内燃机车空压机电气控制系统案例

　　本文针对HXN5型内燃机车GD空压机电气控制系统进行简介，并结合案例对电气控制系统故障排查进行简单介绍。

　　关键词：内燃机车；空压机；电气控制系统

　　1问题提出

　　空压机的正常工作需要电气控制系统和空气管路系统的共同配合。一般情况下，电气控制系统由电工负责管理维护，而空气系统由管道工负责管理维护，一旦在机车调试或运用过程中出现故障，单一的工种无法迅速对故障进行排查及处理。因此，本文将对电气控制系统和空压机工作的简单进行融合性介绍，便于理论知识的理解，更有效的进行故障处理。

　　2空压机电气控制系统简介

　　GD空压机电机采用接触器控制驱动方式，三个一组的接触器控制每台空压机的运行。电机按其磁极（或绕组）接受交流功率的不同，分为四级运行模式和二级运行模式。

　　2.1控制电路设备

　　空压机驱动电路由AA电动机供电绕组、第一空压机3个接触器、第二空压机3个接触器、空压机电机（CDM1、CDM2）、微机CIO、智能显示器DS3、总风缸压力传感器MR1和总风缸冗余压力传感器MRR组成。

　　2.2空压机自带控制检测与机组接口

　　①传感器类：出口温度传感器、出口压力传感器、压缩机电机传感器，用于检测空压机相应位置的温度、压力，信息反馈CIO进行数据对比后进行后续相关操作。②阀类。1）旁通阀：该阀为外部气源导向，当旁通阀得电时，允许压缩机的排气口和进气口相贯通，同时，切断油停止阀的气源，使油停止阀不动作，从而阻止油气桶气源流向该压缩机。2）卸荷阀：风泵泵头压力超过设定值后，卸荷阀工作释放泵头压力，防止空压机超压工作。3）加热控制电磁阀：加热模式时，微机控制电磁阀线圈得电，使压缩机压缩空气始终处于一个闭路系统模式中运行，排放的压缩空气不停的加热油来提高温度；取消加热模式时，电磁阀断电，恢复正常工作模式。

　　2.3工作原理

　　1号空压机（以下简称MR1）为主控，2号空压机（以下简称MR2）为次控，但控制系统会自动的转换主次控关系，以均等利用每个空压机。2.3.1空压机运行逻辑根据不同的用风需求，GD空压机分为四级运行模式（图1）和二级运行模式（图2）2.3.2电气系统控制逻辑空压机四级运行由CDC11控制，空压机转速=3倍柴油机转速；空压机二级运行由CDC12、CDC13控制，空压机转速=6倍柴油机转速。空压机转速与柴油机转速对应关系见表1。空压机电机CDM1四级运行电气逻辑控制见图3、二级运行电气逻辑控制见图4。压缩机在柴油机转速580r/min以上时，只有四级模式运行，因为二级模式已经超过了压缩机的额定转速。

　　2.4控制逻辑（检测）

　　①机车系统上电后，系统检测压缩机出口温度显示与环境温度接近，如显示-17℃或120℃表明系统接受的是温度传感器断路或短路信号，系统会限制该机组运行。②MR1和MRR压力传感器显示10kPa以下、0或者无穷大即为故障信息。③压缩机出口压力传感器显示绝对大气压力值（100kPa）、0或者无穷大即为故障信息，系统将限制该机组运行。④压缩机出口压力传感器显示200kPa系统认为机组可能带载起动，会有故障记录产生，系统将限制该机组二级运行。⑤空压机六组接触器、机组上的旁通阀、加热电磁阀均可在系统自检界面进行自测试，若有故障均进行记录。⑥在任何模式下，空压机温度达到120℃时，该机组会被系统限制运行，并产生故障记录。⑦空压机四级转二级运行时，如果不能在5秒内使机头出口压力降至大气压力，系统监测认为旁通阀存在卡滞现象。

　　3案例分析

　　3.1案例描述

　　某段运行途中列车调速后缓解，因空压机故障，处理无效无法运行。微机故障记录空压机A-CDC11保持打开；检查各部件后发现空压机B卸荷阀故障；检查接线发现89LCP2导线接CDC13的K点，实际接在了M点上；CDW这根线接CDC13的H点，实际接在了K点上。

　　3.2原因分析

　　根据上述案例描述，故障的具体分析过程如下：①微机故障记录“空压机A-CDC11保持打开”。初步怀疑接触器CDC11故障、微机故障未能输出负端信号。因此，更换接触器CDC11、进一步观察CIO状态。②空压机B卸荷阀故障。属于配件质量问题，更换空压机B卸荷阀，观察空压机B状态。③89LCP2、CDW接线错误，具体分析如下：1）89LCP2接线错误：根据电气原理图可知89LCP2线应接CDC13的K点，实际接在了M点后，导致CDC11的常闭触点（K、J）被导线替代，未接入电路，从四级运行电气逻辑图（图3）可看出，该错误操作导致二级运行反联锁保护失效，但是不影响原有电机四级运行状态。根据二级运行电气逻辑图（图4）可以看出，CDC11的常闭触点（K、J）被导线替代后，CDC13线圈正端持续带电，不影响四级运行状态起动。2）CDW接线错误：按原设计，CDW导线属于空压机加热电路（目前不参与空压机实际运行），错接至CDC13常闭触点K，由于89LCP2接线错误导致该线实际处于悬空状态，对空压机运行未造成任何影响。建议处理方案：重新按设计图纸进行接线。

　　3.3故障处理措施及效果

　　综合上述各分析后先更换空压机接触器和卸荷阀、修正错误接线，试验后故障重现，更换CIO，故障消除，机车恢复正常状态。

　　4结论

　　通过空压机运行逻辑、电气控制逻辑的介绍，更直观的帮助人们掌握空压机运行相关知识，结合案例分析，指导人们运用逻辑图快速判断出故障点并制定高效可行的处理方法，提高工作效率。

　　参考文献：

　　[1]郭瑾.内燃机车电气控制系统的研究及改进设计[J].机械管理开发，2018，33（12）：232-234.

　　[2]张泽森，孙玉娟，张枝芝，韩乐，任杨斌.内燃机电力系统在电气工程自动化控制中的应用[J].内燃机与配件，2017（20）：46-47.

　　作者：金旦丽 高丽娜

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