丁京
摘 要:本文主要介紹了輔機(jī)A插件板的電路原理和故障的分析處理。
關(guān)鍵詞:輔機(jī)A插件;原理分析;故障處理
1 問題提出
輔機(jī)A插件板安裝在TPW5型微機(jī)柜內(nèi),它的主要的功能:一是為機(jī)車提供穩(wěn)定的110伏電源,二是向蓄電池提供充電電流。輔機(jī)A插件板通過檢測輔助發(fā)電機(jī)電壓的高低,來確定晶體管導(dǎo)通時(shí)間的長短,從而改變輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的大小,使輔發(fā)電壓維持在110伏。當(dāng)機(jī)車出現(xiàn)故障,輔發(fā)電壓超過124伏時(shí),能自動(dòng)切除,機(jī)車只能使用固定發(fā)電。
近幾年來,我公司DF11、DF8B大修車不斷增多,在檢修的過程中發(fā)現(xiàn),輔機(jī)A插件板的故障率逐年升高。由于我公司沒有輔機(jī)A插件板內(nèi)部電路原理圖以及缺乏必要檢修的裝備和檢修經(jīng)驗(yàn),遇到損壞的輔機(jī)插件只能更換。每年更換的數(shù)量一般在50至60塊左右,每塊輔機(jī)A插件板的價(jià)格是2000多元,年修理費(fèi)用至少需要10多萬元。為了降本增效,輔機(jī)插件板的修理勢在必行。
2 電路原理分析
輔機(jī)A插件板由穩(wěn)壓電源、控制部分、功率驅(qū)動(dòng)三大部分組成。
穩(wěn)壓電源由R5、R6、R7、V7、和晶體管V8組成。它主要是給輔機(jī)控制部分提供工作電源,電壓為12伏。另有R9、V9組成一個(gè)高精度的5伏電壓為運(yùn)算放大器提供基準(zhǔn)電壓。
控制部分由兩個(gè)四運(yùn)算放大器組成,型號為LM124,代號為N1和N2。原理圖(見圖一)N1運(yùn)算放大器主要控制110伏的輔發(fā)電壓,反饋電壓經(jīng)V28、R15、R16、R17、和電位器R18分壓后送入N1的2腳。N1的3腳基準(zhǔn)電位是由12伏電源經(jīng)R34、R41、R33、R19分壓取得。如果2腳的電位比3腳電位低,則1腳輸出高電位,經(jīng)R21、R20、V15、R3、R4到晶體管柵極使V5、V6導(dǎo)通,提供輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流,電壓上升。反之1腳輸出低電位,晶體管關(guān)斷。切斷輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流,電壓下降。如此往復(fù)循環(huán)調(diào)整,整個(gè)調(diào)整過程十分迅速進(jìn)行,因而輔助發(fā)電機(jī)的端電壓保持恒定。調(diào)整電位器R18電阻值,就可以調(diào)整輔發(fā)110伏電壓大小。
輔機(jī)的過壓保護(hù)是由N2運(yùn)算放大器控制。反饋電壓經(jīng)由V28、R22、及可調(diào)電位器R23送入N2的3腳,2腳的電位為5伏,當(dāng)反饋電壓高于124伏時(shí)電路發(fā)生翻轉(zhuǎn),N2的1腳輸出高電位,在這里信號分成三路,第一路經(jīng)V30送入N1的9腳,原來9腳電位為5伏,10腳為11伏,N1的8腳輸出高電位?,F(xiàn)在9腳電位升高到12伏,比10腳電位高,電路發(fā)生翻轉(zhuǎn)N1的8腳輸出低電位,晶體管V13柵極也變低電位晶體管關(guān)斷,主接觸器失電觸頭斷開,切斷勵(lì)磁電源。第二路送到N2的10腳,高電位從N2的8腳經(jīng)R42、V27送到N2的3腳形成自鎖,即反饋端電壓下降到124伏以下,輔機(jī)控制不恢復(fù),必須重合電源才能工作。第三路經(jīng)R27給V18晶體管柵極高電位,晶體管導(dǎo)通K3繼電器得電吸合,控制機(jī)車過壓保護(hù)動(dòng)作,機(jī)車只能使用固定發(fā)電。
3 故障原因分析與處理
通過對輔機(jī)A插件板的多次修理后,經(jīng)粗略統(tǒng)計(jì),我發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障較高的的地方是功率驅(qū)動(dòng)部分。
首先主要故障現(xiàn)象是合上電源起機(jī)后就過壓保護(hù)動(dòng)作,根據(jù)故障現(xiàn)象查找原因,大部分是功率元件短路所至。易損件為保護(hù)二極管V1、場效應(yīng)晶體管V5、V6擊穿短路甚至炸裂。易損原因是工作溫度高、電流大、又由于工作在感性電路里,所以往往要承受很高的反向電壓。特別要注意的是在更換場效應(yīng)晶體管時(shí),不要忽視對柵極保護(hù)二極管的檢測。
其次輔發(fā)、過壓保護(hù)電壓波動(dòng)的故障往往是可調(diào)電位器R18、R23接觸不良造成的。有時(shí)運(yùn)算放大器N1、N2性能不好也會(huì)造成電壓波動(dòng),但不多見。還有不要忘了檢查輔機(jī)板的插針有無氧化和變形。
最后故障表現(xiàn)為發(fā)電和過壓保護(hù)都不工作,故障范圍基本確定在電源部分。電源部分重點(diǎn)應(yīng)檢查晶體管V8和二極管V7。當(dāng)V8損壞時(shí),R8電阻極易燒損。主接觸器發(fā)生故障時(shí),也會(huì)造成不發(fā)電。另外主接觸器線圈由主、副線圈構(gòu)成,吸合時(shí)抖動(dòng),必須檢查輔助觸頭。
為了方便檢修輔機(jī)板,我制作了一個(gè)檢測裝置。
因?yàn)檩o機(jī)A插件板在微機(jī)柜的上插箱內(nèi),所以對有故障的輔機(jī)板關(guān)鍵電壓不好測量,這對故障的分析判斷極為不利。用檢測裝置和一臺(tái)穩(wěn)壓電源配合使用后,調(diào)整穩(wěn)壓電源的電壓,就可以整定輔機(jī)A板的輔發(fā)電壓和過壓保護(hù)值,通過觀察檢測裝置的指示燈和測量輔機(jī)A板的關(guān)鍵點(diǎn)電位,很容易找到故障點(diǎn),使排除故障的效率大大提高。
4 結(jié)束語
隨著公司“雙增雙節(jié),降本增效”的活動(dòng)不斷深入,僅修理輔機(jī)A插件板所取得經(jīng)濟(jì)效益,就十分顯著。近兩年來共修理輔機(jī)A板八十多塊,節(jié)約大修費(fèi)用約16萬元。
參考文獻(xiàn)
[1].株洲電力機(jī)車研究所。內(nèi)燃機(jī)車控制柜(16位)檢修說明。
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