浅析机车牵引试验台模块无法识别问题

浅析机车牵引试验台模块无法识别问题

郭力瑞

中车永济电机有限公司，陕西 西安 710016

摘要本文从机车牵引试验台出现无法识别逆变功率模块，却能正确识别四象限功率模块的问题入手，分析了识别模块的核心部件接近开关的工作原理，详细阐述了机车牵引开关试验台识别模块的原理方法，并针对试验台无法识别模块的问题提出排查办法，为设备的故障排查及维修提供了技术支持和经验积累。

关键词接近开关 开关试验 快速排查

0引言

机车牵引试验台不仅承担着电力机车模块的试验任务，而且还负责研发产品的试验检测。试验是对产品性能验证的重要过程，试验能力的好坏将直接影响产品的质量和生产效率。由于要做各类产品的试验，产品类型及参数需频繁切换，因此保证试验台设备状态良好是十分必要的。

1 问题说明

机车牵引试验台在试验过程中发现无法识别逆变功率模块，但更换四象限功率模块时，试验台能够正确识别并正常试验。机车牵引试验台只有在识别模块类型的前提下，试验台中的脉冲发生板才能依据不同的模块类型触发相对应的脉冲，产生正确的脉冲后才能对模块进行后续的静态状态反馈及开关试验等进行试验；所以识别模块类型是保证例行试验顺利进行的关键一步。

2 故障初步分析

机车牵引开关试验台由主功率模块单脉冲试验控制台、脉冲试验台和负载自动控制装置组成，主要负责产品的介电性能、状态反馈的静态和动态测试、开关测试。针对机车牵引试验台可以识别四象限功率模块却不能够识别逆变功率模块，做出了如下分析：

(1)更换一台逆变功率模块，依然无法正确识别出逆变功率模块，因此排除模块故障因素的干扰，确定故障出现在开关试验台上；

(2)检测主功率模块单脉冲试验控制台，发现试验台的供电电源输入电压为220VAC，正常，但输出电压实际测量得到2.4VDC，远远小于正常输出24VDC，故障应在24VDC直流回路中；

(3)模块识别采用的是定位销与接近开关相互配合，使对应回路闭合产生电流，在相应的VHP（逆变）或XHP（四象限）继电器两端生成24V电压，VHP或XHP继电器闭合产生信号，输送给脉冲试验台，识别出产品类型，并针对产品类型选择并发出双脉冲波形，由于试验台能够正确识别出四象限功率模块，无法识别出逆变功率模块，综合分析判断可得故障出现在识别逆变功率模块的元器件24VDC回路中。

3模块识别原理分析

3.1水电连接板

试验模块种类分为逆变功率模块（VHP）和四象限功率模块（XHP），在单脉冲高压控制柜内对模块正确识别，是通过水电连接板上不同位置的定位销组合与接近开关相互作用进行识别。

将水电连接板上对应的8个点进行编号，分别为a,b,c,d,e,f,g,h，通过一一对应的关系，找到VHP模块对应的点为：c,d,f,g,XHP模块对应的点为：a,b,g,h。也就是说当c,d,f,g,四个位置有定位销接近时，试验台识别该模块为逆变功率模块，发出的波形为VHP的双脉冲波形；同理当a,b,g,h四个位置有定位销接近时，识别为四象限功率模块,发出XHP的双脉冲波形。

3.2 接近开关

接近开关是一种不需要与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关，当物体接近开关的感应面到动作距离时，驱动直流电器或计算机装置提供控制指令。机车牵引试验台使用的是电感式接近开关，利用定位销接近能产生电磁场的接近开关时，使定位销内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关，使得开关内部电路参数发生变化，识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通断。

接近开关导通后，驱动后续继电器工作，与试验台经过比对后得到接近开关对应继电器如下：

a→Cod a             b→Cod b,Cod b2      c→Cod c

d→Cod d             e→Cod e1,Cod e2     f→Cod f1,Cod f2

g→Cod g1,Cod g2     h→Cod h1,Cod h2

当接近开关f,g,c,d有定位销进行识别时，对应的继电器Cod f1,Cod f2,Cod g1,Cod g2,Cod c,Cod d得电吸合，识别为逆变功率模块，发送VHP双脉冲；同理，当接近开关a,b,g,h有定位销进行识别时，继电器Cod g1,Cod g2,Cod h1,Cod h2,Cod a,Cod b,Cod b2得电吸合，识别为四象限功率模块，发送XHP双脉冲。

4故障排查及建议

通过一系列的分析，我们可以确定试验台出现能够识别四象限功率模块却无法识别逆变功率模块的现象，故障一定出现在识别逆变功率模块的24VDC回路中，由于前期已经排除了外部因素的可能，我们只需要对回路中的定位销、接近开关、继电器及相关线路进行检查。在排查故障的过程中，首先确定水电连接板上定位销的安装位置为c,d,f,g，是正确的VHP模块定位销位置，而且定位销与接近开关的距离在1.5mm左右，达到触发接近开关的要求，通电后发现继电器Cod g1,Cod g2的指示灯未亮，说明此路无电流，拆下两个继电器外接24VDC电源，判断Cod g1和Cod g2单独工作性能正常，排除继电器故障，最后找到g点接近开关进行测量，发现电源正极线（棕色）与电源负极线（蓝色）之间短路，拆下g点接近开关更换新的接近开关后，故障排除。至此，机车牵引试验台无法识别模块的问题得以解决。

为了预防和及时处理机车牵引试验台模块无法识别问题，建议采取以下措施来预防或排除模块无法识别的问题：

1.对设备进行定期清洁、保养，及时检查各部件性能，发现隐患部件及时更换；

2.每做一台产品的试验接近开关就要使用一次，机车牵引试验台试验的产品众多，需要频繁来回切换定位销识别模块种类，建议将接近开关做为备品件，发生故障时能够及时更换，不耽误生产进度，达到精益生产要求；

3.当发生模块无法识别的问题时，可以采取以下措施，快速的判断出故障部位，解决问题：

（1）更换一台同类型模块，如果故障恢复，说明模块自身有故障；故障未恢复，说明是单脉冲高压控制柜模块识别出现问题；

（2）查看电源状态，如果是电源故障，更换电源，如果是输出24V故障，在24VDC回路里找故障点；

（3）检查24VDC回路中线路连接是否有脱落，虚接的现象；

（4）确定是VHP模块还是XHP模块无法识别，找与之对应的继电器，通电后观察继电器状态，哪个继电器指示灯不亮，问题出现在哪路；先单独测试继电器性能好坏，如果继电器坏，进行更换，如果继电器好，检查对应的接近开关是否故障，进行更换。

5结语

本文由机车牵引试验台无法正确识别模块引出问题，浅析了机车牵引试验台识别模块的工作原理，对其中的重要元器件原理及分类进行了阐述分析，在消化吸收之后根据现场实际情况提出排查此类故障的方法和一些注意事项，可以缩短排查故障所需的时间，为设备的故障排查及维修提供了一定的技术支持和经验积累。

参考文献

[1] 杨帮文，新型接近开关和光电开关实用手册[M].北京:电子工业出版社，2009.

[2] 阎石，数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社，2016.

[3]冈本裕生，图解继电器与可编程控制器[M].北京:科学出版社，2007.