the applications of current and voltage sensors employed on the diesel locomotives
王軍
(中國南車集團(tuán)資陽機(jī)車公司技術(shù)中心電氣室 王軍 641300)
摘要: 簡要介紹了資陽機(jī)車公司生產(chǎn)的DF8B干線直流傳動機(jī)車和DF12大功率直流傳動調(diào)車機(jī)車上電流電壓傳感器的運(yùn)用情況。
Abstract: The applications of current and voltage sensors employed on the Type DF8B and Type 12 locomotives which manufactured by Ziyang locomotive co. Ltd. are briefly introduced.
關(guān)鍵詞: 機(jī)車;電流傳感器;電壓傳感器
1 引言
資陽機(jī)車公司是我國主要的內(nèi)燃機(jī)車生產(chǎn)基地之一,經(jīng)過50年的發(fā)展開發(fā)了各種功率等級的內(nèi)燃機(jī)車。主要有DF8B干線直流傳動機(jī)車和DF12大功率直流傳動調(diào)車機(jī)車。隨著機(jī)車自動化控制程度的提高,作為機(jī)車信號檢測的重要組成部份,電流傳感器和電壓傳感器的可靠性、準(zhǔn)確性也越來越重要,F(xiàn)對資陽機(jī)車公司生產(chǎn)的主要機(jī)車上所用電流和電壓傳感器的運(yùn)用作一介紹。
2 電流和電壓傳感器在DF8B干線直流傳動機(jī)車的運(yùn)用
東風(fēng)8B 型貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車是鐵道部“1995年鐵路科學(xué)技術(shù)發(fā)展計(jì)劃”中的重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目,是目前我國功率最大、速度最快、技術(shù)最新的繁忙干線貨運(yùn)提速的主型內(nèi)燃機(jī)車。機(jī)車裝用標(biāo)定功率為3860kW的16V280ZJA型柴油機(jī)、JF204D型同步主發(fā)電機(jī)及ZD109C型牽引電動機(jī),走行部為25t軸重的三軸轉(zhuǎn)向架。機(jī)車設(shè)有微機(jī)控制系統(tǒng),行車安全速度監(jiān)控系統(tǒng),具有全功率自負(fù)荷功能的電阻制動裝置。
為了檢測機(jī)車上的各種信號,機(jī)車微機(jī)系統(tǒng)中采用了多種電流和電壓傳感器,使用情況如表1-1所示。
表1-1
序號
類 型
型 號
檢測部位
1
SCM式電壓
TQG11G或SCM03
主整流柜輸出電壓
2
LEM式電流
TQG4A-1000
1# 牽引電機(jī)電樞電流
3
LEM式電流
TQG4A-1000
2# 牽引電機(jī)電樞電流
4
LEM式電流
TQG4A-1000
3# 牽引電機(jī)電樞電流
5
LEM式電流
TQG4A-1000
4# 牽引電機(jī)電樞電流
6
LEM式電流
TQG4A-1000
5# 牽引電機(jī)電樞電流
7
LEM式電流
TQG4A-1000
6# 牽引電機(jī)電樞電流
8
LEM式電流
TQG4A-1000
牽引電機(jī)磁場電流
9
SCM式電流
SCM02
主發(fā)電機(jī)磁場電流
10
SCM式電流
SCM02
勵磁機(jī)磁場電流
11
SCM式電流
SCM02
勵磁機(jī)輸出
12
SCM式電流
SCM01
接地漏電流
2.1 LEM式電流傳感器
LEM式傳感器是一種通過霍爾發(fā)生器測量磁通密度來實(shí)現(xiàn)對各種電壓、電流進(jìn)行測量的檢測設(shè)備,是一種磁平衡式霍爾傳感器。
TQG4A-1000型電流傳感器是一種通過霍爾發(fā)生器測磁來實(shí)現(xiàn)對各種電流測量的檢測設(shè)備。它能對直流、交流、脈動等大電流進(jìn)行電的隔離測量,而且測量精度高,線性好,過載能力強(qiáng),不受外界磁電干擾,性能穩(wěn)定可靠。
2.1.1技術(shù)參數(shù)
額定電流
1000Arms=In
測量范圍
0~±1800A
過載能力
1800A 2min/h
輸出比例
額定 200mA/1000A 最大360mA/1800A
準(zhǔn)確度
±1%In
dI/dt
大于50A/μs
供電電壓
±24V(±10%)
功耗
60mA(空載)+Im(測量輸出電流)
耐壓
一次側(cè)回路對二次側(cè)回路、地及屏蔽層之間:6kVrms/50Hz/1min
使用溫度
-25~70℃
存放溫度
-40~85℃
重量
3±0.5kg
外形尺寸
230mmX132mmX153.5mm
2.1.2安裝使用
將傳感器的原邊(即母排)串入被測電流回路,并為之提供相應(yīng)電壓的電源,當(dāng)原邊有電流通過時(shí),測量輸出端M即輸出電流信號Is。當(dāng)被測電流為直流,且方向與傳感器上箭頭指示方向一致時(shí),則測量輸出電流的方向是由M到0,M端為正。否則相反,且M端為負(fù)。接線方式如圖1-1所示。
圖1-1 TQG4A-1000型電流傳感器接線圖
傳感器輸出插頭與外接信號的對應(yīng)關(guān)系如下:
端子1接+,端子2接-,端子3接M,端子4接E。
其中:+為傳感器電源正極,接電源電壓+24V端;
-為傳感器電源負(fù)極,接電源電壓-24V端;
M為傳感器測量輸出端,接用戶電流表或測量取樣電阻Rm后到供電電源電壓的零點(diǎn)0V。
E為傳感器的屏蔽輸出端,接用戶系統(tǒng)地,或無系統(tǒng)地時(shí)接供電電源的電壓負(fù)極;
Rm為用戶取樣測量電阻,可在其兩端獲取測量信號。
2.2 SCM式傳感器
SCM式傳感器是一種信號變換線路板,其作用是使機(jī)車主回路與機(jī)車微機(jī)系統(tǒng)EXP隔離,并將檢測的機(jī)車電流、電壓信號經(jīng)過變換,產(chǎn)生EXP所需的信號。
機(jī)車上此信號變換板共有5塊,其中3塊為SCM02板,1塊為SCM01板,1塊為TQG11G型(或SCM03型)電壓傳感器。按安裝順序定義為SCM1、SCM2、SCM3、SCM4、SCM5。
SCM1、SCM2板分別用來將主發(fā)電機(jī)勵磁電流、勵磁機(jī)勵磁電流轉(zhuǎn)換為0~10V的直流信號,其輸入信號取自勵磁回路中的分流器。
SCM3板用來將勵磁機(jī)在電阻制動工況下的輸出電壓0~18.3V轉(zhuǎn)換為0~10V的直流信號,其輸入信號取自勵磁機(jī)的整流輸出端。當(dāng)勵磁機(jī)在牽引工況下的輸出電壓大于18.3V時(shí),其輸出仍保持為10V。
SCM4板用來檢測機(jī)車主回路的接地漏電流。當(dāng)主回路的接地漏電流為0~1A時(shí),SCM4板的輸出信號為0~10V,兩者成線性關(guān)系。
SCM5板用來檢測機(jī)車主硅整流柜直流輸出端電壓,其輸入信號取自主硅整流柜的輸出電壓,將主硅整流柜輸出的0~1000V直流電壓轉(zhuǎn)換為0~4.88V的直流信號。
3 電流和電壓傳感器在DF12大功率直流傳動調(diào)車機(jī)車運(yùn)用
東風(fēng)12型內(nèi)燃機(jī)車是為了滿足我國鐵路主要繁忙干線開行5000 t級重載車的需要而開發(fā)設(shè)計(jì)的大功率電傳動調(diào)車機(jī)車。機(jī)車標(biāo)稱功率1990kW,柴油機(jī)最大運(yùn)用(裝車)功率為2430kW,機(jī)車最大運(yùn)行速度100km/h,它不僅適用于路內(nèi)大型編組站和工礦企業(yè)5000 t級貨列的調(diào)車和小運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè),還可用于一般干線的貨運(yùn)。
為了檢測機(jī)車上的各種信號,機(jī)車微機(jī)系統(tǒng)中采用了多種電流和電壓傳感器,使用情況如表1-2所示。
表1-2
序號
類 型
型 號
檢測部位
1
SCM式電壓
NCV4-1000V
主整流柜輸出電壓
2
LEM式電流
TQG22-1500A
1# 牽引電機(jī)電樞電流
3
LEM式電流
TQG22-1500A
2# 牽引電機(jī)電樞電流
4
LEM式電流
TQG22-1500A
3# 牽引電機(jī)電樞電流
5
LEM式電流
TQG22-1500A
4# 牽引電機(jī)電樞電流
6
LEM式電流
TQG22-1500A
5# 牽引電機(jī)電樞電流
7
LEM式電流
TQG22-1500A
6# 牽引電機(jī)電樞電流
8
SCM式電流
NCA3-10A
主發(fā)電機(jī)勵磁電流