HXD1C型電力機車受電弓控制原理分析

莊會華，曾永全

（1.昆明鐵道職業技術學院,云南昆明,650000；2.中國鐵路昆明局集團有限公司,云南昆明,650000）

1 HXD1C電力機車網絡控制系統

HXD1C電力機車車載網絡控制系統采用符合 IEC61375標準[2]，DTECS網絡控制平臺為基礎的微機網絡控制系統。

1.1 HXD1C 電力機車網絡控制系統拓撲結構

HXD1C電力機車網絡系統為分布式列車電子控制系統，各個功能模塊分布安裝在兩個司機室及其機械間低壓電器柜內，通過絞線式列車總線WTB、多功能車輛總線MVB進行通訊，并且車輛上的功能單元如：BCU、TCU也是通過多功能車輛總線MVB與網絡進行通信，其拓撲結構簡圖如下圖1[1]所示。

圖1 網絡控制系統拓撲結構簡圖

網絡控制系統模塊組成：中央控制單元CCU、司機室輸入輸出單元CIO、傳動控制單元TCU、機械間輸入輸出單元MIO、制動控制單元BCU、列車供電控制單元ETS、以太網交換機單元ESU及微機顯示屏IDU 。

1.2 HXD1C電力機車網絡控制系統邏輯控制關系

中央控制單元CCU組成由車輛控制模塊VCM、WTB/MVB網關GWM和記錄存儲模塊ERM構成，各個模塊之間通過車輛總線MVB連接。實現車輛級過程控制、通信管理控制、顯示控制、故障診斷、列車級過程控制、列車總線管理、列車級數據通信、數據記錄、數據轉儲功能。

圖2 網絡控制CCU

網絡控制系統CIO：CIO在司機室右側司機臺下方低壓柜的布局（從上到下依次為DIM、DXM和AXM模塊）。

司機室輸入輸出單元CIO由數字量輸入輸出模塊DXM、數字量輸入模塊DIM、模擬量輸入輸出模塊AXM構成，各個模塊之間通過車輛總線MVB連接。

圖3 網絡控制CIO

將車輛間電氣信號轉換成控制信號，經由列車控制網絡傳送給CCU的車輛控制模塊VCM，完成各種控制功能；控制信號輸出：將網絡控制信號轉換成電氣信號，控制如繼電器等設備。

圖4 網絡控制MIO

機械間輸入輸出單元MIO由數字量輸入輸出模塊DXM（E31-E36）、數字量輸入模塊DIM（E37）構成，各個模塊之間通過車輛總線MVB連接。

輸入信號采集：將車輛間電氣信號轉換成控制信號，經由列車控制網絡傳送給CCU的車輛控制模塊VCM，完成各種控制功能。

控制信號輸出：將網絡控制信號轉換成電氣信號，控制如繼電器等設備。

網絡控制系統IDU：

列車信息顯示：向車輛駕駛人員和維護人員提供車輛綜合信息，各設備的工作狀態，故障信息的綜合與處理等功能。

參數設定：對輪徑值、列車重量、站點、時間日期等參數進行更改與設定。

HXD1C電力機車網絡控制系統邏輯控制關系如下圖5所示。

圖5 網絡控制系統邏輯控制關系示意圖

2 HXD1C電力機車受電弓控制原理

2.1 升弓控制

在每端的司機操縱臺上有1個受電弓扳健開關，它有“升弓”和“降弓”2個自復位和1個鎖定的“0”位。

每一臺機車的升弓條件應在占用端司機室的IDU上采用“狀態總覽”的方式顯示[2]。

現將對升弓過程進行分析：

（1）升弓條件

在升起受電弓之前，以下條件必須完全滿足[3]：

至少有一個車頂隔離開關在閉合位；

Panto/HVB 的自動開關=21-F114 是閉合的；

充足的氣壓；

沒有降弓命令；

機車模式選擇開關在“正常”位；

沒有HVB閉合禁止；

TCU1/TCU2的自動開關至少有1個是閉合的；

CCU和TCU的通訊正常；

沒有檢測到庫內供電或輔機測試；

沒有由以下原因引起的由BRAM儲存的升弓禁止：

·-由TCU檢測到的升弓禁止

a.-HVB分斷故障；

b.-在HVB閉合請求前已經檢測到超過30A的原邊電流；

·HVB分斷故障；

有1個司機室是占用的或者機車是重聯模式下的重聯車；

部件自檢已經完成；

受電弓切斷閥在“打開cut in”位置；

被選中的受電弓沒有升弓故障或者降弓故障；

沒有蓄電池欠壓信號。

司機按下“升弓”扳鍵開關，CCU將檢測升弓條件是否滿足，通過控制電路使升弓電空閥得電。針對升弓條件，相應的升弓控制電路分析如下。

（2）升弓電路

升弓氣路控制：

受電弓切斷閥=28-A01.U99（鑰匙箱）可以隔離受電弓氣路，如果受電弓氣路被隔離了，2臺受電弓都不能升起。受電弓切斷閥的狀態應由CCU通過MIO進行檢測。圖6是受電弓切斷閥控制電路。

運用實證分析法，對從“中國裁判文書網”以“患者知情同意”為關鍵詞檢索到的95份判決書進行統計分析，通過圖表的方式將統計數據以直觀的形式予以展現，以判決書及統計結果為基礎，分析司法實踐中侵害患者知情同意權責任糾紛案件的特點、問題提出相應的完善對策。

圖6 是受電弓切斷閥控制電路

受電弓切斷閥在“打開cut in”位置，安全聯鎖手柄在“on”位，受電弓的氣路打開。

受電弓的升弓模式：

一臺機車安裝2臺受電弓，靠近1端司機室的受電弓為=11-E07，靠近2端司機室的受電弓為=11-E08。司機可以通過受電弓模式選擇開關=21-S51來選擇受電弓的升弓模式。

受電弓模式選擇輸入信號到MIO的DXM31模塊（E31_02、E31_03），通過MIO經MVB將升弓模式信號傳輸給CCU。輸入信號[3]如表1所示：

表1 受電弓模式選擇輸入信號

圖7是受電弓升弓模式選擇控制電路。

圖7 受電弓的升弓模式選擇電路

司機升弓指令：

司機在司機操縱臺上將受電弓扳鍵開關打在“升弓”位，升弓指令輸入信號至司機室輸入輸出單元CIO,通過CIO經車輛控制總線MVB將指令信號傳輸給CCU。

受電弓升弓電空閥得電：

在占用端司機室，司機通過推動“升弓”扳健開關，如果CCU檢測到所有升弓條件都滿足，受電弓升弓電空閥得電，升起受電弓。這個命令在一列車中重聯的所有機車上都有效。

2.2 降弓控制

降弓操作可以通過推動“降弓”扳健開關=21-S11或者=21-S21進行。同樣當升弓條件不滿足時（受電弓禁止），受電弓也會降下。

降弓時，如果HVB是閉合的，HVB應首先斷開，受電弓延時0.6秒后降下[3]。

在重聯運行時，本務機車的降弓命令應同樣導致重聯機車降弓。

2.3 受電弓監控

受電弓安裝有滑板檢測裝置，受電弓升弓后通過受電弓控制閥板上的壓力開關反饋壓力信號。

升弓故障：控制受電弓電空閥升弓后，沒有檢測到壓力存在的反饋信號（延時15秒）。這故障應由CCU儲存同時CCU 封鎖故障受電弓[3]。

降弓故障：有降弓請求后，仍然檢測到了存在壓力的反饋信號（延時15秒）。這故障應由CCU儲存同時CCU封鎖故障受電弓[3]。

3 結束語

本文介紹了HXD1C型電力機車DTECS網絡控制平臺為基礎的微機網絡控制系統，并通過示意圖展示了HXD1C型電力機車網絡控制系統各控制單元之間的邏輯控制關系；針對受電弓的升弓條件，重點分析了HXD1C電力機車升弓控制原理，并討論了HXD1C電力機車降弓控制，得出HXD1C電力機車受電弓控制過程是：在占用端司機室，司機通過推動“升弓”或“降弓”扳健開關，網絡控制系統CCU檢測受電弓升弓或降弓條件是否滿足，受電弓電空閥得電或失電，完成升弓或降弓。通過受電弓控制閥板上的壓力開關向CCU反饋壓力信號，實現對受電弓的監控，并在微機顯示屏IDU上顯示相應受電弓的狀態信息或故障信息。