HXN5B主輔發電機試驗改進方案

［摘 要］HXN5B 內然機車是中車戚墅堰機車有限公司自行研制的大功率交流傳動調車內燃機車，是一款適用于大、中型編組站的編組，調車、以及小運轉作業的高品質“節能、環保”型調車內燃機車，是目前我國鐵路大、中型編組站作業的主型調車機車。其中HXN5B 機車主輔發電機于2014 年開始試修，且生產節點緊湊，試驗檢測中出現了安裝困難、測量結果不精準等問題，對生產進度產生了一定的影響。文章在此基礎上提出了改進方案。

［關鍵詞］HXN5 ；主輔發電機；試驗檢測

［中圖分類號］TM341 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）04–0107–02

1 原來試驗檢測手段存在的不足

（1）用于冷態直流電阻測量的QJ44 型電橋采用四線制，由4 個引出夾子，兩兩對應去測量線圈的阻值，且夾子間不能相互觸碰。實際操作中，測量速度較慢。特別是HXN5B 輔發定子引出線的截面積相對較小，且增加了絕緣格柵，如仍用四線制夾持，極不方便。

（2）測量后的直流電阻換算需要人工用計算器換算，效率較低，麻煩，且容易出錯。

（3）滑環跳動量的測量采用傳統百分表測頭，三段式手動固定表桿。實際操作中，在機殼上固定好表座、調整好表桿位置僅這2 個步驟就要花費較長時間。且因滑環表面螺旋槽的存在，傳統百分表的小測頭在經過滑環螺旋槽時，會給表針帶來大幅晃動，使其無法直接測量滑環表面的跳動量，只能放置于碳刷上。

（4）HXN5B 主輔發電機安裝至試驗臺的步驟如下：①將轉子試驗法蘭與傳動法蘭定位后相連；②緊固電機定子與試驗臺龍門固定螺絲；③通過電機底座設置的托舉絲杠將電機定子的垂直度進行微調，以控制電機定、轉子間上下左右4 點氣隙的一致性。但電機整體重量接近10 t，操作起來十分不便。

（5）輔發輸出電壓的測量，需要人到測量柜進行手動切換，效率低，且有不安全隱患。

（6）相序檢測裝置采用非接觸式感應式裝置，頻率響應范圍窄，而輔發定子輸出電壓范圍大，最低不到80 V，時常產生誤報，或無法產生檢測信號。

（7）短路試驗用的5 000 A 負荷開關，無分、合順序保護，實際試驗過程中，極易因勵磁電流沒有及時分斷而燒毀負荷開關的觸頭，甚至整個發電機因帶負荷分閘，因電機自感現象而擊穿發電機電樞，從而給公司帶來金額巨大的損失。

（8）電機測速齒盤位于試驗連接法蘭下方，測速裝置經常因連接法蘭時，與法蘭發生碰撞而損壞。

2 改進方案

（1）針對廣泛使用的QJ44 型電橋，進行改良。使用2 只兩端相互絕緣的夾子分別于C1、C2、P1、P2 這4 根測量線相連。測量中，無需再夾4 個測量夾，也不用再擔心因引出線截面積小導致的測量夾兩兩相碰的問題，測量效率大幅提高。改進前后對比如圖1、圖2 所示。

（2）針對直流電阻人工換算的數量較多，并且易出錯的問題，編寫了一款計算軟件。該軟件具備阻值和溫度超限等錯誤輸入的彈窗提醒功能，大幅提升了換算效率和準確性。圖3 為計算軟件界面截圖。

（3）針對在機殼上固定好表座、調整好表桿位置花費時間較長，且傳統百分表的細小測頭在經過滑環螺旋槽時，會給表針帶來大幅晃動的問題，可采用萬向表桿，并制作專用測頭，這使得百分表固定更加方便，滑環螺旋槽可正常通過測頭，百分表指針平穩無晃動，提高了滑環跳動量的讀數精度和測量速度。改進后的實際應用如圖4 所示。

（4）將HXN5B 主輔發電機安裝至試驗臺的步驟改為：①將主發定子大致固定于試驗臺龍門上；②利用天車將定子與龍門的垂直度調整好；③將電機底座的托舉絲杠頂死，以定位；④利用天車，將轉子試驗法蘭通過逐步微調平行度連接至傳動法蘭。這使得安裝效率大幅提升。

（5）輔發輸出電壓的測量通過在室內操作臺加裝測量切換開關的方式進行。輔發輸出連接的真空斷路器如圖5所示，室內操作臺加裝的選擇按鈕如圖6所示。

（6）選用直接接觸式的相序測試儀，經測試多臺，無一例誤報。非接觸式感應式如圖7 所示，直接接觸式寬頻率寬電壓響應如圖8 所示。

（7）短路試驗用的5 000 A 負荷開關，通過更改PLC 控制程序，增加短路開關的分、合閘順序保護。即無勵磁電流方能閉合或斷開短路開關，從根源處杜絕隱患。PLC 控制程序如圖9、圖10 所示。

（8）將原位于試驗法蘭下方的齒盤測速裝置拆除，將測速裝置改成計數器并移至試驗臺拖動機上。

3 實施效果

目前已按照此方法對HXN5B 主輔發電機試驗多臺。除安裝效率有較大提高外，直流電阻測量、相序檢測、滑環跳動量等測量效果均有提升，測速裝置運行穩定。

參考文獻

[1] 直流電機試驗方法：GB/T 1311—2008[S].