關于輔機A插件板原理分析和故障處理

丁京

摘 要：本文主要介紹了輔機A插件板的電路原理和故障的分析處理。

關鍵詞：輔機A插件；原理分析；故障處理

1 問題提出

輔機A插件板安裝在TPW5型微機柜內，它的主要的功能：一是為機車提供穩(wěn)定的110伏電源，二是向蓄電池提供充電電流。輔機A插件板通過檢測輔助發(fā)電機電壓的高低，來確定晶體管導通時間的長短，從而改變輔助發(fā)電機勵磁電流的大小，使輔發(fā)電壓維持在110伏。當機車出現(xiàn)故障，輔發(fā)電壓超過124伏時，能自動切除，機車只能使用固定發(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A插件板的故障率逐年升高。由于我公司沒有輔機A插件板內部電路原理圖以及缺乏必要檢修的裝備和檢修經驗，遇到損壞的輔機插件只能更換。每年更換的數(shù)量一般在50至60塊左右，每塊輔機A插件板的價格是2000多元，年修理費用至少需要10多萬元。為了降本增效，輔機插件板的修理勢在必行。

2 電路原理分析

輔機A插件板由穩(wěn)壓電源、控制部分、功率驅動三大部分組成。

穩(wěn)壓電源由R5、R6、R7、V7、和晶體管V8組成。它主要是給輔機控制部分提供工作電源，電壓為12伏。另有R9、V9組成一個高精度的5伏電壓為運算放大器提供基準電壓。

控制部分由兩個四運算放大器組成，型號為LM124，代號為N1和N2。原理圖（見圖一）N1運算放大器主要控制110伏的輔發(fā)電壓，反饋電壓經V28、R15、R16、R17、和電位器R18分壓后送入N1的2腳。N1的3腳基準電位是由12伏電源經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R21、R20、V15、R3、R4到晶體管柵極使V5、V6導通，提供輔助發(fā)電機勵磁電流，電壓上升。反之1腳輸出低電位，晶體管關斷。切斷輔助發(fā)電機勵磁電流，電壓下降。如此往復循環(huán)調整，整個調整過程十分迅速進行，因而輔助發(fā)電機的端電壓保持恒定。調整電位器R18電阻值，就可以調整輔發(fā)110伏電壓大小。

輔機的過壓保護是由N2運算放大器控制。反饋電壓經由V28、R22、及可調電位器R23送入N2的3腳，2腳的電位為5伏，當反饋電壓高于124伏時電路發(fā)生翻轉，N2的1腳輸出高電位，在這里信號分成三路，第一路經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N1的8腳輸出低電位，晶體管V13柵極也變低電位晶體管關斷，主接觸器失電觸頭斷開，切斷勵磁電源。第二路送到N2的10腳，高電位從N2的8腳經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，輔機控制不恢復，必須重合電源才能工作。第三路經R27給V18晶體管柵極高電位，晶體管導通K3繼電器得電吸合，控制機車過壓保護動作，機車只能使用固定發(fā)電。

3 故障原因分析與處理

通過對輔機A插件板的多次修理后，經粗略統(tǒng)計，我發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障較高的的地方是功率驅動部分。

首先主要故障現(xiàn)象是合上電源起機后就過壓保護動作，根據(jù)故障現(xiàn)象查找原因，大部分是功率元件短路所至。易損件為保護二極管V1、場效應晶體管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晶體管時，不要忽視對柵極保護二極管的檢測。

其次輔發(fā)、過壓保護電壓波動的故障往往是可調電位器R18、R23接觸不良造成的。有時運算放大器N1、N2性能不好也會造成電壓波動，但不多見。還有不要忘了檢查輔機板的插針有無氧化和變形。

最后故障表現(xiàn)為發(fā)電和過壓保護都不工作，故障范圍基本確定在電源部分。電源部分重點應檢查晶體管V8和二極管V7。當V8損壞時，R8電阻極易燒損。主接觸器發(fā)生故障時，也會造成不發(fā)電。另外主接觸器線圈由主、副線圈構成，吸合時抖動，必須檢查輔助觸頭。

為了方便檢修輔機板，我制作了一個檢測裝置。

因為輔機A插件板在微機柜的上插箱內，所以對有故障的輔機板關鍵電壓不好測量，這對故障的分析判斷極為不利。用檢測裝置和一臺穩(wěn)壓電源配合使用后，調整穩(wěn)壓電源的電壓，就可以整定輔機A板的輔發(fā)電壓和過壓保護值，通過觀察檢測裝置的指示燈和測量輔機A板的關鍵點電位，很容易找到故障點，使排除故障的效率大大提高。

4 結束語

隨著公司“雙增雙節(jié)，降本增效”的活動不斷深入，僅修理輔機A插件板所取得經濟效益，就十分顯著。近兩年來共修理輔機A板八十多塊，節(jié)約大修費用約16萬元。

參考文獻

[1].株洲電力機車研究所。內燃機車控制柜（16位）檢修說明。

[2].中華人民共和國鐵道部，內燃機車大修規(guī)程匯編[M]，中國鐵道出版社，2011。