HXN3機(jī)車外電源供電系統(tǒng)淺析

楊曦亮

【摘 要】HXN3大功率交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車，目前配屬我國北方地區(qū)，機(jī)車先進(jìn)的微機(jī)控制系統(tǒng)除了提供一流的機(jī)車牽引、制動(dòng)性能以外，根據(jù)機(jī)車使用地域不同而配備了制定的人性化的控制單元，車載外電源控制單元除了給蓄電池充電還給駕駛室供熱和輔助空壓機(jī)運(yùn)行供電，在沒有發(fā)動(dòng)柴油機(jī)或車載蓄電池饋電等情況下，可以給司機(jī)提供一個(gè)舒適的工作環(huán)境操作并針對機(jī)車進(jìn)行維護(hù)。

【關(guān)鍵詞】HXN3；外電源；APC

1 HXN3機(jī)車外電源系統(tǒng)簡介

HXN3內(nèi)燃機(jī)車作為全新一代的內(nèi)燃機(jī)車，配備了先進(jìn)的動(dòng)力系統(tǒng)和微機(jī)控制系統(tǒng)，機(jī)車中的車載蓄電池充電和主要應(yīng)用設(shè)備，如微波爐、空調(diào)、飲水機(jī)、電冰箱均應(yīng)用逆變器交流供電，而應(yīng)用逆變器的直流輸入來源于機(jī)車的APC（輔助功率轉(zhuǎn)換模塊），對于APC的交流電來源有兩種方式：一是從發(fā)動(dòng)機(jī)輔助發(fā)電直接獲得的三相交流電源，另外一種就是從外接電源獲得三相交流電源。接下來簡要地介紹一下HXN3機(jī)車的外電源系統(tǒng)組成 。

外電源控制環(huán)節(jié)：HXN3機(jī)車配備的車載微機(jī)系統(tǒng)，擁有4個(gè)數(shù)字量輸入輸出控制板DIO1～4。通過外電源相關(guān)接觸器的動(dòng)作反饋以及司機(jī)室顯示屏（FIRE）對外電源的操作來實(shí)現(xiàn)外電源的控制與檢測。

2 HXN3機(jī)車外電源系統(tǒng)的工作原理

機(jī)車外電源系統(tǒng)的啟動(dòng)除了需要外接三相交流電源于機(jī)車一側(cè)的外電源插座，出于保護(hù)以及自動(dòng)控制的機(jī)理，車載微機(jī)也會(huì)主動(dòng)分析系統(tǒng)是不是有足夠的條件來啟動(dòng)外電源功能：

首先能夠啟動(dòng)外電源系統(tǒng)有如下的條件：

1）車載微機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)啟動(dòng)

2）司機(jī)顯示屏已經(jīng)啟動(dòng)并且與車載微機(jī)系統(tǒng)通訊良好

3）外接電源工作正常并且已經(jīng)連接

4）閉合外電源斷路器和外電源變壓器斷路器

下面結(jié)合部分電氣原理圖1說明外電源系統(tǒng)整體的工作原理。

當(dāng)引擎處于停機(jī)狀態(tài)并外電源接通以后，閉合外電源控制斷路器和外電源變壓器。

如圖2所示當(dāng)電路接通以后，如果連接的是右側(cè)的外電源插座，右側(cè)的串聯(lián)著一個(gè)左側(cè)的WSL常閉觸點(diǎn)的WSR接觸器的線圈將得電，同理如果連接的是左側(cè)的外電源插座的時(shí)候，左側(cè)的WSL線圈將得電同時(shí)斷開串聯(lián)在右側(cè)的WSR接觸器線圈上的輔助常閉觸點(diǎn)，目的是用于互鎖保護(hù)。

當(dāng)WSR線圈得電后觸點(diǎn)就會(huì)動(dòng)作，原來常開的輔助觸點(diǎn)WSR（D，C）閉合。給EMD2000的DIO-3（IN）也就是數(shù)字量輸入一個(gè)輸入信號(hào)，外電源已經(jīng)連接。這時(shí)在FIRE顯示屏上手動(dòng)選擇外電源模式以將其激活。激活后車載微機(jī)EMD2000會(huì)通過DIO-3（OUT）給出一個(gè)輸出信號(hào)（WSCAF）如下圖3所示：

此時(shí)WSCAF的線圈得電觸點(diǎn)動(dòng)作，WSCAF的常開觸點(diǎn)有兩對（詳見圖1），分別串聯(lián)在WSLDB（外電源除塵風(fēng)機(jī)）接觸器線圈回路和用于微機(jī)接收WSCAF動(dòng)作狀態(tài)的反饋回路，它的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在輔發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路用于切斷輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路。當(dāng)串聯(lián)在WSLDB（外電源除塵風(fēng)機(jī)）接觸器線圈回路的WSCAF常開觸點(diǎn)閉合時(shí)候WSLDB線圈得電觸點(diǎn)動(dòng)作主觸點(diǎn)用于接通外電源變壓器次邊到除塵風(fēng)機(jī)的三相交流供電線路，如下圖4所示：

WSLDB接觸器的常開輔助觸點(diǎn)用有兩個(gè)用途，首先是給車載微機(jī)一個(gè)動(dòng)作反饋信號(hào)，使得微機(jī)識(shí)別WSLDB接觸器的主線圈得電。也就相當(dāng)于是微機(jī)了解到外電源系統(tǒng)已經(jīng)激活的動(dòng)作狀態(tài)。另外一個(gè)重要的用途就是接通WSAPC（外電源輔助功率轉(zhuǎn)換模塊接觸器）的主線圈。正如下圖5所示：

我們知道CAAPC（輔助發(fā)電APC接觸器）是在機(jī)車輔助發(fā)電的狀態(tài)下使用的接觸器，而WSAPC（外電源APC接觸器）是在機(jī)車在外接電源的狀態(tài)下使用的接觸器，HXN3機(jī)車是為了實(shí)現(xiàn)這種互鎖的關(guān)系用到了WSLDB接觸器的另外一對輔助常閉的觸點(diǎn)，將其串聯(lián)在CAAPC線圈的電路中以實(shí)現(xiàn)這種互鎖，圖6中CAA1，CAA2，CAA3分別為三相連接到APC功率模塊的三相交流輸入。

最后WSAPC接觸器的主觸點(diǎn)動(dòng)作接通了外電源到APC輔助功率轉(zhuǎn)換模塊的電路，完成了外電源激活并供電的整個(gè)過程。

3 HXN3機(jī)車外電源系統(tǒng)診斷

整個(gè)操作過程中控制系統(tǒng)時(shí)時(shí)監(jiān)控外電源系統(tǒng)狀態(tài)，根據(jù)上述控制流程步驟結(jié)合控制系統(tǒng)狀態(tài)可能產(chǎn)生如下針對外電源系統(tǒng)的故障代碼：

2500 不正確的外電源設(shè)置-本機(jī)控制斷路器跳閘

2511 不正確的外電源設(shè)置-未檢測的到外電源

3048 不正確的外電源設(shè)置-柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)

4668 外部電源不正常-沿線斷路器未閉合

4669 外部電源不正常-沿線沿線變壓器斷路器開路

4671 外部電源不正常-APC斷路器未閉合

4674 外部電源設(shè)置不正常-WSLDB未閉合

4675 外部電源設(shè)置不正常-未檢測到外部電源

4684 無法起動(dòng)-不正確的外電源設(shè)置WSLDB未斷開

4685 無法起動(dòng)-不正確的外電源設(shè)置WSCAF 未斷開

4 結(jié)論

根據(jù)上述不同的診斷，以及控制機(jī)理，自動(dòng)控制系統(tǒng)將進(jìn)行不同級(jí)別保護(hù)動(dòng)作來保護(hù)機(jī)車操作，在防止外電源接入的非正常操作的基礎(chǔ)上給機(jī)車司乘人員提供一個(gè)有效的，可靠的、人性化的機(jī)車功能。

[責(zé)任編輯：鄧麗麗]