SS4B機車數模轉換盒無速度信號輸出的故障處理

喻慧明 麻六金

摘 要：在SS4B機車的試驗過程中，發現數模轉換盒提供給撒砂控制器的速度無顯示，撒砂裝置沒有撒砂功能，通過查找，驗證，測試及對數模盒工作原理的分析，發現數模轉換盒同時給2軸、3軸和4軸速度傳感器及監控主機四個負載提供電源，使其工作時輸出電流過大而內部產生保護，從而沒有速度信號輸出。通過試驗，將監控主機和數模轉換盒分成兩個獨立的電路給各自的回路提供電源，這樣互不干涉，并能完全實現各自的功能，從而達到了改進的最佳效果，大大提高了機車的性能。

關鍵詞：撒砂控制器 數模 監控 速度傳感器 里程計

一、數模轉換盒沒有速度信號輸出

SS4B型電力機車165#到171#在做撒砂試驗過程中，發現撒砂控制器不能正常工作。因為撒砂控制器在機車速度是5km/h到80km/h之間時才動作，而撒砂控制器的速度信號是從3軸速度傳感器處取得的信號，如圖1。在做撒砂試驗時，使用速度信號發生器在機車的3軸速度傳感器處給機車輸入一個速度信號（5km/h到80km/h之間），這時候發現機車速度表開始有相應值的速度顯示，但隨后馬上又變為0，沒有速度值顯示了。同時，觀察撒砂控制器也始終沒有速度值顯示，這時候測量數模盒的輸出電壓970線和900線之間的電壓為0v，顯然數模轉換盒的內部起了保護作用，沒有電壓輸出（即3軸速度傳感器的工作電壓為0）。從而導致976、900線無速度信號輸出，所以撒砂控制器不工作，撒砂功能也就無法實現。從原理圖上看，只有當數模轉換盒為3軸速度傳感器提供電源信號后，3軸速度傳感器才會有速度信號的輸出，雙指針速度表指針才會動作，撒砂控制器才會有速度值顯示。

二、數模轉換盒的工作原理

由于此批機車所裝配的是上海德意達公司生產的CS-JH-S1模轉換盒，它的工作原理（見圖2）是速度顯示由BWA6板完成，傳感器送入的脈沖通過整形、F/V轉換、濾波，轉換成DC0-6V電壓，再經電壓電流轉換器V/I轉換為與輸入成線性的電流0-20mA，用來顯示機車的運行速度。當機車運行到一定時間后，機車輪徑有磨損，這會造成輸出速度誤差，可通過調節BWA6板的電位器RP1來消除，即當輪徑磨損接近1040mm，將轉換盒放在速度表校驗臺上，或向本裝置輸入方波頻率信號（幅度大于6V），在X2的2、4端輸入幅度大于6V的方波信號2721Hz或816rmp，用高精度萬用表測量BWA6板的9、10端子，調節BWA6板的電位器RP1，直到萬用表顯示DC6V為止，或速度表為滿刻度為止，最后，用止動漆固定電位器RP1旋扭。正常修正輪徑，只要將輸入頻率改為相應輪徑的頻率即可。

里程計由BI6板驅動。頻率傳感器送入的脈沖通過整形、分頻，按平均輪徑值、每轉脈沖數進行里程分頻設置。當機車走行1Km，通電吸合里程計，推動字輪進位，實現機車走行公里數累計。不同機車輪徑，不同的每轉脈沖數，分頻比也不同，但一般都以平均輪徑值來預置BI6板。

三、分析數模轉換盒無速度輸出的原因

數模轉換盒的輸出電壓970線和900線之間的電壓應為15v，如圖1，但這批機車上裝配的CS-JH-S1型數模轉換盒的電壓則偏高，實際測量到的值為16.2v，而LKJ-2000監控主機的輸出電壓（970線和900線之間的電壓）還不到15v，實際值則為14.8v。這樣，數模轉換盒和監控主機之間便形成了一個電位差，而這兩個電源從原理圖上看都是等線號的，并且是并聯在一起的，要形成等電位。這樣就相當于數模轉換盒的970線和900線輸出的16.2v電壓同時供給4個負載用，即3軸、4軸、2軸速度傳感器和監控主機。這樣數模轉換盒的輸出電流勢必要增大，這時測得數模轉換盒的970線和900線輸出電流為201mA，由于以往的數模轉換盒的15v回路中串有一個39Ω，4W的電阻，雖然長時間大電流下此電阻發熱，也燒壞過，但在短時間內是可以工作的。而此批數模轉換盒廠家改進了設計，將長期發熱容易燒壞的電阻改為一個允許通過最大電流為200mA的自恢復保險絲，而此時數模轉換盒輸出的電流為201mA。所以，數模轉換盒剛一開始工作就受到自恢復保險絲的保護，沒有15V電壓輸出，即3軸速度傳感器的工作電壓為0，從而導致976、900線無速度信號輸出，所以撒砂控制器不工作，撒砂功能也就無法實現。

當斷開數模轉換盒給監控主機、4軸和2軸速度傳感器提供電源的970線、900線而單獨給3軸速度傳感器提供電源時，此時測得數模轉換盒的970線的電流為66mA，遠遠小于自恢復保險絲的斷開電流200mA，數模轉換盒正常工作。而監控主機輸出的電源給2軸和4軸速度傳感器，其工作也很正常，彼此都未受到任何影響。

四、解決問題

通過現場的測量、分析、驗證，最后提出將監控主機和數模轉換盒的電源線970線、900線分開，這樣形成兩個獨立的回路，即監控主機的970線提供的15v電源給2軸和4軸速度傳感器，數模轉換盒的970線提供的15v電源供給3軸速度傳感器，并將數模轉換盒出來的970、900線號分別更改為：960、961，這樣互不影響，互相獨立。而且數模轉換盒回路的976線和900線給撒砂控制器提供一個速度信號，從而使撒砂控制器能夠從3軸獲得機車的運行速度，在要求撒砂的時候動作撒砂從而實現撒砂功能。

五、結束語

本方案已經在今年生產的SS4B機車上實施，效果良好。這次故障的處理和改進將對以后機車的試驗奠定了堅實的基礎，并得到了經驗的總結和處理問題的方法的傳播，使機車的試驗更加完善，大大提高了機車的質量和性能。

參考文獻：

[1]朱龍駒：SS4型電力機車

[2]周安德：SS4B型電力機車電氣線路原理圖

[3]上海德意達（shanghai DEUTA）公司CS.JH-S1數模轉換盒檢修維護說明