多种传感器在电力机车的运用

摘要：介绍了SS4G型电力机车上使用的采用霍尔器件的磁场平衡式电流电感器、电压传感器和速度传感器。

关键词：电力机车；电流传感器；电压传感器；速度传感器

1电流传感器

1．1结构及工作原理TQG4A型电流传感器由原边电路、磁路部件、安装在磁路气隙中的霍尔发生器、二次侧线圈和电子电路所组成，全部器件均密封安装在由阻燃塑料压注成形的外壳之中，具有很好的电隔离性能和抗振动冲击性能。TQG4A型电流传感器是采用霍尔器件的平衡式传感器，霍尔发生器位于磁路的气隙之中，其控制电流Ic与磁场Hc方向垂直，会产生相应的霍尔电势Uh。1．2故障判断电流传感器的故障，可以用检查无输入电压时偏移电流（失调电流）的方式判别。当原边无电流输入、副边加±24V电源、失调电流小于0．4mA时，一般可以认为电流传感器正常。

2电压传感器

电压传感器安装在高压电器柜内，跨接在牵引电动机的两端，将牵引电动机端电压反馈信号输入到电子控制柜。TQG3A、TSVl型电压传感器原理基本一样，现以TQG3A型电压传感器为例介绍。2．1结构及工作原理传感器除一次侧被测电压输入接线端子（＋HT，－HT）、限流电阻连接片、二次侧测量输出端子和工作电源供给端子（“＋”、“M”、“E”、“－”）外，所有电子器件均用绝缘材料固封于自熄式绝缘外壳内，结构紧凑、牢固。TQG3A型电流传感器是采用霍尔器件的平衡式传感器，传感器由限流电阻R1、一次侧线圈W1、霍尔发生器、二次侧线圈W2及放大电路等部分组成。当被测电压U经过限流电阻R1和一次侧线圈W1，产生电流Ip时，该电流流经W1，产生磁场Hp，使霍尔发生器有霍尔电势输出，该信号经放大电路放大，推动功率管，从电源获得补偿电流Is，Is流经W2所产生的磁场Hs的方向和Hp相反，从而补偿Hp，直到IpW1＝IsW2为止。所以，测得Is，便可知被测电压U的值。2．2使用注意事项2．2．1电压传感器接线中，＋HT、－HT端子接被测电压，＋HT接高电位，－HT接低电位。若被测电压为交流电时，Is方向跟随输入端电压方向改变而改变。“＋”、“－”端子接±24V电源，“M”端子经外接毫安表（也可不接），测量电阻Rm接到±24电源的中点（0V）。“E”端子为内部屏柜端子，一般接机车地线或电源“－”端，也可不接。2．2．2测量电阻Rm的计算。电压传感器电源为±24V±10％，并按额定被测电压2000V时，输出测量电流80mA，测量电阻Rm按如下计算。Rm＝（Umin－Uce－R2×Is）／Is（其中：Umin为电源电压最小值；Uce晶体管饱和压降；R2二次侧线圈电阻；Is二次侧输出测量电流）。2．2．3传感器在使用时必须先接通电源，然后再加上被测电压，当测量结束时，必须先断开被测电压，然后再断开电源，否则将因剩磁而影响测量精度。

3速度传感器

SS4G型电力机车采用FD型速度传感器与SD型速度表配套使用，指示机车运行速度、行走里程和时间。FD型速度传感器采用凹型永磁单相测速电机，此传感器装在机车轴箱上，通过机车轮轴轴头，驱动测速电机旋转，产生单相交流电压，经速度表内的速度控制板中的整流电路整流、滤波后，变成平滑直流电压，送入广角度直流毫安表。利用电机转速与电压的线性关系，在广角度电表上显示机车运行速度、轮径磨耗。使用、维护与检验：①速度表与FD型速度传感器需编号对应使用，传感器铭脾上的轮径数应与速度表铭牌上的轮径数相符，电表指针应调到机械零位，FD型速度传感器的电机传动轴转动必须灵活。②速度表与机车控制电路的连线必须牢固，不得有断线、短路现象。FD型速度传感器的电机安装在机车轴箱上，传动轴通过传动机构与机车轮轴联接，其安装必须牢固可靠；电机接线盒内接线不得有断线、短路等现象。③测速发电机使用半年后，应检查各传动零件和电机零件的工作状况，如有磨损应予更换。更换后，组装时应清洗零件和重新润滑。电机电压的测定在速度表试验台上进行，采用阻抗不小于10MΩ、精度不低于0．5级的数字交流电压表测定。电压不符合技术要求时必须进行调整。调整完毕应用锁片自锁，防止调节螺钉松动。④速度表与传感器每使用3个月应在速度表校验台上进行一次速度和转速、速度取样点校验。速度表表头与传感器的校验工作在专用校验台上进行。校验时根据机车的实测轮径进行计算。

4结束语

当前铁路作为运输业的巨擘不断的凸显着其社会地位的重要性，这便要求相关人员在日常检修维护中认真执行工艺标准，同时做到以下注意事项：①使用设备前使用人应熟悉本机性能、工作原理，仔细阅读使用说明、设备操作规程和注意事项，经培训后方可操作。②测试电流传感器、电压传感器时，要确认传感器供电电压，根据要求供电电压可界面选择为±15V或±24V。③开机前，应确保电压源调节钮在“0”位，测试完成后，应将电压源调节旋钮旋至“0”位，切断测试状态后，方可拆下被试传感器。④试验中发现异常立即停机，经常保持试验台内外部清洁。

作者:魏登元 单位:呼和浩特铁路局