东风4B型内燃机车电阻制动故障原因分析及处理

                                    (呼和浩特铁路局包头西机务段，内蒙古 包头 014000)
摘 要：文章从东风4B型内燃机车电阻制动装置的结构和原理入手，针对呼铁局东风4B机车使用电阻制动时无制动电流、430r/min主手柄置保位，励磁电流自动增加到740A左右、电阻制动时一、二级不转换、使用电阻制动时励磁电流波动很大等故障，对其产生的原因及处理方法进行分析和总结。
关键词：内燃机车；电阻制动；故障；分析处理
中图分类号：U260.355  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2008)02—0085—02
1 概述
      电阻制动是机车电气制动方式的一种，它是利用直流电机的可逆原理，在制动工况时将直流牵引电动机改为直流发电机。通过轮对将列车的动能转变为电能，消耗在制动电阻上，再以热能的形式逸散到大气中。在这个过程中，牵引电动机轴上所产生的反力矩作用于机车动轮上而产生制动力。
      采用电阻制动具有很多优点，可以提高机车在长大下坡道上的运行速度，大大降低闸瓦和轮箍的磨损。最小限度地使用空气制动，使闸瓦和轮箍的发热减少，确保列车有足够的缓解充风时间，提高使用空气制动时的制动效果。尤其是采用了两级电阻制动以后，大大提高了机车在低速运行区的电气制动力。能够满足铁路自动闭塞区、施工区段慢行以及进站侧线停车的需要。这样不但增加了行车的安全性，而且可以加大行车密度，提高运输能力。如果电阻制动装置出现故障不能使用，上述优点将不能体现。本人从东风4B型内燃机车电阻制动装置的基本原理入手，结合工作中遇到的实际问题，对东风4B型内燃机车电阻制动装置出现的常见故障原因进行分析，并总结出一些比较有效的查找和处理方法。
2 电阻制动控制原理简介
      分析电阻制动出现的故障原因，必须从电阻制动控制原理入手进行分析。下面我将电阻制动控制原理简单介绍如下：
      当机车从牵引工况转入电阻制动工况时，首先是将牵引电动机的电枢回路与主整流柜断开，并与各自的制动电阻接成闭合回路，其次是将各台牵引电动机的励磁绕组全部串联后接到主整流柜的输出端，由主发电机提供励磁电流(见图1)。
      制动力的大小既可以通过调节牵引电机的励磁电流IL来实现，也可以通过调节制动电流Iz来实现。在东风4内燃机车中为了扩大机车在不同速度下制动力的调节范围，这两种方法都采用，对牵引电动机的励磁电流ILd的调节，既可以通过调节主发电机的励磁电流ILf，也可以通过调节励磁机的励磁电流ILL或者调节柴油机测速发电机CF的励磁电流Icf来实现，为了既能调节功率又不使串联的调节环节过多而增加系统动态校正困难，我们采用调节励磁电流ILL来调节牵引电动机的励磁电流IL的方法，对于制动电流Iz的调节是通过调节制动电阻的阻值来实现的。即当机车速度降低到某一指定速度时，自动短接一部分制动电阻，从而增大制动电流Iz的数值。

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      电阻制动工况时，根据柴油机转速信号，确定制动电流和制动励磁电流的基准值，并将实际的制动电流和制动励磁电流与基准值进行比较，通过PID计算，同样通过输出一信号去控制励磁系统的励磁电流，将制动电流和制动励磁电流限制在规定的范围内，此外，系统还根据机车速度信号去控制机车电阻制动的I、II级转换以及机车在高速时对制动电流进行电流限制(见图2)。
3 电阻制动工况下的故障原因分析及处理
      通过对电阻制动控制装置原理的了解，和多年来工作经验的积累，对配属于我局东风4B型内燃机车使用电阻制动过程中出现的各种故障原因和处理方法进行了认真的分析和总结。具体如下：
3.1 故障现象：电阻制动控制箱运转位，柴油机转速430r/min，主手柄置“保位”，制动电流自动升到800A左右。
      故障原因：制动电流霍尔传感器坏了或断线，此时电阻制动控制箱无制动电流反馈信号，造成控制箱工作不正常。
      处理办法：遇此故障，检修人员检查各线有无断路或短路现象，用万用表检查控制箱面板上的制动电流反馈测试孔K11～K16是否有信号(为负信号)、测量各传感器有无±15V电源。
3.2 故障现象：电阻制动控制箱运转位，柴油机转速430r/min，主手柄置“保位”，励磁电流自动升到740A左右。
      故障原因：①柴油机转速传感器2CF输出电压过高。②监控装置TAX箱故障及监控装置所用速度传感器线路有短路处所。③励磁机励磁绕组负端与CF电机电枢绕组负端形成回路。④无Idl反馈信号，3LH励磁电流传感器坏了或断线。⑤调节板坏了。
       处理办法：①柴油机转速430r/min时，用万用表测量2CF的1～3端子输出电压应为1.0V左右。②更换TAX箱或检查测量监控装置所用速度传感器线路各通道无短路处所。③电阻制动正常位工况下，励磁机励磁绕组负端与CF电机电枢绕组负端之间应该是断路状态。④可由调节板的K0～K3测试孔测量是否有负电压反馈信号。检查3LH励磁电流传感器插头接口之间1～3为+15V，4～3之间为-15V，3为地线0V。⑤检查各线是否有断的，必要时更换调节板。
3.3 故障现象：电阻制动控制箱运转位，使用电阻制动时，随着速度的增加或减少，I级II级制动不转换。
      故障原因：①机车速度传感器故障；②转换板上转换点的电压整定不对。
      处理办法：遇此故障应检查速度传感器通往控制箱的相关线路是否良好，用发码器发码试验。用过渡插件将转换板引出来，测W2电位器中点电压应达到2.8V左右。检查TAX箱接线排上的接线，将接线排上废弃不用的与速度传感器无关的接线甩掉，并包扎处理。
3.4 故障现象：励磁电流波动很大，在运行时制动电流也有波动。
      故障原因：各传感器的电源或反馈信号线有虚接或励磁机输出电压反馈回路故障，导致系统动态特性变坏。
      处理办法：遇此故障应检查各传感器连线，测试斩波板测试孔K0～K2之间应有电压反馈信号(当有励磁电流时)。在检查电路过程中，特别注意控制箱20芯的两个插座不能调换错插，一旦插错，110V电压便接到15V电源上，会将运算放大器烧损。
3.5 故障现象：使用电阻制动时，无制动电流。
      故障原因：电控接触器主触头1～6C或转换开关常开主触头1～2Hkg未闭合。
      处理办法：遇此故障应检查1～6C和1～2Hkg制动位电控伐是否失电或其驱动风缸是否犯卡，造成触头未闭合或接触不良。
3.6 故障现象：使用电阻制动时，励磁电流不随柴油机转速及机车速度变化而变化。
      故障原因：调节板或斩波板故障。
      处理办法：遇此故障应更换调节板和斩波板。
3.7 故障现象：控制箱故障开关GK置运行位和故障位时均无励磁电流。
      故障原因：①控制箱插头1未插好；②控制箱内J1继电器损坏；③外电路接错或断线等。  
      处理办法：遇此故障应将插头插牢，检查外部电路各接线是否正确。将控制箱断电，拔掉插头，应测得CT1的接口1～3和1～13相通，接口1～4和1～8相通。
3.8 故障现象：电阻制动柜接地、烧损、主电路接地。
      故障原因：①电阻柜的E线破损；②风机电动机引出线破损；③乘务员操纵主手柄时“飞升飞降”，特别是降转速时1位停留时间太短，励磁电流没有降至零，造成励磁电流大，ZC触头拉弧严重烧损；④雨天、雪天频繁使用电阻制动，使雨水、雪水吸入电阻制动柜，造成制动电阻带短路烧损；⑤自负荷试验频繁、试验时间长，电阻带长时间通过大电流，造成电阻带过热变形，磁瓶爆裂，绝缘下降，造成接地烧损。
      处理办法：①更换破损的E线或风机电动机引出线。②要求乘务员合理操纵主手柄，1位停留时间稍长一些，待制动电流和励磁电流降为零，主手柄再回零位。③雨天、雪天禁止使用电阻制动，防止雨水、雪水进入电阻制动柜，烧损制动电阻带。④规范自负荷试验程序，每次满载试验不超过30min。要求主手柄回1位后停留3min以上，确保电阻带散热良好。
4 结束语
      通过以上的分析和总结，我们了解了东风4B型内燃机车电阻制动控制装置的工作原理和一些故障原因及处理方法。通过大量实践，以上办法极大的提高了机车运用和检修人员对电阻制动装置出现故障的准确判断和处理水平。为确保机车电阻制动装置的正常使用提供了可靠保障。

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