HXN5辅助发电三项电流不平衡故障原因简析

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摘 要：简要通过讲析HXN5型内燃机车的交流辅助电器系统的工作原理，判断引起辅助发电三项不平衡的故障原因。

关键词：内燃机车；辅助电器系统；交流传动

引言

内燃机车的辅助传动系统一直以来都是机车方案设计中需要重点考虑的部分之一，各国设计的新型内燃机车大部分都采用了交流辅助传动的设计方案。HXN5型机车以美国GE公司最先进的交流传动AC6000型机车为原型车，通过引进GE公司先进、成熟的设计和制造技术，实现了6000马力大功率交流传动内燃机车系统技术的集成创新和国产化制造，逐步提高国内机车制造企业的自主研发能力和生产制造能力，构建中国大功率交流传动内燃机车产业技术平台。

1 HXN5辅助电传动系统概述

HXN5内燃机车辅助传动系统采用跳波控制方案，实现了交流辅助电机达到有级变速，使负载实现调速功能，跳波控制器使系统的冲击减少，交流负载电机制造简单，同时可降低辅助功率消耗。HXN5型内燃机车的辅助电器系统是有一台与牵引交流发电机安装在一起的辅助交流发电机来提供辅助用电（如下图），辅助用电主要用于4个方面：励磁供电系统、辅助电动机供电回路、蓄电池充电系统以及控制系统。

辅助电动机供电绕组为机车的7台辅助交流电动机供电，这7台电动机有2台是冷却风扇电机、1台牵引电机通风机电机、1台交流发电机通风机电机、1台是用于对柴油机进气系统和牵引电机冷却空气系统中的除尘器进行真空清理的排尘风机电机、2台用于机车用风的空压机电机，其中排尘风机电机、交流发电机通风机电机的驱动方式为直接驱动，空压机电机为接触器控制驱动方式，冷却风扇电机和牵引电机通风机电机采用跳波控制器来驱动。

2 HXN5辅助电器系统三相不平衡故障常见原因

在机车运用过程中常发生辅助发电机三项电流不平衡故障，通过分析发生故障机车数据总结，引起故障的原因主要集中在空压机线路、辅助电机控制器、辅助发电机电流传感器故障以及数据，具体如下：

2.1 空压机线路故障

（1）原因分析：在空压机控制线路中，两个空压机电机的转速控制是通过与其各自相连的位于CA9区内的3个空压机接触器（图一）之间的切换来改变空压机电机极数实现空压机转速调速，在空压机电机工作过程中常发生接触器触头烧损粘联、卡滞等现象，当空压机电机停止工作时，供电线路不能正常接通、断开，空压机电机由于惯性继续转动，此时空压机电机转变为发电机，给线路供电，造成辅助发电机供电电流不平衡。

（2）故障处理方法：HXN5机车有6个空压机接触器自测试功能，通过自测试可以判断哪个接触器动作异常，将异常动作的接触器防护盖打开可以看到接触器触指粘联，更换相应触指故障即可消除；并且与接触器相连的电缆由于电流较大，容易发热烧损，打开CA9区的盖门即可看到烧损的电缆，更换后故障随即消除。

2.2 辅助电机控制器故障

（1）原因分析：辅助电动机供电绕组为机车的7台辅助交流电动机供电中，由于交流电动机可靠性较高、故障率较低，所以由于电机故障引起辅助发电机三项电流不平衡的情况较少，但其中有两台冷却风扇电机的转速控制是通过RFC变频控制器实现的，在HXN5机车运用过程，由于位于CA4区下方的RFC风扇控制器内部故障造成输出控制器的三项电流缺陷，引起辅助发电机三项电流不平衡，造成辅助发电机停止工作的故障时有发生。

（2）故障处理方法：HXN5机车有冷却风扇自测试功能，通过微机控制两个冷却风扇各转速下自测试，观察各转速下电机电流，发生电流不平衡的控制器为故障控制器，更换故障控制器后重新自测试，各转速电流正常即可消除故障。

2.3 电流互感器故障

（1）原因分析：在辅助发电机的辅助电动机供电回路绕组输出回路中，位于CA5区内输出端上，在每项的输出端上都安装有一只电流互感器，用来监测绕组输出电流的大小，当电流互感器故障时，不能将正确的电流值反馈给微机，造成微机误判辅助发电机三项电流不平衡而切除辅助发电机；

（2）故障处理方法：通过使用钳形电流表测量辅助电动机供电回路绕组输出电流，与微机显示屏显示的三项电流值比较，即可判断故障的电流互感器，更换故障电流互感器后查看微机显示的电流正常，故障即可消除。

2.4 集成输入/输出控制板CIO故障

（1）原因分析：辅助电动机供电回路绕组输出端的电流互感器将检测到的电流传输给CIO，由CIO对数据进行对比分析判断辅助发电机是否工作正常，当CIO故障时会引起微机判断错误，造成微机误判辅助发电机工作不正常而切除工作，机车随即卸载。

（2）故障处理方法：分析处理辅助电动机供电回路绕组输出端电流的是CIO中的19号板卡，CIO位于司机室CA1区内，打开CIO箱体，即可看到内部的17块CIO板卡，更换19号槽内的板卡插件和后重新启动机车，在显示屏界面查看辅助电动机供电回路绕组的输出电流，电流值平衡故障即消除。

如通过上述4个方面的检查仍不能消除故障，可檢查各个辅助电机，测量各个电机绝缘以及三项电阻来确认故障电机。如果条件不允许，可以通过逐个甩除辅助电机的连线后重新启动辅助发电机来确认故障电机，确认故障电机后更换即可消除故障。

参考文献

[1]任文毅.内燃机车辅助传动系统方案探讨[J].机车车辆工艺，2004，（3）：60-63.

[2]封建坤.DF7G型机车交流辅助传动系统的运用和维护[J].铁道机车与动车，2006，（6）：30-32.

（作者单位：中车戚墅堰机车有限公司 客户服务部）

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