論文：淺談SS8型電力機車(chē)微機控制系統的基本原理和常見(jiàn)故障處理
SS8型電力機車(chē)是采用微機控制的準高速客運電力機車(chē)，整個(gè)微機控制系統由微機控制柜和彩色液晶顯示屏兩部分組成，除傳統的牽引制動(dòng)控制和防空轉滑行控制外，還具有故障診斷和故障數據記錄功能。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(chē)正常運行時(shí)，彩屏顯示機車(chē)工況及運行參數，發(fā)生故障時(shí)顯示故障種類(lèi)、故障參數等并提示司機應采取何種措施。
一、硬件特點(diǎn)
微機控制柜以插件箱為基本控制單元，每個(gè)插件箱獨立控制1個(gè)轉向架，即第一層插件箱(RACK1)控制I端轉向架，第二層插件箱(RACK2)控制II端轉向架，第一層與第二層插件箱布線(xiàn)稍有不同。第一、二層插件箱中對應位置的插件相同，插件可以互換，但同一插件箱中的數字入/出A、B插件由于內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(dòng)缸壓力傳感器反饋信號等，分別經(jīng)相應信號調整處理電路，送A/D采樣。
2.模擬輸出信號:計算機輸出的數字控制量，經(jīng)D/A轉換輸出8路模擬信號。
3.外部數字信號:經(jīng)帶過(guò)壓吸收的光電隔離的數字信號輸入電路后，送CPU的內部數據總線(xiàn)。
4.內部數字信號:通過(guò)無(wú)隔離的通用數字輸入/輸出通道(GP線(xiàn))用于插件箱內部各插件間的連接。這種GP線(xiàn)既可以用作輸入，又叫以用作輸出，根據不同的'應用通過(guò)跨接矩陣靈活設置，大大增強了數字入/出的通用性。
5.數字輸出信號:經(jīng)繼電器隔離輸出數字控制信號，如過(guò)載跳主斷等。
6.脈沖輸出信號:脈沖控制及根據SBC送來(lái)的移相控制信號(UE1、UE4)控制晶閘管的觸發(fā)時(shí)刻和觸發(fā)位置，實(shí)現牽引/制動(dòng)的調速控制。
二、微機控制系統功能概述
1.牽引控制功能
2.制動(dòng)控制功能
3.防空轉/滑行保護功能
防空轉、防滑行控制使機車(chē)運行在盡可能大的粘者附近，可以保證機車(chē)在任何軌面條件下啟動(dòng)、加速、制動(dòng)不擦傷輪軌，不發(fā)生牽引電機超速。
4.故障轉換功能
SS8機車(chē)微機控制裝置不設A、B組，采用轉向架獨立控制，即每個(gè)插件控制一個(gè)轉向架。故障轉換開(kāi)關(guān)在微機柜左上部，三個(gè)位(Ⅰ位、Ⅱ位、正常位)的含義與模擬車(chē)不同:Ⅰ、Ⅱ位作故障位，平時(shí)應放在正常位。
5.交叉保護功能
6.自檢功能
7.列車(chē)供電控制功能
列車(chē)供電系統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(chē)供電，以滿(mǎn)足客車(chē)車(chē)廂空調、采暖、照明等用電需要。
8.自動(dòng)過(guò)分相
所謂自動(dòng)過(guò)分相就是免去手動(dòng)操作，由機車(chē)上自動(dòng)分合主斷路器來(lái)通過(guò)電網(wǎng)分相區，目前僅廣深線(xiàn)SS8機車(chē)運用自動(dòng)過(guò)分相功能。在分相區前后若干距離處各埋設地面無(wú)源信號設備，平時(shí)不工作。在機車(chē)的前后左右四個(gè)方位距軌面正上方10厘米左右裝有地感器。在機車(chē)運行時(shí)，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而得能量，并發(fā)射一定頻率的信號，機車(chē)上的地感器檢測到這一信號，給微機柜送一110V數字過(guò)分相信號(PHASE)。在此應注意，無(wú)論在過(guò)分相前分主斷還是在過(guò)分相后合主斷，微機柜所接到的信息是一樣的過(guò)分相信號。
三、常見(jiàn)故障分析及處理方法
1.無(wú)流
無(wú)流分正常無(wú)流及故障無(wú)流兩種情況。正常無(wú)流主要是由于手柄位置不當或安全系統(如列車(chē)運行監控裝置)要求產(chǎn)生的卸載無(wú)流。故障無(wú)流的原因如下:
(1)線(xiàn)路接觸器未閉合，主電路未構成。
(2)預備、零位、牽引、制動(dòng)等狀態(tài)信號不對。最常見(jiàn)的是預備不好，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(wú)電源、無(wú)輸出或傳輸線(xiàn)不良。
(4)微機柜未收到牽引響應或制動(dòng)響應信號。這可能是牽引主電路或制動(dòng)主電路未構成，也可能是線(xiàn)路接觸器和勵磁接觸器的聯(lián)鎖接點(diǎn)接觸不良。
(5)運行中正常位時(shí)突然某架無(wú)電流，有可能是電源自身保護造成的。這可用分合電子控制自動(dòng)開(kāi)關(guān)的方法，使電源重新起動(dòng)來(lái)解決。
(6)微機柜封鎖脈沖。一般應首先考慮沒(méi)有同步電壓或插件未插到位，此外外部復位的復位繼電器不釋放，帶插座的芯片接觸不良等也可能造成無(wú)流。
2.電流不平衡
(1)由傳感器引起的電流不平衡。重點(diǎn)檢查電流傳感器、電壓傳感器是否有正偏或負偏的現象，速度傳感器松脫或故障，傳感器正負偏較大或其它故障時(shí)必須更換。
(2)由硅元件損壞引起的電流不平衡。此故障表現為:在主橋沒(méi)有全開(kāi)放以前，電流不平衡不明顯，因為系統為閉環(huán)控制，當主橋滿(mǎn)開(kāi)放或已達到電機限壓時(shí)，電機電流不平衡現象加劇�；貛旌髴獙柙涂烊圻M(jìn)行檢套，發(fā)現損壞進(jìn)行更換。
(3)由于輪徑設定不當引起的電流不平衡。
(4)由于微機本身故障、接插元器件松動(dòng)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(guò)載
當電流傳感器故障無(wú)電流反饋時(shí)、電壓傳感器故障失去限壓功能時(shí)及變流器觸發(fā)極故障時(shí)，都可能引起過(guò)載，主斷路器跳閘。應更換相關(guān)故障元器件。
4.竄車(chē)
所謂竄車(chē)指手柄一離開(kāi)零位就有較大的電樞電流，使機車(chē)存在沖動(dòng)的現象。造成此現象的原因有:
(1)司控器線(xiàn)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(kāi)放角錯誤。
(3)同步變壓器接線(xiàn)錯誤，使其極性產(chǎn)生變化，從而導致脈沖控制板產(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(wàn)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(wàn)用表量X7、X8的1、2腳，正常時(shí)應有交流電壓200～1000V。注意1腳要接表的正端。
(4)多功能接口板X(qián)7、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(wú)字符顯示
通常情況為顯示線(xiàn)松動(dòng)，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(gè)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(gè)司機室電鑰匙狀態(tài)，如全合上，應將另一端司機室的電鑰匙斷開(kāi)。
8.微機顯示正常，提手柄發(fā)現二架無(wú)壓無(wú)流。
處理:首先更換二架的脈沖放大和脈沖控制插件，故障現象仍然存在。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(chē)無(wú)壓無(wú)流的現象，原因一是工況電路異常，如預備、零位、牽引、制動(dòng)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(wú)電源，電位器無(wú)輸出或傳輸線(xiàn)不良;原因三是微機柜插件不良;原因四是無(wú)同步同壓。
9.先一架故障，后二架也故障，復位不成功。
處理:檢查發(fā)現為兩架微機電源均保護，可以確定為微機板存在短路或微機外部電路存在短路現象，甩開(kāi)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功能，一旦存在過(guò)流現象時(shí)，電源板就會(huì )自動(dòng)關(guān)閉。電源板除給微機柜的各個(gè)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(gè)環(huán)節存在短路現象時(shí)，均會(huì )使微機電源保護。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(chē)研究所正在研究解決方案。發(fā)生此類(lèi)故障時(shí)，可以通過(guò)以下辦法進(jìn)行應急處理:司機停車(chē)后關(guān)閉微機電源，打開(kāi)微機柜蓋板，取下先故障的那一架微機的轉換控制板，一二架轉換開(kāi)關(guān)置正常位，利用良好的一架的電機運行回段處理。
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