LTQ--Ⅱ型勵磁調節(jié)器相關說明.doc

1、LTQ-型勵磁調節(jié)器概述LTQ-型勵磁調節(jié)器是采用單片微機（8031八位）控制的微機恒功勵磁控制系統(tǒng)，實現電傳動內燃機車牽引工況時恒功率控制及電阻制動工況恒流控制。在內燃機車牽引工況時，它通過控制勵磁系統(tǒng)的勵磁電流，使主發(fā)電機輸出的電壓、電流、功率均在規(guī)定的范圍內，并與聯合調節(jié)器中的油馬達電阻Rgt一起，使柴油機恒功率運行。它能控制主發(fā)電機電流使之具有最佳的增長率，進而使機車具有良好的牽引起動和加速性能。在電阻制動工況，它根據柴油機轉速自動完成恒牽引電動機勵磁電流和制動電流的調節(jié)。當機車速度超過某一定值時，將自動限制制動電流。此外，還根據機車速度實現二級磁場削弱和電阻制動、級的自動轉換。2、LTQ-型勵磁調節(jié)器 硬件組成及工作原理LTQ-型勵磁調節(jié)器系統(tǒng)是由控制箱和主發(fā)電壓、電流檢測板兩部分組成?？刂葡鋬戎饕心孀?、電源、斬波、擴展、控制、調整六塊插件板組成。當機車機控開關合上后，該控制箱得到110V直流工作電源。21插件板2.1.1逆變插件板逆變插件將機車110V直流電源逆變?yōu)榻涣?，送至箱體內部的變壓器，其主要由功率三極管、電阻、電容、變壓器等組成，工作電壓范圍90125V。功率三極管T1、T2由兩個同一型號并且特性完全相同的管子組成。當加上110V直流電壓時，由于R2、R3的分壓作用，T2首先導通，110V電源通過R1、B1原邊繞組2-3、T2的c-e返回，且其電流遠遠大于通過B1原邊繞組21、B2原邊繞組12、R5、T2的ce的電流。通過變壓器B2的原邊，在其副邊產生感應電勢，5端為正，使T2更加導通；當通過B2原邊的電流增大到一定數值以后就開始減少，故變壓器B2中的反電勢反相，使T1趨向于導通而T2趨向于截止，最終導致T1導通，T2截止。就這樣周而復始，形成一個三極管輪流導通，而在變壓器B1的原邊產生兩個不同方向的電流，因而在B1的副邊產生交變的感應電勢。2.1.2電源插件板電源插件將箱體內變壓器提供的各組交流電壓，通過整流、濾波、穩(wěn)壓變?yōu)?5V、15V直流穩(wěn)壓電源以及24V直流電源，提供給勵調器各插件及機車上制動電流傳感器用電，其由整流元件、集成穩(wěn)壓器、電容等組成。D1、D2（D3、D4；D5、D6；D7、D8）為兩個同一型號的快速恢復二極管，使B1副邊的交流電壓變成直流電壓，IC1（IC2；IC3；IC4）為三端式集成穩(wěn)壓塊，以確保勵磁調節(jié)器內部的直流電壓穩(wěn)定，電容C1、C2（C4、C5； C7、C8； C10、C11）用來實現頻率補償，抑制穩(wěn)壓電路的自激振蕩，節(jié)點K1（K2；K3；K4）為電壓檢測點。在LTQ型勵磁調節(jié)器內有+5V、15V、24V等直流穩(wěn)壓電源，為箱體內各種插件以及機車上制動電流傳感器供電，其中24V為經過快速恢復二極管直接使用提供故障繼電器電源。當電源插件良好，檢測：K1K6+5V（DC），允許誤差5；K2K6+15V（DC），允許誤差5； K3K615V（DC），允許誤差5； K4K5+15V（DC），允許誤差5。2.1.3斬波插件板斬波插件為勵磁調節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機構，是將控制插件提供的信號電壓變?yōu)槟芷交乜刂苿畲畔到y(tǒng)勵磁電流的執(zhí)行環(huán)節(jié)，其由功率三極管、PWM脈寬調制器、電阻、電容組成。斬波插件的節(jié)點K1為控制插件板的輸出電壓信號，同時也是斬波插件板的輸入電壓信號，即脈寬調制器（PWM）的輸入電壓信號。在斬波插件中，輸入電壓信號經過脈寬調制器輸出一個固定頻率脈沖，其寬度可以根據輸入電壓信號的大小進行調整。脈寬調制器的輸出經過IC2光電耦合器隔離后實現控制側與勵磁調節(jié)執(zhí)行環(huán)節(jié)的電隔離，以防止不正常的高電壓信號對控制系統(tǒng)干擾，其+15V、24V電源由與機車110V電源共地的電源插件的電源組成，即由D7、D8快速恢復二極管組成的直流電源。在插件中，由IC1、IC2、T1、T2構成了勵磁調節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機構。當輸入電壓為0V時，脈寬調制器的輸出為0V低電平，IC2沒有電流流過，此時T1的基極有電流通過，T1導通，T2截至，測速發(fā)電機的勵磁繞組沒有電流流過，即測速發(fā)電機不發(fā)電；當輸入電壓信號大于0V并且達到某一電壓值時，脈寬調制器則輸出方波信號，當高電平時IC2有電流流過，此時T1截止，T2導通，測速發(fā)電機的勵磁繞組有電流流過，即測速發(fā)電機處于發(fā)電狀態(tài)，當方波信號為低電平時，IC2沒有電流流過，此時T1的基極有電流通過，T1導通，T2截至，測速發(fā)電機的勵磁繞組沒有電流流過，即測速發(fā)電機不發(fā)電。隨著輸入電壓信號（控制插件輸出的控制電壓）的變化，脈寬調制器輸出頻率一定，而脈寬隨著輸入電壓信號變化而變化的脈沖，即定頻調寬方式。通過控制T2的導通時間，達到控制測速發(fā)電機勵磁電流大小的目的。電阻制動位時由R3、C1、C2組成二級制動瞬間鎖閉電路及由R4、R7、R8、C3、C4、C7、QL1組成的勵磁機反饋電壓電路投入使用，鎖閉電路用于避免電阻制動一、二級轉換時主電路電流的過大沖擊，勵磁機反饋電路起微分負反饋作用，用于增加系統(tǒng)在電阻制動位時的穩(wěn)定性。勵磁調節(jié)系統(tǒng)的故障檢測電路由T3、T4、J、C2組成，用來檢測T2的工作狀態(tài)。如果T2發(fā)生短路故障以及始終導通時，檢測電路能作出反應，使T3截止，T4導通，繼電器J線圈得電，同時機箱故障發(fā)光二極管D發(fā)光。繼電器J的一組常閉觸頭接在系統(tǒng)的電氣聯鎖中，繼電器線圈得電后，斷開測速發(fā)電機的勵磁，勵磁調節(jié)器勵磁系統(tǒng)進入故障狀態(tài)，由聯合調節(jié)器油馬達電阻Rgt勵磁代替勵磁調節(jié)器電子勵磁工作。當電源插件良好，檢測：K1K6（K6為電源插件上的檢測孔）為控制插件輸出的控制電壓（DA）；K2K6（K6為電源插件上的檢測孔）為勵磁機反饋整流電壓；K3K4為勵磁電流控制檢測。 2.1.4 擴展插件板擴展插件將機車速度信號變成符合控制插件要求的信號電壓送到控制插件，同時控制插件通過該插件完成過渡及電阻制動擴展的控制。插件設有、級過渡及制動擴展指示燈、整定電位器（配DF16傳感器的插件沒有整定電位器）及測試孔，其主要由IC、T1、T2組成機車、級磁場削弱控制、由IC、T3組成備用電路、由IC、T4組成機車電阻制動擴展控制、由W1、六個二極管、R1、C1、C2、R2（C1、C2、R1、D1、T9DF16速度傳感器）組成機車速度轉換電路。IC為光電耦合器，用于實現勵磁調節(jié)器與機車控制電源之間的隔離，提高勵磁調節(jié)器的抗干擾能力；+15V電源為與機車電源共負（地）的電源系統(tǒng)；控制輸入電壓信號為控制插件輸出的控制信號。擴展插件共有四套相同的電路，分別實現、級過渡、備用、電阻制動擴展控制，當控制輸入電壓為低電平時，T1（T2、T3、T4）導通，T5(T6、T7、T8)截止，其控制的接觸器（電空閥）不得電，同時電阻制動擴展J繼電器不得電；當控制輸入電壓為高電平時，T1（T2、T3、T4）截止，T5(T6、T7、T8) 導通，其控制的接觸器（電空閥）得電，接觸器常開觸頭閉合，實現機車狀態(tài)的控制，同時電阻制動擴展J繼電器得電，通過斬波插件用于避免電阻制動一、二級轉換時主電路電流的過大沖擊。擴展插件的另一功能是將機車速度信號轉換為控制插件能夠識別的控制信號提供給控制插件。當機車速度輸入后，經過六個二極管組成的三相橋式整流、R1、C1、C2組成型濾波電路濾波、W1調節(jié)電阻調節(jié)后輸入控制插件（DF16速度傳感器送入的機車速度信號經過T9的處理變?yōu)榉讲ㄐ盘栞斎肟刂撇寮．敂U展插件良好，檢測：K1K6（K6為電源插件上的檢測孔）模擬輸入時為機車速度輸出電壓；DF16傳感器輸入時為傳感器輸入檢測。2.1.5控制插件板圖中“牽引”、“制動”信號是通過調整插件予處理后輸入，牽引工況提手柄時“牽引”有電，制動工況提手柄“制動”有電；“Vf”為主發(fā)電壓檢測反饋信號；“If”為主發(fā)電流檢測反饋信號；“Iz”為制動電流檢測反饋信號；“Izl”為制動勵磁電流檢測反饋信號；“n”為柴油機轉速檢測反饋信號；“v”為機車速度檢測反饋信號?？刂撇寮⒏鞣N模擬信號由A/D芯片轉換成數字量送往CPU，D/A芯片將CPU數字輸出量轉換成模擬電壓去控制勵磁斬波環(huán)節(jié)，其主要由微處理器CPU、模數轉換芯片A/D、數模轉換芯片D/A、輸入輸出接口電路I/O、存儲器、鎖存器等組成。牽引工況時CPU接受柴油機轉速信號n、主發(fā)電壓信號Vf、主發(fā)電流信號If、機車速度信號v；制動工況時CPU接受柴油機轉速信號n、制動勵磁電流Izl、制動電流Iz、 機車速度信號v。D/A輸出經過放大后驅動斬波電路，并通過斬波電路實現勵磁控制；A/D轉換器將檢測到的模擬信號轉換為數字信號提供給CPU，共有六路信號輸入。當機車運行在牽引狀態(tài)時，CPU將得到經調整插件處理的牽引信號，并根據柴油機轉速得到一個功率給定P,經過CPU運算處理，并根據If和Vf反饋信號進行調整，通過D/A轉換輸入給斬波插件實現勵磁調節(jié)控制，最終實現恒功率勵磁調節(jié)；同理，當機車運行在制動狀態(tài)時，CPU將得到的經調整插件處理的制動信號，并根據柴油機轉速確定制動電流的大小,并根據Iz和Izl反饋信號進行調整，通過D/A轉換輸入給斬波插件實現電阻制動恒流控制?？刂撇寮跔恳粫r，CPU根據機車速度信號，CPU有兩種處理方法：若機車速度信號為模擬值，先進行A/D轉換，再與規(guī)定值比較，根據結果輸出開關量，控制過渡；若機車速度信號為頻率值，CPU直接測出頻率，再與規(guī)定速度時的頻率值進行比較，根據結果輸出開關量，控制擴展插件進行-級過渡控制；在制動位時，根據機車速度信號，CPU有兩種處理方法：若機車速度信號為模擬值，先進行A/D轉換，再與規(guī)定值比較，根據結果輸出開關量，控制電阻制動-級轉換；若機車速度信號為頻率值，CPU直接測出頻率，再與規(guī)定速度時的頻率值進行比較，根據結果輸出開關量，控制擴展插件進行電阻制動-級轉換。2.1.6調整插件板調整插件將主發(fā)電壓Vf、主發(fā)電流If、柴油機轉速n、制動電流Iz、制動勵磁電流Izl信號進行處理，使之符合控制插件要求的電平。之后，送到控制插件。調整插件將所有外來信號進行預處理。工況、牽引、制動、單工等信號進入勵磁調節(jié)器之前是DC 110V電壓信號，為將此信號變成勵磁調節(jié)器插件能接受的信號，同時為了增強系統(tǒng)的抗干擾能力，采用光電耦合器隔離；柴油機轉速是勵磁調節(jié)器進行調整的依據，故此信號必須準確，因此其信號采集于同柴油機轉速通過具有固定齒輪傳動比的勵磁機頻率，通過IC2轉換成高精度的電壓信號送至控制插件；主發(fā)電壓Vf、主發(fā)電流If信號通過W1、W2調節(jié)輸出符合控制插件要求的電壓信號到控制插件；制動電流Iz、制動勵磁電流Izl信號經過W4、W5調節(jié)輸入運算放大器調整送至控制插件。當調整插件良好，檢測：K1K0為主發(fā)電機電壓調整后輸入電壓；K2K0為主發(fā)電機電流調整后輸入電壓；K3為備用檢測孔；K4K0為制動勵磁電流調整后輸入電壓；K5K0為制動電流調整后輸入電壓；K6K0為柴油機轉速信號調整后輸入電壓；K7K0為控制插件輸出的控制信號；K8K0為經過調整插件調整的控制插件輸出的控制信號；K9K0 為勵磁機反饋信號（作為柴油機轉速信號輸入檢測）2.2整箱2.2.1對外配線對外配線采用兩個航空插頭，一個為20芯用于牽引工況勵磁及磁場削弱控制，一個為14芯用于電阻制動工況設置。20芯航空插頭：K0為勵磁機反饋信號（作為柴油機轉速信號輸入檢K0為制動勵磁電流調整后輸入電壓； K0為制動電流調整后輸入電壓； K0為柴油機轉速信號調整后輸入電壓； K0為控制插件輸出的控制信號； K0為經過調整插件調整的控制插件輸出的控制信號.14芯航空插頭：2.2.2輸入檢測信號柴油機轉速信號n：取自最為可靠的感應子勵磁機三相中的任一相。因為勵磁機與柴油機是通過具有固定齒輪傳動比的齒輪箱相連的，因此它的頻率也就嚴格反應了柴油機轉速n，同時這一交流信號還兼作系統(tǒng)穩(wěn)定的反饋信號。機車速度取自三相交流速度傳感器（DF16速度傳感器）。 主發(fā)電流Iz、制動勵磁電流Izl取自1LH、2LH電流傳感器，牽引位作為主發(fā)電流Iz，電阻制動位作為制動勵磁電流Izl。主發(fā)電壓取自YZ。制動電流取自六個直流電流傳感器。2.2.3系統(tǒng)工作原理勵磁調節(jié)器機箱工作時，機車機控開關閉合后源進入機箱110V電CPU進行初始化并進入機車機車工況等待狀態(tài)。牽引工況下系統(tǒng)工作原理：當司機手柄為牽引工況時，進入牽引工況程序CPU首先接收將柴油機轉速n、主發(fā)電壓Vf、主發(fā)電流If、機車速度V速進行A/D變換CPU根據n找出Vf、If、Pf基準并與實際Vf、If、Pf（PfVfIf）分別進行比較，求出三者差值V、I、PPI運算值送PWM找出三者差值中代數最小值對輸出量進行D/A數模轉換按代數最小值進行數模轉換后的模擬PWM輸出定頻調寬開關信號送執(zhí)行管控制Icf經過各級放大控制主發(fā)電機，使Vf、If、Pf均在規(guī)定范圍之內根據機車速度信號，CPU有兩種處理方法：若機車速度信號為模擬值，先進行A/D轉換，再與規(guī)定值比較，根據結果輸出開關量，控制過渡；若機車速度信號為頻率值，CPU直接測出頻率，再與規(guī)定速度時的頻率值進行比較，根據結果輸出開關量，控制過渡。電阻制動工況下系統(tǒng)工作原理：當司機手柄為制動工況時，進入制動工況程序將柴油機轉速n、制動勵磁電流Izl、制動電流Iz、機車速度V速進行A/D變換CPU根據n找出Izl、Iz基準并與實際Izl、Iz找出二者差值中對輸出量進行PWM輸出定頻分別進行比較，求出兩者差值Izl、Iz代數最小值D/A數模轉換按代數最小值進行PI運算數模轉換后的模擬值送PWM調寬開關信號送執(zhí)行管控制Icf機，使Izl、Iz均在規(guī)定范圍之內經過各級放大控制主發(fā)電根據機車速度信號，CPU有兩種處理方法：若機車速度信號為模擬值，先進行A/D轉換，再與規(guī)定值比較，根據結果輸出開關量，控制電阻制動-級轉換；若機車速度信號為頻率值，CPU直接測出頻率，再與規(guī)定速度時的頻率值進行比較，根據結果輸出開關量，控制電阻制動-級轉換。3、LTQ-型勵磁調節(jié)器的使用調整方法3.1使用注意事項3.1.1勵磁調節(jié)器一定要在機車控制開關斷開后，才能進行勵磁調節(jié)器上的開關及插件插進、拔出等操作；3.1.2當機車進行絕緣檢查或電氣耐壓時，勵磁調節(jié)器上的兩插頭應拔出；3.1.3勵磁調節(jié)器出廠時，除“主發(fā)電壓”電位器外，其余都已基本調整好，特別是“勵磁電流”、“制動電流”電位器不要隨意調整，只有在試驗或運行當中發(fā)現實際控制值不對時，才能由專業(yè)技術人員進行調整；3.1.4勵磁調節(jié)器大修后，各種參數已按照出廠值進行了調整，只有在試驗或運行當中發(fā)現實際控制值不對時，才能由專業(yè)技術人員進行調整；3.1.5勵磁調節(jié)器要求機車上所有的電感元件兩端均應加裝過電壓抑制器；3.1.6機車若不使用電阻制動時，應將14芯插頭拔下。3.1.7對外連線插頭一定要與規(guī)定插座相連，不得更改連接，否則將損壞勵磁調節(jié)器；3.1.8如果勵磁調節(jié)器發(fā)生故障，可用更換插件或整機的辦法處理解決；3.1.9故障插件以及整機應該由經過專業(yè)培訓、懂得電子電路原理、掌握安全操作技術的專業(yè)檢修人員檢修，檢修人員應該嚴格遵守有關防靜電辦法，并在合格的試驗臺上進行調試，一般檢修、乘務人員不準拆卸、檢修、觸摸插件電路，以免靜電損壞電子器件。3.2勵磁調節(jié)器整定方法3.2.1勵磁調節(jié)器外部電阻預調整RLCF3=100；RZL=200；RZL2=最大值；RLCF1=8090。3.2.2勵磁調節(jié)器初步檢查柴油機停機，勵磁調節(jié)器上“勵磁調節(jié)器勵磁”和“油馬達電阻勵磁”開關均置“正?！蔽?。閉合總控和機車控制開關，檢查勵磁調節(jié)器情況，若符合下列條件，則初步認定勵磁調節(jié)器狀態(tài)正常。A、電源插件上K1、K2、K3對K6測試孔分別有：+5V、+15V、-15V電壓，K4對K5有+15V電壓，誤差為5%；B、調整插件上VF、IF、IZL、IZ、n對K0測試孔電壓均為0；C、工況開關置“牽引”位，控制插件“牽引工況”指示燈應閃光，主手柄提到“1”位，“牽引工況”下面“開始勵磁”指示燈應亮、勵磁調節(jié)器面板上的電表指示由0.14A左右，經過幾秒鐘上升到0.35A左右，主手柄回“0”位，電流減少到0.14A左右?！坝婉R達電阻勵磁”開關置故障位，電流降為0。D、工況開關置“制動”位，控制插件“制動工況”指示燈應閃光，勵磁調節(jié)器面板上的電表指示為0A，主手柄提到“?！蔽?，“制動工況”下面“開始勵磁”指示燈應亮、勵磁調節(jié)器面板上的電表指示由0A逐步上升到0.35A左右，主手柄回“0”位，電流降為0。3.2.3機車水阻試驗時勵磁調節(jié)器參數整定將“勵磁調節(jié)器勵磁”開關置“故障”位，“油馬達電阻勵磁”開關置“正?！蔽话礄C車水阻試驗技術條件調整RCF1、在負載狀態(tài)下，用數字萬用RCF2、RGT勵磁并進行檢查驗收表紅表筆插在“調整”插件的K6“n”測試孔上，黑表筆插在“電源”插件的K6“0V”測試孔上。柴油機轉速上升到1000r/min，調整“轉速調整”電位器使數字萬用表指示電壓為4.950.03V，其它轉速下，數字萬用表轉速指示電壓應基本符合下表1用數字萬用表紅表筆插在“調整”插件的K1“VF”測試孔上，黑表筆插在“電源”插件的K6“0V”測試孔上。使柴油機轉速上升到1000r/min負載下，按照主發(fā)實際電壓與測試孔電壓之比為100：0.625調整“主發(fā)電壓”電位器使數字萬用表指示電壓符合要求用數字萬用表紅表筆插在“調整”插件的K2“IF”測試孔上，黑表筆插在“電源”插件的K6“0V”測試孔上。使柴油機轉速上升到1000r/min負載下，按照主發(fā)實際電流與測試孔電壓之比為4800：3.69調整“主發(fā)電流”電位器使數字萬用表指示電壓符合要求查勵磁調節(jié)器單獨工作時的功率：將“勵磁調節(jié)器勵磁”開關置“正?！蔽?，“油馬達電阻勵磁”開關置“故障”位。閉合機控開關，觀察勵磁調節(jié)器單獨工作時的電功率。柴油機1000r/min時，主發(fā)電機整流輸出功率為東風4B:1900KW、東風4C:2000KW、東風4D（客運）：2200KW，如果差別較大，可以微調“主發(fā)電壓”電位器，順時針調整電功率減少，逆時針調整電功率增加。調整功率減小，允許偏差為06電阻勵磁”開關置“正?！蔽弧z查完畢，將“油馬達3.2.4電阻制動參數整定機車靜止狀態(tài)，工況手柄置“制動”位，閉合機控開關，主手柄提“?！蔽?，當柴油機轉速至850r/min，主發(fā)電流應為740A，若相差太大，微調“勵磁電流”電位器，順時針旋轉Izl減小。機車運行狀態(tài)，機車速度為40km/h左右，柴油機轉速至850r/min，制動電流應為650A，若相差太大，微調“制動電流”電位器，順時針旋轉Iz減小。3.2.5過渡以及擴展整定機車速度傳感器如果配置DF16傳感器則不需整定，如果配置三相交流速度傳感器，則可調整擴展插件上的電位器，順時針調整過渡點提前。只要調整一個過渡點，其余自動符合要求。3.2.6利用機車自負載調整勵磁調節(jié)器參數將“勵磁調節(jié)器勵磁”開關置“故障”位，“油馬達電阻勵磁”開關置“正?！蔽卉囋O置自負載狀態(tài)用數字萬用表紅表筆插在“調整”插件的K6“n”測試孔上，黑表筆插在“電源”插件的K6“0V”測試孔上。柴油機轉速上升到1000r/min，調整“轉速調整”電位器使數字萬用表指示電壓為4.950.03V，其它轉速下，數字萬用表轉速指示電壓應基本符合下表1用數字萬用表紅表筆插在“調整”插件的K1“VF”測試孔上，黑表筆插在“電源”插件的K6“0V”測試孔上。使柴油機轉速上升到1000r/min負載下，按照主發(fā)實際電壓與測試孔電壓之比為100：0.625調整“主發(fā)電壓”電位器使數字萬用表指示電壓符合要求用數字萬用表紅表筆插在“調整”插件的K2“IF”測試孔上，黑表筆插在“電源”插件的K6“0V”測試孔上。使柴油機轉速上升到1000r/mi