SS7型电力机车重联试验装置

罗 勇

（南宁铁路局机务处，工程师，广西 南宁 530003）

南昆铁路自1997年正式开通运营以来，运量逐年稳步增长，虽然路局几次增吨提速，但线路的通过能力仍接近饱和。为进一步提高线路的通过能力，必须通过双机重联牵引来增加列车的牵引重量。采用重联控制，本务司机操控方便，双机给流、制动步调一致，能充分发挥双机的牵引力，便于本务司机调整列车运行速度，使机车能以较高速度运行。南昆线牵引主型机车为SS7型电力机车。南宁机务段SS7型电力机车机力紧张，因此安排机车在修时间短，造成库内车少难以配对进行重联试验，因而保证不了机车重联装置的质量，致使线上机车经常发生重联故障，严重影响运输秩序。为解决库内车少重联试验困难的问题，研制开发了SS7型电力机车重联试验装置。该装置主要由供电电路、调制解调器、重联控制电路及显示屏四大部分组成。利用此试验装置，可以实现由1人完成对单台SS7型电力机车的重联试验。

1 供电电路

1.1 构成 重联试验装置在任一机车上都可方便使用，其外电源取自机车电源柜+110 V直流电。从机车电源柜引入的直流电，经插头插座、空气自动跳闸开关和万能转换开关，一路进入试验装置内部，提供给控制电路+110 V电源以及开关电源输入端使用，另一路经隔离二极管到达重联线N422号线，通过重联线返回机车，供机车使用。

由于调制解调器和故障显示屏额定输入直流电压+5 V和+15 V，且所需功率不大，为使装置体积小、重量轻，所以采用普通的开关电源。+110 V直流进入开关电源经逆变、整流、滤波，产生+5 V、+15 V电压输出，分别供给调制解调器和故障显示屏使用。

1.2 开关电源原理 开关电源是重联试验装置供电电路中的一个重要的组成部分。它是一种电压转换电路，因为开关三极管总是工作在“开”和“关”的状态，所以称开关电源。开关电源的基本工作原理〔1〕：由110 V直流输入电压送至L，C滤波器，从而获得一个比较平稳的直流电压。该直流电压由开关管控制，使得变压器原边获得一个100 kHz的推挽方波电压，经变压器耦合，在次边得到一组输出的方波电压。输出电压的偏差经电压调节环节放大，送至脉宽调制驱动电路，根据偏差电压的大小自动调整开关管的脉冲宽度，从而确保输出电压的稳定。输出电压的另一路经过电压检测电路判别，如发生过压，则过压保护执行电路将封锁脉宽调制电路，从而使开关电源输出为零。过流保护由开关管电流检测电路来保证，一旦输出电流超过给定值，则过流保护动作，限制开关管的驱动脉冲的宽度，从而实现过流保护。

2 调制解调器

重联试验时装置必须模拟司机控制器调速手轮送出给流信号，同时对试验机车送来的给流信号还原为一个定值电压的调制信号，以电流幅值的变化来检测机车司机控制器调速信号的输出是否到位，所以重联试验装置中要设置一个调制解调器。调制解调器在电路结构上分为调制器和解调器两部分。

调制器对试验装置电位器送来的电流给定值这一模拟量进行定频调宽变换，调制脉冲宽度与电流给定值成正比，电平为机车蓄电池电平。调制后的电流给定值经由连接线通过机车重联插座送给机车电子控制柜，再由电子控制柜的解调器进行解调，获得原电流给定值的模拟量〔1〕。当转动试验装置电位器时，机车牵引电机电流也会随之升降。

解调器的作用是将机车送来的调制信号经解调信号输入端进入，经过变换成幅值为9 V的调制信号，由试验装置上的电流表模拟显示机车给流情况。为了获得与输入电流给定值相同的输出值，需要一个精确的中间变换环节，解调出与输入相同的输出值。为防止在调制器或解调器发生故障时，解调信号输出值超出额定电压，电路中设置了最大值限制环节。另外，为防止输出信号超出有效范围造成误显示，在输出端上还设有监视电路，当输出值小于-0.5 V或大于+9.5 V时，比较器翻转，从而没有输出。

3 重联控制电路

3.1 结构及原理 机车重联运行时，本务机车司机操纵按键开关和司机控制器，通过重联导线可同时控制重联机车。重联试验的主要目的是检查机车重联控制是否正常。重联控制主要是通过装置中的重联控制电路来实现。重联试验装置控制电路主要由按键开关、换向开关、中间继电器、时间继电器、电位器、二极管等部件组成。为使操作者工作方便，按键开关、换向开关及电位器按机车司机操纵台的顺序进行布置。重联控制电路原理如图1。进行重联试验时，操作者按试验规程操纵试验装置及试验机车上的指令电器，指令信号通过重联控制电路后，试验机车上的相应执行电器应正确动作，机车显示屏显示其动作信号，并通过重联线将执行信号送回试验装置显示屏，此显示屏应与试验机车显示屏显示一致。试验内容包括受电弓升降、主断路器分合、辅机开停、机车运行前、后方向控制以及牵引、制动特性控制等。

图1 重联控制原理框图

3.2 功能 当试验装置作为“重联机车”，试验机车作为“本务机车”使用时，试验装置能够真实、完整、按规定的逻辑控制关系显示，反映来自试验机车的各种控制信息。当试验装置作为“本务机车”，试验机车作为“重联机车”使用时，试验装置能按规定的要求发出各种控制信号，给出各种指令，试验机车能够按指令要求执行各项操作，实现重联机车的各项功能，从而达到检验机车重联有无故障的目的。

4 显示屏

4.1 结构及原理 检验机车重联有无故障，必须设置一套便于观察的显示装置。为此，试验装置采用的是与机车相同的显示屏。其信号灯采用由15 V直流供电的发光二极管，在发光面板上刻有相应的文字，以说明故障显示内容。显示屏分为上下2排，各有13个发光二极管。上排显示试验装置信号，并通过重联线束送达试验机车，其显示内容与试验机车显示屏下排显示信号相对应；下排显示试验机车信号，其显示内容与试验机车显示屏上排显示信号相对应。

4.2 功能 显示部分主要用于显示试验装置发给机车的各种信号是否送出，以及从机车发来的各种信号是否送达，以此来判断机车与机车重联时是否存在故障。重联试验时，无论是操作试验装置的还是试验机车的指令电器，装置显示屏与机车显示屏所显示的信号都应一致。否则说明机车重联存在故障，必须按显示信号对相应的电线路或电器部件进行故障查找。

5 结束语

SS7型电力机车机车重联试验装置经过反复试验及调试，性能达到设计要求，于2007年10月在南宁机务段投入使用。经2年多的运用，运行情况良好，质量可靠，方便了检修人员查找机车重联故障，提高了检修质量及工作效率。机车重联试验装置研制成功，为电力机车的重联运用提供了可靠的检测手段，从而保证机车重联运用的安全可靠，减少了机车库内整备时间和在修停时。

〔1〕谢步明.韶山7型电力机车〔M〕.北京:中国铁道出版社，1998.