多種傳感器在電力機(jī)車的運(yùn)用

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摘要：介紹了SS4G型電力機(jī)車上使用的采用霍爾器件的磁場(chǎng)平衡式電流電感器、電壓傳感器和速度傳感器。

關(guān)鍵詞：電力機(jī)車；電流傳感器；電壓傳感器；速度傳感器

1電流傳感器

1．1結(jié)構(gòu)及工作原理TQG4A型電流傳感器由原邊電路、磁路部件、安裝在磁路氣隙中的霍爾發(fā)生器、二次側(cè)線圈和電子電路所組成，全部器件均密封安裝在由阻燃塑料壓注成形的外殼之中，具有很好的電隔離性能和抗振動(dòng)沖擊性能。TQG4A型電流傳感器是采用霍爾器件的平衡式傳感器，霍爾發(fā)生器位于磁路的氣隙之中，其控制電流Ic與磁場(chǎng)Hc方向垂直，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的霍爾電勢(shì)Uh。1．2故障判斷電流傳感器的故障，可以用檢查無輸入電壓時(shí)偏移電流（失調(diào)電流）的方式判別。當(dāng)原邊無電流輸入、副邊加±24V電源、失調(diào)電流小于0．4mA時(shí)，一般可以認(rèn)為電流傳感器正常。

2電壓傳感器

電壓傳感器安裝在高壓電器柜內(nèi)，跨接在牽引電動(dòng)機(jī)的兩端，將牽引電動(dòng)機(jī)端電壓反饋信號(hào)輸入到電子控制柜。TQG3A、TSVl型電壓傳感器原理基本一樣，現(xiàn)以TQG3A型電壓傳感器為例介紹。2．1結(jié)構(gòu)及工作原理傳感器除一次側(cè)被測(cè)電壓輸入接線端子（＋HT，－HT）、限流電阻連接片、二次側(cè)測(cè)量輸出端子和工作電源供給端子（“＋”、“M”、“E”、“－”）外，所有電子器件均用絕緣材料固封于自熄式絕緣外殼內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊、牢固。TQG3A型電流傳感器是采用霍爾器件的平衡式傳感器，傳感器由限流電阻R1、一次側(cè)線圈W1、霍爾發(fā)生器、二次側(cè)線圈W2及放大電路等部分組成。當(dāng)被測(cè)電壓U經(jīng)過限流電阻R1和一次側(cè)線圈W1，產(chǎn)生電流Ip時(shí)，該電流流經(jīng)W1，產(chǎn)生磁場(chǎng)Hp，使霍爾發(fā)生器有霍爾電勢(shì)輸出，該信號(hào)經(jīng)放大電路放大，推動(dòng)功率管，從電源獲得補(bǔ)償電流Is，Is流經(jīng)W2所產(chǎn)生的磁場(chǎng)Hs的方向和Hp相反，從而補(bǔ)償Hp，直到IpW1＝IsW2為止。所以，測(cè)得Is，便可知被測(cè)電壓U的值。2．2使用注意事項(xiàng)2．2．1電壓傳感器接線中，＋HT、－HT端子接被測(cè)電壓，＋HT接高電位，－HT接低電位。若被測(cè)電壓為交流電時(shí)，Is方向跟隨輸入端電壓方向改變而改變。“＋”、“－”端子接±24V電源，“M”端子經(jīng)外接毫安表（也可不接），測(cè)量電阻Rm接到±24電源的中點(diǎn)（0V）。“E”端子為內(nèi)部屏柜端子，一般接機(jī)車地線或電源“－”端，也可不接。2．2．2測(cè)量電阻Rm的計(jì)算。電壓傳感器電源為±24V±10％，并按額定被測(cè)電壓2000V時(shí)，輸出測(cè)量電流80mA，測(cè)量電阻Rm按如下計(jì)算。Rm＝（Umin－Uce－R2×Is）／Is（其中：Umin為電源電壓最小值；Uce晶體管飽和壓降；R2二次側(cè)線圈電阻；Is二次側(cè)輸出測(cè)量電流）。2．2．3傳感器在使用時(shí)必須先接通電源，然后再加上被測(cè)電壓，當(dāng)測(cè)量結(jié)束時(shí)，必須先斷開被測(cè)電壓，然后再斷開電源，否則將因剩磁而影響測(cè)量精度。

3速度傳感器

SS4G型電力機(jī)車采用FD型速度傳感器與SD型速度表配套使用，指示機(jī)車運(yùn)行速度、行走里程和時(shí)間。FD型速度傳感器采用凹型永磁單相測(cè)速電機(jī)，此傳感器裝在機(jī)車軸箱上，通過機(jī)車輪軸軸頭，驅(qū)動(dòng)測(cè)速電機(jī)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生單相交流電壓，經(jīng)速度表內(nèi)的速度控制板中的整流電路整流、濾波后，變成平滑直流電壓，送入廣角度直流毫安表。利用電機(jī)轉(zhuǎn)速與電壓的線性關(guān)系，在廣角度電表上顯示機(jī)車運(yùn)行速度、輪徑磨耗。使用、維護(hù)與檢驗(yàn)：①速度表與FD型速度傳感器需編號(hào)對(duì)應(yīng)使用，傳感器銘脾上的輪徑數(shù)應(yīng)與速度表銘牌上的輪徑數(shù)相符，電表指針應(yīng)調(diào)到機(jī)械零位，F(xiàn)D型速度傳感器的電機(jī)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)必須靈活。②速度表與機(jī)車控制電路的連線必須牢固，不得有斷線、短路現(xiàn)象。FD型速度傳感器的電機(jī)安裝在機(jī)車軸箱上，傳動(dòng)軸通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與機(jī)車輪軸聯(lián)接，其安裝必須牢固可靠；電機(jī)接線盒內(nèi)接線不得有斷線、短路等現(xiàn)象。③測(cè)速發(fā)電機(jī)使用半年后，應(yīng)檢查各傳動(dòng)零件和電機(jī)零件的工作狀況，如有磨損應(yīng)予更換。更換后，組裝時(shí)應(yīng)清洗零件和重新潤滑。電機(jī)電壓的測(cè)定在速度表試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，采用阻抗不小于10MΩ、精度不低于0．5級(jí)的數(shù)字交流電壓表測(cè)定。電壓不符合技術(shù)要求時(shí)必須進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整完畢應(yīng)用鎖片自鎖，防止調(diào)節(jié)螺釘松動(dòng)。④速度表與傳感器每使用3個(gè)月應(yīng)在速度表校驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行一次速度和轉(zhuǎn)速、速度取樣點(diǎn)校驗(yàn)。速度表表頭與傳感器的校驗(yàn)工作在專用校驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行。校驗(yàn)時(shí)根據(jù)機(jī)車的實(shí)測(cè)輪徑進(jìn)行計(jì)算。

4結(jié)束語

當(dāng)前鐵路作為運(yùn)輸業(yè)的巨擘不斷的凸顯著其社會(huì)地位的重要性，這便要求相關(guān)人員在日常檢修維護(hù)中認(rèn)真執(zhí)行工藝標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)做到以下注意事項(xiàng)：①使用設(shè)備前使用人應(yīng)熟悉本機(jī)性能、工作原理，仔細(xì)閱讀使用說明、設(shè)備操作規(guī)程和注意事項(xiàng)，經(jīng)培訓(xùn)后方可操作。②測(cè)試電流傳感器、電壓傳感器時(shí)，要確認(rèn)傳感器供電電壓，根據(jù)要求供電電壓可界面選擇為±15V或±24V。③開機(jī)前，應(yīng)確保電壓源調(diào)節(jié)鈕在“0”位，測(cè)試完成后，應(yīng)將電壓源調(diào)節(jié)旋鈕旋至“0”位，切斷測(cè)試狀態(tài)后，方可拆下被試傳感器。④試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)異常立即停機(jī)，經(jīng)常保持試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)外部清潔。

作者:魏登元 單位:呼和浩特鐵路局