DF型内燃机车调速驱动器稳定性改进

DF型内燃机车调速驱动器稳定性改进

宋志华

乌鲁木齐集团有限公司库尔勒机务段 新疆库尔勒 841001

摘要：通过对DF型内燃机车柴油机转速不升不降故障点进行分析，针对此故障对机车转速驱动器进行改进，确保机车转速驱动器工作稳定可靠，防止柴油机转速不升不降故障发生。

关键词：转速驱动器；柴油机转速不升不降故障；转速驱动器改造。

引言：

乘务员通过司控器发出升降速指令，信号通过电线路传递到转速驱动器，转速驱动器将指令信号转换成方波脉冲信号，使步进电机的各项绕组按照合适的时序通电，步进电机轴产生角位移，推动调速器配速盘转动，以此来改变柴油机转速的升降。转速驱动器故障会导致柴油机转速不升不降故障，严重影响机车运行安全，针对此故障对机车转速驱动器进行改进，防止柴油机转速不升不降故障发生。

1.概述

通过对DF型内燃机车柴油机转速不升不降故障点的分析，发现DF型内燃机车转速驱动器、转速驱动器已使用15年以上，使用的功率管、4010控制模块性能不稳定，常出现柴油机转速不升不降问题，针对此故障对机车转速速驱动器进行改进，防止柴油机转速不升不降故障发生。

2.柴油机转速不升不降故障分析：

通过对库尔勒机务段2019年28件机车柴油机转速不升故障统计分析，发现机车柴油机转速故障主要原因有以下二个方面。

一是DF4B、4D型内燃机车无极调速驱动器已使用15年以上，为老式模拟电路设计，驱动管为达林顿管或者场效应管（其耐压过低容易在多感性负载环境中被反电势击穿）；其供电采用非隔离的电源（电阻分压再稳压的方式）供电模式，由于机车用电环境复杂，驱动的芯片很容易受到干扰，出现时好时坏（车上不工作，下车在实验台测试完好），击穿驱动管或者烧损驱动驱动芯片，常见烧损电流芯片CD4010，严重时会出现多个芯片同时击穿烧损，常出现柴油机转速不升不降问题，严重影响机车运行的安全性。

二是DF11 8B机车转速驱动器分为上插板（转速驱动器系统），下插板（电源模块、执行机构功率管、正常故障转换继电器），继电器联锁虚接、电源模块5V送往上插板的插头连线虚接，都会造成柴油机掉转速（1000转自动回到400转），转速不升不降。

3.转速驱动器改进措施：

（1）制做新的转速驱动器：针对DF4B、4D型内燃机车无极调速驱动器老化，对无极调速驱动器电路进行分析，发现4010BE模块的缺陷，提出电路改进，使用逻辑编程控制，大功率场效应管替代老式的打林顿管，将双套设备插头式改为万能转换开关转换。提高无极调速驱动器备品质量的同时，方便乘务员双套设备转换，避免双套设备转换时，插头插错造成插头损坏，烧损无极调速驱动器等故障发生。

总体结构与工作原理

供电方式改进：由原来的电阻分压再稳压，改进现有的隔离电源模块，减少外界电磁干扰，保证系统控制的稳定性。电源模块前端增加了多级滤波抗干扰电路。如下图：

驱 动方式改进：由原来的电流驱动改进为电压驱动（老旧驱动器易烧损CD4010芯片），从根本上解决芯片，驱动管烧损，提高机车运行安全。驱动管由老旧的达林顿管改进最新的IGPT（耐压1200v，25℃可达25安培电流）。控制与驱动通过光耦进行光电隔离，提高产品抗干扰性。

控制方式改进：取消原有老旧的五个CMOS集成芯片，改进最新微处理器CPU进行程序化控制（系统采用集成度高可编程的芯片32位CPU，自身具有高抗干扰性；受到外界强干扰）；原来降速时间通过电阻，电容进行模拟定时，改进为程序化定时，时间更加准确且可根据实际状态进行设定；电位器由原来的单圈调整，改进为多圈精密电位器，是调整参数更加准确可靠。

2. 一是针对DF11 8B型机车RT-3型转速驱动器上插板5V电源缺失造成转速不升故障，分析上下插板电路，将下插板电源模块5V，直接用2根线引到上插板，正端接D101处，负端接R110处，给上插板CPU供电，确保上插板CPU电源供应。二是备品转速驱动器检修时打开正常故障转换继电器外罩，检查继电器复原弹簧作用良好，用酒精擦拭继电器触头，检测触头接触器电阻小于200mΩ。三是转速驱动器试验时进行震动试验，发现震动后出现转速频率乱，不升不降问题及时查找处理。

3. 在DF11 8B型机车工作期间做好养护工作，所拟定养护计划及内容如下：①日常养护计划，在机车每日工作结束后，对于机车工作状态进行一次系统检查，在自动化技术辅助下建立自检系统，根据仪表显示情况判断机车各模块工作状态，及时处理发现的隐患问题；②定期养护计划，即间隔一段时间对机车进行一次系统检查，更换老化/损坏零件，紧固接线接头等；③应急养护计划，在突发故障后临时进行设备养护，校核性能指标满足要求后才可恢复正常工作状态。

4.改进后的效果：

通过对柴油机无极调速驱动器改造更新，对RT-3转速驱动器增加上下插头间5V电源连接，无极调速驱动器电路改进。通过公关对转速驱动器的改进2020年库尔勒机务段柴油机转速不升不降故障大幅下降，故障统计2019年发生18件机车柴油机转速不升故障，2020年发生柴油机转速不升不降故障5件，较2019年减少了13件。

参考文献：

1. 蔡其文, 付俊. DF(下标 4B)型内燃机车柴油机转速控制电路的改进[J]. 机车电传动, 2000(5):1.

2. 郑勇明. DF4B型机车柴油机极限调速器误动作原因分析及改进措施[J]. 内燃机车, 2003, 000(011):45-46.

[1]张国晟. DF_(5B)型内燃机车排气冒黑烟原因与解决措施[J]. 机械管理开发, 2020, 35(4):2.

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