中的數(shù)字入/出A、B插件由于內(nèi)部跨接矩陣不同而不能互換。

1.模擬輸入信號:司機控制器的指令信號、電壓/電流傳感器的反饋信號、速度傳感器反饋信號、制動缸壓力傳感器反饋信號等,分別經(jīng)相應(yīng)信號調(diào)整處理電路,送A/D采樣。

2.模擬輸出信號:計算機輸出的數(shù)字控制量,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換輸出8路模擬信號。

3.外部數(shù)字信號:經(jīng)帶過壓吸收的光電隔離的數(shù)字信號輸入電路后,送CPU的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。

4.內(nèi)部數(shù)字信號:通過無隔離的通用數(shù)字輸入/輸出通道(GP線)用于插件箱內(nèi)部各插件間的連接。這種GP線既可以用作輸入,又叫以用作輸出,根據(jù)不同的應(yīng)用通過跨接矩陣靈活設(shè)置,大大增強了數(shù)字入/出的通用性。

5.數(shù)字輸出信號:經(jīng)繼電器隔離輸出數(shù)字控制信號,如過載跳主斷等。

6.脈沖輸出信號:脈沖控制及根據(jù)SBC送來的移相控制信號(UE1、UE4)控制晶閘管的觸發(fā)時刻和觸發(fā)位置,實現(xiàn)牽引/制動的調(diào)速控制。

二、微機控制系統(tǒng)功能概述

1.牽引控制功能

2.制動控制功能

3.防空轉(zhuǎn)/滑行保護(hù)功能

防空轉(zhuǎn)、防滑行控制使機車運行在盡可能大的粘者附近,可以保證機車在任何軌面條件下啟動、加速、制動不擦傷輪軌,不發(fā)生牽引電機超速。

4.故障轉(zhuǎn)換功能

SS8機車微機控制裝置不設(shè)A、B組,采用轉(zhuǎn)向架獨立控制,即每個插件控制一個轉(zhuǎn)向架。故障轉(zhuǎn)換開關(guān)在微機柜左上部,三個位(Ⅰ位、Ⅱ位、正常位)的含義與模擬車不同:Ⅰ、Ⅱ位作故障位,平時應(yīng)放在正常位。

5.交叉保護(hù)功能

6.自檢功能

7.列車供電控制功能

列車供電系統(tǒng)的功能是將供電繞組的交流電壓整流濾波成為直流600V向列車供電,以滿足客車車廂空調(diào)、采暖、照明等用電需要。

8.自動過分相

所謂自動過分相就是免去手動操作,由機車上自動分合主斷路器來通過電網(wǎng)分相區(qū),目前僅廣深線SS8機車運用自動過分相功能。在分相區(qū)前后若干距離處各埋設(shè)地面無源信號設(shè)備,平時不工作。在機車的前后左右四個方位距軌面正上方10厘米左右裝有地感器。在機車運行時,地感器不斷發(fā)射高頻信號,地面信號裝置受高頻信號感應(yīng)而得能量,并發(fā)射一定頻率的信號,機車上的地感器檢測到這一信號,給微機柜送一110V數(shù)字過分相信號(PHASE)。在此應(yīng)注意,無論在過分相前分主斷還是在過分相后合主斷,微機柜所接到的信息是一樣的過分相信號。

三、常見故障分析及處理方法

1.無流

無流分正常無流及故障無流兩種情況。正常無流主要是由于手柄位置不當(dāng)或安全系統(tǒng)(如列車運行監(jiān)控裝置)要求產(chǎn)生的卸載無流。故障無流的原因如下:

(1)線路接觸器未閉合,主電路未構(gòu)成。

(2)預(yù)備、零位、牽引、制動等狀態(tài)信號不對。最常見的是預(yù)備不好,引起微機柜封鎖脈沖。

(3)微機柜未收到司機給定指令,如司機控制器電位器無電源、無輸出或傳輸線不良。

(4)微機柜未收到牽引響應(yīng)或制動響應(yīng)信號。這可能是牽引主電路或制動主電路未構(gòu)成,也可能是線路接觸器和勵磁接觸器的聯(lián)鎖接點接觸不良。

(5)運行中正常位時突然某架無電流,有可能是電源自身保護(hù)造成的。這可用分合電子控制自動開關(guān)的方法,使電源重新起動來解決。

(6)微機柜封鎖脈沖。一般應(yīng)首先考慮沒有同步電壓或插件未插到位,此外外部復(fù)位的復(fù)位繼電器不釋放,帶插座的芯片接觸不良等也可能造成無流。

2.電流不平衡

(1)由傳感器引起的電流不平衡。重點檢查電流傳感器、電壓傳感器是否有正偏或負(fù)偏的現(xiàn)象,速度傳感器松脫或故障,傳感器正負(fù)偏較大或其它故障時必須更換。

(2)由硅元件損壞引起的電流不平衡。此故障表現(xiàn)為:在主橋沒有全開放以前,電流不平衡不明顯,因為系統(tǒng)為閉環(huán)控制,當(dāng)主橋滿開放或已達(dá)到電機限壓時,電機電流不平衡現(xiàn)象加劇�；貛旌髴�(yīng)對硅元件和快熔進(jìn)行檢套,發(fā)現(xiàn)損壞進(jìn)行更換。

(3)由于輪徑設(shè)定不當(dāng)引起的電流不平衡。

(4)由于微機本身故障、接插元器件松動引起的電流不平衡。

(5)由于二次削磁引起的電流不平衡。

3.過載

當(dāng)電流傳感器故障無電流反饋時、電壓傳感器故障失去限壓功能時及變流器觸發(fā)極故障時,都可能引起過載,主斷路器跳閘。應(yīng)更換相關(guān)故障元器件。

4.竄車

所謂竄車指手柄一離開零位就有較大的電樞電流,使機車存在沖動的現(xiàn)象。造成此現(xiàn)象的原因有:

(1)司控器線接錯,或電位器不良,使司控器輸出的電壓異常,微機接收到錯誤的手柄位后產(chǎn)生錯誤的控制輸出。

(2)脈沖控制板或脈沖放大板故障,造成可控硅開放角錯誤。

(3)同步變壓器接線錯誤,使其極性產(chǎn)生變化,從而導(dǎo)致脈沖控制板產(chǎn)生錯誤的控制脈沖。

5.彩色顯示屏全黑

彩色顯示屏全黑的原因有:

(1)多功能接口板保險燒壞。經(jīng)常是因為X103上110V電源接反。

(2)多功能接口板電源模塊燒壞�？捎萌f用表測板上X2的奇偶腳之間是否有+5V電壓。

(3)背光電源逆變器壞�？捎萌f用表量X7、X8的1、2腳,正常時應(yīng)有交流電壓200～1000V。注意1腳要接表的正端。

(4)多功能接口板X7、X8是否與顯示屏連接好。

(5)顯示屏損壞(燈管壞)。

6.顯示屏全白無字符顯示

通常情況為顯示線松動,顯示屏與顯示卡未正常連接。

7.微機屏顯示一、二架故障

造成微機屏故障燈亮的原因,一是微機電源故障,二是微機與顯示屏通信故障,三是兩個司機室電鑰匙全合上后,造成通信沖突。先易后難,首先檢查兩個司機室電鑰匙狀態(tài),如全合上,應(yīng)將另一端司機室的電鑰匙斷開。

8.微機顯示正常,提手柄發(fā)現(xiàn)二架無壓無流。

處理:首先更換二架的脈沖放大和脈沖控制插件,故障現(xiàn)象仍然存在。再更換單板機,故障還是未能消除。后更換同步變壓器,正常。

分析:對于機車無壓無流的現(xiàn)象,原因一是工況電路異常,如預(yù)備、零位、牽引、制動等狀態(tài)信號不對,引起微機脈沖封鎖;原因二是微機接收不到手柄位給定指令,如司機控制器無電源,電位器無輸出或傳輸線不良;原因三是微機柜插件不良;原因四是無同步同壓。

9.先一架故障,后二架也故障,復(fù)位不成功。

處理:檢查發(fā)現(xiàn)為兩架微機電源均保護(hù),可以確定為微機板存在短路或微機外部電路存在短路現(xiàn)象,甩開N101插頭后正常,可以斷定為外部傳感器短路,更換一軸傳感器后正常。

分析:SS8型微機電源板有短路保護(hù)功能,一旦存在過流現(xiàn)象時,電源板就會自動關(guān)閉。電源板除給微機柜的各個插件供電后,還為司控器、電壓電流傳感器、速度傳感器供電以及產(chǎn)生觸發(fā)脈沖,以上各個環(huán)節(jié)存在短路現(xiàn)象時,均會使微機電源保護(hù)。因為外部短路的原因,廣鐵集團所屬機務(wù)段已經(jīng)發(fā)生幾起機破事件。目前,株洲電力機車研究所正在研究解決方案。發(fā)生此類故障時,可以通過以下辦法進(jìn)行應(yīng)急處理:司機停車后關(guān)閉微機電源,打開微機柜蓋板,取下先故障的那一架微機的轉(zhuǎn)換控制板,一二架轉(zhuǎn)換開關(guān)置正常位,利用良好的一架的電機運行回段處理。