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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

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